Remotely Controlled Laboratories - czyli zdalne eksperymentowanie

Trudne czasy kwarantanny w związku z rozprzestrzenianiem się wirusa  SARS-CoV-2 - m. in. zajęcia laboratoryjne w formie tradycyjnej nie mogą się odbywać - warto więc skorzystać z możliwości, jakie stwarzają platformy oferujące rzeczywiste doświadczenia fizyczne w formie zdalnej.

Jeśli chcemy, by nasi uczniowie/studenci wykonali rzeczywiste doświadczenie fizyczne i opracowali prawdziwe dane eksperymentalne z dala od laboratorium, warto skorzystać z możliwości jakie stwarzają zdalnie sterowane stanowiska pomiarowe (RCLs). W normalnych okolicznościach zdalne eksperymentowanie sprawdza się w przypadkach, gdy doświadczenie jest z jakiś powodów trudne do wykonania np. aparatura jest bardzo kosztowna, wymagane są specyficzne warunki pracy lub w grę wchodzą względy bezpieczeństwa.

Z wyjątkową sytuacją mamy niewątpliwie do czynienia obecnie, dlatego na szczególną uwagę zasługuje serwis prowadzony przez naszych zachodnich sąsiadów pn. Remotely Controlled Laboratories - RCLs. Pierwsze stanowiska i interfejs powstały w roku 2012 dzięki zaangażowaniu Universität der Bundeswehr München (Uniwersytetu Bundeswehry w Monachium), a obecnie serwis jest także wspomagany przez Zakład Dydaktyki Fizyki Ludwig-Maximilians-Universität München (Uniwersytetu Ludwika i Maksymiliana w Monachium) - więcej o historii przedsięwzięcia przeczytać można w zakładce RCL-Project.

Serwis oferuje aktywności w kilku językach - niestety język polski wśród nich jeszcze się nie znajduje - i zawiera 12 kompleksowo opisanych zdalnych stanowisk pomiarowych. Wśród nich znaleźć można również doświadczenia należące do kanonu eksperymentów historycznych np. eksperyment Millikena, efekt fotoelektryczny, dyfrakcję wiązki elektronów, znajdujących się w ofercie niemal wszystkich zaawansowanych pracowni fizycznych w Polsce.

Na każde stanowisko pomiarowe oraz komplet materiałów edukacyjnych standardowo składają się:

• wstęp (Introduction) - zawierający informacje o celach i idei doświadczenia, 
• opis układu pomiarowego (Setup) - szczegółowo przedstawiający schemat oraz elementy zestawu doświadczalnego, 
• podstawy teoretyczne (Theory) - obejmujące kompleksowe informacje o podstawach fizycznych niezbędnych do przeprowadzenia pomiarów i analizy ich wyników, 
• opis zadania do wykonania (Tasks) - prezentujący listę czynności i działań, które należy podjąć by przeprowadzić zdalne doświadczenie, 
• zakładka pomiarowa (Laboratory) - zawierająca interfejs pomiarowy ze wszystkimi parametrami, których wartości może kontrolować użytkownik, 
• wskazówki użyteczne przy analizie danych oraz ich dyskusji (Discussion) - najczęściej w formie punktów, 
• dodatkowe materiały (Material) - obejmujące informacje poszerzające wiedzą na temat zagadnienia, często także z technicznego punktu widzenia,
• pomoc (Support) - zawierającą szczegóły niezbędne do kontaktu z osobami odpowiedzialnymi za całość zestawu.

Ze wszystkich materiałów można korzystać bez konieczności rezerwowania czasu oraz przesyłania jakichkolwiek danych. Doświadczenie można przeprowadzić, jeśli tylko nikt inny nie prowadzi pomiarów, o czym informuje nas stosowny interfejs. Wprowadzenie danych użytkownika jest opcjonalne i służy jedynie gromadzeniu informacji statystycznych. Więcej o zasadach korzystania z serwisu przeczytać można w zakładce - Legal Notice/Data Protection (w języku niemieckim).

Każde doświadczenie wyposażone jest w kamerę, która pozwala na obserwowanie układu w czasie rzeczywistym, rezultaty prezentowane są bezpośrednio na ekranach urządzeń pomiarowych, a w części eksperymentów dodatkowe dane uzyskuje się z analizy obrazów - zrzutów ekranu.

Choć zawarte w serwisie doświadczenia znajdują się setki, a nawet tysiące kilometrów od nas możemy decydować o ich przebiegu i parametrach eksperymentu.

Pozostaje mieć tylko nadzieję, że w przypadku trudności technicznych ktoś do laboratorium zajrzy fizyczynie, zresetuje zawieszony komputer lub naprawi elementy, które odmówiły posłuszeństwa. Reszta, a zwłaszcza napisanie sprawozdania, jest w naszych rękach. Do dzieła.