Студенты факультета прикладной математики и информатики НГТУ НЭТИ создали цифровой двойник гироскопа для удаленных исследований
Новости
Программная разработка студентов ФПМИ получила высокую оценку и предложение о сотрудничестве от Тона де Йонга — известного европейского специалиста в области мультимедийного образования.
«Для экспериментов с использованием гироскопа необходимо дорогое лабораторное оборудование, стоимость реальной лабораторной установки — около двухсот тысяч рублей. Не каждый университет может себе это позволить. Мы создали математическую модель, цифровой двойник гироскопа, который позволяет с абсолютной точностью провести все эксперименты удаленно. Это особенно актуально в условиях пандемии», — говорит студент 3 курса ФПМИ Игорь Мурамщиков.
Результатом работы студентов является виртуальная лаборатория «Прецессия и нутация гироскопа», которая позволяет проводить компьютерные эксперименты с визуализацией в реальном времени сложного трехмерного пространственного движения гироскопа. Программный продукт был реализован в кросс-платформенной среде Qt Creator, а 3D симуляция — с использованием средств графического редактора Blender.
Интерфейс виртуальной лаборатории позволяет изменять параметры гироскопа и начальные условия. Динамическое воспроизведение движения гироскопа сопровождается изображением траектории конца его оси, что способствует максимально эффективному восприятию характера происходящих изменений. Система позволяет подключаться к виртуальному гироскопу удаленно, пока он доступен только студентам и научным сотрудникам НГТУ НЭТИ, но руководство факультета рассматривает вопрос о создании системы общего доступа для студентов других вузов и научных институтов России.
Научная публикация студентов ФПМИ Игоря Мурамщикова и Никиты Скрынника «Project development of the virtual laboratory work with 3D visualization of gyroscope motion» в журнале Journal of Physics: Conference Series вызвала большой интерес Тона де Йонга (Ton de Jong) — одного из крупнейших европейских специалистов в области мультимедийного образования. Профессор Тон де Йонг (University of Twente, the Netherlands) предложил авторам сотрудничество и демонстрацию их виртуальной лаборатории на Go-Lab (www.golabz.eu) — крупной международной интернет-платформе, ориентированной на внедрение инновационных технологий обучения с использованием виртуальных онлайн-лабораторий.
Ранее доклад Игоря Мурамщикова и Никиты Скрынника на секции Международной конференции в Томске (ТУСУР, ноябрь 2019 г.) был отмечен дипломом первой степени. Научным руководителем проекта Игоря Мурамщикова и Никиты Скрынника является канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры общей физики НГТУ НЭТИ Александр Баранов, который многие годы инициирует и организует проектную деятельность компьютерного моделирования физических процессов со студентами второго курса ФПМИ.
«Сейчас в нашей коллекции виртуальных лабораторий около двухсот цифровых двойников различных лабораторных устройств, в том числе устройство для определения удельного заряда электрона методом магнетрона, устройство для исследования движения электрона в лучевой трубке и даже программа для моделирования падения метеорита в атмосфере Земли. Большинство разработок студентов представляют собой интерактивные виртуальные лаборатории с 3D динамической визуализацией моделируемых систем и процессов. Виртуальные лаборатории могут быть использованы в системах дистанционного образования, в качестве дополнительных средств физического практикума и как интерактивные лекционные демонстрации», — говорит декан ФПМИ НГТУ НЭТИ Владимир Тимофеев.
Справка:
Гироскоп (от др.-греч. «круг» + «смотрю») — механическое устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено. Гироскопы активно используются в целом ряде направлений современной техники в том числе авиастроении, производстве смартфонов и игровых приставок, квадрокоптеров и гироскутеров, а также в системах наведения крылатых ракет.
Результатом работы студентов является виртуальная лаборатория «Прецессия и нутация гироскопа», которая позволяет проводить компьютерные эксперименты с визуализацией в реальном времени сложного трехмерного пространственного движения гироскопа. Программный продукт был реализован в кросс-платформенной среде Qt Creator, а 3D симуляция — с использованием средств графического редактора Blender.
Интерфейс виртуальной лаборатории позволяет изменять параметры гироскопа и начальные условия. Динамическое воспроизведение движения гироскопа сопровождается изображением траектории конца его оси, что способствует максимально эффективному восприятию характера происходящих изменений. Система позволяет подключаться к виртуальному гироскопу удаленно, пока он доступен только студентам и научным сотрудникам НГТУ НЭТИ, но руководство факультета рассматривает вопрос о создании системы общего доступа для студентов других вузов и научных институтов России.
Научная публикация студентов ФПМИ Игоря Мурамщикова и Никиты Скрынника «Project development of the virtual laboratory work with 3D visualization of gyroscope motion» в журнале Journal of Physics: Conference Series вызвала большой интерес Тона де Йонга (Ton de Jong) — одного из крупнейших европейских специалистов в области мультимедийного образования. Профессор Тон де Йонг (University of Twente, the Netherlands) предложил авторам сотрудничество и демонстрацию их виртуальной лаборатории на Go-Lab (www.golabz.eu) — крупной международной интернет-платформе, ориентированной на внедрение инновационных технологий обучения с использованием виртуальных онлайн-лабораторий.
Ранее доклад Игоря Мурамщикова и Никиты Скрынника на секции Международной конференции в Томске (ТУСУР, ноябрь 2019 г.) был отмечен дипломом первой степени. Научным руководителем проекта Игоря Мурамщикова и Никиты Скрынника является канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры общей физики НГТУ НЭТИ Александр Баранов, который многие годы инициирует и организует проектную деятельность компьютерного моделирования физических процессов со студентами второго курса ФПМИ.
«Сейчас в нашей коллекции виртуальных лабораторий около двухсот цифровых двойников различных лабораторных устройств, в том числе устройство для определения удельного заряда электрона методом магнетрона, устройство для исследования движения электрона в лучевой трубке и даже программа для моделирования падения метеорита в атмосфере Земли. Большинство разработок студентов представляют собой интерактивные виртуальные лаборатории с 3D динамической визуализацией моделируемых систем и процессов. Виртуальные лаборатории могут быть использованы в системах дистанционного образования, в качестве дополнительных средств физического практикума и как интерактивные лекционные демонстрации», — говорит декан ФПМИ НГТУ НЭТИ Владимир Тимофеев.
Справка:
Гироскоп (от др.-греч. «круг» + «смотрю») — механическое устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено. Гироскопы активно используются в целом ряде направлений современной техники в том числе авиастроении, производстве смартфонов и игровых приставок, квадрокоптеров и гироскутеров, а также в системах наведения крылатых ракет.
