Как-то мы разрабатывали интересный проект для Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь с использованием технологии виртуальной реальности. Тогда эта технология еще казалась относительно новой. Во всяком случае, в общественном секторе она широко не применялась, поэтому тот факт, что виртуальная реальность внедрялась в деятельность МЧС, уже был событием.
Сегодня виртуальной реальностью мало кого удивишь. Технология стала технически доступной и недорогой. Продвинутые VR очки сейчас можно купить всего за 1000 долларов, хотя 10 лет назад гаджет меньшего функционала стоил порядка 7000 «американских президентов» штуку.
Поднимая из архивов старые проекты, мы решили узнать, как наш продукт используется и помогает курсантам в обучении. Сергей Михайлович Пастухов, начальник факультета подготовки руководящих кадров, кандидат технических наук, доцент Университета гражданской защиты МЧС Беларуси, помог нам погрузиться в виртуальную реальность на уровне будущего спасателя, рассказал о преимуществах программы и ее возможной доработке.
Разработка
Наше сотрудничество с МЧС Беларуси предполагало разработку двух программных модулей: самый масштабный проект в мультиязычной версии был связан с надзором за соблюдением требований пожарной безопасности, другой – с пожаротушением.
«Разрабатывалась проектная документация, а также вычерчивалось трехмерное изображение находящихся в нем элементов. Любой объект – будь то пожарный кран, огнетушитель, воздуховод систем вентиляции, - подбирался и тщательно вычерчивался в автокаде с учетом масштабов, и уже потом дизайнер моделировал его трехмерную копию», – вспоминает Сергей Михайлович.
В итоге, в настоящее время программа насчитывает 22 здания и наружные установки с тысячами элементов. Сложность тут состояла в том, что под каждую эту деталь создавалась своя папка со спецификациями. Элемент в здании – это и провод, и розетка, и выключатель. То есть, в целом, это тысячи папок.
Также в программу мы внедрили звуковое сопровождение, как в реальных условиях. К каждому помещению подвязали соответствующие звуки: так, в лесопилке слышно, как работают циркулярная пила, в насосной по перекачке нефтепродуктов насосное оборудование и т.д.
Функционал
Как только программа загружается, преподаватель вводит временной интервал на проверку объекта, задает необходимый для выявления процент нарушений, для усвоения пройденного материала.
Программа может функционировать в учебном и контрольном режимах. В учебном режиме здание воспринимается программой как замкнутый объем, и пока пользователь не найдет заданных процентов всех нарушений, программа его из здания не выпускает – а ведь их можно так и не найти. То есть своего рода настоящий квест. Другой режим – контрольный, с точно заданным временем для поиска нарушений.
Строгие временные рамки для обнаружения помогают отточить мастерство не только учащимся. «У нас на этой программе все инспектора по пожарному надзору соревнуются, и определяется самый лучший», – говорит Сергей Михайлович.
Еще есть возможность переключаться в режим «Призрак»: когда можно проходить сквозь стены, предметы, взлетать над объектами. А есть режим реальный: когда не вписался в дверь, то уже не пройдешь.
Другой программный модуль имитирует потенциальную чрезвычайную ситуацию. Например, на этом видео в нашей программе воссоздан пожар на складе нефтепродуктов. В настройках можно выбрать, какую технику для тушения использовать. Руководитель операции привлекает необходимое количество активных сил и средств. При этом пожар показывается в процессе развития, как в жизни, – временная шкала это фиксирует, пожар растет и объект начинает разрушаться. Основная цель здесь – потушить пожар с использованием минимально доступного оборудования и функционала: в программе есть калькулятор, расчетные модели, резервуар с водой. Плюс, когда мы говорим о пожаре в здании, тут учитывается предел огнестойкости строительных конструкций. То есть, если человек медлит с привлечением средств в течение определенного периода, то здание сгорит и разрушится. Все как в жизни.
Идеи для модернизации
Первая программа с использованием технологии виртуальной реальности была рассчитана на слушателей, которые учатся находить нарушения пожарной безопасности, вторая – на тех, кто борется с огнем. Но даже в этих направлениях программам есть куда расти. Например, можно внедрить пожарную сигнализацию, пожаротушение, систему оповещения и управления эвакуацией людей. Смотря с чьей стороны на нее посмотреть. Но практически было бы неплохо научить реагировать на чрезвычайную ситуацию любого участника – не только подготовленного специалиста, но и простого прохожего. Так, пожарный учится тушить и спасать, аудитор – проверять и предотвращать, а обыватель – не паниковать и грамотно находить выход.
1. Эвакуация
По сути, трехмерная модель уже есть, можно взять за основу уже существующую программу, остается лишь смоделировать людей в виртуальном окружении. А дальше идет проигрывание одного из сценариев: чрезвычайная ситуация – в здании произошел пожар, включается кнопка тревоги, и люди начинают эвакуироваться. В жизни не всегда человек поступает правильно – часто поддается панике. Поэтому такой сценарий может быть проигран для оттачивания безопасной эвакуации. Данный элемент моделирования позволил бы отработать план эвакуации людей при пожаре на любом объекте, а также исследовать неравномерность движения людского потока в условиях возникновения чрезвычайной ситуации.
