هوش مصنوعی برای دانش آموزان

با این حال، با پیشرفت‌های مداوم در حوزه هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، پایتون به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی قدرتمند و انعطاف‌پذیر، همچنان به عنوان یکی از ابزارهای اصلی برای توسعه پروژه‌های VR و AR باقی خواهد ماند. در پروژه‌های بزرگ ساخت نیروگاه‌های انرژی، از VR برای برنامه‌ریزی و شبیه‌سازی مراحل مختلف پروژه استفاده می‌شود. مدیران پروژه با استفاده از شبیه‌سازی‌های واقعیت مجازی، می‌توانند مشکلات احتمالی را پیش‌بینی و اقدامات پیشگیرانه لازم را انجام دهند. AR از طریق دستگاه‌هایی مانند گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و عینک‌های هوشمند، اطلاعات دیجیتالی را بر روی تصویر واقعی جهان فیزیکی قرار می‌دهد. این تکنولوژی برای ارائه اطلاعات اضافی و تعامل با محیط واقعی به کار می‌رود. عبور (Passthrough)، یک API واقعیت ترکیبی است که به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد اشیاء مجازی را با محیط واقعی ترکیب کنند.

زیبا عامریان هستم فارغ‌التحصیل مهندسی کامپیوتر و متخصص سئو و بازاریابی محتوا. در تیم اجرایی هم‌رویش مدیریت واحد محتوا رو به عهده دارم و امیدوارم که تونسته باشم تاثیر خوبی روی سئو و کیفیت خوانش محتوای هم‌رویش بگذارم. در دوره آموزش Virtual Reality با این ابزارها به صورت کامل آشنا خواهیم شد. این دوره به نحوی تهیه و تدوین شده است که مباحث آن به ساده‌ترین شکل ممکن بیان شوند و مخاطبان دوره بتوانند به‌سادگی متوجه موضوعات مطرح شده شوند. به همین جهت برای شرکت در این دوره هیچ پیش‌نیاز به خصوصی وجود ندارد و افراد با هر سطحی از آگاهی و تحصیلات می‌توانند از مباحث این دوره نهایت استفاده را داشته باشند. ARTollKit یک مجموعه از ابزارهای نرم افزاری حقیقت افزوده است که قابل استفاده در اپلیکیشن های AR می باشد.

از یونیتی در ابتدا صرفا به عنوان یک فریمورک بازی سازی استفاده می شد، اما در چند سال گذشته به آرامی به یک ابزار همه منظوره تبدیل شده است. شبیه سازی در زمان واقعی و ایجاد حس حضور کاربر در محیط تعاملی سه بعدی، به مدل سازی اطلاعات ساختمان کمک زیادی نموده است. از آنجایی که مدل سازی اطلاعات ساختمان در تمام طول چرخه عمر ساختمان استفاده می شود ، می توان گفت که استفاده از واقعیت مجازی امکان بررسی ساختمان طراحی شده در زمان های مختلف و از دید ساکنین را فراهم می سازد. چشم‌انداز فناوری در حال تجربه تغییرات سریع است و واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR) به عنوان نیروهای تحول‌آفرین در بخش‌های مختلف در حال ظهور هستند. این فناوری‌های غوطه‌ورکننده در حال انقلابی کردن زمینه‌هایی مانند بازی، آموزش، بهداشت و تجارت هستند و به این ترتیب، شیوه تعامل ما با محتوای دیجیتال و یکدیگر را دگرگون می‌کنند.

شرکت فورد از AR برای طراحی و بررسی مدل‌های خودروهای جدید خود استفاده می‌کند. طراحان این شرکت با استفاده از عینک‌های هوشمند AR می‌توانند مدل‌های سه‌بعدی خودروها را در محیط واقعی مشاهده و بهبودهای لازم را اعمال کنند. این تکنولوژی به طراحان کمک می‌کند تا به سرعت مشکلات طراحی را شناسایی و اصلاح کنند. استفاده از VR و AR در آموزش مهندسی می‌تواند دسترسی به منابع آموزشی پیشرفته را فراهم کند. به عنوان مثال، دانشجویان می‌توانند به کمک این تکنولوژی‌ها به آزمایشگاه‌های مجازی، دوره‌های آموزشی آنلاین و کارگاه‌های تخصصی دسترسی داشته باشند.

