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当VR走进化学课堂 我们再也不必担心考试成绩了


发布者: 来源:本站 更新日期:2018-09-04 20:09:10 人气:0

 

  相信很多人在学生时代,对化学这门课程都“闻声色变”。毕竟,这是一门需要实践学习的学科,仅仅只是课本知识是无法真正学好它的,因此多年来无论学生或是老师都一直在使用那些放大了数百倍的分子模型进行教学。

  然而,根据一组英国研究人员的最新分析结果,这些分子模型根本不足以让学生们真正理解他们所学习的学科教材。此外,这些模型也根本无法展示出分子之间是如何工作的,更无法显示分子之间的运动或灵活性,所以学生们在学习化学时不得不想象它们相互运动时的样子。

  近年来,随着教学方法的不断发展与改进,或许电脑应用程序可以帮助学生们在屏幕上观看和操纵分子之间的运动,但研究人员仍认为这样的方法仍弥补不了学生们无法亲自动手的缺陷。

  随着 VR技术 的普及与逐步完善,研究人员为此创建了一套VR系统,能够在虚拟空间中将复杂的分子结构显示出来。此外,用户甚至可以对分子进行物理操作,以便更好地了解它们的属性。日前,这项研究发表在了一篇题为“Sampling molecular conformations and dynamics in a multiuservirtual reality framework”的论文中:

  据介绍,该系统可允许用户实现协同定位,这是一种在线D物理空间中与虚拟环境下的交互保持一致的概念。此外,该系统是基于云计算的,这意味着用户在进行教学的同时,模拟器中的数据也可以不断地更新。

  另外,该教学系统最多可支持六个人同时使用,无论他们是在同一个教室中还是在世界的不同地方。而用户可以将控制器视为镊子,抓取分子或其他化学结构。为了测试该系统,研究人员还招募了多达32名志愿者进行测试,并完成三项不同的测试任务:通过碳纳米管操纵一个甲烷分子、操纵一个有机螺旋体分子来改变它的方向、在多肽上打一个结。

  此前,这些志愿者都没有接触过VR技术,但实验证明他们都可以在很短的时间内,不同程度上的掌握这个系统。

  “比起传统的触摸屏或鼠标,我更喜欢这个系统,”一名志愿者说。最终,这三项测试任务也表明,该系统能够支持两人同时使用。

  “我们创建了一个在多用户VR环境下的分子交互动力学框架,通过云技术将严谨的原子物理模拟器和VR硬件结合起来……”研究人员说,“它允许用户以原子级的精度观察和操纵复杂的分子结构,并在同一个虚拟环境中与其他用户进行交互。”

  据悉,该系统有潜力加速纳米分子工程领域的研究进展,例如图谱、药物开发、合成生物学和催化剂设计等等。当然,以上都是VR技术在科学领域的潜力,然而对于我们来说,或许待该系统和VR真正普及的时候,我们就不用再担心化学考试成绩了。


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