格林伍德,MathWorks
保罗•卡拉姆反对Quanser
同时工业和学术界已经发展在过去的几年中由于技术进步提供新的策略和数据集的访问。COVID-19大流行在行业加快了新技术的采用,包括教育。发现MATLAB®,仿万博1manbetx真软件®,Quanser QLabs可以帮助调整现有教学和开发流程中在实验室,新的在线格式。观看演示的虚拟实验室活动,学习更多的知识。
你好,每个人。我将格林伍德。我管理高等教育内容和MathWorks,我很兴奋由保罗•卡拉姆反对加入Quanser研发主管,讨论的主题虚拟实验室和它们是如何被集成在工程教育和我们能做什么。
所以我来自MathWorks,你可能知道我们MATLAB和Simulink的创造者。万博1manbetx我们感激观众中有很多合作伙伴,我们很幸运与超过100000个合作企业,从财富500强企业初创公司,超过6500所大学。
因此,我们看到他们应对的挑战,以及他们正在经历的变化。正如我所提到的,我们加入了Quanser讨论。MathWorks和Quanser已经合作多年,和计算和仿真的结合环境由MathWorks和Quanser在硬件方面的专业知识的教学和研究提供了一个机会让我们聚在一起,讨论虚拟实验室的令人兴奋的话题。你会听到和看到一些更多关于Quanser工作的几分钟。
我想先从数字转换的概念,讨论了迈克尔•卡从MathWorks今天早些时候在他的主题。大大增加获得庞大的数据和系统的使用模型带来了一个数字转换在许多不同的行业。这是在过去的几年中增长。这里有一个例子,Corindus开发平台进行实时遥控机器人冠状干预措施。
这个平台,医生可以远程操作设备,而不需要在病人的房间或区域。这就离不开强劲的能力模型和模拟控制平台的设计。
在学术界,我们也看到了实验室和设备进行类似的转换。例如多伦多大学、模型复杂的工业机器人被用来让学生们接触更广泛的机器人套件平台和设计环境不需要物理机器人对于每一个场景。系统使用的模型和模拟转换在实验室。
现在,让我们来深入探讨了实验室和他们如何融入工程教育。这里我们有一个表示instructor-centric模型的实验室,教师促进学生之间组工作,动手实验的在实验室里,和一些连接的计算工作。在短期内,由于COVID-19大流行而被迫在线课程,大量学习教学设计和教学网络的挑战。
我们想开始我们已经学会了在短期内实现,将它们应用于我们的长期课程设计使教育更加适应不断变化的条件下,改善学生的学习,使密切与转换发生在行业。所以我们可以回到实验室和合并的instructor-centric设置额外的个人互动,补充期间使用的硬件实验模型,进一步让学生们接触越来越多的套件
工业工作流通过我们学到了什么,而网上教学和转换行业。
现在,让我们看看典型的工作流,我们可能使用实验室。我们从一个全新的概念,介绍了外部的实验室,包括一些背景信息,我们为什么研究这个的动机。然后我们探索潜在的理论来加强这一概念是如何工作的。
然后学生在实验室实验和探索改变参数如何影响行为。当我们有一个好的理解的行为,我们继续实现。这可能包括部署到硬件或调查特定设计的场景。
最后,报告分析结果,它通向推进到下一个概念。我们可以亲自把这个广义工作流应用到虚拟实验室或实验室,使教学设计一致的我们是否在线教学,,或两种类型的混合,如一个互补的混合方法。风景的人们可能会认为是虚拟实验室是广泛的。所以我想把他们分成三个不同的类别。
首先是一个完全的虚拟实验室。在这里,我们不会有任何硬件。我们模拟一个过程、测试设备,或其他设备的功能。下一个是硬件在家里。这些涉及到硬件的学生,经常在工具包的形式或移动设备。
