פיתוח תוכנה אינטראקטיבית
למדע, הנדסה
ומציאות מדומה

האתגר. במעבדת הביוכימיה הסטודנטים מריצים ניסוי עם ריאקטור אנזימים, אבל אף פעם לא רואים את העולם המולקולרי שמאחוריו. האנזים נשאר בלתי נראה, הכיראליות נלמדת משרטוטים שטוחים, וקריאת הפולרימטר משתנה בלי שברור למה. הכול נשאר מופשט.

הפתרון. בנינו מודול למידה במציאות רבודה ל-Meta Quest 3 שמניח את העולם המולקולרי ממש על שולחן המעבדה, בלי שלטים ובלי צורך בניסיון קודם. רובי, מדריך רובוט ידידותי שמדבר עברית ואנגלית, מלווה את הסטודנטים כשהם משווים מולקולות בידיים, מסובבים את האנזים, צופים בתגובה מתרחשת צעד אחר צעד, ואפילו יורים אור מקוטב על מולקולות כדי לראות איך המבנה משפיע על התוצאה. הסטודנטים יושבים ליד השולחן שלהם ורואים את החדר האמיתי סביבם לאורך כל הזמן, מה שמצמצם למינימום תחושת בחילה ומאפשר גם לסטודנטים שנמנעים בדרך כלל ממשקפי מציאות מדומה להשתתף.

התוצאה. מה שהיה בלתי נראה במעבדה הופך למוחשי, כל מושג נבנה דרך עשייה והחלטה ומתחבר ישירות לנתונים שהסטודנטים מודדים בשולחן. המדריך שולט בקצב בזמן אמת ומקבל משוב הבנה מיידי. נבנה ומשמש בפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון בטכניון.

האתגר. איך מלמדים מושג תרמודינמי מופשט כמו פוגסיות לכיתה שלמה בו-זמנית, בצורה עקבית ובטוחה, בלי שכל סטודנט יקבל חוויה אחרת?

הפתרון. ניסוי מציאות מדומה בן כשעה שבו הסטודנטים מפעילים בעצמם את ציוד המעבדה, מחממים את החומר, מזיזים את הבוכנה, פותחים שסתומים וקוראים את הלחץ, בהנחיית מדריך וירטואלי. עד 12 מכשירים במקביל, כל אחד מחובר לטאבלט של המדריך. התנועה בתוך הניסוי תוכננה במכוון כדי לצמצם למינימום תחושת בחילה, כך ששעה שלמה עם המשקפיים נשארת נוחה לכיתה שלמה.

התוצאה. כל הכיתה מתנסה יחד באותה חוויה מדויקת ובטוחה, המדריכים רואים בדיוק איפה כל קבוצה נמצאת ואוספים את נתוני המפגש, ומושג מופשט הופך לניסוי מוחשי ומודרך. פועל בקורס תרמודינמיקה ב' בטכניון.

האתגר. חוקרים היו צריכים לבנות ולשנות מבנים מולקולריים ולראות תוצאות מיד, במקום להמתין לחישוב אחד בכל פעם ולנחש מה ישתנה.

הפתרון. בנינו כלי תלת-ממד אינטראקטיבי שבו החוקר בונה ומשנה מולקולה, ומודל למידת מכונה מריץ עליה חישוב מדעי במהירות ומחזיר את התוצאה אל המודל שמולו, בלי לצאת מהתהליך.

התוצאה. המחקר הופך למהיר, ויזואלי ואינטואיטיבי, ומודל למידת המכונה מאפשר חישובים מהירים בהרבה מהדרך המסורתית. נבנה עבור הפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון בטכניון.

האתגר. הטכניון רצה כיתה שמפעילה מציאות מדומה סוחפת לקבוצות רבות בו-זמנית, בצורה אמינה, בלי שהצוות יבזבז כל שיעור על תקלות.

הפתרון. הקמנו את הכיתה מקצה לקצה, מבחירת החומרה ותכנון החלל ועד ההתקנה, הבדיקות ותהליכי העבודה של המדריכים. עד 12 מכשירי Meta Quest 3, כל אחד עם טאבלט מלווה.

התוצאה. כיתה שפשוט עובדת, שבה המדריכים עוקבים אחרי כל קבוצה, תומכים בסטודנטים ואוספים נתונים בכל מפגש. הטכנולוגיה נשארת ברקע, וההוראה בקדמת הבמה.