Podporili nás

Multimediálna podpora vzdelávania v mechatronike

Číslo projektu: KEGA 030STU-4/2015

Vedúci projektu: doc. Ing. Danica Rosinová, PhD.

Anotácia projektu

Svetovým trendom v oblasti modernej a bezbariérovej výučby sú jej interaktívne formy na báze internetu, videa, audiovizuálnych pomôcok a vzdialených laboratórií (on-line vzdelávanie), ktoré sa uplatňujú nielen v dištančnom vzdelávaní, ale aj v prezenčnej forme vzdelávanie s podporou nových technológií (technology augmented classroom teaching). Popri slide-show prezentáciách a edukačných miniaplikáciách (dynamické web stránky, flash animácie, Java Applets a pod.) preferujú svetové výskumné univerzity vývoj a tvorbu edukačných videí, ktorých cieľovou skupinou sú poslucháči konkrétneho predmetu (kurzu). Edukačné videá sú voľne dostupné a umožňujú študentom sledovať výklad danej problematiky kdekoľvek a kedykoľvek. Návrh a realizácia zrozumiteľného a zaujímavo podaného edukačného videa z technickej oblasti je komplexná úloha, ktorá si vyžaduje synergiu odborných, pedagogických a umeleckých kvalít jeho tvorcov.

Projekt je zameraný na multimediálnu podporu vzdelávania v oblasti mechatroniky, s dôrazom na poznatky z aplikovanej informatiky, automatizácie a príbuzných vedných disciplín.

Cieľom projektu je vybudovanie multimediálneho laboratória na tvorbu kvalitných edukačných videomateriálov pre prezenčnú aj dištančnú formu univerzitného vzdelávania v oblasti mechatroniky a vytvorenie a otestovanie viacerých modulov takýchto materiálov. Výstupy projektu budú ďalej využiteľné pre účely vzdelávania odborníkov z praxe v rámci celoživotného vzdelávania, a tiež popularizácie mechatroniky a automatizácie u širokej verejnosti a žiakov stredných škôl - potenciálnych študentov vysokých škôl technického zamerania.

Podporené výstupy

E-learningová web stránka elearning.mechatronika.cool (tvorba a koncepcia web stránky - v spolupráci s projektom KEGA 011STU-4/2015 - Elektronické pedagogicko-experimentálne laboratóriá mechatroniky)

IFAC ROCOND ’15 Slovakia – Control Theory and Its Impact on Society (Prednáška - videozáznam)

Študuj mechatroniku a budeš úspešný (Propagačné video)

Digitálna továreň (Popularizačný článok, Propagačné video)

Automatizácia (Popularizačný článok)

Výpočtová inteligencia a cloud (Popularizačný článok)

Multimédiá a telematika pre mobilné platformy – voliteľný predmet (Propagačné video)

Študuj mechatroniku a budeš úspešný – 2.kolo prijímačiek (Propagačné video)

Multimédiá a telematika pre mobilné platformy – project showreel 2016-2017 (Propagačné video)

Inžinierska informatika v mechatronike (Propagačné video)

IFAC Symposium on Advances in Control Education 2016 – aftermovie (Propagačné video)

ACE2016 – Magnus Egerstedt – Controls Classes on a Massive Scale (Prednáška - videozáznam)

Mechatronické kresliace rameno mScara – Makeblock mDrawBot kit (Výukové video)

Ukážka riadenia magnetickej levitácie v laboratóriu D113 (Výukové video)

Ukážka riadenia tepelno-optickej sústavy TOS1A (Výukové video)

Ukážky riadenia jednosmerného motora pre 2 pracovné body (Výukové video)

Podporené kurzy

Riadenie modelu diskrétneho udalostného systému

Plant Simulation – modelovanie výrobných systémov – videotutoriál

DaVinci Resolve 12.5 – základy strihu videa – videotutoriál

Základy automatizácie a teórie systémov – videokurz

Elektronické pedagogicko-experimentálne laboratóriá mechatroniky

Číslo projektu: KEGA 011STU-4/2015

Vedúci projektu: doc. Ing. Peter Drahoš, PhD.

Anotácia projektu

Projekt sa zaoberá vytvorením modernej vedomostnej a experimentálnej základne pre výučbu mechatroniky s dôrazom na jej elektronické súčasti. Vzhľadom na to, že mechatronika integruje viaceré oblasti poznania a ich spojením vytvára synergický efekt, budú v rámci projektu budú vypracované nové metódy a formy vo výučbe, ktoré študentom umožnia získať nové poznatky s praktickou skúsenosťou s využívaním moderných elektronických prvkov a systémov, ktoré tvoria neoddeliteľnú súčasť komplexných mechatronických systémov v oblasti výrobkov spotrebnej elektroniky, energetiky, automobilovej techniky a v zdravotníctve.

Podnetnou výzvou pre podanie projektu bol vznik nových študijných programoch "Automobilová mechatronika" (Bc. program) a "Aplikovaná mechatronika a elektromobilita" (Ing. program). Pre tieto študijné programy budú vytvorené elektronické učebné texty pre 7 predmetov. Za účelom ďalšieho zvyšovania kvality výučby a výskumu sa plánuje v rámci v rámci riešenia projektu vytvoriť 5 nových experimentálnych pracovísk podľa najnovších trendov v elektronike, snímacej technike a riadiacich systémoch, ktoré budú mať viacúčelové využitie v priamej pedagogike, v individuálnych a tímových študentských projektoch ako aj pri výskumnej a vývojovej činnosti ústavu.

