CC BY
104
УДК 004.9:371.14
DOI: 10.24412/2308-717Х-2021-2-146-150
Китайгородский Михаил Дмитриевич
доктор педагогических наук, проректор по учебной работе
ФГБОУ ВО «Сыктывкарский государственный университет им. Питирима
Сорокина», Сыктывкар, Россия 167001, Северо-Западный федеральный округ, Республика Коми, Сыктывкар,
Октябрьский пр., 55
СКВОЗНЫЕ ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - ОТ ИНДУСТРИИ
К ОБРАЗОВАНИЮ
Mikhail D. Kitaygorodsky
Doctor of Pedagogical Sciences, Vice-Rector for Academic Affairs
Syktyvkar State University named after Pitirim Sorokina", Syktyvkar, Russia 167001, North-Western Federal District, Komi Republic, Syktyvkar, Oktyabrsky Ave., 55
END-TO-END DIGITAL TECHNOLOGIES - FROM INDUSTRY
TO EDUCATION
Аннотация. Четвертая промышленная революция, получившая название «Индустрия 4.0», в нашей стране оформились в виде Национальной технологической инициативы, т.е. системы проектов и программ, которые направлены на развитие глобальных мировых рынков, как промышленных, так и социальных, в том числе образовательных.
Ключевые слова: Индустрия 4.0, цифровые технологии, Интернет вещей, образование.
Abstract. The Fourth Industrial Revolution, called "Industry 4.0", took shape in our country in the form of a National Technological Initiative, i.e. a system of projects and programs aimed at developing global world markets, both industrial and social, including educational.
Key words: Industry 4.0, digital technologies, Internet of Things, education.
Развитие новых технологий, распространение их в современном производстве, экономике, социальной сфере приводит к стремительным изменениям на глобальных рынках. Сегодня скорость создания и внедрения новейших разработок выше, чем когда-либо в истории, и продолжает расти. Такое развитие технологий приведет в ближайшие годы к формированию совершенно новых рынков, которые будут предоставлять потребителям
© Китайгородский М.Д., 2021
передовые технологические решения и принципиально новые сервисы. Можно говорить о разворачивающейся в настоящее время глобальной промышленной революции, которая является результатом последних достижений в сфере информационно-коммуникационных и биотехнологий, робототехники и искусственного интеллекта.
Эти технологии являются сквозными, так как используются в промышленном производстве на всех этапах технологического цикла.
Каждая промышленная революция кардинально изменяла жизнь людей, общество, экономику.
Первая промышленная революция (вторая половина XVIII - начало XIX в.) означала появление и развитие промышленного производства и транспорта. Вторая промышленная революция (вторая половина XIX - начало XX в.) обусловлена электрификацией производства, появлением железнодорожного транспорта, внедрением поточного производства и разделением труда. Третья промышленная революция (вторая половина XX - начало XXI в.) - тотальная автоматизация и роботизация производств.
Четвертая промышленная революция (начало XXI в.) - появление смарт-заводов, предприятий, на которых автоматизированные и роботизированные промышленные системы взаимодействуют между собой и другими предприятиями на основе технологий искусственного интеллекта и технологий Интернета вещей. Эти изменения связаны с появлением глобальных промышленных сетей, Интернета вещей, ЭБ-принтеров, нейронных сетей и исследований в области искусственного интеллекта.
Четвертая промышленная революция получила название «Индустрия 4.0» [Э]. Направления Индустрии 4.0 в нашей стране в настоящее время оформились в виде Национальной технологической инициативы (НТИ), которая должна на основе долгосрочного прогнозирования на 10-15 лет проработать передовые решения обеспечивающую глобальную безопасность, развитие новых технологических отраслей, высокое качество жизни людей. Национальная технологическая инициатива - это система проектов и программ, которые направлены на формирующиеся в настоящее время глобальные мировые рынки как промышленные, так и социальные и в том числе образовательные.
Основными направлениями Индустрии 4.0 являются передовые технологии, благодаря которым четвертая промышленная революция стала реальностью. К наиболее важным из данных технологий можно отнести:
- Интернет вещей.
- Аддитивное производство.
- Искусственный интеллект, машинное обучение и робототехника.
- Большие данные, блокчейн и облачные вычисления.
- Виртуальная и дополненная реальность.
Интернет вещей (англ. Internet of Things, IoT) - это объединение цифровых датчиков и устройств (интернет-вещей), которые взаимодействуют между собой и с внешней средой с помощью встроенных технологий связи и Интернета [2].
В настоящее время число датчиков, устройств, подключенных к Интернету, неуклонно растет. Данные, собранные компанией Cisco, говорят
о том, что число таких устройств превысило численность населения Земли примерно в 2005 г. Сейчас интернет-вещей около 50 миллиардов, а к 2025 г. ожидается триллион устройств, подключенных к Интернету.
