Uniwersytet w Bambergu - nowocześnie z hybrydowym modelem nauczania

Uniwersytet Ottona i Fryderyka w Bambergu to jedna z najstarszych niemieckich szkół wyższych, założona w 1647 roku jako Academia Bambergensis. Dziś uczelnia kształci blisko 13 000 studentów z całego świata i jak wiele innych instytucji musi stawiać czoła wyzwaniom związanym z transformacją cyfrową. Uniwersyteccy technicy odpowiedzialni za rozwiązania multimedialne i specjaliści z działu IT wdrożyli cyfrowy system, który pod wieloma względami zoptymalizował nauczanie hybrydowe. Dzięki ich dużemu zaangażowaniu studenci mogą obecnie uczestniczyć zarówno w zajęciach stacjonarnych, jak i zdalnych. Jednym z elementów tego rozwiązania jest innowacyjna, oparta na sztucznej inteligencji technologia Edge Analytics firmy Sony.  

W sali wykładowej WE5/00.022 w budynku An der Weberei. zamontowano  kamerę, której gabaryty nie przekraczają wielkości piłki do piłki ręcznej.

„Obecnie te nowoczesne kamery są na stałe zainstalowane w pięciu dużych salach wykładowych i mają podstawowe znaczenie dla prowadzenia zajęć w warunkach pandemii” - informuje Christoph Seeger, który pracuje w ośrodku komputerowym uczelni  W lecie kierowany przez Seegera zespół dostosował główną salę uniwersytetu do nauki hybrydowej. System Sony dostarczyła firma MR Datentechnik Vertriebs und Service GmbH z Norymbergi.

Obracanie i przechylanie

W rozwiązaniu wykorzystano kamery zdalnie sterowane PTZ. Skrót ten pochodzi od pan-tilt-zoom, który opisuje możliwości kamery: obracanie, przechylanie, przybliżanie. Takie niewielkie kamery są popularne w wielu zastosowaniach, między innymi ochronie i monitoringu. Używa ich także coraz więcej stacji telewizyjnych i firm realizujących różne produkcje. Dają one możliwość korzystania ze zdalnego sterowania z reżyserki podczas transmisji na żywo imprez sportowych i innych wydarzeń. I właśnie taki rodzaj kamery — a dokładnie model IP 4K Sony SRG-X120 — zainstalowano w sali wykładowej WE5/00.022, znajdującej się w nowoczesnym budynku uniwersyteckim. Kamera w całości obejmuje salę o powierzchni 300 m2 i przekazuje obraz w wysokiej rozdzielczości. Stanowi kluczowy element w hybrydowym nauczaniu, które w czasach pandemii bardzo zyskało na znaczeniu.

Inteligentna skrzyneczka

Ale to nie zamontowane pod sufitem kamery PTZ tworzą system do nauki hybrydowej. Ta rola przypada małym, jeszcze mniej widocznym czarnym skrzyneczkom, do których są podłączone kamery. Nieduże urządzenie, mające niewiele ponad 10 cm długości, nosi nazwę Edge Analytics i zawiera technologię wideo opartą na sztucznej inteligencji.

„To tu znajduje się inteligencja naszego systemu”, wyjaśnia Michael Fries, opiekun klienta w grupie Professional Displays & Solutions firmy Sony, który specjalizuje się w systemach do nauczania hybrydowego dla sektora edukacji. „Edge Analytics wykrywa wykładowcę, umożliwiając kamerze PTZ śledzenie wykładu. Wykrywa również gesty uczestników i utrwala notatki z tablicy elektronicznej lub tradycyjnej, nawet jeśli jest ona częściowo zasłonięta przez prowadzącego zajęcia”.

System Edge Analytics jest łatwy do skonfigurowania przy użyciu interfejsu użytkownika opartego na sieci www. Zgodność ze wszystkimi popularnymi, profesjonalnymi kontrolerami multimediów umożliwiła wykorzystanie obecnego kontrolera. We wszystkich pięciu salach wykładowych wyposażonych w system Sony Edge Analytics zainstalowane są kontrolery i panele dotykowe firmy Extron.

Jak mówi Fries: „Edge Analytics automatycznie, w czasie rzeczywistym tworzy atrakcyjny materiał wideo, co wcześniej było procesem kosztownym, czasochłonnym i angażującym pracowników. Obraz z kamery można skierować bezpośrednio na monitor, do urządzenia nagrywającego, w dowolne miejsce na świecie podłączone do sieci IP lub, jak w przypadku uczelni z Bambergu, do serwera służącego do transmisji strumieniowej materiałów wideo. Ten wygodny system działa sam, bez potrzeby stałego kontrolowania i korygowania ustawień przez wykładowcę”.