Cieľom projektu je zvýšiť odborné kompetencie študentov, učiteľov a výskumných pracovníkov a všetkých zúčastnených v týchto oblastiach: moderné senzory a MEMS, aktuátory na báze smart materiálov, elektrické trakčné pohony, mikroradiče a DSP pre vstavané riadiace systémy a spracovanie signálov, návrh riadiacich algoritmov a ich programovanie, elektronika a integrované obvody (ASICs) pre mechatroniku. Ďalším dôležitým sub-cieľom riešenej problematiky je získať široké kompetencie v komunikačných systémoch pre rôzne aplikačné oblasti mechatronických systémov najmä v automobilovom priemysle. Navrhovaný projekt bude podporovaný prostredníctvom moderných audiovizuálnych systémov, prostredníctvom web stránky a videí s multimediálnym spracovaním.

Podporené výstupy

E-learningová web stránka elearning.mechatronika.cool (tvorba a koncepcia web stránky - v spolupráci s projektom KEGA 030STU-4/2015 - Multimediálna podpora vzdelávania v mechatronike)

Elektromobilita – prednáška (Prednáška - videozáznam)

Čip FPGA (Výukové video)

Vývojová doska s mikrokontrolérom MSP430F169 (Učebnica)

Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) protokol pre Internet of Things (Učebný text)

OPC Unified Architecture a jazyk C# (Učebný text)

Podporené kurzy

Mikropočítačové systémy (Mikroprocesorová technika)

Počítačové siete a priemyselné komunikácie

Laboratórium digitálnych tovární s podporou IoT

Číslo projektu: KEGA 030STU-4/2017

Vedúci projektu: Ing. Ján Cigánek, PhD.

Anotácia projektu

Projekt sa zaoberá návrhom moderných foriem výučby automatizovaných systémov riadenia automobilových výrob (ďalej len ASRAV) na základe vytvorenia modernej vedomostnej a experimentálnej základne pre výučbu automatizácie a mechatroniky s dôrazom na nové trendy digitálnej továrne, internetu vecí IoT a virtuálnej reality. Vzhľadom na to, že mechatronika integruje viaceré oblasti poznania a ich spojením vytvára synergický efekt, budú v rámci projektu vypracované nové metódy a formy vo výučbe, ktoré študentom umožnia získať nové poznatky s praktickou skúsenosťou s využívaním moderných systémov pre modelovanie a simuláciu procesov podnikov, ktoré tvoria neoddeliteľnú súčasť moderných komplexných výrobných podnikov.

Podnetnou výzvou pre riešenie projektu bol vznik nových predmetov „Automatizované systémy riadenia automobilových výrob“, „Smart mechatronické systémy“, “Metódy výpočtovej inteligencie” a „Multimédiá a telematika pre mobilné platformy“ v bakalárskom študijnom programe Automobilová mechatronika a novo akreditovanom inžinierskom štúdiu Aplikovaná mechatronika a elektromobilita. Pre tento nový študijný program budú vytvorené elektronické učebné texty a moderné pedagogicko-popularizačné multimediálne materiály.

Za účelom ďalšieho zvyšovania kvality výučby a výskumu sa plánuje v rámci v rámci riešenia projektu vytvoriť experimentálne pracoviská podľa najnovších trendov v oblasti digitálnej továrne, internetu vecí IoT a virtuálnej reality, ktoré budú mať viacúčelové využitie vo výučbe odborných predmetov, v individuálnych a tímových študentských projektoch a pri výskumnej a vývojovej činnosti ÚAMT na FEI. V rámci riešenia projektu je plánovaná aj modernizácia multimediálneho mechatronického laboratória o komponenty potrebné pre prácu s virtuálnou realitou a výrobu pedagogicko-popularizačných multimediálnych materiálov v predmetnej oblasti.

Podporené výstupy

Multimédiá a telematika pre mobilné platformy – propagačné video 2017-2018 (Propagačné video)

Konverzia CAD modelov pomocou Datasmith v Unreal Engine (Učebný text)

OBS Studio – videonávod – nahrávanie obrazovky (Výukové video)

Any Video Converter – základný videonávod (Výukové video)

Základy práce s časticovými efektmi v Niagara VFX pre Unreal Engine 4 (Učebný text)

Upútavka na propagačný film Avengeri: Päť kameňov mechatroniky (Propagačné video)

Avengeri: Päť kameňov mechatroniky – popularizačný fanfilm (Propagačné video)

Podporené kurzy

Mechanika – elektronická učebnica (podporená implementácia kurzu na aktuálnu web stránku)

Termomechanika – elektronická učebnica (podporená implementácia kurzu na aktuálnu web stránku)

Plant Simulation – modelovanie výrobných systémov – videotutoriál (podporené prepracovanie kurzu na novšiu verziu programu)

DaVinci Resolve 15 – základy strihu videa – videotutoriál

Riadenie modelu paletového zakladača prostredníctvom PLC

Podpora výučby mechatroniky prostredníctvom virtuálnej reality

Číslo projektu: Nadácia Tatra banky 2016vs046 (program Kvalita vzdelávania)

Vedúci projektu: Ing. Erik Kučera, PhD.

