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專注虛擬現實、虛擬仿真十余年

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VR走進化學課堂,學生再也不必擔心考試成績了

所謂虛擬現實技術就是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統,它利用計算機生成一種模擬環境,是一種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真使用戶沉浸到該環境中。

  相信很多人在學生時代,對化學這門課程都“聞聲色變”。畢竟,這是一門需要實踐學習的學科,僅僅只是課本知識是無法學好它的,因此多年來無論學生或是老師都一直在使用那些放大了數百倍的分子模型進行教學。

然而,根據一組英國研究人員的新一份分析結果,這些分子模型根本不足以讓學生們理解他們所學習的學科教材。此外,這些模型也根本無法展示出分子之間是如何工作的,更無法顯示分子之間的運動或靈活性,所以學生們在學習化學時不得不想象它們相互運動時的樣子。

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  近年來,隨著教學方法的不斷發展與改進,或許電腦應用程序可以幫助學生們在屏幕上觀看和操縱分子之間的運動,但研究人員仍認為這樣的方法仍彌補不了學生們無法動手的弊端。

 

  隨著VR技術的普及與逐步完善,研究人員為此創建了一套VR系統,能夠在虛擬空間中將復雜的分子結構顯示出來。此外,用戶甚至可以對分子進行物理操作,以便更好地了解它們的屬性。日前,這項研究發表在了一篇題為“Sampling molecular conformations and dynamics in a multiuservirtual reality framework”的論文中: 

  據介紹,該系統可允許用戶實現協同定位,這是一種在真實3D物理空間中與虛擬環境下的交互保持一致的概念。此外,該系統是基于云計算的,這意味著用戶在進行教學的同時,模擬器中的數據也可以不斷地更新。

 

  另外,該教學系統可支持六個人同時使用,無論他們是在同一個教室中還是在世界的不同地方。而用戶可以將控制器視為鑷子,抓取分子或其他化學結構。為了測試該系統,研究人員還招募了多達32名志愿者進行測試,并完成三項不同的測試任務:通過碳納米管操縱一個甲烷分子、操縱一個有機螺旋體分子來改變它的方向、在多肽上打一個結。

 

  此前,這些志愿者都沒有接觸過VR技術,但實驗證明他們都可以在很短的時間內,不同程度上的掌握這個系統。

 

  “比起傳統的觸摸屏或鼠標,我喜歡這個系統,”一名志愿者說。最后,這三項測試任務也表明,該系統能夠支持兩人同時使用。

 

  “我們創建了一個在多用戶VR環境下的分子交互動力學框架,通過云技術將嚴謹的原子物理模擬器和VR硬件結合起來……”研究人員說,“它允許用戶以原子級的精度觀察和操縱復雜的分子結構,并在同一個虛擬環境中與其他用戶進行交互。”

  據悉,該系統有潛力加速納米分子工程領域的研究進展,例如圖譜、藥物開發、合成生物學和催化劑設計等等。當然,以上都是VR技術在科學領域的潛力,然而對于我們來說,或許待該系統和VR普及的時候,我們就不用再擔心化學考試成績了。 

  歐雷新宇一直積極響應國家政策號召,利用高新VR技術與教育融合,為用戶制定一系列科學又生動有趣的VR教育方案,將傳統課堂上難以被學生接受理解的知識點更加形象生動地展示出來,讓學生了解到新的技術,探索不一樣的世界。 

  不忘初心,砥礪前行。歐雷新宇愿與更多院校攜手,與VR教育從業者、教育專家們、老師們共同努力,幫助學校構建創新教學實訓新模式,共同探索VR技術在教育領域的應用,為促進教育教學質量優化,培養更多高素質技能型人才而努力!


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