第三是远程访问实验室。这些用设备,存在于校园,学生可以查看或其他位置,访问,甚至控制。这三个方法都独立方面,他们更擅长或者他们可能有局限性。
和一个想要考虑实验室的学习目标是什么以及如何最好地实现这些目标时,考虑这些不同的方法,虚拟实验室。例如,虚拟给了你机会有一个非常复杂的场景中,部分因为没有限制,您需要使用实际的设备。然而,缺点是,没有真正的为学生亲身接触。
对硬件在家里,你真的得到实践经验这是奇妙的。然而,硬件必须非常简单,特别是如果学生使用它自己在家里。远程实验室,你可以真正的现实主义,因为学生是使用实际的设备,他们将一直使用,如果他们在实验室里。然而,你会得到一个限制的交互性,因为学生之间的距离,硬件。
现在,我将简要步骤通过三个高层的例子,一个为每个这些实验室的方法来加强我已经讨论过。你可以阅读更多关于这对这些实验室和访问演示我们的虚拟实验室网页,底部的幻灯片的URL。也请随时直接联系我。
我们将从一个简单的虚拟RC电路的方法,使用MATLAB和Simulink实验室。万博1manbetx这里的学生首先回顾他们已经学会了理论,这与任何先前的课程内容与课程或预习作业。然后在MATLAB住脚本中使用交互式滑块调整参数电阻器和电容器探索行为。使用滑块时,电压和电流图所示自动更新。
接下来,他们推出一个RC电路的模拟模型。模型提出了一种虚拟表示形式的学生已经工作了纸和笔。所以这是一种非常熟悉的空间。结果调整模型,模拟分析了直流和交流电源在MATLAB,最后的结果和经验是合成在一份报告中称。
家里的第二个例子是一个硬件实验室,在图像分类是使用pretrained网络来执行的。首先,任何背景是强化了在MATLAB移动。这可能包括背景传感器包含在手机以及如何访问它们。
接下来,pretrained网络加载和测试,确保功能。第三,学生设计一个解决目标识别问题,编写MATLAB函数。然后他们实现他们的解决问题的办法,如用手机识别一个咖啡杯。最后他们报告学到这里了。
我们的第三个例子是远程实验室。这数据从一个网络摄像头连接到一个覆盆子π访问使用我们的物联网平台之类的东西。数据测量的流量MathWorks以外的办公室,这是用在这里影响基础设施的设计。
首先,学生学习算法用于生成数据和它可能限制以及如何从任何位置访问远程数据。接下来,他们将探索数据观察趋势,识别在交通行为模式。然后学生们给出一些设计考虑,并要求使用车辆计数数据通知交通设计场景。然后报告他们的发现和设计的结论。
所以这三个简短的例子给出一个快速概述如何适应实验室的工作流程的三个不同类别的虚拟实验室,我在这里列出。再一次,你可以找到这些在我们的虚拟演示实验室网页我联系之前,我将再次与你分享。也直接随时联系我。我可以与你分享。现在,我将把东西交给保罗将讨论Quanser和伟大的工作他们做创建基于硬件和仿真实验室。
谢谢你,将精彩的演讲。和感谢你们所有的人加入我们今天在这个虚拟会议。我的名字是保罗·卡拉姆反对。我来自一家名为Quanser。
你可以看到我们公司Quanser是学术关注公司和它来自这两个词,问题+答案。今天的演讲,我想告诉你一点关于我们是谁,所以你了解Quanser是谁,我们提供我们的产品和方法的发明者是什么,我们的经验通过流行的虚拟实验室,我们一直在释放和工作在MathWorks与我们伟大的合作伙伴,然后,最后,前进,我们相信这一技术将形状发生,当我们穿过和过去的这次大流行。
所以我为你提出一个问题今天观众思考和思考。当我们让我们的这次大流行,你,当你回到你的大学,吸引回?会延续虚拟和远程的方法吗?还是回到大流行前的方法为你的教学和研究提供物理实验室需要吗?