Технологии Интернета вещей позволяют повысить эффективность современного производства, оптимизировать его, улучшить условия и безопасность труда. Интеграция датчиков и устройств управления промышленных станков с системами автоматизированного проектирования и управления позволяет производство товаров вывести на совершенно иной уровень качества, экономичности и эффективности.
Технологии Интернета вещей значительно расширяют возможности дистанционного обучения в образовании. Подключенные к Интернету датчики, приборы, лабораторные установки и целые лаборатории позволяют организовать удаленные дистанционные учебные занятия с использованием реального, не виртуального, оборудования [1].
Аддитивные технологии - технологии создания и производства деталей с помощью наращивания материала, в отличие от субтрактивных технологий, в которых изделие создается методом обработки и удаления частей заготовки. Одной из реализаций аддитивных технологий является 3 D-печать. Для такой печати необходимо создать трехмерную цифровую модель изделия с помощью систем автоматизированного проектирования, а затем данную модель программно разделить на слои. Полученную модифицированную цифровую модель отправляют на 3 D-принтер, который с помощью пластика или какого -либо другого материала воспроизводит модель в материальном изделии.
В настоящее время 3D-печать используется в индустриальной промышленности при изготовлении отдельных деталей автомобилей, самолетов и других транспортных средств, в медицине для изготовления протезов и имплантов в хирургии, стоматологии, в легкой промышленности при изготовлении одежды, обуви и аксессуаров.
В настоящее время разрабатываются технологии 4D-печати, которые позволяют проектировать и создавать трехмерные объекты, форма и свойства которых могут меняться со временем или под воздействием каких-либо факторов.
Аддитивные технологии активно внедряются и в технологическое образование. Рассмотрение этих технологий предусмотрено и Примерной основной образовательной программой основного общего образования. Многие используют 3D-принтеры в дополнительном образовании при проектировании и изготовлении деталей моделей, роботов, различных технических устройств.
Искусственный интеллект - раздел комплекса компьютерных наук, основная задача которого является создание вычислительных систем, способных выполнять творческие функции, которые традиционно считаются выполнимыми лишь человеком. При этом интеллектуальная система - это программно-аппаратная система, решающая задачи, являющиеся творческими, имеющими отношение к определенной области знания. Такая система включает в себя вычислительную систему, базу знаний
и интеллектуальный интерфейс, при помощи которого ведется общение с системой без специализированных программ для ввода данных. Основные направления, в которых проходят исследования в области искусственного интеллекта, являются: робототехника, системы распознавания изображений, символов, речи, машинное обучение.
Достижения в области искусственного интеллекта позволили очертить еще формирующий в настоящее время раздел в педагогике - робопедагогика. Основные задачи такой области - проектирование и использование в образовательном процессе технологий искусственного интеллекта, таких как виртуальных помощников преподавателей - аватаров и чатботов (ботов-тьюторов, ботов-диагностов, ботов-энциклопедистов и т.п.).
Большие данные (Big Data) - технологии обработки информации огромных объемов. Когда говорят о больших данных следует иметь в виду не только большие объемы, но большие скорости получения, передачи и обработки информации, а также большое разнообразие видов и форматов данных. Технологии Big Data позволят решать многие научные задачи на совершенно другом уровне. Обработка больших массивов информации образовательных систем, анализ результата обучения и поведенческих особенностей учащихся, позволит сформировать индивидуальные образовательные маршруты, что в настоящее время является крайне актуальным.
Виртуальная реальность - технологии, в которых объект управления представляет из себя компьютерную модель реальности (англ. virtualreality, VR). Созданные техническими средствами объекты и субъекты моделей реальных объектов передаются человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и т.д., при этом происходит имитация воздействия и реакции на это воздействие объектов.
Дополненная реальность - технологии, позволяющие проводить эксперимент, воспринимая смешанную реальность (англ. mixedreality), т.е. испытатель воспринимает кроме реальных объектов информацию, создаваемую с использованием «дополненных» с помощью компьютера виртуальных модельных элементов.
Виртуальная и дополненная реальность - это те технологии, которые будут эффективно применяться, в том числе и при дистанционном обучении, позволяя расширить возможности современного образования. На основе этих технологий создаются имитационные лабораторные стенды и лабораторные установки с элементами дополненной реальности.
Рассмотренные сквозные технологии развиваются стремительно. И если сегодня эти технологии передовые, то через год-два современными технологиями уже будут другие, которые сейчас сложно предсказать.
Список литературы
1. Китайгородский М.Д., Смольянинов И.Н., Петухов В.В. Технология дистанционных интерактивных лабораторных работ // Школа и производство. -2015. - № 2. - С. 53-58.
2. Information Technology Gartner Glossary. Internet Of Things [Электронный ресурс]. - URL: https://www.gartner.com/en/information-technology/glossary/internet-of-things (дата обращения: 18.08.2021)].
3. Plattform Industrie 4.0 [Электронный ресурс]. - URL: https://www.plattform-i40.de (дата обращения: 18.08.2021).