Anotácia projektu

Projekt je dominantne zameraný na zavedenie moderných foriem výučby s využitím multimediálnych systémov pre podporu vzdelávania v širokospektrálnej oblasti mechatroniky, s dôrazom na nové poznatky z aplikovanej informatiky, komunikačných systémov a technológií, automatizácie a ďalších príbuzných vedných disciplín. Výučbové materiály budú vo forme interaktívnych aplikácií a aplikácií pre virtuálnu a rozšírenú realitu. Tieto zariadenia sú už v súčasnosti dostupné aj pre širokú verejnosť.

Výstupy projektu budú ďalej využiteľné pre účely vzdelávania odborníkov z praxe v rámci celoživotného vzdelávania, a tiež popularizácie mechatroniky a automatizácie pre širokú verejnosť a žiakov stredných škôl (duálne formy vzdelávania v mechatronike) - potenciálnych študentov vysokých škôl technického zamerania, nakoľko tieto materiály budú verejne dostupné.

Podporené výstupy

Virtuálna a rozšírená realita (Popularizačný článok)

Inžinierska informatika v mechatronike (Propagačné video)

Slnečná sústava (Interaktívna aplikácia)

Elektromotokára – hra a showroom (PC, Gear VR) (Interaktívna aplikácia, Aplikácia pre virtuálnu realitu)

Hangár s elektrickými vozidlami ÚAMT FEI STU (PC) (Interaktívna aplikácia)

Showroom s elektrickými vozidlami ÚAMT FEI STU z pohľadu prvej osoby (PC, Oculus Rift) (Interaktívna aplikácia, Aplikácia pre virtuálnu realitu)

Elektromotokára FEI STU (Microsoft HoloLens, Windows Mixed Reality) (Aplikácia pre zmiešanú realitu)

Konvergencia automatizácie a pokročilých IKT

Číslo projektu: KEGA 038STU-4/2018

Vedúci projektu: Doc. Ing. Peter Drahoš, PhD.

Anotácia projektu

Projekt sa zaoberá vytvorením modernej vedomostnej a experimentálnej základne pre výučbu mechatroniky s dôrazom na jej súčasti: automatické riadenie a informačno komunikačné technológie. Obrovská rozmanitosť priemyselných mechatronických systémov, automatizačných prostriedkov a priemyselných komunikačných systémov je vystavená novej výzve a potrebe na zjednotenie a zdieľanie dát jednotlivých súčastí priemyselných podnikov v zmysle trendov známych pod Industrial IoT alebo v širšom ponímaní ako Industry 4.0. Kľúčovú rolu v tomto procese hrá OPC UA (OPC Unified Architecture), ktorá je všeobecne uznávaným štandardom v priemyselnej automatizácii pre interoperabilitu a výmenu dát od úrovne senzorov a aktuátorov cez riadiace a komunikačné systémy až po centrálne servery a cloudy. V rámci projektu budú vypracované nové metódy a formy vo výučbe so zameraním na dennú prezenčnú aj dištančnú metódu vzdelávania, ktoré sprístupnia (tvorivo spracujú) rozsiahle poznatky nielen študentom ale aj širokej odbornej verejnosti formou e-learningu a multimediálnych foriem.

Podnetnou výzvou pre podanie projektu je potreba modernizovať študijné programy "Automobilová mechatronika" (Bc. program) a "Aplikovaná mechatronika a elektromobilita" (Ing. program) podľa najnovších trendov v priemysle, kde dochádza k ochote ”veľkých hráčov” v európskom aj svetovom priemysle vytvoriť jednotnú digitálnu platformu pre priemysel podľa noriem a odporúčaní OPC UA. Dôležitým podnetom je aj naliehavá spoločenská potreba (nedostatok) väčšieho počtu technicky vzdelaných odborníkov pre automobilový priemysel a jeho subdodávateľov na Slovensku.

V rámci riešenia projektu je plánovaná nielen modernizácia obsahu a metód výučby, ale aj budovanie pedagogicko-experimentálneho a multimediálneho laboratória s komponentami potrebnými na tvorbu vzdelávacích multimediálnych materiálov (najmä video a interaktívne elektronické formy) v predmetnej oblasti. Pracovisko ÚAMT FEI STU Bratislava disponuje odborníkmi, ktorí sú na integráciu a prienik automatizácie s informačnými a komunikačnými technológiami pripravení.