讨论虚拟实验室之前,我只是想确保我给你我们的哲学,我们一直在做在过去30年的学术界。正如你可以看到从左边第一个产品到我们最新的产品,我们的工程教育和研究方法是让硬件物理相互作用,真正使您能够将工程本科教学和研究生研究的概念。这是我们作为一个公司。
在一天结束的时候,我们Quanser承诺,我们承诺我们的客户,我们将站在他们走向成功,是真的成功,强调一些挑战性的概念在工程,在工程控制系统概念和允许您将这些概念在本科实验室生活,或前沿研究像自动驾驶汽车,机器学习,
人工智能研究实验室等等。无论你成功的样子,无论你成功是什么样的,我们希望与你和支持你的能力。万博1manbetx
我们的产品一直有一个二元性的性质,所以同一枚硬币的两面。他们伟大的研究验证平台,研究解决方案,让你真正推动前沿和你在哪里在自治系统等新兴研究趋势,AI,行业4.0,万博 尤文图斯等等。此外,您将看到在未来不久,当我们讨论我们的一些合作逐步的大学,我们也与你和你的机构如何变换,重启,或者重构21世纪工程经验的工程师。
在技术方面,我们所有的解决方案和我们的口头禅,我们的血统,一直专万博 尤文图斯注于这一个奇点。你如何理论与实践之间的桥梁?和我们的愿景,我们的经验实际上一直是你和你的老师做一个出色的工作在传达工程概念的讲座。在实验室里,我万博1manbetx们支持你,让你和你的学生真的有那些经历,那些啊哈时刻,使这一理论在实验室里生活。
,我们认为这是一个良性循环。所以你从课堂到实验室,从概念到实验,来来回回。这加速视频,给你一个好主意的Quanser是什么,永远都是。这是一个典型的Quanser经验。这是一个本科学生可以参与作为他们的实验室经验。
在那边,你看到我强调一个传递函数,就允许他们真的导航和周围事物的经验,是非常重要和关键的控制系统上下文是一个传递函数。使用MATLAB和Simulink环境,当你看到在左万博1manbetx边,真的让他们联系他们看到的演讲,传递函数的数学表示形式,然后可以看到生命传递函数来捕获动力学或捕获的产品或模型实验你在这里看到。
这一直都是一个Quanser方法的一部分,Quanser方法的一部分,我们允许你和你的学生和研究人员采取工程概念的数学概念,把它通过MATLAB和Simulink工作流到Quanser实验。万博1manbetx
现在,随着震动了全球大流行和一波又一波的机构是上网和忙于上网,大的挑战是,如何处理实验室吗?这只是其中一个笔记发送到我们,请我们帮忙,试着把东西带回表允许您提供这些伟大的在线体验。
所以我们一直发展我们的技术组合,真正带来这些东西我们所说的数字体验。我们市场一直都是伟大的和健壮的硬件,这是与我们的开放体系结构软件支持很好。万博1manbetx我们开发,我们利用一些其他IP领域的虚拟化和知识转移。
很快,春天是我们当中,进入夏季,支持所有这些课程都挣扎真的与在线提交实验室Quanser能够把我们的一些最受欢迎的产品,你看到在底部和为他们提万博1manbetx供在虚拟体验。s manbetx 845而不是你的学生有一个物理的经验之一,这些产品在他们面前的桌子,我们虚拟化,以便他们有同样的经验,但是现在产品在他们的屏幕上。s manbetx 845这是一个有意识的决定我们,我们想要确保它是相同的经验,这是一个以硬件为中心为虚拟实验室方法。
这是我想强调的另一个视频。我们开发这些经验,我们想确保我们捕获所有的细微差别,所有的非线性动力学,任何经验使学生仍然会尽可能有意义的经验,他们必须通过这些解决方案在虚拟环境中。万博 尤文图斯
所以,当我们释放和发展,这是我们的最新产品之一的一个例子在左边。s manbetx 845这是左边的Quanser手臂。这实际上是第一次Quanser产品几乎第一次发布。我们发布了虚拟产品物理产品推出前几个月。
