德克萨斯州韦科市(2021 年 5 月 28 日)——约有 3600 万人失明，其中包括 100 万儿童。此外，还有 2.16 亿人有中度至重度视力障碍。然而，STEM(科学、技术、工程和数学)教育仍然依赖于 3D 图像进行教育。大多数这些图像对于失明的学生来说是无法访问的。贝勒大学化学和生物化学教授 Bryan Shaw 博士的一项突破性研究旨在通过类似糖果的小模型让盲人或视力受损的人更容易接触科学。
贝勒领导的这项研究于 5 月 28 日发表在《科学进展》杂志上，使用毫米级明胶模型——类似于小熊橡皮糖——通过口腔立体视觉或通过舌头和嘴唇的 3D 形状可视化来改善蛋白质分子的可视化。该研究的目标是创建更小、更实用的描绘蛋白质分子的 3D 图像的触觉模型。选择蛋白质分子是因为它们的结构是整个 STEM 教育中呈现的数量最多、最复杂和高分辨率的 3D 图像之一。
“你的舌头是你最好的触觉传感器——大约是指尖的两倍——但它也是一个静水器，类似于章鱼的手臂。它可以摆动到你的手指无法触及的凹槽中，但没有人真正使用触觉学习中的舌头或嘴唇。我们想制作非常小的高分辨率 3D 模型，并通过嘴巴将它们可视化，”Shaw 说。
该研究共包括 396 名参与者——31 名四年级和五年级学生以及 365 名大学生。在识别特定结构时测试了嘴巴、手和视力。在口头和手动触觉模型测试期间，所有学生都被蒙上眼睛。
每个参与者都有三分钟的时间用指尖评估或可视化研究蛋白质的结构，然后用一分钟的时间用测试蛋白质。四分钟后，他们被问及测试蛋白质与初始研究蛋白质是相同还是不同的模型。使用嘴而不是手指来辨别形状重复整个过程。
学生通过嘴巴识别结构的准确率为 85.59%，类似于使用计算机动画通过视力识别。测试涉及相同的食用明胶模型和非食用 3D 打印模型。以与不可食用模型相当的比率正确识别明胶模型。
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