Interaktiv 3D visualisering og haptisk teknologi

Vitenparken Campus Ås utvikler et allmennrettet viten- og visualiseringssenter knyttet til forskningsmiljøet på Ås og samarbeider tett med NMBU blant annet når det gjelder kommunikasjon og visualisering av forskning. I dette prosjektet ønsker NMBU, i samarbeid med Vitenparken, å undersøke mulighetene for økt læringsutbytte i undervisning gjennom forsøk med to interaktive visualiseringsplattformer; Inside Explorer og et Haptikk-verktøy som er en molekylærstruktur modellert i 3D, kombinert med en haptikksensor.

Hensikten med prosjektet
Visualisering er et viktig element for kunnskapsutvikling og undervisning. Dagens teknologiutvikling flytter raskt grensene for intuitive brukergrensesnitt for visualisert informasjon og mulighetene for interaktivitet. Potensialet for interaktiv visualisering av forskningsdata er likevel lite utviklet, men biovitenskapelig forskning utvikler stadig bedre visualisering, blant annet teknologi for digital avbildning i 3D. Hensikten med prosjektet er å utvikle to spesifikke avanserte digitale læringsverktøy som benytter 3D-modeller og interaktivitet i et intuitivt brukergrensesnitt for å skape forståelse for komplekse biologiske problemstillinger. 

Inside Explorer
Inside Explorer er utviklet for interaktiv visualisering i 3D av data fra CT og MRI scanning, og er enkelt og intuitivt å ta i bruk. Dette muliggjør at nye brukergrupper som ikke er eksperter, som for eksempel studenter, selv kan ta dette i bruk og blant annet rotere, foreta bildesnitt eller velge hvilke vevstyper som skal vises - for å nevne noe. Visningsplattformen benytter en stor skjerm med touch-funksjonalitet, men man kan samtidig projisere bildet på en større skjerm i undervisningsrommet. 

Teknologien er utviklet av ledende svenske forskningsmiljø innen medisinsk visualisering og forskningsgrupper innen visualiseringsteknologi. Dette medisinske forskningsmiljøet benytter allerede denne plattformen til undervisning, slik at studenter og forelesere interaktivt kan studere pasientbilder før og etter kirurgiske inngrep. I motsetning til film eller annen forhåndsprodusert presentasjon gir dette helt andre muligheter for interaktiv læring tilpasset hver enkelt student, og dialogbasert kommunikasjon. Veterinærmiljøet ved NMBU har i samarbeid med Vitenparken og det svenske forskningsmiljøet scannet og overført to prototype datasett på henholdsvis hund og laks til Inside Explorer. Målet er å tilrettelegge undervisningsrelevante bilder til visualiseringsplattformen og benytte Inside Explorer i undervisning i anatomi, fysiologi og veterinærmedisin her ved NMBU.

Haptisk teknologi
Det kan være krevende å forstå kompleksiteten i fundamentale biologiske prosesser og molekylære interaksjoner. Det svenske forskningsmiljøet ved Linköping Universitet har utviklet et haptikkverktøy som kan bidra til å styrke forståelsen av slike komplekse interaksjoner. Teknologien kombinerer en 3D-modell av spesifikke molekyler som kan roteres og beveges i forhold til hverandre. Samtidig er maskinen utstyrt med en haptikksensor i form av en joystick/digital penn. Haptikksensoren lar brukeren oppleve kreftene mellom molekylene (tiltrekkende og frastøtende). Dette gir brukeren mulighet til å ta flere sanser i bruk i læringsprosessen ved å både kunne se molekylet i 3D, bevege det selv og oppleve kreftene mellom dem.

NMBU ønsker å benytte molekylære eksempler fra egen forskning og undervisning på nye 3D- og haptiske teknologiplattformer. Dette gjennomføres i samarbeid med professor Lena Tibell ved Universitetet i Linköping, og førsteamanuensis Gustav Vaaje-Kolstad ved NMBU. Som et pilotprosjekt vil utvalgte studentgrupper ved kurs i proteinkjemi (KJB310) tilbys et virtuelt miljø med interaktive 3D-modeller med og uten haptikksensorer.

Direktør ved Vitenparken Per Olav Skjervold tester haptikk-verktøy.

Direktør ved Vitenparken Per Olav Skjervold tester haptikk-verktøy.

Foto
Elisabeth Dyb/NMBU

Samarbeidspartnere
Prosjektet samarbeider tverrfaglig og -institusjonelt med Vitenparken Campus ÅsUniversitetet i OsloLinköping Universitet og Norrköpings Visualiseringcenter C. Hovedhensikten med samarbeidet er tverrfaglige synergieffekter, undersøkelse av læringsutbytte og teknologiutvikling, samt gjennomføring av forsøk og publisering av forskningsresultater. Forventet resultat er at positivt læringsutbytte bekreftes og at verktøyene bidrar til økt faglig forståelse og engasjement blant studenter og lærere. Vi ser for oss at dette pilotprosjektet vil danne et kunnskapsgrunnlag for å kunne implementere interaktive 3D-verktøy i større grad både på biovitenskapelige fagfelt spesielt, men også i undervisning generelt.

Published 14. juli 2015 - 13:54 - Updated 23. mai 2017 - 19:20