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 – 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)

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)

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)

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)

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).

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 na modernom portáli https://elearning.mechatronika.cool .

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)

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.