این تغییرات می‌توانند به بهبود کیفیت آموزش، افزایش نوآوری در طراحی محصول و بهینه‌سازی مدیریت پروژه‌ها کمک کنند و در نهایت، به پیشرفت کلی صنعت مهندسی منجر شوند. VR و AR می‌توانند به عنوان ابزارهای آموزشی برای توانمندسازی کارکنان در پروژه‌های مهندسی مورد استفاده قرار گیرند. با استفاده از این تکنولوژی‌ها، کارکنان می‌توانند مهارت‌های جدید را در محیط‌های شبیه‌سازی شده یاد بگیرند و تجربه عملی کسب کنند. واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده (AR) تکنولوژی‌هایی هستند که به طور چشمگیری در حال تحول و تاثیرگذاری بر حوزه‌های مختلف زندگی ما هستند. از سرگرمی و بازی گرفته تا آموزش و صنعت، این تکنولوژی‌ها در حال تغییر شیوه‌ای هستند که ما با دنیا تعامل می‌کنیم.

با یادگیری و تسلط بر یکی از این پلتفرم‌ها، می‌توانید تجربیات VR تعاملی و جذابی ایجاد کنید که کاربران را به دنیای جدیدی از واقعیت مجازی وارد می‌کند. AR می‌تواند به عنوان یک ابزار قدرتمند برای یادگیری تعاملی و مشارکتی در کلاس‌های مهندسی مورد استفاده قرار گیرد. با استفاده از AR، دانشجویان می‌توانند مدل‌های سه‌بعدی از قطعات و سیستم‌ها را در محیط واقعی مشاهده و با آنها تعامل داشته باشند. این تکنولوژی می‌تواند به تسهیل فهم مفاهیم پیچیده مهندسی کمک کند و همچنین به دانشجویان امکان می‌دهد تا به صورت گروهی بر روی پروژه‌های مشترک کار کنند. هدف پلتفرم حضور، این است که همه ابزارهای مورد نیاز توسعه دهندگان برای ساختن جهان‌های واقعیت افزوده (AR)، واقعیت ترکیبی (MR) و واقعیت مجازی (VR) را یکپارچه و یکی کند.

ویژگی ها شامل نشانه گذاری های مشترک ، مدل های ابری هماهنگ ، مقیاس و کنترل ها است. یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در آموزش مهندسی، فراهم کردن فرصت‌های عملی و تجربی برای دانشجویان است. با استفاده از VR، می‌توان محیط‌های شبیه‌سازی شده‌ای ایجاد کرد که دانشجویان را قادر می‌سازد تا بدون نیاز به تجهیزات گران‌قیمت و شرایط واقعی، تجربه عملی کسب کنند. برای مثال، شبیه‌سازی فرآیندهای صنعتی پیچیده، تعمیر و نگهداری ماشین‌آلات و آزمایش‌های علمی در یک محیط امن و کنترل‌شده می‌تواند به دانشجویان کمک کند تا مهارت‌های لازم را به دست آورند. از سوی دیگر، پلتفرم حضور، برای کاربردهای واقعیت ترکیبی هدفمندسازی شده است – به ویژه برای سناریوهایی که جهان‌ها و اشیاء مجازی با نمونه‌های واقعی تلاقی می‌کنند.

