فرهیختگان: شبیهسازی آزمایشگاه مجازی در حال حاضر یکی از مهمترین و گستردهترین روشهای آموزش الکترونیکی در دنیاست. درواقع، استفاده از آزمایشگاههای مجازی مانند نوعی شبیهسازی غوطهوری سهبعدی در نظر گرفته میشود که دانشجویان را قادر میکند آزمایشهای علمی را به صورت آنلاین، از دستگاههای شخصی در هر زمان و مکانی انجام دهند. درواقع، از آزمایشگاههای مجازی استفاده میشود تا استادان و دانشجویان بتوانند با تسهیل کاربرد جنبه عملی برنامههای درسی، آموزش اصول و فنون مختلف علمی و شفافسازی مراحل آزمایش، به اهداف آموزشی مدنظر خود برسند.
آزمایشگاههای مجازی از دو بخش تشکیل شدهاند؛ یکی بخش آرشیو که تعداد زیادی از متون و تصاویر دیجیتالی به همراه برگههای داده گردآوری شده از این منابع را شامل میشود و دیگری آزمایشگاه که آثار تاریخی را درباره آزمایش یا تجربیسازی زندگی و نیز یک فضای کاری برای فعال کردن روشهای جدید است. بهطورکلی، آزمایشگاههای مجازی، 8 قسمت را دربرمیگیرند و تمام مواد آموزشی در این آزمایشگاهها قابلیت دانلود در قالب pdf را دارند.
مقالات: این بخش حاوی مقالات تاریخی است که به نوبه خود با منبع آرشیو در ارتباط است.
آزمایشها: حاوی برگههای داده آزمایشهای قدیمی متعلق به علوم زیستی قرن نوزدهم مانند گردش خون، انقباض عضلانی.
فناوری: با جنبههای فناوری آزمایشها مانند ابزارها سروکار دارد.
اشیا: این بخش، حاوی اشیای واقعی آزمایشها مانند اورگانیسمهاست.
سایتها: حاوی برگههای دادههای موردنیاز درباره مؤسساتی است که کارهای آزمایشی را پیگیری میکنند.
شخصیتها: این بخش زندگینامه کوتاهی از قهرمانان آزمایشها را نشان میدهد.
مفاهیم: این بخش به مفاهیم اصلی مانند بازخورد، عملکرد، آگاهی و سابقه مربوط به آنها اختصاص دارد.
کتابخانه: این بخش اصلی آزمایشگاههای مجازی است که در کنار متون، مجلات و کاتالوگهای تجاری دیجیتالی، نسخههای خطی، فایلهای صوتی و گزیدههایی از فیلمها را در خود جای داده است.
پروژه آزمایشگاههای مجازی از کجا شکل گرفت؟
در سال 1977 اولین نسخه از آزمایشگاه مجازی در دنیا با عنوان آزمایشگاه مجازی فیزیولوژی آغاز به کار کرد. در این زمان، تمرکز اصلی روی توسعه پیششرطهای فناورانه تحقیقات فیزیولوژیکی در قرن نوزدهم بود. بنابراین، پایگاه دادهای با متون و تصاویر مرتبط ایجاد شد. در سال 1998 مفهومی که امروزه هنوز هم مورد استفاده قرار میگیرد، پس از یکسری تغییرات ایجاد شد و به دنبال آن cd-ROM در سال 1999 منتشر شد. در این بازه زمانی، تمرکز از فیزیولوژی به علوم زیستی و نیز هنر و ادبیات توسعه یافت. از آنجایی که پروژه، از یک پایگاه داده صرف، به یک پلتفرم برای انجام پژوهشهای تاریخی گسترش یافته بود، در کنفرانسی که در دانشگاه استنفورد برگزار شد، با استفاده از شبکه جهانی برای پژوهشهای تاریخی در علم و فناوری ارائه شد. این پروژه در سال 2000 در پروژه تحقیقاتی «آزمایش زندگی»، با بودجه بنیاد فولکس واگن گنجانده شد. به دنبال ارائه دیگری، تأثیر فناوریهای جدید بر شیوههای علمی در دانشگاه فنی زوریخ در سال 2002، اولین نسخه از آزمایشگاه مجازی به صورت آنلاین عرضه شد. اما این روزها و بهویژه بعد از همهگیری کرونا، بازار پلتفرمهای آزمایشگاه مجازی با احساس نیاز بالایی روبهرو شد و تعداد سازمانها و مؤسسات برای استفاده از این راهکار اساسی افزایش یافت. این رشد تحتتأثیر عوامل مختلفی چون تغییر رویکرد جهانی به سمت فعالیتهای از راه دور، نیاز به راهکارهای آموزش مقیاسپذیر و تمایل به ارائه تجربه عملی بدون چالشهای لجستیکی آزمایشگاههای فیزیکی قرار گرفت. از این رو، این آزمایشگاهها در سالهای اخیر روند رو به رشدی را سپری کردهاند. سازمانها از صنایع مختلف بهمنظور بهبود برنامههای آموزشی و ارائه فروش خود، روی این پلتفرمها سرمایهگذاری میکنند. شرکتهای نرمافزاری که با محصولات پیچیده در حوزه امنیت سایبری در ارتباطند، امنیت شبکه و پزشکی قانونی دیجیتال به دنبال آزمایشگاههای مجازی بهعنوان ابزاری ضروری برای توسعه کارشانند.
تغییر تحقیقات با هوش مصنوعی در آزمایشگاههای مجازی
برای مقابله با چالشهای جهانی بهرهمندی از علم و فناوریهای روز میتواند کمککننده باشد. در این میان هوش مصنوعی میتواند سرعت علم را برای مقابله با این چالشها افزایش دهد. آزمایشگاههای مجازی بهعنوان دیدگاهی جدید در تولید دانش علمی و وسیلهای برای ایجاد انگیزه برای تحقیق و توسعه جدید هوش مصنوعی معرفی میشوند. هوش مصنوعی تحقیقات را در علوم طبیعی و مهندسی اغلب در قالب ابزارهای میدانی تغییر میدهد. با توسعه تکنیکهای هوش مصنوعی در حمایت از فرایند کشف علمی و همکاری انسان با این فناوری از آن میتوان در رشتههای مختلف علمی استفاده و محققان را تشویق کرد تا روی روشهای کلی کار کنند. معرفی آزمایشگاههای مجازی فضاهایی را در اختیار قرار میدهد تا تحقیقات در زمینه کمکهای هوش مصنوعی مرتبط با دامنه برای انجام فرایند تحقیق و توسعه و استفاده از این ابزار برای سایر رشتههای علمی تسهیل شود. درواقع، آزمایشگاه مجازی یک محیط دیجیتال است که کاربران را قادر میکند تا وظایف تحقیقاتی را انجام داده و عناصر یک آزمایشگاه کلاسیک را بهعنوان اجزای آن در بر میگیرد.
متن کامل این گزارش را در روزنامه فرهیختگان بخوانید.