2. Аудит пожарной безопасности
Надзор оставался в некоторых странах постсоветского пространства, сейчас же в общую практику чаще вводится аудит. Аудит – это та же проверка, только после осмотра выдается не штраф, а заключение, где написано, что уровень пожарной безопасности низкий или оптимальный. В результате у руководителя есть выбор: либо устранить все нарушения и вложить средства единожды, либо ежегодно, ничего не вкладывая, страховать объект на большую сумму, и если случится пожар, то ему это все покроется. Однако, если он не застраховал и никаких действий не предпринял по предостережению, то в случае чрезвычайной ситуации это может быть чревато уголовной ответственностью. Поэтому аудит, в отличие от надзора, заинтересовывает руководителя раз и навсегда вложиться в пожарную безопасность помещений предприятия.
3. Тушение
«У нас была идея сделать симулятор по технологии Kinect, – рассказывает Сергей Михайлович. – То есть разработать универсальный костюм, создающий все условия боевой одежды: температуру, тепловое излучение, общий оптимальный вес оборудования на человека. При этом, чтобы была и передача движений (отслеживание скелета), точная геолокация – то есть создать условия, максимально приближенные к реальным».
Программу можно доработать технически, чтобы только с помощью версии на ПК и VR очков, курсанты также ловко оттачивали навыки при тушении пожара: то есть учились логически рассуждать, какое оборудование применить в первую очередь, как действовать в зависимости от способа распространения огня и материала строительных конструкций. А можно не просто прописать алгоритм, который нужно решать, как математическую задачу на компьютере, а поместить этого курсанта в комбинезон, снабженный сенсорами, надеть на него шлем виртуальной реальности и воссоздать все условия, как если бы он уже приступил к работе. Своего рода боевое крещение – только без риска для жизни.
4. Виртуальные лабораторные работы
Еще одно направление, в котором можно тему доразвить, – это лабораторные работы. Например, в университете МЧС есть такая тема лабораторной, как «Определение твердости материалов, усилий на разрыв и на растяжение». Аппарат, который это определяет, стоит 50 тыс. долларов. А разработка программы VR возможно даже обойдется дешевле.
«Как можно воссоздать это в программе? Человеку даем только очки и перчатки. Например, ему нужно проверить на разрыв арматуру. Значит, он выбирает в программе арматуру, загружает ее и измеряет, при каком усилии на растяжение арматура с заданным классом рвется. Такой подход может быть применим в качестве обучения свойствам материалов», – размышляет Сергей Михайлович. – Причем аналогичным образом могут проводиться лабораторные работы на любую тему».
При тушении пожара знания о свойствах материалов могут быть применимы для определения огнестойкости и прочности конструкций. Основная задача МЧС не столько потушить пожар, сколько не допустить возгорания. А для этого изначально необходимо знать свойства материалов, из которых изготовлены строительные конструкции в здании.
5. Промышленная безопасность
В университете МЧС учатся не только по направлению пожарной, но и промышленной. Слушатели, обучающиеся по направлению промышленной безопасности в указанной программе, находят нарушения по своей профессиональной области деятельности. Например, высота складирования бревен выше, чем козловый кран, который их перемещает. Это еще отдельное направление, в рамках которого можно совершенствовать ПО.
Сергей Михайлович по этому поводу замечает: «Я видел много квестов по тушению на европейских конференциях. По надзору – это пока единственный, с которым сталкивался. Так что пока, в этом направлении мы, можно сказать, уникальны».
Игры разума
Также в университете МЧС с использованием нашей программы виртуальной реальности проводится ежегодный чемпионат по киберспорту. Курсантам, отобранным в команду, ставится задача – виртуальная проверка объекта. Объект для проведения надзора определяется в последнюю очередь, и у курсантов всего 1 час, чтобы все нарушения вовремя зафиксировать. Такая игра дает возможность применять полученные знания на практике, оперативно реагируя на определенную обстановку по заданному объекту. Победитель чемпионата может получать определенные «грин карты» перед зачетом или экзаменом.
Конечно, спустя годы использования программа требует апгрейда. Программы по надзору и тушению действительно можно существенно усовершенствовать, добавив несколько наворотов в виде трекеров, датчиков и амуниции, а также можно разработать новые сопутствующие программы, которые бы их дополняли. В любом случае, обучать курсантов практическому навыку можно уже в стенах университета, проигрывая жизненные сценарии чрезвычайных ситуаций с помощью технологии виртуальной реальности.
Необходимо отметить еще одну немаловажную деталь, что указанные программы мы рассматриваем не как замена практическому обучению, а в качестве переходного мостика от теоретических знаний к практическим умениям и навыкам.
Релоцировались? Теперь вы можете комментировать без верификации аккаунта.