虚拟现实技术在科学中的应用案例
虚拟现实技术在医学领域的应用非常广泛,包括医生培训、疼痛管理、患者教育、临床医生教育、理疗与康复、暴露疗法、转换性障碍治疗等。
医生培训:虚拟现实技术可以帮助医学生和医生进行手术模拟训练,例如OssoVR公司开发的可以创建虚拟手术室的软件,以及LevelEX公司的外科手术模拟游戏AirwayEX,可以为医生提供在真实病患案例身上进行18种不同的虚拟气道手术的机会。
疼痛管理:洛杉矶的CedarsSinai医疗中心推出的一个全新的虚拟医疗项目,旨在运用VR技术帮助病患减轻疼痛。这一想法基于“生物心理社会模型”,认为个体的体质差异、心理状态、抗压能力等多方面因素都会影响一个人的治疗效果和健康程度,因此,通过VR技术和心理社会学的补充,人们可以更好地管理疼痛感。
患者教育:CedarsSinai医疗中心还与霍尔曼联合卫理公会展开了一项合作,致力于探索VR技术在患者教育上的应用。
临床医生教育:SalixPharmaceuticals研发了一个交互式虚拟现实平台,可以指导医师确定病患肠道易激综合症(IBS)的原因。通过该平台,SalixPharmaceuticals可以在一个模拟胃肠道的虚拟环境中引导医生检查众多引起IBS的潜在原因。
理疗与康复:例如,病患需要手持一把虚拟的剑击中目标,这要求他们先进行肩膀运动的测试。还有,患者可以在一个游戏中通过头部运动,控制手中的虚拟水枪,以此达到锻炼颈部的目的。另外一家公司MindMaze,则致力于用VR技术帮助患者克服中风。
暴露疗法:斯坦福大学医学院和斯坦福虚拟人际互动实验室开始了一项小型临床试验研究,他们主要调查了VR技术在治疗转换性障碍中的可能性。
虚拟现实技术也可以应用于科学教育,帮助学生进行思维型科学探究。例如,矩道小学科学软件为学生创设学习情境,引导学生达成学习目标,并启发学生进行应用迁移。
情境创设与问题提出:情境创设可以使学生联系已有知识和经验去解决问题,鼓励学生独立思考、挑战权威、合作互动,从而形成一种学生主动学习、积极参与的生动活泼的教学氛围。
作出***设并制订***:学生需通过因果推理、类比推理、演绎推理等逻辑思维,在已有科学观念基础上,提出可验证的***设,通过不断测试和修正***设来构建知识。
搜集证据与信息处理:学生需要使用表格、图表和统计分析等工具和手段来理解数据,寻找数据中隐含的相关关系和因果关系;需要利用类比推理、编码等信息处理方法,获取、协调和存储观察到的现象和数据。
得出结论与表达交流:学生需要对实验现象、数据和相关文本信息进行推理;通过分析和综合多元因果关系进行***设检验和修正;考虑他们最初的研究问题或***设是否得到了研究结果的回答或支持。
虚拟现实技术在心理治疗领域也有广泛应用,例如治疗恐怖症、PTSD等心理疾病。
提升自我同情:英国伦敦大学学院(UCL)、西班牙巴塞罗那大学和英国德比大学的心理学家和计算机科学家们发表了一项研究,提出一种可以提升自我同情的心理治疗新方法——利用虚拟现实技术。
治疗过程:当病人被诊断出患有心理焦虑的病症之后,就会被带到一个装有虚拟现实设备的房间里,或与虚拟人进行交流(吃饭、聊天),或者让坐在一个很舒服的椅子上,打开设备,让患者感觉进入到一个崭新的、安详的环境中去,比如海边。如果患者焦虑程度比较深,光融入到景色当中还不能释怀,就需要心理医生的引导,运用心理医生的专业知识,通过虚拟现实设备传导给患者语音信息,配和着身临其境的环境,使得心理焦虑能有一个更好的治疗效果。
测试评估性侵犯罪犯接受的心理治疗是否奏效:加拿大蒙特利尔研究团队开发出了一项虚拟现实系统,可应用于测试评估性侵犯罪犯接受的心理治疗是否奏效。
虚拟现实技术在古建筑复原领域也有广泛的应用,例如陕西乾陵的三维修复就是在应用3仿真技术基础上,达到了预期的效果。
虚拟复原技术:虚拟复原技术把文本描述抽象构成一个三维空间模型模拟,可以大大提高建筑建模设计效率和质量水平。由于现代建筑技术的快速发展,虚拟现实建模技术的发展创新,为建模领域的古代建筑提供了技术支持。
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