De bouw is letterlijk een hands-on business waar de winst-verliesmarges piepklein zijn. De opleiding van nieuwe werknemers vereist tijd en arbeid, en materialen zoals hout, cement, en wapening zijn te duur voor het "spel" dat essentieel is voor het leren van nieuwe vaardigheden. Helaas, de gevolgen van fouten op een bouwplaats kunnen worden gemeten in het verlies van ledematen, zo niet leeft.

Dus hoe produceren universiteiten en de bouwsector arbeiders, ontwerpers, en managers die echte kennis kunnen toepassen die is opgedaan door gebruik te maken van de nieuwste technologieën? Kunnen ze "slimme" werkplekken maken die gevaar en risico verminderen, vooral waar kostenbesparingen moeilijk te realiseren zijn, maar vaak nodig voor succes?

Abiola Akanmu, een assistent-professor aan de Myers-Lawson School of Construction, misschien een antwoord hebben. Haar onderzoek creëert leerbare virtuele constructiescenario's die de handen en geesten van studenten aanspreken met behulp van augmented reality en hologrammen.

"Onderwijzers en commerciële bedrijven zijn allebei op zoek naar manieren om het praktische probleem op te lossen, "zei Akanmu. "En wat je ook kunt doen in de fysieke wereld, we zullen in staat zijn om te doen in de virtuele wereld."

Akanmu en een interdisciplinair team van onderzoekers van Virginia Tech hebben onlangs een National Science Foundation-beurs ontvangen om het begrip van docenten te vergroten over hoe stagiairs de overdraagbare vaardigheden leren die nodig zijn om te gedijen in dure en gevaarlijke betonnen en stalen omgevingen. Akanmu's medewerkers aan de subsidie ​​zijn onder meer Doug Bowman, een professor in de afdeling Informatica; Diana Bairaktarova, een assistent-professor bij de afdeling Engineering Education; en Farrokh Jazizadeh Kari, een assistent-professor bij de afdeling Civiele en Milieutechniek.

Het project heeft tot doel studenten bouwtechniek en management voor te bereiden op het gebruik van moderne sensortechnologieën op bouwplaatsen. Toegekend via een programma voor het verbeteren van niet-gegradueerd STEM-onderwijs, de beurs zal professoren en studenten financieren die leren gespecialiseerde lasersensoren te gebruiken die deze locaties en de fysieke structuren daarin optisch in kaart brengen.

Het scanproces lijkt op hoe onderzoeksploegen wegen in kaart brengen voorafgaand aan het werk. Gespecialiseerde apparatuur die kleine sensoren gebruikt, zal een omgeving inspecteren en een foto van de gescande gegevens rapporteren. In onveilige omgevingen, siteverkenning kan plaatsvinden met behulp van robots of drones.

Akanmu's studenten werken aan het ontwikkelen van een taxonomie, of een systematisch begrip, hoe u die gegevens kunt converteren naar representatieve scènes met behulp van computerprogramma's. Studenten kunnen deze scenario's dan fysiek ervaren met Microsoft HoloLens, ervoor te zorgen dat winst en mensen niet in gevaar komen door experimenten of fouten.

De scan- en mappingsensoren moeten bouwmanagers in staat stellen om meerdere problemen op een "slimme" bouwplaats onder de knie te krijgen en ermee te jongleren. Door simulatie, managers zullen ook in staat zijn om gezondheidsrisico's te evalueren die worden veroorzaakt door repetitieve bewegingen of onergonomische omstandigheden waarbij werknemersverwondingen waarschijnlijk zullen optreden. Dit proces zal de veiligheid op de werkplek verbeteren, een ander gebied van kostenrisico voor bouwbedrijven.

In aanvulling, het onderzoek zal docenten helpen om studentenervaringen op maat te maken die voldoen aan de behoeften van industriële partners door het advies van focusgroepen en ervaren aannemers. Feedback van de bouwsector zal essentieel zijn bij het evalueren van het nut van de technologie.

Bolanle Ogunseiju, een doctoraatsstudent in het programma voor milieuontwerp en -planning, werkt samen met Akanmu om deze virtuele omgevingen zowel realistisch als toegankelijk te maken voor studenten. Ze combineert de technologische expertise die ze tijdens het project opdoet met de praktijkkennis die ze opdeed als voormalig schatter in de bouwsector.

Ogunseiju koppelt de relevantie van het project aan een van de moeilijkste problemen waarmee bouwbedrijven worden geconfronteerd:het betrouwbaar voorspellen van de hoeveelheden dure materialen, zoals vuilopvulling, grind, en cement - dat kan meestal niet worden bevestigd voordat het echte werk op een locatie begint.

Ze merkt op dat het schatten van het volume van dure artikelen bijzonder moeilijk is. Fouten kunnen bedrijven contracten kosten tijdens wedstrijden en financiële verliezen veroorzaken op bouwplaatsen, succesvolle afronding van het project riskeren. "Studenten leren niet alleen de technische vaardigheden, maar ook de besluitvormingsvaardigheden die bedrijven bij hun werknemers zoeken om hen effectiever te maken, ' zei Ogunseiju.

Een ander voordeel is de mogelijkheid voor studenten om onder de afgewerkte façade van een structuur te zien en realistisch te ervaren - ook al is de omgeving gesimuleerd en virtueel - hoe gecompliceerde processen materialen in elkaar grijpen. Akanmu beschrijft het vermogen van de technologie om lagen van afgewerkte structuren af ​​te pellen om te laten zien welke materialen worden gebruikt om een ​​grote ondersteunende kolom te maken, bijvoorbeeld, en hoe ze stap voor stap met elkaar worden vermengd.

"Met dit programma het zal heel gemakkelijk zijn om een ​​mentaal beeld te vormen van wat studenten moeten zien om te leren, " zei Ogunseiju. "Het biedt praktische ervaring, niet alleen maar projecteren, wat hun waarde voor toekomstige werkgevers zal vergroten."