,正如我们在发展中所有内容的体验,你怎么可以这样和让你的学生在机器人类或机器人实验室设置,开始变得越来越明显是这种混合方法。通过混合动力,我们的意思是,这不是物理或虚拟,但实际上物理和虚拟。
我将向您展示一些例子我们看到聚在一起。我们都搬过去这种流行病,我们相信这是一个伟大的方式来利用我们的一些发展的大流行。而且,正如我们在拐角处,人们回到物理实验室,这将是一个非凡的方式把两个在一起。
想象一下,如果你愿意,这是另一个视频显示的虚拟和物理模拟或经历相同的活动。想象一下,如果你愿意,如果你有一个伟大的机器人技术讲座。你的学生将进入下午的物理实验室,有一些经验与这个Quanser左边手臂。
然后,当他们回家,想继续或欲望或需要继续他们的课程,他们可以自己做事情,自主,安慰自己的家庭在自己的系统。和一些好处,你可以在这里看到的,更容易的多。所以你的民主化的访问。你不是物理空间的限制或物理实验室的时机。
和你也增加了功能。它是安全的。我们尽力确保我们所有的产品都是学生证明和安全的,但他们是实体产品。s manbetx 845和一个虚拟的产品,根据定义,会更安全。
你可以做很多事情像增加经验,像你看到这里,甚至是作为一个行业涉及4例子在这里,你可以使用相机来确定对象和做一些比如排序。
当我们开始开发所有这些经验,我们也看到有虚拟和物理的另一个好处。我们都在争先恐后地寻找一个新的正常和新的工作方式,我不得不移动我的实验室——或者,而不是我们所有人一起工作在Quanser实验室,我不得不移动我的实验室在我的地下室。的,你可以看到,我们的自动驾驶汽车驾驶着我的地下室。
请忽略曲棍球网在后面。我们是一家加拿大公司,它规定:所有的加拿大公司,或所有加拿大公民在地下室有一个曲棍球网。
所以,我的车开着我的地下室,我认为我有一个好的算法开发,但是,因为,在我的地下室,照明不一致,不同的是我开车,我想确保算法固体之前看我怎么处理的照明条件的例子。所以我能做的就是虚拟环境部署相同的算法。所以这真的
允许我该算法迭代和进步更加快的方式比我刚和物理工作。
身体总是一样,对我们来说,最终的目标和一个伟大的方式来发布,开发、学习,有很多的好处,它在一起,拥有一个虚拟体验的来回你可以访问。你可以想象,在一个研究实验室,并不是每个人都有幸把它带回家,把好的工作室或研究实验室带回家。,所以这是一个很好的方法让——再次,民主化,访问,允许你给更多的访问更多的时候整个组,整个研究实验室。
之前我交回,只是一些我们的观察,Quanser,当我们处理许多你和许多机构在全球范围内通过这些挑战的时候我们怎么给你的学生带来虚拟实验室,但同时,我们通过这次大流行,我们相信未来可能所在的一个或另一个,但是和其他物理经验和虚拟体验。
,我把你这张幻灯片。我希望你可以从这些例子和告诉我们的经验与你们合作,我们通过这次大流行,是我们真正想要看到的,和我们希望和你一起工作的同事,不仅仅是供应商。我们期待继续与大家合作在这个虚拟会议。,请随时联系我们以获取更多信息。再次感谢出席,交给你了。
会议结束之前,我想向你们介绍一些可用的资源从MathWorks你和你的同事正在实验室为在线或混合课程。请查看我们的网上教学在mathworks.com页面,包括我们的虚拟实验室和项目页面,你可以得到一些我前面讨论的演示实验室的例子。我们也有课程材料在我们的网站上免费提供并指导产品可以支持您的实验室开发,如MATLAB应用程序交互,图形界面。s manbetx 845万博1manbetx
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然后学习生活的功能的编辑器,用来创建交互式MATLAB脚本。生活中使用的脚本是我们早些时候我给你们的例子。并确保与社区曾与你分享。你可以访问我们的远程学习社区,你可能会了解一些新事物在类似情况下其他人在做什么。
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