Elektronika 2009-11.pdf - Instytut Systemów Elektronicznych

zadań określonych przez użytkownika. Wyróżnić można poniższe
szczegółowe cele, które będą osiągane na poszczególnych
etapach szkolenia operatora:
1) zapoznanie się z robotem, jego interfejsem z operatorem,
funkcjami i trybami pracy;
2) obserwacja - operowanie kamerą (i ewentualnie innymi
sensorami) w celu wykonywania zadań obserwacyjnych,
interpretacja wyników; obserwacja w warunkach zakłóceń
(w tym widoczności ograniczonej np. przez zadymienie);
3) przemieszczanie robota - „jazda” robotem:
- w różnych warunkach terenowych (w tym sypki piasek,
żwir, kałuże),
- przy obserwacji bezpośredniej robota i jazda, gdy operator
widzi tylko obraz z kamery wizyjnej robota,
- przy pełnym sterowaniu ręcznym i przy użyciu procedur
sterowania automatycznego (autopilota);
4) operowanie manipulatorem robota:
- wykonywanie ręczne wszystkich podstawowych ruchów/przemieszczeń
manipulatora robota nieruchomego,
przy obserwacji bezpośredniej oraz za pomocą
kamery wizyjnej i innych sensorów robota,
- programowanie ruchów manipulatora i praca przy sterowaniu
automatycznym,
- operowanie manipulatorem w połączeniu z jazdą.
5) Wykonywanie „misji” robota, typowych dla poszczególnych
użytkowników/zastosowań, według scenariuszy o coraz
większym stopniu komplikacji, uwzględniających występowanie
zakłóceń i niesprawności robota oraz limity czasu.
Środki nauczania
Przedstawiono środki nauczania wykorzystywane na trzech
poziomach treningu realizowanego przy użyciu trenażerów.
Po zakończeniu szkolenia prowadzonego przy użyciu tych
środków, może być przeprowadzony trening uzupełniający/
sprawdzający w warunkach rzeczywistych (rzeczywisty robot,
rzeczywiste otoczenie).
Poziom 1 - trenażer zrealizowany za pomocą PC. Symulowane
jest otoczenie robota, robot oraz interfejs robota (pulpit
sterowniczy). Trenażer taki może być użyty na dwa
sposoby:
1) „klasa elektroniczna” ze stanowiskami szkolonych i stanowiskiem
instruktora, wyposażonymi w PC. Należy rozważyć
zastosowanie PC z dwoma monitorami ekranowymi,
jednym symulującym interfejs robota (pulpit sterowniczy
i wskazania sensorów, w tym obraz z kamery wizyjnej
robota), drugim ukazującym symulację robota
w jego otoczeniu;
2) e-learning w sieci prywatnej lub publicznej (intranet lub Internet).
Standardowy PC z jednym monitorem ekranowym
(w szczególności w sieci publicznej), trening prowadzony
na zasadzie podobnej do uczestnictwa w grze komputerowej,
wraz z punktacją. Bez udziału instruktora-człowieka.
Poziom 2 - rzeczywiste urządzenia interfejsu robota, symulowany
robot i jego otoczenie. Poziom symulacji w sensie przybliżenia
rzeczywistości - wyższy niż na poziomie 1 treningu.
Poziom 3 - zastosowanie rzeczywistości rozszerzonej AR
- rzeczywisty robot w otoczeniu rzeczywistym z elementami
symulowanymi/wirtualnymi; hełm używany przez szkolonego,
zajęcia z instruktorem.
Wykorzystanie środków nauczania do realizacji
celów szkolenia
Koncepcję wykorzystania środków do realizacji celów nauczania
ujmuje indywidualne curriculum szkolonego operatora,
które zawiera następujące etapy szkolenia:
1) zapoznanie się z robotem. Demonstracja rzeczywistego robota
oraz wstępne zajęcia z instruktorem w klasie elektronicznej,
2) indywidualna nauka e-learningowa: obserwacji, jazdy, operowania
manipulatorem i wykonywania podstawowych
misji. Po upływie określonego czasu przeznaczonego na
to szkolenie, szkolony powinien uzyskać określone wyniki
punktowe w rozegranych „grach” i przejść do następnego
etapu treningu,
3) zajęcia sprawdzające - i w razie potrzeby uzupełniające -
w klasie elektronicznej przy udziale instruktora. Po uzyskaniu
zaliczającej oceny (liczby punktów) ze sprawdzianu
szkolony przechodzi do następnego etapu treningu. Etap
ten może być pominięty i całe szkolenie z symulacją w zakresie
obserwacji, jazdy, operowania manipulatorem i wykonywania
podstawowych misji może być przeprowadzone
w klasie elektronicznej,
4) zajęcia na trenażerze poziomu 2, obejmujące krótkie
sprawdzające ćwiczenia z zakresu obserwacji, jazdy i operowania
manipulatorem, a następnie wykonywanie misji
z większą precyzją niż na poziomie 1. Po uzyskaniu zaliczającej
oceny szkolony przechodzi do następnego etapu
treningu,
5) zajęcia na trenażerze poziomu 3. Wykonywanie misji
w rozszerzonej rzeczywistości, przede wszystkim przy
użyciu rzeczywistego robota w otoczeniu z elementami rzeczywistymi
(np. różne rodzaje nawierzchni - piasek, żwir,
kałuże) i wirtualnymi.
Funkcje i właściwości trenażerów
Przed rozpoczęciem pracy trenażer powinien przeprowadzać
automatyczny test sprawności systemu i nie dać się uruchomić
w trybie pracy w przypadku wykrycia niesprawności. Trenażery
poszczególnych poziomów winny umożliwiać:
▪ na poziomie 1:
- widoczną na ekranie monitora symulację w czasie rzeczywistym
następstw użycia przez szkolonego zasymulowanych
organów sterowania robotem w zakresie obserwacji,
jazdy i manipulacji,
- wprowadzanie do trenażera zaprogramowanych scenariuszy
i widoczną na ekranie monitora symulację otoczenia
robota wynikającą z danego scenariusza,
- widoczną na ekranie monitora, lub tylko wykrytą i zasygnalizowaną
koincydencję symulacji robota i symulacji otoczenia,
- rejestrację i odtwarzanie sesji szkoleniowej każdego
uczestnika,
- wykrywanie i pomiar czasu określonych zdarzeń ekranowych,
- prowadzenie według zaprogramowanego wzorca, w sesji
szkoleniowej każdego uczestnika, punktacji wynikającej
z wykrytych zdarzeń ekranowych i czasu ich wystąpienia,
- sporządzanie raportów o przebiegu i wynikach szkolenia
(punktacja) każdego uczestnika.
Ponadto:
(I) w klasie elektronicznej:
ELEKTRONIKA 11/2009 93