پلتفرم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند مسیرهای شغلی مرتبط را توصیه کنند، فرصت‌های توسعه مهارت را پیشنهاد دهند، و بینش‌هایی را در مورد استفاده از صنعت ارائه‌دهنده ارائه دهند. این به دانش آموزان کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه ای در مورد مسیر تحصیلی و شغلی خود کسب کنند و از همسویی بین آنها و بازار کار اطمینان حاصل کنند. هوش مصنوعی می‌تواند یادگیری مشارکتی را از طریق کلاس‌های مجازی و پلتفرم‌های آنلاین تسهیل کند. ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی می توانند ارتباطات یکپارچه را فعال کنند، پروژه های گروهی را تسهیل کنند و تعامل همتا به همتا را تشویق کنند. کلاس‌های مجازی مجهز به فناوری‌های هوش مصنوعی فرصت‌هایی را برای ارتباطات جهانی، مبادلات بین فرهنگی و حل مشکلات مشترک فراهم می‌کنند. این یک محیط یادگیری پویا و فراگیر را تقویت می کند و دانش آموزان را برای دنیای به هم پیوسته ای که در آینده شغلی خود با آن مواجه خواهند شد آماده می کند.

نتیجه این پیشرفت‌ها، دستیابی به رندرینگ عصبی سریع‌تر و بهینه‌تر است که تجربه‌های گرافیکی واقع‌گرایانه‌تری را برای کاربران فراهم می‌کند. سه مدل اصلی shading در گرافیک کامپیوتری وجود دارد که به نام های flat ; shading; Phong شناخته می شوند.Flat Shading یکی از ساده ترین و سریع ترین روش های مشخص کردن رنگ یک موضوع در صحنه سه بعدی می باشد. در این روش برای هر Polygon فقط یک بردار normal در نظر گرفته می شود و آن رنگ برای آن Face بدون تغییر خواهد بود. همچنین محیط های واقعیت مجازی چند کاربره هم در سال های اخیر ساخته شده اند که برای جلسات شرکت BIM بسیار کاربرد دارد. همکاری همه جانبه ، جلسات موفق تر، تعامل صوتی و یا چت متنی به ارتباط موثر تر گروه پیمانکاران، طراحان و مهندسان می انجامد. یعنی با کمک رویت، مایا، Skybox، Handbrake ، Redshift و افترافکت، یک ویدیوی واقعیت مجازی تولید شده است.

پلتفرم حضور به طور رسمی در اکتبر 2021 در جریان کنفرانس Connect معرفی شد، اما برخی از ویژگی‌های آن، از مدت‌ها قبل از برگزاری این کنفرانس هم وجود داشته است. مهدیه اسماعیلی هستم، دانشجوی برتر دوره متخصص سئوی آمانج، علاقه‌مند به نوشتن و سئو و دنیایی که گوگل قرار است خلق کند. در این مطلب قصد داریم به معرفی ۵ فریم ورک ساخت اپلیکیشن حقیقت افزوده و شرح مزایا و معایب هریک از آنها بپردازیم، با ما همراه باشید. Phong Shading مدلی از شیدینگ است که در آن انعکاس نور نیز مد نظر قرار گرفته است. ایده اصلی آن همانند Gouraud  بوده و برای هر Vertex آن یک Normal در نظر گرفته می شود.

یک مجموعه ابزار منبع باز برای توسعه VR که فرآیند ساخت تجربیات VR را ساده‌تر می‌کند. از طریق فعالیت‌های خارج از رایانه، دانش‌آموزان تفاوت بین رنگ افزودنی و تفریق‌کننده و نحوه استفاده از تصاویر را یاد می‌گیرند. – انتشار و بازاریابی برنامه‌های VR و AR نیازمند استراتژی‌های خاصی است، زیرا بازار این فناوری‌ها به تازگی شکل گرفته و رقابت بسیار فراوان است. – VR و AR می‌توانند تجربه‌خرید آنلاین را تعاملی‌تر و واقعی‌تر کنند، که مشتریان را به سمت خرید محصولات جذب می‌کند. – از این فناوری‌ها برای ایجاد سیستم‌های امنیتی و مراقبت از اماکن حساس نیز می‌توان بهره‌برد. – VR و AR به نیروهای نظامی و نهادهای امنیتی امکان ایجاد شبیه‌سازی‌های آموزشی و تمرینی برای مواجهه با شرایط وظیفه‌ای و خطرناک را می‌دهند.

