پیشرفت چشمگیر تکنولوژی واقعیت مجازی (VR) به محققین و دانشمندان جهت اختراع و کشف افق های جدیدی از علم کمک می کند. از جمله مهمترین کاربردهای واقعیت مجازی می توان به زمینه پزشکی، صنعت بازی، طراحی مهندسی و شبیه سازی مطالب آموزشی اشاره کرد. در این طرح ما برآنیم تا ایده استفاده از واقعیت مجازی را در بازسازی تجهیزات یک آزمایشگاه واقعی پیاده سازی کنیم. برای مثال می توان جریان سیال بیرونی روی یک جسم را در داخل یک تونل باد مجازی بزرگ شبیه سازی کرد. در این صورت می توان با صرف کمترین هزینه، یک آزمایشگاه با تجهیزات کامل برای مصارف آموزشی یک دانشگاه ایجاد کرده و پدیده های مکانیکی، سیالاتی و هوافضا را در آن مشاهده کنیم. برای اجرای این طرح، به یک هدست واقعیت مجازی با هزینه تقریبی 5 میلیون تومان (800 دلار) و یک رایانه نسبتا قوی به قیمت تقریبی 4 میلیون تومان نیاز است. در نهایت از نرم افزارهای تولید فضای سه بعدی و همچنین نرم افزارهای شبیه سازی مهندسی برای خلق محیط آزمایشگاه و آزمایشات مربوطه استفاده می شود.

با استفاده از این سامانه، یک دانشجو با عمق مطالب آموزشی مهندسی مکانیک از نزدیک آشنا خواهد شد و قابلیت این را خواهد داشت که یک آزمایش را چندین بار تکرار کند و نتایج مختلف آن را مشاهده کند. از جمله جذابیت های این روش می توان به محیط تونل باد آن اشاره کرد که دانشجو با وارد شدن به این محیط خواهد توانست جسم های مختلف را مقابل جریان سیال قرار داده و نوع تغییر در جریان سیال را مشاهده کند.

از نظر آموزشی، قرار گرفتن در یک محیط آزمایشگاهی و انجام عملی آن، تاثیر بسزایی در یادگیری دارد. در اینجا دانشجو ضمن درگیر شدن با مباحث علمی، می تواند در محیط آزمایشگاه قدم بزند، آزمایش های مختلف را انجام داده و از این کار لذت ببرد! این آموزش های میتواند در زمینه های علوم سیالاتی، جامداتی، دینامیکی و اتعاشاتی، هوافضا، علوم تاسیسات، علوم اتوماسیون، نانو و ... باشد. فرض کنید برای درس کارگاه اتومکانیک، تمامی اجزای خودرو را به صورت قطعات سه بعدی انفجاری در آزمایشگاه قرار داده و دانشجویان با تک تک قطعات آشنا شده و محل آنها را به خوبی متوجه شوند. در حین همین کار، قطعات روی هم سر هم شده، عمل احتراق شبیه سازی شده با روش دینامیک سیالات محاسباتی داخل سیلندرهای نمایان شود، در ادامه قدرت به چرخ ها منتقل شده و با رفتن خودرو روی یک دست انداز، سیستم تعلیق خودرو وظیفه خود را انجام دهد. از طرفی می توان از این آزمایش برای بهینه سازی هندسه یک جسم استفاده کرد. برای مثال بررسی جریان سیال حول یک هواپیمای مسافربری و تغییر هندسه بال ها برای یافتن بهینه ترین حالت از نظر آیرودینامیکی.

این سامانه از یک دستگاه هدست واقعیت مجازی و یک رایانه نسبتا قوی تشکیل شده است. هر دوی این دستگاه ها از بازار قابل تهیه هستند. ویژگی مهم کار، بخش نرم افزاری و طراحی محیط آزمایشگاه برای مصارف مختلف است.

در حال حاضر در بازار شاخص ترین هدست های واقعیت مجازی عبارتند از: HTC Vive و Oculus Rift. هر دانشگاه یا ارگان آموزشی بسته به سلیقه می تواند هرکدام از این هدست ها را تهیه کرده و از محتوای آموزشی طراحی شده استفاده کند.

لازم به ذکر است، این آزمایشگاه توسط گروهی از اساتید، دانشجویان و فارغ­التحصیلان گروه مکانیک دانشگاه زنجان ساخته و طراحی شده است که اسامی ایشان به شرح زیر می­باشد:

دکتر جعفر غضنفریان، دکتر احسان خواصی، مهندس حمید یوسفی، مهندس مجتبی امیراصلان­پور، مهندس صبا تیموری، مهندس سجاد بوذری و مهندس رضا بیات.

برای دیدن فیلم های نمونه از این آزمایشگاه می توانید به لینک های زیر مراجعه کنید:

https://www.aparat.com/v/ZnUuN

https://www.aparat.com/v/YO1eD

https://www.aparat.com/v/XIvjk

https://www.dropbox.com/s/c34wfqlqgxz2lwr/2.mp4?dl=0

همچنین فصلی از یک کتاب در زمینه آموزش از طریق واقعیت مجازی/افزوده توسط این گروه نوشته شده که می توانید برای مشاهده آن به لینک زیر مراجعه کنید:

Optimizing Student Engagement in Online Learning Environments