Ученых теперь будут готовить в виртуальных лабораториях
Привет. Лесные пожары, таяние арктических ледяных шапок и рекордные температуры позволяют предположить, что наш климат резко меняется с потенциально катастрофическими последствиями для всех живых видов. Добавьте к этому увеличение угрозы инфекционного заболевания, сбоев в производстве продуктов питания и нехватки воды, что, как предполагают некоторые аналитики, может привести к вооруженным конфликтам в будущем.
Мы сталкиваемся с множеством очень реальных проблем, и сегодня наука и технологии имеют необходимые средства для помощи нам в решении многих из них. Но, по мнению исследователей, нам недостаточно обученных ученых для устранения всех этих опасностей.
Только в США почти 60% студентов в областях науки, техники, инженерии и математики (STEM) бросают учебу.
Мы стоим перед необходимостью обучения большого количества ученых, для ответа на те вызовы, с которыми наша планета сталкивается сегодня.
Датская компания Labster, разрабатывающая научные лаборатории в виртуальной реальности (VR), предлагает пользователям виртуализованное лабораторное оборудование в его программной имитации.
Можно представлять этот проект, как лётный тренажер, который готовит пилотов, только исследователи обучают ученых в виртуальной лаборатории. В Labster обучаемые могут использовать приборы для проведения экспериментов по биологии, имеют доступ к машинам ПЦР для манипулирования ДНК, могут использовать секвенсеры генов и электронные микроскопы, обучающие программы, а также использовать несколько типов научной лаборатории.
Лабораторное обучение - это ограниченный ресурс в физическом мире. По словам экспертов, даже самый продвинутый университет, который может позволить себе дорогостоящее оборудование, в состоянии обеспечить лишь ограниченный доступ различных групп студентов к такому лабораторному оборудованию. Многие учебные заведения не могут позволить себе полнофункциональную лабораторию. Labster стремится решить эти проблемы с ценой и доступностью, сделав лабораторию виртуальной, где можно моделировать различные научные эксперименты в виде серии хранимых математических уравнений.
Существует огромное количество исследований, которые имитируют химические и биологические реакции в реальном мире с использованием математических уравнений. В данном случае исследователи моделируют эти уравнения, сохраняя их в виртуальном симуляторе. Основываясь на этих уравнениях, ученые могут имитировать, события, происходящие в реальном мире.
Это правда, что ни один студент Labster, наверное, никогда не обнаружит прорывный подход к науке, поскольку эти симуляции основаны на фиксированном наборе правил и уравнений. Но студенты могут научиться проводить невероятно сложные эксперименты, экономя при этом время, проверяя свои гипотезы виртуально, прежде чем переходить на изучение предмета в реальном мире.
Хорошим примером этого является новый симулятор ферментации, где можно изменить несколько параметров, таких как температура, воздушный поток, PH/кислотность и действительно отрегулировать то, что влияет на рост клеток. Студенты могут получать миллиарды различных результатов в зависимости от вариантов моделирования множества входных параметров.
Данные свидетельствуют о том, что обучение в таких виртуальных учебных средах, как эти, может быть более эффективным, чем традиционные методы обучения.
Когда группа исследователей-психологов из Стэнфорда и Технического университета Дании оценила эффективность Labster, они увидели 76% -ное увеличение числа студентов, которые использовали Labster вместо традиционных методов обучения. Еще более впечатляющие результаты (101%) были показаны для студентов, которые объединили виртуальное обучение с преподавательским руководством и наставничеством.
Виртуальная реальность также обеспечивает другие дополнительные преимущества, помимо эффективности обучения.
Поскольку темпы инноваций в науке и технике происходят очень быстро, многие университеты не могут своевременно приобретать самые новейшие машины и оборудование, которые необходимы для работы. В VR они могут получить доступ к этим машинам при помощи простого обновления программного обеспечения.
Кроме того, Labster позволяет студентам безрисковый эксперимент с опасными веществами. Сальмонелла, например, представляет собой опасную бактерию, требующую высокого уровня безопасности, чего не хватает большинству университетов.
Сегодня более 90% пользователей Labster получают доступ к симуляторам в интернет-браузере, но поскольку гарнитуры VR быстро становятся дешевле, исследователи заметили происходящий переход к виртуальной реальности. В этом году несколько компаний выпустят автономные гарнитуры VR, стоимость которых составит менее 200 долларов США, в том числе Facebook Oculus Go. Моделирование Labster, доступное в браузере, также работает в гарнитурах VR. Разработчики надеются, что более дешевый VR будет означать больше доступа к технологии для студентов во всем мире в следующем году.
«Мы хотим привлечь Labster к миллионам студентов во всем мире, даже в самых отдаленных частях Африки. С запуском этих гарнитур стоимостью $200, и, в конечном итоге, в один прекрасный день они будут практически бесплатными - это означает, что ребенок, живущий там, может установить Labster и получить доступ к опыту, который будет стоить миллионы долларов в реальном мире».
Полвека назад студенты-информатики столкнулись с аналогичными проблемами с лабораторными расходами и доступностью. Только те, кто посещал хорошо финансируемый университет с помощью специальной компьютерной лаборатории, могли научиться пользоваться машинами. За последние 50 лет Закон Мура создал мир, в котором почти половина всех людей теперь носит смартфон - экспоненциально более мощный компьютер, чем имел любой университет, 50 лет назад - в кармане.
Следуя этой революции в области персональных компьютеров, программное обеспечение теперь оцифровывает значительную часть мира и предоставляет доступ к инструментам и ресурсам, которые раньше никогда не были доступны многим. С такими концепциями, как Labster и другими проектами в области виртуальной реальности, теперь в вашем кармане будет доступна даже научная лаборатория с новейшими технологиями и машинами, к которой в настоящее время имеют доступ только самые богатые и лучшие финансируемые компании и университеты.
Можно только приветствовать развитие подобных технологий, которые открывают доступ к лучшему образованию для людей в самых отдаленных и бедных уголках планеты.
