Zespół naukowców z Uniwersytetu Purdue rozpoczął współpracę z agencją NSF w celu stworzenia prototypowej technologii o nazwie Skill-XR, wykorzystującej do szkoleń pracowników doznania rzeczywistości rozszerzonej i mającej na celu wypełnienie luki po odchodzących na emeryturę fachowcach ze starszego pokolenia.
Tradycyjne szkolenie siły roboczej w przemyśle obejmowało bardzo mało techniki: osobiste sesje szkoleniowe, praktyki zawodowe w postaci nadzorowania pracy nowego pracownika przez doświadczonego, instrukcje pisemne i czasami filmy wideo. Aby jednak rozwiązać problem coraz większego braku doświadczonych fachowców, niektóre firmy produkcyjne zwracają się ku technologii rozszerzonej i wirtualnej rzeczywistości, które pomagają w zdobywaniu przez swoich pracowników nowych umiejętności. Zespół z Uniwersytetu Purdue (z siedzibą w West Lafayette w stanie Indiana, USA) podpisał warty 5 mln USD kontrakt z agencją NSF (National Science Foundation, amerykańska agencja rządowa finansująca badania podstawowe z zakresu nauk o życiu) w celu stworzenia prototypu technologii o nazwie Skill-XR, wykorzystującej doznania rzeczywistości rozszerzonej i wirtualnej, mającego na celu wypełnienie w przemyśle luki po odchodzących na emeryturę fachowcach ze starszego pokolenia.
– Luka w umiejętnościach praktycznych oraz wykorzystaniu pojawiających się nowych technologii jest rzeczywistością – mówi Karthik Ramani, profesor mechaniki oraz główny badacz tego projektu. – Dzisiaj jednym z najlepszych sposobów przekazywania umiejętności praktycznych jest praktyka zawodowa w postaci nadzorowania pracy nowego pracownika przez doświadczonego kolegę. Jednak jest ona kosztowna i nie jest skalowalna. Tracimy i pracownika szkolącego i pracownika szkolonego. Ponadto starsi pracownicy odchodzą na emeryturę i trudno jest dokonać rekrutacji młodszych na ich miejsce. A gdy już tacy zostaną zatrudnieni, to wyzwaniem jest przekazanie pracownikom nowej generacji umiejętności i wiedzy starszych fachowców. Wymagania dotyczące tych umiejętności także się zmieniają, co komplikuje sprawę. Projekt Skill-XR polega tylko na ulepszeniu tego transferu umiejętności we właściwym czasie i umożliwieniu dokonania go w dowolnym miejscu i w dowolnej skali.
Litera X w nazwie Skill-XR oznacza pewien zakres technologii, który obejmuje rozszerzoną rzeczywistość (augmented reality – AR), rzeczywistość wirtualną (virtual reality – VR) oraz rzeczywistość powiększoną (extended reality – XR). Na przykład nowo zatrudniony w fabryce pracownik może podczas szkolenia z obsługi jakiejś maszyny nosić okulary VR, widząc elementy graficzne nałożone na obraz tej maszyny oraz instrukcje obsługi elementów sterujących. Błyskawiczne informacje zwrotne uzyskiwane podczas wykonywania zadań zapewniają, że pracownicy są szkoleni szybko, efektywnie i bezpiecznie.
– Dla tego pokolenia filmiki na YouTube stały się nauczycielami zastępczymi – mówi prof. Ramani. – Ludzie wchodzą na YouTube, aby zobaczyć, jak zawiązać krawat, zmienić oponę czy ugotować posiłek. Chcemy przepchnąć tę koncepcję do następnego wymiaru, tak aby nie był to już zwykły film 2D na ekranie, ale doświadczenie z rozszerzoną rzeczywistością, które rzeczywiście reaguje na sygnały użytkownika i przekazuje mu informacje zwrotne.
Dzięki dzisiejszej technologii każdy jest w stanie wyprodukować film na YouTube, jednak w przypadku rozszerzonej rzeczywistości nie jest to prawdą. Uzyskanie wielu doznań za pomocą AR wymaga złożonego programowania oraz innych wyspecjalizowanych umiejętności, których nie posiadają ludzie zatrudnieni w firmach przemysłowych, zaś na zatrudnienie ekspertów je posiadających firmy te nie mogą sobie pozwolić. Prototyp Skill-XR przygotuje grunt pod wykorzystywanie technologii AR, pozwalając każdemu na generowanie własnego doświadczenia rozszerzonej rzeczywistości, zarówno w fabryce, klasie szkolnej, jak i w domu. Ponadto jest on zaprojektowany jako niezależny od platformy, mogący być wdrażanym w dowolnych nowych urządzeniach czy technologiach mieszanej rzeczywistości (mixed reality), opracowywanych dla potrzeb rynku.
Duże znaczenie skalowalności w Skill-XR
– Posiadanie osoby z umiejętnościami, która dzieli się swoją wiedzą z garstką innych w pomieszczeniu, to jedno – mówi prof. Ramani. – Technologia umożliwi tej samej osobie w tym samym pomieszczeniu przekazanie tych samych umiejętności tysiącom lub nawet milionom ludzi. Jak zobaczyliśmy w czasach pandemii COVID-19, nauczanie zdalne jest obecnie nieodłączną częścią naszego życia, zaś Skill-XR umożliwi zdalne przekazywanie umiejętności wszędzie.
