Immersive virtuelle Realität für die metallurgische Ingenieurausbildung

NevadaToday

Die interdisziplinäre Forschungsgruppe unter der Leitung von Nevada Gold Mines Professor Pengbo Chu besuchte kürzlich Nevada Gold Mines. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Pengbo Chu)

Pengbo Chu, Professor für Goldminen in Nevada an der Mackay School of Earth Sciences and Engineering, und seine Mitarbeiter erhielten kürzlich ein Stipendium für die Forschung zur Gestaltung von Metallurgie-Kursmodulen unter Verwendung immersiver virtueller Realität (VR).

Chu ist der leitende Forscher eines Stipendiums der National Science Foundation (NSF), das den Forschern rund 850.000 US-Dollar zur Verfügung stellte. Zu den Co-Hauptforschern gehören Sergiu Dascalu (Professor für Informatik und Ingenieurwissenschaften), Leping Liu (Professor für quantitative Methoden und Lernwissenschaften), Li-Ting Chen (außerordentlicher Professor für quantitative Methoden und Lernwissenschaften) und Ying Yang (Assistenzprofessor für Chemie). ).

Die Forscher werden zusammenarbeiten, um ein immersives VR-Erlebnis zu entwerfen und zu bauen, damit Studenten einen metallurgischen Prozess namens Schaumflotation besser verstehen können. Forscher aus dem Fachbereich Informatik und Ingenieurwesen werden ihre ingenieurwissenschaftlichen Fähigkeiten nutzen, um das eigentliche VR-Ökosystem aufzubauen, und Forscher aus den Lernwissenschaften werden ihre pädagogische Expertise einbringen, um die Aufgaben und Rollen zu entwickeln, die Studierende in der VR-Welt übernehmen werden. „Das Hauptziel von „Dieses Projekt soll den Studenten eine bessere Lernerfahrung in der Metallurgietechnik bieten, damit sie besser auf die Qualifikationen vorbereitet werden können, die die aufstrebende Industrie für kritische Mineralien erfordert“, sagte Chu.

Chu sagte, der Prozess, den die Forscher zu visualisieren versuchen, sei kompliziert. Schaumflotation ist eine wichtige Technik im Aufbereitungsprozess von Mineralien, die das Zielmineral (z. B. kritische Mineralien) von anderen Mineralien isoliert. Schaumflotation ist ein dreiphasiges Mineraltrennverfahren, bei dem Chemie und Physik zur Isolierung von Mineralien genutzt werden.

„Es ist ein sehr kompliziertes System“, sagte Chu. Den Schülern fällt es oft schwer, sich das vorzustellen, deshalb wandte sich Chu an seine Mitarbeiter, um zu sehen, ob sie daran interessiert wären, eine neue Methode zur Vermittlung dieses Prozesses zu entwickeln.

Die Schüler tauchen in die Welt der virtuellen Realität ein und übernehmen jeweils unterschiedliche Rollen im Schaumflotationsprozess. Die von den Schülern gewählten Rollen, die Zeit, die sie zum Erledigen der Aufgaben benötigen und wie gut sie mit anderen Schülern zusammenarbeiten, werden durch Algorithmen für maschinelles Lernen und Datenanalyse analysiert. Die Ergebnisse werden den Forschern dabei helfen, personalisiertere VR-Lernerlebnisse zu entwerfen, die möglich sind sind auf die Fähigkeiten der Schüler zugeschnitten und helfen ihnen, effektiver zu lernen.

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Die Mitarbeiter planen, die Module rund um die Community-of-Forscher-Perspektive zu gestalten, die eine Lehrpräsenz zur Anleitung der Studierenden, eine kognitive Präsenz, in der sich die Studierenden mit den Inhalten auseinandersetzen, und eine soziale Präsenz, in der die Studierenden miteinander interagieren, umfasst. Für dieses Projekt erhielt das Department of Mining and Metallurgical Engineering einen der wenigen bergbaubezogenen NSF-Zuschüsse. Das Projekt wird drei verschiedene Doktoranden finanzieren. Studenten an drei verschiedenen Hochschulen.

Da die Klassengrößen im Bergbau normalerweise sehr klein sind, wird die Gruppe das Modul für Studenten der Michigan Technological University teilen und auch die vereinfachten Module für High-School-Schüler in Nevada bereitstellen.

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