Як VR-технології допомагають навчати біомедичних інженерів

Катерина Посохова закінчила бакалаврат і магістратуру за спеціальністю «Біомедична інженерія» у Харківському національному університеті радіоелектроніки. Під час навчання вона реалізувала амбітний проєкт – віртуальне навчальне середовище (кріолабораторію) за допомогою технології SimLab. Проєкт став результатом співпраці МОН України (докладніше про співпрацю), компанії SimLab Soft та міжнародного партнерства Харківського національного університету радіоелектроніки з Інститутом мультифазних процесів Ганноверського університету імені Г.В. Лейбніца. Про те, як розробити VR-лабораторію та представити її на міжнародній виставці Hannover Messe – Катерина розповідає у цьому інтерв’ю.

Чому виникла потреба у створенні віртуальної кріолабораторії?

Значна частина мого навчання припала на період карантину та повномасштабного вторгнення. У таких умовах доступ до реального обладнання був суттєво обмежений, а наша спеціальність передбачає обов’язкову практику. До того ж реальні кріолабораторії дуже дорогі, їх небагато навіть у світі.

Наша кафедра біомедичної інженерії, ХНУРЕ має багаторічні партнерські відносини з Інститутом мультифазних процесів Ганноверського університету імені Г.В.Лейбніца, започатковані ще у 2011 році професорами О. Авруніним та Б. Гласмахер, і в межах проєкту DAAD ми вирішили створити цифровий аналог такої лабораторії. Це дозволяє студенту «зайти» в приміщення, вивчити складні прилади та зрозуміти принципи їх роботи, не виходячи з дому.

Яким був ваш досвід роботи з реальною кріолабораторією?

Вперше я познайомилася з нею під час п’ятимісячного стажування в Ганноверському університеті імені Г. В. Лейбніца. Моєю науковою керівницею була аспірантка інституту Олександра Губеня, під керівництвом якої я здобула практичний досвід роботи з кріомікроскопом.

Ця система дозволяє за допомогою рідкого азоту точно контролювати температуру зразка, заморожувати та розморожувати його для аналізу. Саме цей «живий» досвід і став основою для створення максимально реалістичного віртуального аналога.

Розкажіть про технічний процес розробки. Як реалізовувалась взаємодія користувача з лабораторією?

Моїм завданням було створити навчальний модуль що дозволяє навчати здобувачів будові та складовим частинам кріомікроскопа. Я працювала з ліцензійним софтом SimLab VR Studio. Спочатку отримала 3D-моделі реального обладнання, конвертувала їх та відтворила лабораторне оточення.

Наступним етапом стала розробка імерсивності: я створила систему підказок, список завдань в інтерфейсі та візуалізацію активних елементів, щоб студент розумів структуру приладу.

Відеодемонстрація розробленої віртуальної кріолабораторії | Virtual Cryolaboratory

З якими складнощами ви зіткнулися під час розробки?

Найбільший виклик був у тому, що на початковому етапі я не мала доступу до VR-окулярів. Я розробляла середовище віртуальної реальності, перевіряючи рішення на екрані звичайного монітора. Також важливо було оптимізувати ресурси, щоб лабораторія коректно працювала на різних пристроях – від потужних VR-гарнітур до звичайних мобільних телефонів.

Ви презентували проєкт на Hannover Messe. Які враження залишилися від виставки?

Це було чудово. Hannover Messe – одна з найбільших технологічних виставок у світі. За підтримки організації Niedersachsen Next та сприяння Олександра Гришкова я мала окремий стенд. Люди з усього світу підходили, одягали VR-шолом і тестували нашу розробку. Крім того, проєкт був представлений Німецько-українському академічному товариству (DUAG) та у звітах DAAD. Це надихає, коли бачиш, що твоя робота має реальне значення для міжнародної спільноти.

Які ваші подальші плани щодо розвитку проєкту та професійного шляху?

Я планую продовжувати розробку: впровадити складніші навчальні сценарії та тестові завдання для перевірки знань. Сподіваюся на подальшу підтримку МОН та SimLab Soft щодо ліцензійного забезпечення.

У майбутньому планую вступити до аспірантури. Моя мета – поєднувати наукові дослідження з імерсивними технологіями. Створення таких цифрових середовищ – це спосіб перенести складну науку у практичну та доступну площину для кожного студента.