با استفاده از سخت‌افزار خاصی مانند عینک‌های VR و دستگاه‌های ورودی، کاربران می‌توانند در دنیای سه‌بعدی تولید شده توسط کامپیوتر حرکت کنند و تعامل داشته باشند و تجربه‌ای جامع و فراگیر را ایجاد کنند. یکپارچه‌سازی VR و AR با هوش مصنوعی می‌تواند امکانات جدیدی را فراهم کند. به عنوان مثال، سیستم‌های هوشمند می‌توانند تحلیل‌های دقیق‌تری از داده‌ها ارائه دهند و به بهبود فرآیندهای آموزشی و طراحی کمک کنند. همچنین، استفاده از روبات‌های هوشمند در محیط‌های شبیه‌سازی شده می‌تواند تجربه‌های آموزشی و عملی جدیدی را به ارمغان بیاورد. دانشگاه MIT نیز با استفاده از AR در کلاس‌های مهندسی خود، به دانشجویان امکان می‌دهد تا مدل‌های سه‌بعدی از دستگاه‌ها و سیستم‌های پیچیده را بررسی و تحلیل کنند.

زبان جاوا به لطف پلتفرم اندروید دارای کامیونیتی گسترده از توسعه دهندگان مختلف است که بخشی از آن ها توسعه دهندگان واقعیت مجازی هستند. سوپر هوش مصنوعی در واقع عبارتی است که برای AI استفاده می‌شود که سطح هوش و درک انسانی را پشت سر گذاشته و به نوعی دارای هوش فرا بشری خواهد شد. تا به حال نوز هیچ جامعه‌ای نتوانسته به سوپر Artificial Intelligence دست پیدا کند. در حقیقت رسیدن یا نرسیدن و یا حتی زمان رسیدن به آن در حاله‌ای از ابهام می‌باشد. برای رسدن به این سطح از هوش مصنوعی، یک سیستم هوشمند باید تست تورینگ را پشت سر گذاشته باشد و هیچ ماشینی تا به حال به سطحی از درک و شعور و وسعت دانش یک انسان بالغ نرسیده است که از این تست سر بلند بیرون آمده باشد. سه روش و یا گردش کار که در این مقاله بررسی شده است توانسته اند، تجربه همه جانبه در محیط واقعیت مجازی برای کاربر ایجاد کنند.

پایتون کتابخانه‌ها و فریمورک‌هایی دارد که به توسعه‌دهندگان واقعیت مجازی امکان می‌دهد تا آن را برای توسعه‌ی نرم‌افزارهای واقعیت مجازی به‌کار ببرند. دانشگاه‌ها، موسسات تحقیقاتی و فضایی معتبری (ازجمله ناسا) از این پلتفرم برای توسعه برنامه‌های واقعیت مجازی خود استفاده می‌کنند. Babylon.js یکی دیگر از کتابخانه‌های واقعیت مجازی برای جاوا اسکریپت به شمار می‌رود. همچنین ViroReact، یک کتابخانه React Native است که به توسعه‌دهندگان خود اجازه می‌دهد تا به سرعت تجربیات واقعیت مجازی را با استفاده از این فریم ورک، نمونه‌سازی و ایجاد کنند. بنابر مطالبی که گفته شد اگر می‌خواهید برنامه‌های واقعیت مجازی بر بستر وب توسعه دهید، استفاده از زبان جاوا اسکریپت کار را برای شما ساده می‌کند.

برای مثال با استفاده از اپلیکیشن مبتنی بر LayAR، می توانید یک سفارش در کاتالوگ چاپی انجام دهید یا به آهنگی که در مجله ذکر شده گوش کنید. با این حال عدم وجود دستورالعمل های کامل برای استفاده از فریم ورک به پیچیدگی هایی در روال کاری توسعه دهندگانی که برای اولین بار از آن استفاده می کنند، انجامیده است. دستورالعمل ها و ترفندهای کوتاهی در این زمینه موجودند، اما با ترتیب تصادفی بوده و نمی توانند جایگزین مناسبی برای مستندات موردنیاز باشند. مزیت اصلی این فریم ورک شامل پشتیبانی از دستگاه های واقعیت مجازی و اپلیکیشن تست همراه با نظراتی است که قابلیت های Vuforia را نمایش می دهند. Fuzor و یونیتی، دو موتور رندر بازی هستند که با کمک کد نویسی هایی که به آن ها اشاره کردیم، برای مدلسازی اطلاعات ساختمان آماده گردیدند.

