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當(dāng)VR走進(jìn)化學(xué)課堂 我們?cè)僖膊槐負(fù)?dān)心考試成績(jī)了

來(lái)源:https://www.hiavr.com

    相信很多人在學(xué)生時(shí)代,對(duì)化學(xué)這門(mén)課程都“聞聲色變”。畢竟,這是一門(mén)需要實(shí)踐學(xué)習(xí)的學(xué)科,僅僅只是課本知識(shí)是無(wú)法真正學(xué)好它的,因此多年來(lái)無(wú)論學(xué)生或是老師都一直在使用那些放大了數(shù)百倍的分子模型進(jìn)行教學(xué)。


    然而,根據(jù)一組英國(guó)研究人員的最新分析結(jié)果,這些分子模型根本不足以讓學(xué)生們真正理解他們所學(xué)習(xí)的學(xué)科教材。此外,這些模型也根本無(wú)法展示出分子之間是如何工作的,更無(wú)法顯示分子之間的運(yùn)動(dòng)或靈活性,所以學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)化學(xué)時(shí)不得不想象它們相互運(yùn)動(dòng)時(shí)的樣子。


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    近年來(lái),隨著教學(xué)方法的不斷發(fā)展與改進(jìn),或許電腦應(yīng)用程序可以幫助學(xué)生們?cè)谄聊簧嫌^看和操縱分子之間的運(yùn)動(dòng),但研究人員仍認(rèn)為這樣的方法仍彌補(bǔ)不了學(xué)生們無(wú)法親自動(dòng)手的缺陷。


    隨著 VR技術(shù) 的普及與逐步完善,研究人員為此創(chuàng)建了一套VR系統(tǒng),能夠在虛擬空間中將復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)顯示出來(lái)。此外,用戶甚至可以對(duì)分子進(jìn)行物理操作,以便更好地了解它們的屬性。日前,這項(xiàng)研究發(fā)表在了一篇題為“Sampling molecular conformations and dynamics in a multiuservirtual reality framework”的論文中:


    據(jù)介紹,該系統(tǒng)可允許用戶實(shí)現(xiàn)協(xié)同定位,這是一種在真實(shí)3D物理空間中與虛擬環(huán)境下的交互保持一致的概念。此外,該系統(tǒng)是基于云計(jì)算的,這意味著用戶在進(jìn)行教學(xué)的同時(shí),模擬器中的數(shù)據(jù)也可以不斷地更新。


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    另外,該教學(xué)系統(tǒng)最多可支持六個(gè)人同時(shí)使用,無(wú)論他們是在同一個(gè)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(xué)結(jié)構(gòu)。為了測(cè)試該系統(tǒng),研究人員還招募了多達(dá)32名志愿者進(jìn)行測(cè)試,并完成三項(xiàng)不同的測(cè)試任務(wù):通過(guò)碳納米管操縱一個(gè)甲烷分子、操縱一個(gè)有機(jī)螺旋體分子來(lái)改變它的方向、在多肽上打一個(gè)結(jié)。


    此前,這些志愿者都沒(méi)有接觸過(guò)VR技術(shù),但實(shí)驗(yàn)證明他們都可以在很短的時(shí)間內(nèi),不同程度上的掌握這個(gè)系統(tǒng)。


    “比起傳統(tǒng)的觸摸屏或鼠標(biāo),我更喜歡這個(gè)系統(tǒng),”一名志愿者說(shuō)。最終,這三項(xiàng)測(cè)試任務(wù)也表明,該系統(tǒng)能夠支持兩人同時(shí)使用。


    “我們創(chuàng)建了一個(gè)在多用戶VR環(huán)境下的分子交互動(dòng)力學(xué)框架,通過(guò)云技術(shù)將嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑游锢砟M器和VR硬件結(jié)合起來(lái)……”研究人員說(shuō),“它允許用戶以原子級(jí)的精度觀察和操縱復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu),并在同一個(gè)虛擬環(huán)境中與其他用戶進(jìn)行交互?!?


    據(jù)悉,該系統(tǒng)有潛力加速納米分子工程領(lǐng)域的研究進(jìn)展,例如圖譜、藥物開(kāi)發(fā)、合成生物學(xué)和催化劑設(shè)計(jì)等等。當(dāng)然,以上都是VR技術(shù)在科學(xué)領(lǐng)域的潛力,然而對(duì)于我們來(lái)說(shuō),或許待該系統(tǒng)和VR真正普及的時(shí)候,我們就不用再擔(dān)心化學(xué)考試成績(jī)了。


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