大学虚拟现实课堂将亮相世界数字教育大会

戴上“眼镜”就能进入未来工厂

长江日报 2025年05月14日

    武汉理工大学学生在虚拟汽车产线上实习。

    长江日报记者杨佳峰 摄

    2025世界数字教育大会今天在湖北武汉开幕。长江日报记者走进武汉数字教育现场,带您体验线上线下联动的教育数字化成果。

    随着数字教育的普及,人们期待更普惠、更安全、更聪明的数字教育,你我都在其中,人人皆是主角。

    □ 长江日报记者杨佳峰 通讯员谢小琴 杨志杰

    在武汉理工大学,通过虚拟现实技术就能远程接入“无人工厂”“无人码头”“无人汽车”等尖端技术与实际应用场景,为学生构建“沉浸式”教学环境。近日,长江日报记者近距离感受了理工智课平台这个特别课堂的数字魅力,他们的成果也亮相于2025年世界数字教育大会高等教育观摩现场。

    ■ 在网络空间设计生产电池

    戴上VR眼镜,武汉理工大学新能源材料与器件专业研二学生罗凯开始了自己的电池制造模拟实践。在网络空间打开锂离子电池电解液配方研发数字孪生系统,一间虚拟的实验场景呈现在罗凯的眼前,按下“配方研发”按钮,罗凯进入材料库,选择了一种钴酸锂材料做手机电池,在虚拟智能产线上经过涂布、辊压、分切、组装、电解液注入、组装等程序,短短5分钟便完成了整个电池制备。

    “实验场景与真实的实验室一模一样,5分钟就能完成一场电池制造实验。”罗凯说,过去自己经常排队去实验室做实验,一次只能做一个实验配方,而孪生系统上有24个配方可供选择,还可进行迭代优化,现场还显示实验考核成绩,效率很高。

    该校材料科学与工程学院研究员孟甲申告诉记者,该校在马房山校区有一间真实的电池制造实验室,经过数字孪生技术搬到了网络空间,学生可以选择不同的实验材料,自己设计电池,得到不同的电池性能。真实的实验室单元一次只能做一个实验,在孪生系统上一次可安排24名学生同时做实验,而且实验可以在个人PC端、手机上完成。

    ■ 在虚拟汽车生产线上实习

    “进入动力电池装配环节,查看汽车底盘的装配、挡风玻璃的装配……”智能制造工程专业大四学生杨廷俊戴上混合现实技术头盔(MR),进入汽车未来智造虚拟平台,和5位同学一起漫游在最先进的汽车装配生产线上,手持遥控器还可搬动汽车配件,参与汽车装配工作。

    杨廷俊介绍,在汽车未来智造虚拟平台,既可鸟瞰厂区全貌,了解整车总装产线工序与布局,又可以切换视角,进入虚拟车间。利用交互式的学习模式,他可进行汽车总装工序学习及知识考核,沉浸式体验汽车生产车间的生产状态。接下来,杨廷俊又进入未来课堂教学模块,进行动力电池封装结构设计与虚拟装配,系统随机生成的一个车型,给出续航要求、电池性能需求、应用场景等差异性参数,让他根据车型要求完成底盘电池+成组模式+连接方式的方案设计,并进行电池包的虚拟装配。

    “过去是大三才能进入汽车公司产线实习,现在大一就可以进入认知实习了。”机电工程学院卢杰老师表示,汽车未来制造虚拟平台可以代替部分实操训练。通过AR虚实融合技术,可进行零部件的结构设计与有限元分析,基于AI算法的装配路径规划完成零部件的虚拟装配,并对装配结果实时进行碰撞检测,对结果进行综合评价。

    ■ “亲手”在青岛港装卸货物

    船舶往来、吊车林立、卡车穿梭……戴上VR眼镜后,研二学生康天博仿佛来到我国北方忙碌的青岛港,数字化港口装备孪生仿真平台让他难以相信自己身处武汉理工大学校园。

    康天博说,这是他第一次“亲眼”见识港口全貌、“亲手”操控港口设备。相比于真实港口的现场实习,反而这虚拟的看得更明白更全面,没了管中窥豹的感觉。

    来数字化港口装备孪生仿真平台实习前,康天博已在线上进行了理论和相关实操的学习,记者看到,他根据任务分工,结合某港口典型装卸工艺场景进行实验和验证。在康天博模拟抓箱、翻箱、放箱等远程作业时,另一名同学则基于AR全息沙盘配置卸船调度工艺的装备、路径及堆场码垛顺序,二人合作完成靠泊集装箱船舶装卸作业任务。

    该校交通与物流工程学院副教授梅杰说,过去学生在港口实习,很多设备根本碰不到,而在数字化港口装备孪生仿真平台,不仅可以进行港口的调度作业,还能设计工艺流程。

    据悉,武汉理工大学深度对接国家智慧教育公共服务平台,共建校企微课程150余门,开发汇聚优质资源60万余条。

    武汉理工大学校长杨宗凯表示,教育数字化转型是一场系统性变革,是教育全要素、全流程、全业务和全领域的数字化转型,人工智能将在知识传授中扮演关键角色。