Trialoogi toimetaja
Tuleviku tööstus vajab insenere, kes oskavad suhelda masinatega. Automaatjuhtimine on tööstuse süda – et seda mõista, tuleb teada palju enamat kui teoreetilisi valemeid.
TalTechi IT-teaduskonna virtuaalse automaatjuhtimise õppe- ja teaduslabor ReImagine Lab on keskkond, milles tulevikuinsenerid õpivad süsteeme otsesuhtluse kaudu juhtima. Virtuaal- ja liitreaalsuse abil saab kogeda ja katsetada keerulisi protsesse ning mõista neid uuel, intuitiivsel tasandil. Digitaalsed kaksikud ja reaalajas reageeriv keskkond kiirendavad õppimist ja kasvatavad tehnoloogia suhtes usaldust, millel on tööstuses aina suurem roll.
Labori tuumaks on digitaalsed kaksikud – reaalsete seadmete virtuaalsed koopiad, mida saab testida ja juhtida hübriidses XR-keskkonnas. „Virtuaalses keskkonnas on võimalik viia läbi katseid, mida reaalsete objektidega ei julgeta või ei saa teha,“ selgitas programmi arukate süsteemide keskuse juht professor Eduard Petlenkov. Digitaalsete kaksikute keskkond annab tudengitele võimaluse katsetada ja eksida – ning õppida oluliselt kiiremini.
“Virtuaalses keskkonnas on võimalik viia läbi katseid, mida reaalsete objektidega ei julgeta või ei saa teha.”
Petlenkovi sõnul on digitaalsetel kaksikutel tööstuses väga praktiline väärtus – eelkõige juhul, kui on vaja katsetada uusi algoritme või õpetada ohutult ja efektiivselt roboteid. Foto: Erakogu
Tulevikuinseneride kasvulava
Kuna digitaalsed kaksikud reageerivad ülesannetele reaalajas ning visualiseerivad süsteemi käitumist, tekib õppijal seadmete käitumisest palju selgem arusaam, kui lihtsalt graafikuid jälgides. „Kui inimene näeb tulemusi otse objektil – isegi kui see on virtuaalne – ja tunneb, et seisab objekti kõrval, tekib tal hoopis teistsugune õppimiskõver,“ ütles Petlenkov.
TalTechi arukate süsteemide keskuse vanemteaduri Aleksei Tepljakovi sõnul tuleb tänapäeval kindlasti osata masinatega suhelda ja neid usaldada. „Masinad ei pea inimest asendama – nad on abivahendid. Tuleviku spetsialist peab oskama nendega koostööd teha,“ rõhutas ta. Interaktsioonid digitaalse kaksikuga, eriti kui need leiavad aset liitreaalsuses, annavad õppijale enesekindluse ja arusaamise, mida ei saa saavutada pelgalt simulatsioone vaadates.
Virtuaalreaalsuses on loodud järgmiste juhtimisprotsesside digikaksikuid: sildkraanad, tornkraanad, magnetiline levitatsioon, pöördpendlid, vedeliku nivoo juhtimise süsteemid. Nimetatud protsessid aitavad mõista, kuidas töötavad täpset ja turvalist juhtimist nõudvad tööstussüsteemid. Tudeng saab parema pildi sellest, kuidas mõjutavad süsteemi käitumist sellised tegurid nagu juhitavus, reageerimiskiirus või võimalikud võnkumised – ning miks on ohutus automaatjuhtimises nii oluline.
Lisaks praktilisele katsetamisele toetub labor tugevale matemaatilisele mudelile. Hea digitaalse kaksiku eelduseks on täpne füüsikaline kirjeldus ning kvaliteetne visualiseerimine. Alles sedakaudu tekib õpetatavates usaldus – ja ühtlasi valmidus hallata keerulisi süsteeme.
“Masinad ei pea inimest asendama – nad on abivahendid. Tuleviku spetsialist peab oskama nendega koostööd teha.”
TalTechi arukate süsteemide keskuse vanemteaduri Aleksei Tepljakovi sõnul tuleb tänapäeval kindlasti osata masinatega suhelda ja neid usaldada. Foto: Erakogu
Tööstus ootab insenere, kes ei karda uusi tööriistu
ReImagine Labis loodud tehnoloogiad ei jää ainult akadeemiliseks katsetuseks. Petlenkovi sõnul on digitaalsetel kaksikutel tööstuses väga praktiline väärtus – eelkõige juhul, kui on vaja katsetada uusi algoritme või õpetada ohutult ja efektiivselt roboteid. „Ilma digitaalsete kaksikuteta pole võimalik masinõpet tööstuses rakendada,“ rõhutas Petlenkov. Laborikeskkond võimaldab simuleerida reaalseid protsesse, teha vigu ja neist õppida – praktikas, mida tegelikus tehases töötades endale lubada ei saa.
Digitaalsed kaksikud pole Eestis veel igapäevane standard, kuid nende kasutusala laieneb. „Näiteks R8 kasutab digitaalset kaksikut oma platvormi südames – kusjuures tegu pole suure kontserniga, vaid Eesti enda ettevõttega,“ tõi Tepljakov esile. Tõsi, uute lahenduste juurutamine eeldab investeeringuid, kuid sellel on piisavalt lühike tasuvusaeg, et motiveerida ka keskmise suurusega tööstusettevõtteid. Protsessi käivitamisel on kõige olulisem anda edasi tugevat inseneriharidust ja uue põlvkonna oskusi.
Insenerihariduses kerkib üha teravamalt esile küsimus, kuidas omandada tugevaid baasteadmisi – eriti matemaatikas – olukorras, kus tehnoloogiad arenevad peadpööritava kiirusega. ReImagine Lab ei püüa asendada klassikalise matemaatika õpet, vaid täiendab seda, pakkudes õppijatele võimalust keerulisi teooriaid visuaalselt kogeda ja oma teadmisi praktiliste ülesannete kaudu kinnistada. „Põhiteadmised peavad jääma, aga uued vahendid aitavad nende õppimist oluliselt tõhustada,“ ütles Petlenkov.
Tulevikutööstuses vajatakse järjest rohkem insenere, kes oskavad mõelda süsteemselt, suhtlevad masinatega sujuvalt ning on valmis õppima kiiremini, kui senised meetodid on võimaldanud. „Tudengite seas me hirmu masinate ees ei näe – pigem huvi ja valmisolekut,“ märkis Tepljakov.
“Põhiteadmised peavad jääma, aga uued vahendid aitavad nende õppimist oluliselt tõhustada.”