Podporené výstupy

OPC Unified Architecture – učebný text (Učebný text)

OPC UA – Interoperabilita pre priemysel 4.0 a internet vecí (IoT) (Učebný text)

Protokol MQTT a OPC UA Pub/Sub (Učebný text)

Digitálne dvojča a ANSYS (Učebný text)

Machine Learning and cloud Azure (Učebný text)

OPC UA – celkový prehľad – verzia 07 (brožúra OPC Foundation – preklad z originálu) (Učebný text)

Plant Simulation – úvodný návod (Učebný text)

Process Designer – základné funkcionality (Učebný text)

Objektovo orientované programovanie – základné pojmy (Učebný text)

Konečné automaty a modelovanie DES (Učebný text)

Návrh a tvorba OPC UA adresného priestoru (Učebný text)

Upútavka na propagačný film Päť kameňov mechatroniky: Prvá Avengerka (Propagačné video)

Päť kameňov mechatroniky: Prvá Avengerka – popularizačný fanfilm (Propagačné video)

Operačné systémy a riešenia poskytujúce Edge computing (Učebný text)

Docker a kontajnerizácia (Učebný text)

Sémantická interoperabilita v OPC Unified Architecture (Učebný text)

Komponent Priemyslu 4.0 a jeho digitálna reprezentácia pomocou Asset Administration Shell (Učebný text)

Virtuálna a zmiešaná realita vo výučbe pre Industry 4.0

Číslo projektu: KEGA 016STU-4/2020

Vedúci projektu: prof. Ing. Danica Rosinová, PhD.

Anotácia projektu

Moderné formy vzdelávania a výučby sú dnes realizované na základe rozvoja nových informačno-komunikačných technológií (IKT), kde sa využívajú napr. edukačno-prezentačné videá, interaktívne aplikácie alebo aplikácie vo virtuálnej a zmiešanej realite.

Hlavným cieľom a očakávaným prínosom navrhovaného projektu je zásadné skvalitnenie procesu výučby študentov a špecialistov v technických študijných programoch - v aplikovanej a automobilovej mechatronike a v príbuzných oblastiach inteligentných technológií a automatizácie s využitím najmodernejších IKT, virtuálnej reality a interaktívnej výučby modelovania, simulácie a riadenia. Vizualizácia procesov modelovania, identifikácie a riadenia zložitých mechatronických systémov, prvkov a zariadení (napr. automobilov, elektromobilov, mechatronických systémov v spotrebnej elektronike, zdravotníctve a pod.) vo virtuálnej a zmiešanej realite umožní študentom oveľa lepšie, názornejšie a rýchlejšie pochopiť študovanú problematiku v porovnaní s konvenčnými spôsobmi výučby.

Projekt je dominantne zameraný na zavedenie moderných foriem výučby v študijných programoch v širokospektrálnej oblasti mechatroniky (Bc. Automobilová mechatronika, Ing. Aplikovaná mechatronika a elektromobilita) s využitím multimediálnych systémov pre podporu vzdelávania, s dôrazom na nové poznatky z aplikovanej informatiky, komunikačných systémov a technológií, automatizácie a ďalších príbuzných vedných disciplín. Jedným z hlavných cieľov projektu je modernizácia a dobudovanie multimediálneho laboratória pre výučbu predmetov v študijných programoch bakalárskeho a inžinierskeho štúdia v oblasti mechatroniky s podporou moderných foriem výučby a (v rámci tohto projektu) vytvorených interaktívnych aplikácií a edukačných materiálov vo virtuálnej a zmiešanej realite. Predpokladá sa, že vytvorené edukačné materiály a metodika výučby budú využité v prezenčnej a dištančnej forme stredoškolského a univerzitného vzdelávania.

Predložený projekt nadväzuje na úspešný projekt KEGA Multimediálna podpora vzdelávania v mechatronike, ktorý bol ukončený v r. 2017 s excelentným hodnotením. V rámci neho boli vytvorené kvalitné edukačné a propagačné videá z predmetnej oblasti, umiestnené na modernej e-learningovej web stránke http://elearning.mechatronika.cool, ktorá bola jedným z výstupov spomínaného projektu. Web stránka si počas svojho fungovania získala u študentov mimoriadnu obľubu. Vytvorené videá boli ocenené aj na rôznych filmárskych súťažiach, ako napríklad CINEAMA.

Základnou myšlienkou a ambíciou predkladaného projektu je nadviazať na doterajšie výsledky a využiť získané metodické skúsenosti pre tvorbu výučbových aplikácií pre úplne nové formy vzdelávania vo virtuálnej a zmiešanej realite. Tieto aplikácie budú umiestnené na spomínaný e-learningový webový portál. Výstupy projektu budú ďalej využiteľné pre dištančné formy štúdia, pre účely vzdelávania odborníkov z praxe v rámci celoživotného vzdelávania, a tiež na popularizáciu mechatroniky a automatizácie pre širokú verejnosť a žiakov stredných škôl (duálne formy vzdelávania v mechatronike) - potenciálnych študentov vysokých škôl technického zamerania.