Dwa dodatkowe, mobilne systemy zapewniające elastyczność

Uniwersytet z Bambergu nie zainstalował jeszcze nowoczesnej technologii multimedialnej we wszystkich salach wykładowych i podobnych pomieszczeniach w swoich rozsianych po mieście budynkach. Aby umożliwić prowadzenie zajęć hybrydowych także w innych salach, uczelnia nabyła dwa zestawy mobilne — każdy z kamerą PTZ i urządzeniem Edge Analytics firmy Sony. Oba zestawy zainstalowano w kompaktowych skrzyniach typu „flight case”, co pozwala z łatwością przenosić je między pomieszczeniami. „Nauczyciele i wykładowcy mogą samodzielnie podłączyć system, wykonując kilka prostych czynności, a następnie uruchomić go i skonfigurować na potrzeby wykładu — na przykład określić, czy wykład ma być transmitowany na żywo, czy zapisany w celu późniejszego pobrania” — mówi Fries. Instalację ułatwia również to, że do połączenia poszczególnych elementów potrzebne są tylko przewody HDMI i sieciowe, a cały system jest połączony z kontrolerem multimediów.

Wirtualny operator kamery

System Edge Analytics ma pięć dodatkowych funkcji, które można uaktywniać poprzez zakup odpowiednich licencji. Jedną z nich jest automatyczne śledzenie z użyciem kamery PTZ, wykorzystujące technologię podłączonej kamery. Dzięki tej funkcji kamera PTZ całkowicie automatycznie śledzi ruchome obiekty — zwłaszcza w dużych salach, takich jak w Bambergu. Zastosowany algorytm zapewnia precyzyjne podążanie za mówcą, którego postać pozostaje ostra i nie wychodzi poza kadr. Funkcja wydobywania pisma odręcznego wykorzystuje techniki rozszerzonej rzeczywistości (AR), by zapewnić stałą widoczność tekstów lub diagramów z tablicy — tradycyjnej lub elektronicznej. Urządzenie Edge Analytics automatycznie wykrywa odręczne zapiski i diagramy, wydobywa je w czasie rzeczywistym i wyświetla w formie nakładki przed prowadzącym. W rezultacie, nawet jeśli wykładowca stanie przed samą tablicą, jego notatki pozostają stale widoczne dla słuchaczy. Wyodrębniony tekst można pobrać na komputer jako plik JPEG.

Urządzenie Sony Edge Analytics ma również funkcję wykonywania zbliżenia pod wpływem gestu, wykrywającą pewne rodzaje ruchów. Jeśli na przykład jedna z osób na sali wstanie i zacznie mówić, kamera automatycznie ustawi na nią ostrość i zbliżenie. Jak mówi Fries: „funkcja ta bardzo przydaje się do utrwalania pytań i opinii podczas wykładów lub prezentacji w biurach”.

Z kolei funkcja kadrowania ważnych fragmentów ożywia wykład dzięki wyświetlaniu wybranego fragmentu obrazu na dodatkowym ekranie. Oznacza to, że jedna kamera może być źródłem różnych obrazów. Ostatnia funkcja to nakładanie. Może ona służyć do wyświetlania na ekranie dodatkowego materiału — na przykład okna prezentacji, statycznego logo uniwersytetu lub zmienionego tła.

Łatwa instalacja, szeroki zakres zgodności

„W sześciu spośród siedmiu systemów Edge Analytics w Bambergu aktywowana jest licencja na automatyczne śledzenie z użyciem kamery PTZ”, mówi Seeger. „Jeden z systemów pozwala używać wszystkich funkcji objętych licencjami. Służy on nam obecnie do testowania poszczególnych narzędzi”.

System działa od lata 2021 r., a specjaliści z działu IT i technologii multimedialnej w Bambergu oceniają go bardzo pozytywnie.

„Instalacja i konfiguracja były bardzo łatwe. Nie wystąpiły żadne problemy ze zgodnością z obecnym systemem Extron. Mamy obecnie nowoczesny system do prowadzenia zajęć w modelu hybrydowym w dużych salach wykładowych i audytorium”, mówi Seeger.

Studium: potrzeba doinwestowania nauczania hybrydowego

„Mam głębokie przekonanie, że inteligentna technologia multimedialna nie tylko ułatwia pracę nauczycielom, ale też pomaga osiągnąć lepsze wyniki nauczania”, mówi Fries.
Fakt dużego zapotrzebowania na nauczanie hybrydowe potwierdziły jesienią 2021 r. badania przeprowadzone na zlecenie Sony przez instytuty badań rynkowych 3Gem i SAPIO Research. Wzięło w nich udział 3000 studentów i ponad 150 decydentów IT z uczelni wyższych w Niemczech, Francji i Wielkiej Brytanii. Badanie te pokazały, że większość uniwersytetów nadal robi za mało, by rozwinąć nowoczesne formaty nauczania. Zdaniem studentów dotychczasowe inwestycje w technologię multimedialną są niewystarczające.

W ocenie przeszło trzech czwartych (79%) respondentów inwestycje w technologie do nauczania online i hybrydowego zapewniłyby lepsze warunki nauczania. Ponad jedna trzecia (34%) czuje się pozbawiona kontaktu z rówieśnikami. Pokazuje to potrzebę ułatwiania studentom współpracy z użyciem technologii, zarówno zdalnie, jak i na uczelni.

Wybierając hybrydowy model nauczania, Uniwersytet w Bambergu bez wątpienia utorował sobie drogę do stworzenia nowoczesnej i perspektywicznej oferty nauczania hybrydowego na trudne czasy pandemii. W rezultacie jedna z najstarszych uczelni w Niemczech może kontynuować kształcenie przy użyciu nowoczesnych środków.