机电工程中的人工智能:ESPRIT 模型 Mohamed Hedi Riahi、Nadia Ajailia ESPRIT 工程学院 摘要 近十年来,人工智能 (AI) 蓬勃发展,现已涵盖自动化、电力和维护等机电领域,为此我们引入了 ESPRIT 方法。该方法强调工程师需要丰富技能组合,以适应不断变化的环境。这种教育模式将 AI 模块整合到机电工程课程中,符合 CDIO 标准,以培养广泛的 AI 能力。该课程经过精心设计,从基础知识进阶到高级应用和评估,采用主动学习策略提高学生的技术、解决问题和专业技能,最终鼓励全面掌握工程领域的 AI。本文介绍了 ESPRIT 方法,这是一种专为让机电工程师具备必要的 AI 能力而量身定制的教学范式。ESPRIT 机电工程课程中专用 AI 模块的整合符合 CDIO 标准,标志着工程教育取得了重大进步。我们的教学贡献有三方面,涵盖了三年内 AI 模块的设计、执行和评估。该课程采用主动学习策略(标准 8)让学生沉浸在 AI 问题解决中,营造出一种实践参与的环境。课程以结构化的方式展开(标准 3),从第三年的 AI 发现阶段开始,学生将熟悉 Python、AI 库和基础 AI 概念,包括基本分类和回归算法。第二阶段是第四年,重点是应用和强化所获得的知识,重点是 AI 项目的生命周期。学生通过开展一个遵循 AI 项目惯例的小型项目来结束这一阶段。第五年的最后阶段强调实际应用和掌握,最终在 NVIDIA DLI 研讨会上结束,学生有机会获得预测性维护 AI 证书。最后,本文对这种教学方法进行了批判性分析,强调了其实用应用和与学生能力相符的节奏良好的学习轨迹。尽管如此,它强调了在 AI 的理论和实践方面实现对称平衡的必要性,以充分利用其在机电工程中的潜力。关键词
由于锂离子电池已经变得越来越普遍,因此由于其对系统的可用性和安全性的影响,估计其剩余使用寿命(RUL)已成为必要。rul对于建立预后价值而建立预测维护策略特别有用。电池降解模型还应结合不同用法和环境条件对电池性能的影响,以对RUL进行可靠的预测。电池降解行为必须通过加速降解测试来表征,该测试是根据最佳设计理论计划的,以预测统治并区分竞争模型。可以通过使用基于良好降解模型的增强学习方法来选择最佳的维护策略。本文介绍了所有这些方法的简要概述。单独地,它们在文献中得到了很好的代表,但是考虑它们是一种新颖的维护方法。由于电池经常在不受控制的环境中使用,因此这种方法的综合政策和模型学习方面似乎尤其有希望。锂离子电池的健康状况(SOH)在降低过程中呈指数衰减。可以使用各种方法来估计SOH参数,包括从放电能力或开路电压(OCV),传感器融合算法或间接处理等效串联电阻(ESR)的直接估计。几个因素导致电池降解,包括电池化学,尺寸和操作条件。重要的是要注意,总体趋势始终是特征的
要创造沉浸式体验,重要的不是为不同的传感器提供过多的刺激,而是要保持它们的连贯性,或者说多感官整合。这种连贯性成为沉浸在故事、游戏、电影或任何其他体验中的必要基础。声音在创造这种体验中起着关键作用,它既伴随动作并强调叙事流程,又作为一个独立的参与者发挥中心作用并引导注意力。本文和海报的目的是探索声音如何影响计算机生成的虚拟环境中的沉浸感以及音乐诱导情感所涉及的心理机制。要回答的主要问题是如何使用这些技术和模型来创造沉浸感。本文的第一部分探讨了沉浸感本身。第二部分致力于沉浸式技术声音设计的实际方面,描述了用于创建逼真且引人入胜的音景的工具和技术。第三部分简要介绍了音乐情感诱发背后的心理机制。从整体上看这些组成部分,并利用它们相互揭示,这就是声音如何创造存在感和位置感。
摘要:生成人工智能(AI)和虚拟现实(VR)技术正在改变教育,并为人们如何与环境互动提供新的机会。技术范围降低了创建虚拟环境的障碍;但是,仍然存在挑战,尤其是在创建真实地方的现实虚拟环境时。现实主义很重要,因为虚拟环境的忠诚会影响用户体验。此外,还需要简化用户体验的方法和技术可以促进与这些环境进行交互的方法。做到这一点的一种有希望的方法是将AI驱动的化身纳入现实的场景,使用户可以使用自然语言沉浸式学习经验,这些学习经验着重于可持续性教育,这些体验融合了现实的场景,以与景观进行互动和学习。为此,我们为设计场景和与AI头像的自然互动开发了工作流程。这项研究创建了来自摄影测量法的点云数字3D模型,并将其纳入虚幻引擎5。然后,我们将生成的AI头像集成到环境中,从而实现了用户与AI导师之间的自然语言互动。集成有助于互动参与,并实现了物理环境的高精度数字复制。小说提出的工作流程是通过案例研究提出的,用于在希腊纳索斯的虚拟学习经验,利用AI驱动的导师来教育该岛的历史方面。该项目提供了出国留学经验的有益学习经验,而没有向学生派遣野外游览的经济和环境成本。我们建议使用现实世界中的环境和自然的AI驱动对话来建立沉浸式教育经验,并展示其革命性的社会互动,历史遗产保护和可持续的教学法的潜力。