Podporené výstupy

Interaktívna hra pre výučbu prehľadávacích algoritmov a dátových štruktúr (Android) (Interaktívna aplikácia)

Päť kameňov mechatroniky: Prvá Avengerka – popularizačný fanfilm (Propagačné video)

Na čom stojí úspech študentského tímu, ktorý vyvíja elektrické monoposty? (Podcast)

Dokážeme ovládať zariadenia hlasom a rozšírenou realitou ako Tony Stark? (Podcast)

Naši študenti v STUBA Green Team (Propagačné video)

Aplikovaná mechanika a mechatronika – Wattov odstredivý regulátor a výkyvné rameno (Propagačné video)

Laboratórium automobilovej mechatroniky a diagnostiky (Propagačné video)

PhobyeVR – aplikácia pre tréning lepšieho zvládania fóbií (HTC Vive) (Aplikácia pre virtuálnu realitu)

Skryté hrozby internetu – interaktívna hra (PC) (Interaktívna aplikácia)

Svet umelej inteligencie – výučbová aplikácia vo virtuálnej realite (HTC Vive) (Aplikácia pre virtuálnu realitu)

Digitálne technológie pre Industry 4.0 testbed

Číslo projektu: KEGA 039STU-4/2021

Vedúci projektu: Doc. Ing. Peter Drahoš, PhD.

Anotácia projektu

Projekt je primárne zameraný na zavedenie moderných foriem výučby, ktoré si komplexný koncept, akým je Industry 4.0 vyžaduje. Nastoľuje potrebu vychovávať nový typ inžinierov a najmä doktorandov vývojárov, ktorí budú ovládať nielen digitálne technológie, ale budú schopní vyvíjať nové produkty a priemyselné komponenty pre Industry 4.0. Technologickú špičku predstavujú testbed pre Industry 4.0, ktoré v rôznych podobách existujú v Európe desiatky. Výsledky a posolstvá týchto testbed -ov sa v tomto projekte stanú súčasťou vzdelávania. Industry 4.0 testbed vnímaný ako dôležitý orientačný milník ukazuje rozhranie medzi teóriou, technologickou dostupnosťou a priemyselnou praxou.

V tomto duchu sa projekt sa zaoberá vytvorením ekonomicky dostupných variantov edukačno - vývojovej platformy (EVP) pre experimentovanie a praktické vzdelávanie v oblasti smart komponentov pre Industry 4.0 (I 4.0) s dôrazom na interoperabilitu a virtualizáciu, vrátane počítačom generovanej reality. Projekt rešpektuje architektúru referenčného modelu priemyslu 4.0 (RAMI 4.0) a OPC UA ako medznárodne uznaný štandard pre interoperabilitu v I 4.0.

Základ EVP bude pozostávať z moderných priemyselných riadiacich systémov, HW, SW modulov a sieťových komponentov, dostupných fyzikálnych modelov a účelových embedded systémov z vlastného vývoja. Vybrané systémy budú spojené s počítačom generovanou realitou, ktorá bude zobrazovaná na mobilných smart zariadeniach (tablety a headsety) vo forme rozšírenej reality. Rozšírená realita bude slúžiť na podporu monitorovania, diagnostiky, konfigurácie a ovládania systémov (aj hlasom operátora) ako prvok moderného rozhrania človek-stroj (nová forma HMI).

Riešiteľské pracovisko navrhovateľa projektu rozvíja medzinárodnú spoluprácu s pracoviskom „Testbed pro Průmysl 4.0“ na Českom institute informatiky, robotiky a kybernetiky (ČIIRK), ČVUT Praha, ktoré je súčasťou širšej medzinárodnej spolupráce v rámci projektu RICAIP, podpísané je Memorandum o spolupráci.

Predložený projekt nadväzuje na úspešný projekt KEGA "Konvergencia automatizácie a pokročilých IKT", ktorý bol v r. 2019 vysoko hodnotený. V rámci neho boli získané skúsenosti napríklad s implementáciou OPC UA do embedded systémov, overený agregačný server pre OPC UA sieť ( viď publikácie) atď. Získané poznatky umožňujú kreovať náročnejší cieľ.

V študijných programoch v multidisciplinárnej mechatronike (Bc. Automobilová mechatronika, Ing. Aplikovaná mechatronika a elektromobilita, PhD. Mechatronické systémy) budú pre tvorbu edukačných materiálov využité multimediálne systémy (najmä vizuálne a interaktívne elektronické formy) a pre podporu vzdelávania, s dôrazom na nové poznatky. Virtuálna a zmiešaná realita bude v projekte plniť dvojitú rolu: experimentálne funkčnú aj vzdelávaciu. Mechatronické zariadenia sme vždy vnímali ako kyberneticko - fyzikálne systémy. Zaradenie mechatroniky do odboru Kybernetika je pre nás výzvou ešte viac posilniť vzdelávanie v digitálnych technológiach.

Dôležitým podnetom je aj naliehavá spoločenská potreba väčšieho počtu technicky vzdelaných odborníkov pre automobilový priemysel a jeho subdodávateľov na Slovensku s kompetenciami pre I 4.0. V tomto duchu budú získané skúsenosti a vyvinuté edukačné materiály a digitálne technológie zdielané s odbornou komunitou a podporené odbornými seminármi a kurzami pre priemyselnú prax.

