为学生创建虚拟工作场所以获取动手技能

从字面上看，建筑业是一项动手实践，利润损失率非常低。对新工人的培训需要时间和劳力，而木材，水泥和钢筋等材料对于学习新技能必不可少的“游戏”来说太昂贵了。不幸的是，在建筑工地上的错误后果可能以失去肢体甚至没有生命的程度来衡量。

那么，大学和建筑业如何培养可以应用通过最新技术获得的真实知识的工人，设计师和管理人员呢?他们能否制造出可以减轻危险和风险的“智能”工地，尤其是在难以实现成本节省却又常常需要成功的情况下?

迈尔斯·劳森建筑学院的助理教授阿比奥拉·阿坎姆(Abiola Akanmu)可能有一个答案。她的研究创建了可教授的虚拟建筑场景，使用增强现实和全息图吸引了学生的手和头脑。

“教育者和商业公司都在寻找解决动手实践问题的方法，”阿坎木说。“无论您在物理世界中能做什么，我们都将能够在虚拟世界中做。”

Akanmu和弗吉尼亚理工大学的一个跨学科研究团队最近获得了国家科学基金会的资助，以扩大教育者对学员如何学习在昂贵而危险的混凝土和钢铁环境中壮成长所必需的可转移技能的理解。阿坎姆(Akanmu)的合作伙伴包括计算机科学系教授道格·鲍曼(Doug Bowman);戴安娜·拜拉克塔洛娃(Diana Bairaktarova)，工程教育系助理教授;以及土木与环境工程系的助理教授Farrokh Jazizadeh Kari。

该项目旨在培养建筑工程和管理专业的学生，​​使其在建筑工地使用现代传感器技术。通过一项旨在改善本科生STEM教育的计划，该笔赠款将资助教授教授学习使用专用激光传感器的教授和学生，这些传感器可以对这些位置及其内部的物理结构进行光学映射。

扫描过程类似于勘测人员在工作前如何绘制道路图。使用小型传感器的专用设备将对环境进行勘测，并从扫描的数据中报告出图片。在不安全的环境中，可能会使用机器人或无人机进行站点探索。

Akanmu的学生正在研究如何使用计算机程序将数据转换为代表性场景的分类法或系统的理解。然后，学生将能够使用Microsoft HoloLens亲身体验这些情况，从而确保利润和人员不会因实验或错误而受到威胁。

扫描和映射传感器应使施工经理能够在“智能”工地上掌握和处理多个问题。通过模拟，管理人员还将能够评估由于重复运动或人体工程学状况(可能会造成工人受伤)而造成的健康风险。此过程将提高工地安全性，这是建筑公司面临的另一个成本风险领域。

此外，这项研究还将通过焦点小组和经验丰富的承包商的建议，帮助教育工作者定制满足行业合作伙伴需求的学生体验。建筑行业的反馈对于评估该技术的实用性至关重要。

Bolanle Ogunseiju，博士学生在环境设计和规划方案，与Akanmu努力使这些虚拟环境既现实又对学生进行访问。她将自己在该项目中正在学习的技术专长与她作为建筑行业的前估算员所获得的现实世界的知识相结合。

Ogunseiju将项目的相关性与建筑公司面临的最困难的问题之一联系在一起：可靠地预测昂贵的材料(例如泥土，砾石和水泥)的数量，这些材料通常要到现场开始实际工作才能确定。

她指出，估算昂贵物品的数量特别困难。错误可能会导致公司在竞争中损失合同成本，并在工地上造成财务损失，并有可能成功完成项目。Ogunseiju说：“学生不仅将学习技术技能，而且还将学习公司在员工中寻求的使他们更有效的决策技巧。”

另一个好处是，学生可以看到结构完成的立面之下，并且可以真实地体验(即使设置是模拟和虚拟的)复杂的过程如何将材料啮合在一起。Akanmu描述了该技术剥离完成结构的层的能力，以显示例如用于制造大型支撑柱的材料，以及如何将它们逐步混合在一起。

Ogunseiju说：“通过该计划，可以很容易地形成学生必须学习的思想观。” “它提供了实践经验，而不仅仅是仅仅是预测，这将增加他们对未来雇主的价值。”

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