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建设背景
新一代创新触觉仿真教学实训室是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容,在实际的教学工作中,很多实验和实训都有一定的限制,导致学生无法将课堂上学到的理论知识与实际相结合。这类应用主要集中在商业案例角色演练与逻辑推演,医疗临床与医学培训的可视化,军事行动的推演与仿真训练;特别是涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作,高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时,本系统可以提供可靠、安全和经济的实验项目。
传统教学,一般是将三维甚至更多维度空间事物的流程、原理等经过总结提炼成一维维度的语言表述或计算公式等抽象知识系统,在教学中为了让学生充分理解这些知识,往往采用通过二维逻辑或原理图的形式对知识进行解析,必要时还通过三维空间的实际实验或实习促进理解。但是二维解析和三维实验实习往往处于不同的时间和空间进行,而且由于实验或实习条件的限制,往往无法对知识进行准确、充分和全面的还原,从而对学生学习造成一定的障碍。
而我们的解决方案,通过VR视觉及力反馈触觉技术三维呈现的仿真场景互式教学,将三维形态和二维解析甚至抽象知识信息进行同步、对应和交互,使传统教学中的三个维度的教学内容有机的组合在同一教学场景内,有效的解决上述传统教学方式的弊端,帮助教师更有效的进行知识的教授;帮助学生更直观对知识进行理解和记忆。
系统特色
新型仿真手段:VR加触觉,为针灸教学提供一种动态的兼具视觉与触觉感受的仿真手段。
打破空间、时间的限制:突破空间限制,学员可以全方位、立体的观察各组织器官的内外部结构;突破时间限制,一些需要几年甚至几十年才能观察的变化过程,通过虚拟现实技术,可以在很短的时间内呈现给学员。
直观教学:通过实时剖面显示功能,可以观察进针路线及所碰触到的各个组织,通过三维技术实现场景再现,带给学员一个直观的认识。
多角度展示:可以多角度,无死角展示组织结构。
有效节省成本:虚拟仿真技术中的场景是虚拟出来的,不会产生物理客观材料的练习成本和场地成本,复用性强。
未来数据依据:从为个性化针刺治疗提供依据的角度来说,在将来可利用现代传感技术进行大样本、多人群的人体针刺数据采集,可建立针刺时人体软组织生物力学数据库,为个性化针刺治疗提供依据。
创新教学:将古老的针灸学、解剖学与现代生物力学、现代传感技术和计算机图形图像处理技术相结合,实现古法新推,是具有良好自主性、交互性和可扩展性的实训教学手段。
保障学生安全使用
模拟真实的实验环境,让学生在虚拟的三维环境下进行触觉实验和触觉实训练习,使用信息网络技术对用户进行实验和实训的数据进行采集,再通过虚拟触觉仿真实验教学管理系统进行实验课程安排和实验效果的考察,从而打破教学过程中对于实验的高危险和高污染、时间和空间以及资源消耗大和成本高等限制。
打造教室交钥匙工程
从教室装修与改造开始提供专业化的咨询与服务,提供从装修到使用全过程的一揽子解决方案:
多元化的硬件系统集成
多层次化的课程开发体系与管理平台
丰富的创新实验实训课程内容