Podporené výstupy

Sémantická interoperabilita v OPC Unified Architecture (Učebný text)

Komponent Priemyslu 4.0 a jeho digitálna reprezentácia pomocou Asset Administration Shell (Učebný text)

Naučíš sa u nás navrhovať a riadiť autonómne vozidlá a drony? (Podcast)

Ako prebiehal vývoj vesmírneho rovera, ktorý funguje ako 3D tlačiareň? (Podcast)

Príbeh absolventa: Pracuje sa aj vo Volkswagene s digitálnymi technológiami? (Podcast)

Ako sa dostal náš absolvent k tvorbe mobilných aplikácií pre elektromobily? (Podcast)

Čo sa u nás naučíš v rámci inžinierskej informatiky v mechatronike? (Podcast)

Laboratórium automatizácie a riadenia (Propagačné video)

Laboratórium PLC a vizualizácie (Propagačné video)

Docker a kontajnery (Učebný text)

Základy Node-RED – nástroja pre tokovo-orientované programovanie (Učebný text)

Edukačné prípadové štúdie pre monitorovanie a riadenie udalostných systémov s využitím Node-RED, Factory IO a cloudu (Učebný text)

Ethernet Powerlink - priemyselný Ethernet (Učebný text)

Interoperabilné digitálne dvojča (Učebný text)

PLC systémy a vizualizácia (Učebný text)

Internet vecí a cloud (Učebný text)

Single Pair Ethernet (Učebný text)

Časovo kritická komunikácia – Základy TTEthernet a TSN (Učebný text)

Podpora pre medziodborové štúdium Industry 4.0 a 5.0

Číslo projektu: KEGA 021STU-4/2024

Vedúci projektu: Doc. Ing. Peter Drahoš, PhD.

Anotácia projektu

Projekt je primárne zameraný na podporu novo vznikajúcich medziodborových študijných programov orientovaných na digitálne technológie hlavne pre Industry 4.0 a 5.0. Nové študijné programy v 1. a 2. stupni vznikajú na rozhraní akreditovaných študijných odborov kybernetiky a informatiky v spolupráci viacerých ústavov na fakulte. Nový ŠP aj projekt takto logicky, svojim obsahom nadväzujú na charakter konceptu Industry 4.0, ktorý je označovaný za konvergenciu automatizácie a IKT alebo tiež za zbližovanie operačných (OT) a informačných technológií (IT). Projekt je motivovaný a reflektuje na spoločenskú objednávku a potreby digitalizácie v priemysle, na enormný záujem študentov o aplikované informačné technológie a zároveň disponuje odborným pedagogickým potenciálom s príslušnými odbornými kompetenciami a technologickou podporou na riešiteľskom pracovisku Ústavu automobilovej mechatroniky FEI STU. Mechatronické systémy vnímame ako kyberneticko - fyzikálne systémy. Zaradenie mechatroniky do odboru kybernetika je pre nás výzvou ešte viac posilniť vzdelávanie v digitálnych technológiách. Cieľom je vychovávať novú generáciu odborníkov - inžinierov, ktorí budú schopní nielen ovládať a implementovať nové digitálne technológie, ale budú schopní vyvíjať nové produkty, priemyselné komponenty a služby, ktoré Industry 4.0 potrebuje.

Pre dosiahnutie zámeru projektu podporiť nový ŠP sú čiastkové ciele a výstupy rozdelené do dvoch základných oblastí A. tvorby edukačnej bázy formou elektronických učebných materiálov a B. budovania experimentálnej bázy prostredníctvom Edukačno-vývojových platforiem (EVP) pre Industry 4.0, teda materiálnych podmienok a metodiky pre praktickú výučbu v laboratóriách. V zmysle paradigmy Industry 5.0 (human-centric) bude orientácia na človeka realizovaná dvomi formami: 1. pilotným projektom s názvom Talent-centric pre podporu talentov a zvýšenia kvality vzdelávania 2. zavedením technológií pre rozšírenú (AR) a zmiešanú realitu (MR) do výučby. Virtuálna a zmiešaná realita bude v projekte plniť dvojitú rolu: experimentálne funkčnú (operátorskú) a súčasne vzdelávaciu.

Projekt rešpektuje architektúru referenčného modelu priemyslu 4.0 (RAMI 4.0) a podstatu digitalizácie a konceptu Industry 4.0, ktorou je „neobmedzená“ konektivita zariadení a výmena dát cez OPC UA ako medzinárodne uznaného štandardu pre interoperabilitu v I 4.0. V tomto duchu sa projekt sa zaoberá vytvorením ekonomicky dostupných variantov Edukačno - vývojových platforiem (EVP) pre experimentovanie a praktické vzdelávanie v oblasti smart komponentov pre I 4.0 s dôrazom na interoperabilitu a virtualizáciu. Ďalšie EVP využívajú počítačom generovanú realitu, cloud - edge technológie a ich služby vrátane umelej inteligencie (napr. pre ovládanie zariadení hlasom). Nový technologický vývoj smeruje ku OPC UA over TSN, pre ktorý bude v projekte vytvorená sieť TSN s garantovaným reálnym časom ako ďalšie EVP.

Pracovisko navrhovateľa projektu disponuje kompetentnými riešiteľmi, za ktorými stoja skúsenosti z viacerých úspešne riešených projektov, napríklad KEGA: "Konvergencia automatizácie a pokročilých IKT" (v 2019 bol excelentne hodnotený), „Digitálne technológie pre Industry 4.0 testbed“ (končí v 2023) a ďalšie. Riešiteľské pracovisko rozvíja medzinárodnú spoluprácu s tromi inštitúciami: 1. pracoviskom „Testbed pro Průmysl 4.0“ ČIIRK, ČVUT Praha, 2. s katedrou Digitálneho inžinierstva Ruhr-University Bochum a 3. s firmou Microsoft (aktuálne na tému OPC UA for Cloud Initiative).

