基于元宇宙技术的沉浸式技能实训课程创新研究与实践应用

作者：设备医生官方号时间：2023-07-21浏览：54

1、成果简介近年来，随着科技的不断发展，元宇宙等数字技术在电力培训中逐步展现出了较强的经济性。借助元宇宙技术，无需搭建真实的线下实训场，通过3D仿真、三维虚拟交互、大数据、云计算和5G通信等技术，就可以实现将线下实训场景“搬”到线上。一方面，通过将线下实训场用虚拟的元宇宙空间代替，全方位还原线下实训场景，可以大大降低电力实训成本，有效规避线下实训过程中的安全风险；另一方面，通过三维虚拟交互、数据同步、多人协作和语音交互等技术，可以让学员以班组形式开展作业培训，实现多人协同作业和实时语音交流，达到沉浸式学习效果。本项目使用国际领先的3D引擎技术和开发工具，选定“原10kV配电变压器台架跌落式熔断器停电更换实操项目”，通过数据建模，全方位还原实训场地、电力设备、作业人员、工器具，打造一个接近于实景的网络虚拟培训环境，让学员可以在虚拟世界中进行任意模拟操作，完成线下所涉及的所有培训内容，从而有效解决线下实训基地受限和部分设备更新不及时等问题，规避实训安全风险问题。此外，本项目可以实现元宇宙的轻量级访问，即学员无需下载安装包，可以在没有穿戴设备的前提下利用手机和PC端完成在虚拟世界中的任意交互，大大降低了元宇宙的访问门槛。该项目在国网公司内部上线后培训效果良好，学员培训学习积极性明显提升，反响热烈，对于元宇宙技术在电力培训行业的全范围应用起到了良好的示范和促进作用。 2、主要创新点（1）实训元宇宙场景“赋能”，提供实践试错平台本项目利用3D建模搭建一个虚拟实训场景，全面还原现实培训环境，并补充现有环境中的不足。所有员工都可以随时、随地进入培训的虚拟场景，完成实训场景中各种学习，通过场景“赋能”，提升学习过程的互动性、沉浸感与获得感，对培训课程的学习有很大帮助，这也为实操培训提供了更富现实感的实践试错平台。（2）突破现实教学瓶颈，生成创意教学无限可能本项目基于元宇宙教学模拟，加入任务系统、3D交互、多角色考评系统，为学员提供应用作业相关的知识、操作方法、练习复杂流程以及从错误中汲取有用经验的机会，避免在物理世界中可能出现的严重后果；此外，从长远角度出发，3D元宇宙课件打破了2D平台的局限，创建了一个永久的、可替代的、在线3D虚拟实训基地，为学员提供混合的正式或非正式学习体验，为生成创意教学提供了无限可能。（3）团队实训模式，增强作业协作能力打破常规仿真课件单人训练局限，元宇宙课件支持多人线上作业模式，班组成员可以在虚拟世界中承担不同的角色工作，并协作完成一个作业任务，真正做到随时随地实现个人及团队的实操能力训练。（4）轻量级访问，实现人人皆可“元宇宙” 利用3D引擎技术，实现了元宇宙的轻量级访问，学员无需下载安装包，也无需借助任何穿戴设备的前提下，通过点击PC端或手机端链接就可以以虚拟人员形象进入虚拟实训现场，根据培训需求进行设备操作和相关学习，大大降低了元宇宙的访问门槛，实现人人皆可参与元宇宙仿真课件的学习。（5）无代码工具应用，缩短虚拟仿真课件开发周期本项目引入了3D引擎以及零代码元宇宙创作工具，这两项技术，替代了传统仿真课件制作中写代码的繁琐工作，大大缩短了制作周期，得以使低成本创造元宇宙课件成为可能。

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