مسیرهای یادگیری تطبیقی تضمین می‌کند که دانش‌آموزان دستورالعمل‌ها و منابع مناسب را دریافت می‌کنند، سفر یادگیری خود را بهینه می‌کنند و تسلط بر مفاهیم را ارتقا می‌دهند. برای ساخت برنامه های واقعیت مجازی در یونیتی می‌توانید از کتابخانه StereoKit که مربوط به زبان سی شارپ است استفاده کنید. با استفاده از تکنولوژی دات نت (Net.) به راحتی قادر خواهید بود تا تجربه ساخت برنامه های واقعیت مجازی را به دست ‌آورید. اگر به دنبال زبانی با کتابخانه و فریموک های قوی برای توسعه برنامه‌های واقعیت مجازی هستید،  C# به خوبی می‌تواند نیاز شما را برطرف کند. چت ربات‌های مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند حمایت عاطفی و منابع سلامت روان را به دانش‌آموزان ارائه دهند.

در سطح عمومی آن‌ها می‌توانند کارهایی مثل رانندگی، دستیار شخصی هوشمند با توانایی درک همه‌ی نیازهای کاربر، یک دستیار پزشک و یا سیستم تشخیص بیماری و… باشد. در سطوح بالا این سیستم‌ها می‌توانند کارهایی را انجام دهند که به زندگی و امنیت و جان انسان‌ها بستگی دارد و می‌توانند به خوبی از پس چنین کارهایی بر بیایند. در پایان این روش امکان دسترسی به یک پایگاه داده جامع در محیط واقعیت مجازی ایجاد شده است. مدل سه بعدی و داده ها به صورت مفهومی و قابل درک در اختیار کاربر قرار داده شده است. در contrast به AR، واقعیت مجازی (VR) کاربر را در یک محیط کاملاً شبیه‌سازی شده غوطه‌ور می‌کند و به طور مؤثر آن‌ها را از دنیای واقعی ایزوله می‌سازد.

همزمان، حسگرهای تعبیه‌شده در هدست، حرکات سر و بدن کاربر را ردیابی کرده و این حرکات را به‌صورت لحظه‌ای در محیط مجازی اعمال می‌کنند. به این ترتیب، کاربر احساس حضور کامل در دنیای مجازی را پیدا می‌کند و می‌تواند با اشیاء و شخصیت‌های مجازی به‌صورت فیزیکی ارتباط برقرار کند. Vizard یکی از بزرگترین و بهترین پلتفرم‌های توسعه نرم افزار مبتنی بر پایتون است که برای ایجاد برنامه های کاربردی واقعیت مجازی (VR) ساخته شده است. این پلتفرم توسط بسیاری از مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی و همچنین ناسا استفاده می شود. زبان پایتون ممکن است اولین زبانی نباشد که هنگام  توسعه واقعیت مجازی به آن فکر کنید اما استفاده از آن، به ویژه برای توسعه دهندگان بی تجربه و تازه کار مزایای زیادی دارد. پیشرفت فناوری هدست واقعیت مجازی (VR headset)، باعث شده تا تقاضا برای این محصول جذاب در میان خانواده ها و جوانان افزایش پیدا کند.