Projekt reaguje na naliehavú spoločenskú potrebu väčšieho počtu technicky vzdelaných odborníkov najmä pre automobilový priemysel a jeho subdodávateľov na Slovensku s kompetenciami pre I4.0. V tomto duchu budú získané skúsenosti a vyvinuté edukačné materiály a digitálne technológie publikované a zdielané s odbornou komunitou a podporené odbornými seminármi a kurzami pre priemyselnú prax.

Podporené výstupy

Digitálne a inteligentné technológie pre Industry 4.0 – učebnica (Učebnica)

Pilotné vzdelávacie moduly konceptu Inžinier 4.0

Číslo projektu: KEGA 010STU-4/2023

Vedúci projektu: doc. Ing. Oto Haffner, PhD.

Anotácia projektu

Predkladaný projekt je zameraný na tvorbu pilotných vzdelávacích modulov konceptu Inžinier 4.0 inšpirovaného švédskou iniciatívou Ingenjör4.0. Pridaná hodnota projektu tkvie v spolupráci s partnermi z priemyselnej praxe. Téma a obsah pilotných modulov bude definovaná na základe požiadaviek praxe a priemyselných partnerov. Moduly budú poskytnuté aj vo vzdelávaní odborníkov priamo u priemyselných partnerov. Takýto prístup prinesie vysoko cennú spätnú väzbu, ktorá bude využitá pre modifikáciu formálnej aj obsahovej stránky modulov. Toto zabezpečí pre študentov univerzity aktuálne a požadované vedomosti pre priemyselnú prax.

Projekt sa zameriava na posilnenie výučby problematiky digitálneho podniku a internetu vecí na teoretickej a praktickej úrovni. Projekt je kompatibilný so študijnými programom „Automobilová mechatronika“ a “Aplikovaná mechatronika a elektromobilita” patriacimi pod odbor “kybernetika” a podporuje najmä predmety Digitalizácia výrobných procesov, Strojové videnie a výpočtová inteligencia, Databázové a vizualizačné systémy, Virtuálna a zmiešaná realita a PLC systémy v mechatronike. V rámci projektu budú v spomenutých predmetoch použité elektronické a interaktívne učebné texty a nové moderné edukačno-propagačné multimediálne výučbové moduly. V projekte budú vytvorené nové experimentálne laboratórne pracoviská podľa najnovších trendov v predmetnej oblasti, ktoré budú mať viacúčelové využitie v priamej pedagogike, v individuálnych a tímových projektoch ako aj pri výskumnej a vývojovej činnosti pracoviska. Pre študentov je nevyhnutné, aby získali poznatky a hlavne praktické zručnosti a kompetencie v oblasti technológií súvisiacich s digitalizáciou výrobkov, výroby a súvisiacich procesov, ktoré následne dokážu vysoko efektívne využívať ako odborníci na digitalizáciu podniku v moderných výrobných podnikoch širokého zamerania.

Projekt má aplikačný výstup s orientáciou na modernizáciu procesov výučby v oblasti aplikovanej mechatroniky, kybernetiky a inžinierskej informatiky a je v súlade s trendmi Európskej únie - Industry 4.0, dokumentom ministerstva investícií, regionálneho rozvoja a informatizácie Slovenskej republiky ”Stratégia digitálnej transformácie Slovenska 2030” a “Stratégia výskumu a inovácií pre inteligentnú špecializáciu Slovenskej republiky 2021-2027 (SK RIS3 2021+)”.

Dôležitým výstupom projektu bude aj vytvorenie laboratórnych pracovísk pre strojové videnie a digitálnu továreň a modernizácia multimediálneho mechatronického laboratória, ktoré bude vybavené aktuálnou najnovšou technikou potrebnou pre tvorbu moderných výučbových modulov. Predpokladá sa, že pútavé prostredie laboratória bude tiež použité na účely propagácie vytvorených materiálov a bude sa aktívne využívať aj po skončení projektu na výučbu aj výskum a vývoj ďalších edukačných prostriedkov. Očakáva sa tiež významné posilnenie know-how pre tvorbu edukatívnych interaktívnych aplikácií pre virtuálnu a zmiešanú realitu vo všetkých oblastiach aplikovanej mechatroniky, kybernetiky a inžinierskej informatiky.

Podporené výstupy

Modelovanie a riadenie magnetickej levitácie (Výukové video)

Digitálne a inteligentné technológie pre Industry 4.0 – učebnica (Učebnica)

Prepojenie PLC s cloudovou aplikáciou Azure IoT Central – edukačná prípadová štúdia (Edukačná prípadová štúdia / učebný text)

Prepojenie PLC s cloudovou aplikáciou realizovanou pomocou Node-RED – edukačná prípadová štúdia (Edukačná prípadová štúdia / učebný text)

Prepojenie PLC s webovou aplikáciou a databázou – edukačná prípadová štúdia (Edukačná prípadová štúdia / učebný text)

Prepojenie PLC s mobilnou aplikáciou – edukačná prípadová štúdia (Edukačná prípadová štúdia / učebný text)

Prepojenie PLC s aplikáciou rozšírenej reality – edukačná prípadová štúdia (Edukačná prípadová štúdia / učebný text)

Interoperabilná komunikácia s kolaboratívnym robotom UR3 (Propagačné video)

Kolaboratívne výučbové aplikácie v zmiešanej realite pre mechatroniku

Číslo projektu: Nadácia Tatra banky 2017vs022 (program Kvalita vzdelávania)

Vedúci projektu: Ing. Erik Kučera, PhD.