随着早期采用者开始使用耳机来访问解决方案和早期版本,市场准备就在上升。这在新兴的社区中很明显,该社区拥有数以千计的活跃用户和玩家。 18在这个新时代,几个垂直行业已经表现出成功,尤其是社会,健身和虚拟学习。 早期的成功案例,例如Rec Room,Gaintford(Waterford)和Sidequest(贝尔法斯特),这是这一趋势的典范。 建立的技术公司(例如苹果)在2月2日开业后不久就发布了该领域的第一个产品,即Vision Pro,该产品售罄。 19虽然这不是iPhone时刻,即 这不是大众市场购买虚拟现实耳机的那一刻,这表明了世界上最大的公司及其客户的兴趣。 20市场准备就在上升。这在新兴的社区中很明显,该社区拥有数以千计的活跃用户和玩家。18在这个新时代,几个垂直行业已经表现出成功,尤其是社会,健身和虚拟学习。早期的成功案例,例如Rec Room,Gaintford(Waterford)和Sidequest(贝尔法斯特),这是这一趋势的典范。建立的技术公司(例如苹果)在2月2日开业后不久就发布了该领域的第一个产品,即Vision Pro,该产品售罄。19虽然这不是iPhone时刻,即这不是大众市场购买虚拟现实耳机的那一刻,这表明了世界上最大的公司及其客户的兴趣。20
这种工业沉浸式技术在边缘的融合可以提高效率、减少停机时间、增强安全性,并改善工业环境中的决策。然而,要有效部署它,既需要强大的跨学科协作,也面临着诸多挑战,例如强大的硬件 (HW) 设计和经济高效的可用性、数据安全和隐私保护方法以及有效的工业工作流程集成。随着技术的进步,工业领域对这种融合的采用预计将会增长,为各个行业和垂直市场带来变革性效益,包括工业制造、产品运营、设计和维护、培训和协作、数据可视化、移动和物流、能源、汽车、航空航天和医疗保健。
4 https://fundamentalsurgery.com/fundamentalvr-achieves-esteemed-centre-accreditation-from-royal-college-of-sur geons/ 5 https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/08856257.2019.1703548?scroll=top&needAccess=true 6 https://www.pwc.com/us/en/services/consulting/technology/emerging-technology/assets/pwc-understanding-the-ef fectiveness-of-soft-skills-training-in-the-enterprise-a-study.pdf
越来越多的证据证明沉浸式虚拟现实 (VR) 和接触大自然对个人健康有益。所谓的数字森林浴体验利用 VR 的沉浸感,让人们感觉自己沉浸在大自然中,这已证明可以改善心理健康。现有的大多数研究都依赖于传统的 VR 体验,这种体验只刺激两种感官:听觉和视觉。然而,森林浴背后的原理是让人刺激所有感官,完全沉浸在大自然中。随着嗅觉技术的最新进展,刺激两种以上感官的多感官沉浸式体验可能会带来额外的好处。在这篇系统的文献综述中,我们研究了所使用的多感官数字自然设置及其心理和心理生理结果;特别关注将气味作为第三种感官方式。我们搜索了 2016 年至 2023 年 4 月期间在 PubMed、Science Direct、Web of Science、Scopus、Google Scholar 和 IEEE Xplore 上发表的论文。我们的质量评估结果显示,大多数研究(12 项)质量为中等或高质量,而两项研究被归类为低质量。总体而言,所审查研究的结果表明,将气味纳入数字自然体验会产生积极影响,其结果通常与传统的自然环境接触相当。审查最后讨论了所审查研究中观察到的局限性,并提出了未来该领域研究的建议。
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沉浸式技术在用例和提供的体验方面有所不同。虚拟现实 (VR) 描述了计算机生成的三维环境模拟,其中佩戴耳机、护目镜或手套等联网设备的用户可以与环境和彼此互动。其他沉浸式技术,如混合现实或增强现实,允许用户通过数字层看到和听到物理世界,并且通常将数字对象无缝集成到现实世界中。例如,在医学培训中,混合现实可以通过将虚拟解剖结构叠加在物理训练人体模型上来模拟外科手术。在工业环境中,沉浸式技术可以支持物理位置或对象的动态虚拟版本,称为“数字孪生”。这些数字孪生可以模拟复杂系统,以实现动态、实时的设计和协作,例如使分布式劳动力能够共同设计复杂设备并在执行之前试验潜在的产品变化。