یونیتی دارای یک فروشگاه دارایی‌های غنی است که شامل مدل‌های سه‌بعدی، اسکریپت‌ها، انیمیشن‌ها و سایر منابعی است که می‌توانند در پروژه‌های شما مورد استفاده قرار گیرند. – این فناوری‌ها این امکان را فراهم می‌کنند تا کاربران به دنیای‌های مجازی جذاب و تعاملی وارد شوند و بازی کنند. – ایجاد محتوای آموزشی واقعیت مجازی برای آموزش مهارت‌های عملی و تجربی می‌تواند تجربه‌یادگیری بهتری را فراهم کند. جدیدترین نوآوری توسط InsiteVR مشابه اشتراک اسکرین است اما برای سه بعد. هرچه واقعیت مجازی مقرون به صرفه تر و قابل حمل تر می شود ، VR بیشتر این امکان را پیدا می کند که مانند اشتراک اسکرین، قابل استفاده باشد. جلسات InsiteVR مشارکتی یا در بخشهای مختلف جهان به متخصصان معماری و ساخت و ساز امکان می دهد که مدلهای خود را در واقعیت مجازی بررسی کنند.

واقعیت مجازی یک محیط مصنوعی است که با استفاده از نرم‌افزار ایجاد می‌شود و به کاربر اجازه می‌دهد تا به طور کامل در آن غوطه‌ور شود. این محیط از طریق دستگاه‌هایی مانند هدست‌های VR و کنترلرهای دستی تجربه می‌شود. VR اغلب برای شبیه‌سازی محیط‌های پیچیده و تعاملات دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عبارت دیگر، پلتفرم حضور از توسعه دهندگان و متخصصان واقعیت مجازی از سراسر جهان دعوت می‌کند تا در فهرست قابل توجه قابلیت‌های واقعیت مجازی متا مشارکت کنند. و اصول زیربنایی دموکراسی‌سازی و جمع‌سپاری، دقیقاً همان چیزی است که انتظار می‌رود متاورس آینده را تقویت کند. با استفاده از قابلیت درک صحنه، توسعه‌دهندگان می‌توانند تجربه‌هایی را ایجاد کنند که به صحنه و محیط آگاهی دارند.

شاید از اینکه به‌عنوان اولین زبان برای برنامه‌نویسی VR پایتون معرفی می‌شود، کمی تعجب کنید. البته، دردرجه‌ی‌اول، پایتون در حوزه‌‌های هوش مصنوعی، ماشین لرنینگ، استخراج و تحلیل داده کاربرد دارد. علاوه‌بر آن حوزه‌ها، برنامه‌نویسان از پایتون برای توسعه سایت نیز استفاده می‌کنند. اگرچه ممکن است به اندازه سایر زبان هایی که به آن اشاره شد شناخته شده نباشد، اما اگر تجربه کار با این زبان را داشته باشید، طراحی برنامه‌های AR (واقعیت افزوده) ساده خواهد بود. جاوا توسط Sun Microsystems ابداع شد، اما اکنون شرکت Oracle مالک اصلی آن است. این زبان شی گرا برای برنامه های واقعیت مجازی، زبانی ایده آل محسوب می‌شود.

این مقاله از ایوسی (IVSI) به بررسی تعریف‌ها، تفاوت‌ها، کاربردها، چالش‌ها و چشم‌اندازهای آینده فناوری‌های AR و VR می‌پردازد. هدف ما از ارائه یک بررسی دقیق و سیستماتیک، افزایش درک از نقش محوری این تجربیات غوطه‌ورکننده در زندگی ما و اهمیت روزافزون آن‌ها برای صنایع مختلف است. توسعه برنامه‌های واقعیت مجازی و افزوده فرصت‌های بسیاری در زمینه‌های مختلف ارائه می‌دهند. با این حال، برای دستیابی به موفقیت در این زمینه، باید چالش‌های مرتبط با سخت‌افزار، نرم‌افزار، تجربه کاربری، ایمنی و حریم خصوصی را به خوبی مدیریت کرد. توسعه‌دهندگان و توسعه‌دهندگان برنامه‌های VR و AR با در نظر گرفتن این چالش‌ها و بهره‌گیری از فرصت‌های ارائه شده توسط این فناوری‌ها، می‌توانند تجربیات جذاب و مفیدی برای کاربران خلق کنند.