Anotácia projektu

Projekt je dominantne zameraný na rozšírenie moderných foriem výučby s využitím multimediálnych systémov pre podporu vzdelávania v širokospektrálnej oblasti mechatroniky - s dôrazom na nové poznatky z aplikovanej informatiky, komunikačných systémov a technológií, automatizácie a ďalších príbuzných vedných disciplín. Výučbové materiály budú vo forme interaktívnych aplikácií a aplikácií pre virtuálnu a zmiešanú realitu, pričom špeciálnou výzvou je tvorba kolaboratívnych aplikácií pre zmiešanú realitu (Microsoft HoloLens).

Podporené výstupy

Multimédiá a telematika pre mobilné platformy – propagačné video 2017-2018 (Propagačné video)

Prezentačná interaktívna hra STUBA Green Team (PC, Universal Windows Platform, Xbox One) (Interaktívna aplikácia)

Virtuálny tréning operátorov výroby v Industry 4.0

Číslo projektu: Nadácia Tatra banky 2019vs056 (program Kvalita vzdelávania)

Vedúci projektu: Ing. Roman Leskovský

Anotácia projektu

Projekt sa zaoberá výskumom moderných nekonvenčných spôsobov trénovania montážnych pracovníkov a výskumom ergonomickej vhodnosti navrhnutých montážnych postupov. Problematika riešená projektom predstavuje synergický polygón zameraný na problematiku tvorby efektívnych spôsobov trénovania pracovníkov a ergonomickú vhodnosť školeného výrobného procesu. Projekt kladie dôraz na nové poznatky z aplikovanej informatiky, virtuálnej a rozšírenej reality, komunikačných systémov a technológií, automatizácie a ďalších príbuzných vedných disciplín. Projekt je unikátny tým, že umožňuje zabudovať do školiaceho procesu vedecko-technické a umelecké prvky. Výsledky riešenia projektu spočívajú vo vývoji nových metód edukácie a školenia v predmetnej oblasti. Vývoj takýchto metód edukácie a školenia vyžaduje prístup výskumníkov a špecialistov z rôznych oblastí a v súčasnosti výrobnou priemyselnou praxou žiadaný.

Podporené kurzy

Blender - základy 3D modelovania - videotutoriál

Plant Simulation – modelovanie výrobných systémov – videotutoriál (podporené prepracovanie kurzu na novšiu verziu programu v roku 2020)

Výučbové aplikácie vo virtuálnej a zmiešanej realite pre mechatroniku

Číslo projektu: VAVZRM (1324) (Program pre podporu mladých výskumníkov)

Vedúci projektu: Ing. Erik Kučera, PhD.

Anotácia projektu

Moderné formy vzdelávania a prezentácia výučby sú dnes realizované na základe rozvoja nových IKT technológií, ktoré využívajú napr. edukačno-prezentačné videá, interaktívne aplikácie alebo aplikácie vo virtuálnej a zmiešanej realite. Hlavným cieľom a prínosom navrhovaného projektu je zásadné skvalitnenie procesu výučby absolventov a špecialistov v technických študijných programoch - v aplikovanej a automobilovej mechatronike a v príbuzných oblastiach automatizácie s využitím najmodernejších IKT technológií, virtuálnej reality a interaktívnej výučby modelovania, simulácie a riadenia. Vizualizácia procesov modelovania, identifikácie a riadenia zložitých mechatronických systémov, prvkov a zariadení (napr. automobilov, elektromobilov, mechatronických systémov v spotrebnej elektronike, zdravotníctve a pod.) vo virtuálnej a zmiešanej realite umožní študentom oveľa lepšie, názornejšie a rýchlejšie pochopiť študovanú problematiku v porovnaní s konvenčnými spôsobmi výučby.

Predložený projekt nadväzuje na úspešný projekt KEGA Multimediálna podpora vzdelávania v mechatronike. V rámci neho boli vytvorené kvalitné edukačné a propagačné videá z predmetnej oblasti, ktoré boli umiestnené na modernej e-learningovej web stránke http://elearning.mechatronika.cool, ktorá bola jedným z výstupov spomínaného projektu. Web stránka si počas svojho fungovania získala u študentov mimoriadnu obľubu. Vytvorené videá boli ocenené aj na rôznych filmárskych súťažiach ako napríklad CINEAMA.

Podporené výstupy

Interaktívna hra pre výučbu objektovo orientovaného programovania (Interaktívna aplikácia)

Podporené kurzy

Základy 3D enginu Unity – projekt Roll a Ball

3D engine Unity – projekt Survival Shooter

Webhosting pre web stránku bol poskytnutý spoločnosťou WebSupport.