Co prawda wykorzystano technologię na wysokim poziomie, jednak prof. Ramani stworzył Skill-XR na bazie najbardziej podstawowego z pragnień człowieka: chęci do uczenia się.
– W wieku dziecięcym uczymy się, wykonując czynności – mówi Ramani. – Wszyscy mamy oczy, uszy i ręce. Podnosimy obiekty i przesuwamy rzeczy dookoła. Kopiujemy czynności zaobserwowane u innych. W tych procesach nie jest zaangażowana żadna technologia, robimy to po prostu naturalnie. Za pomocą Skill-XR ulepszamy ten proces, tak więc ludzie mogą uczyć się przez wykonywanie czynności praktycznie, a nie tylko przez obserwowanie. To dlatego specjaliści od LS (learning science, interdyscyplinarna nauka łącząca badania, dane i praktykę w celu ulepszania procesu nauczania) stanowią taki duży procent naszego zespołu.
– Ponieważ wykwalifikowani starsi pracownicy odchodzą z zakładów produkcyjnych na emeryturę, ich umiejętności praktyczne muszą być przekazane nowej generacji – mówi Mark Lundstrom, pełnomocnik dziekana ds. administracyjnych na Uniwersytecie Purdue. – Zespół profesora Ramaniego próbuje rozwiązać ten bardzo poważny problem poprzez umożliwienie po raz pierwszy wykwalifikowanym pracownikom łatwego stworzenia doznań rozszerzonej rzeczywistości, które pozwolą młodszym pracownikom uczyć się przez robienie czegoś w praktyce, a nie tylko przez obserwowanie. Wpływ tej metody na pracowników przemysłu produkcyjnego w naszym kraju powinien być znaczący.
Brian Edelman, prezes Fundacji Badań Naukowych na Uniwersytecie Purdue (Purdue Research Foundation), mówi: – Wszystkie firmy, z którymi pracujemy w instytutach badawczych Uniwersytetu Purdue: Discovery Park District oraz Aerospace District, są bardzo skoncentrowane na swojej sile roboczej oraz możliwości uczynienia pracowników jak najszybciej i jak najtańszym kosztem. Uważam, że technologia Skill-XR jest przełomowa, zarówno w czasach obecnej pandemii, jak i w okresie po jej zakończeniu, ponieważ wszyscy przekonujemy się, w jakim stopniu jesteśmy w stanie wykonywać swoją pracę zdalnie.
Tworzenie Skill-XR rozpoczęło się w 2018 roku, gdy zespół prof. Ramaniego otrzymał od NSF grant w wysokości 2,5 mln USD na badania nad tematem „Przyszłość pracy na granicy pomiędzy człowiekiem a technologią”. Jednym z pomysłów, które wówczas powstały, był Skill-LeARn, koncepcja wykorzystania technologii rozszerzonej rzeczywistości (AR) do szkolenia pracowników. To uzyskało fundusz Fazy I z Akceleratora Konwergencji NSF, nowego programu agencji NSF, przeznaczonego do rozwiązywania problemów społecznych w skali całego kraju poprzez wykorzystanie inspirowanych badań nad konwergencją.
Dla celów prawdziwie konwergencyjnego podejścia prof. Ramani nawiązał współpracę z kilkoma firmami produkcyjnymi ze stanu Indiana, takimi jak Wabash National, Kirby Risk i Gaylor Electric oraz innymi dużymi i małymi z całego kraju. Partnerzy ci testowali prototypy i określali, w jaki sposób mogą one być najlepiej wykorzystane na hali fabrycznej w świecie rzeczywistym. Profesor nawiązał także współpracę z agencją rozwoju ekonomicznego stanu Indiana – Economic Development Corporation oraz szkołą wyższą Ivy Tech również z tego stanu, której programy edukacyjne są często skoncentrowane na specyficznych dziedzinach zawodowych.
Jak mówi David Roberts, główny specjalista od wdrażania innowacji (Chief Innovation Officer) w agencji Economic Development Corporation: – Codziennie producenci z całego stanu Indiana dostarczają kluczowe rozwiązania i wprowadzają innowacyjne produkty, które pomagają w funkcjonowaniu naszego świata. Ponieważ tendencje do zaburzania istniejącego porządku rzeczy zmieniają oblicze dzisiejszego przemysłu produkcyjnego, jesteśmy skoncentrowani na wspieraniu inicjatyw strategicznych, takich jak technologia Skill-XR, w celu przygotowania wykwalifikowanej siły roboczej z różnych branż w stanie Indiana, wyposażając młodych w umiejętności skoncentrowane na przemyśle i szkoląc ich dla potrzeb przyszłości.
Profesor Ramani dostrzega potencjał dla wykorzystania Skill-XR poza halą fabryczną.
– Ten projekt obejmuje także pewną liczbę różnych środowisk edukacyjnych. Małe dzieci mogą się uczyć praktycznie, nawet gdy grają w różne gry. Natomiast studenci mogą się uczyć koncepcji inżynierskich. Nawet lekarze i pielęgniarki mogą ćwiczyć w praktyce techniki chirurgiczne. Naszym nadrzędnym celem jest rozszerzanie możliwości wszystkich ludzi wykorzystujących technologię.
Jared Pike
