המחקר משלב ליתופאן, הדפסת תלת מימד כדי לאפשר לאנשים 'לראות' נתונים ללא קשר לרמת הראייה: מדענים משתמשים באמנות מיושן והדפסת תלת מימד כדי להתקדם משמעותית בביטול הדרה של אנשים עם עיוורון או ראייה לקויה מכימיה ומדעי החיים אחרים

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


צוות מחקר בראשות כימאים מאוניברסיטת ביילור עשה צעד פורץ דרך קדימה בביטול הדרה של אנשים עם עיוורון מחינוך והתנסויות בכימיה. במאמר שפורסם היום ב התקדמות המדעהחוקרים מפרטים כיצד השתמשו בליתופאן – צורת אמנות מיושנת – ובהדפסת תלת-ממד כדי להפוך נתונים מדעיים לגרפיקה מישוש הזוהרת ברזולוציה דמוית וידאו, המאפשרת הדמיה אוניברסלית של אותו פיסת נתונים על ידי עיוורים ורואים כאחד. יחידים.

למרות שהליתופן הוא מדיום אמנותי עתיק, מעולם לא נעשה בו שימוש – עד כה – כדי לייצג נתונים ודימויים מדעיים בצורה כמותית ומבוקרת להדמיה מישוש ושילוב מישוש.

מחקר ביילור – "נתונים לכולם: גרפיקה מישוש שנדלקת ברזולוציה מושלמת לתמונה"" – השווה כיצד אנשים עיוורים ורואים פירשו נתוני ליתופאן על ידי מגע או ראייה. קבוצות המשתתפים בדקו את חמש צורות הליטופאן – אלקטרופרוגרפיות ג'ל , מיקרוגרפים, ספקטרום אלקטרוני ומסה, ואיורים של ספרי לימוד – פרשנות של כל חמשת הליטופאנים על ידי חישה מישוש או ראייה ברמת דיוק כוללת של 79%, על פי המחקר.

החוקרים התמקדו ביצירת ובדיקת ליתופנים של נתונים שנמצאו במדעי הכימיה בגלל הדרה מפורשת ושיטתית של תלמידים עם עיוורון מהכימיה, אשר החוקרים ציינו כי "ניתן לראות כסגולה על ידי מחנכים, הורים, עמיתים או עצמי, על הבסיס לבטיחות המעבדה והטבע ה'חזותי' של הכימיה."

"המחקר הזה הוא דוגמה לאמנות שהופכת את המדע לנגיש ומכיל יותר. אמנות מצילה את המדע מעצמה", אמר בריאן שו, Ph.D., פרופסור לכימיה וביוכימיה, שמוביל את קבוצת המחקר של שו ב-Baylor ומחבר מקביל על המאמר בכתב העת. "הנתונים והדימויים של המדע – למשל, התמונות המדהימות שיוצאות מהטלסקופ החדש של Webb – אינם נגישים לאנשים עיוורים. עם זאת, אנו מראים שגרפיקה דקיקה למישוש שקופה, הנקראת ליתופאנים, יכולה ליצור את כל הדימוי הזה נגיש לכולם ללא קשר לראייה. כמו שאנחנו אוהבים לומר, 'נתונים לכולם'."

שימוש חדש לצורת אמנות ישנה

ככל הנראה נוצרו בסין כבר במאה השישית וזכו לפופולריות באירופה בשנות ה-1800, הליטופאנים הם חריטות דקות העשויות מחומרים שקופים (תחילה פורצלן ושעווה, כעת פלסטיק) ובהתחלה נראים אטומים באור הסביבה. עם זאת, כאשר מואר בחזרה על ידי כל מקור אור – מאור תקרה ועד אור שמש – ליתופאן זוהר כמו תמונה דיגיטלית, כאשר פיזור האור דרך החומר השקוף גורם לאזורים דקים יותר להיראות בהירים יותר ואזורים עבים יותר להיראות כהים יותר. באמצעות תוכנה מקוונת חינמית כדי להמיר תמונה דו-ממדית לטופוגרף תלת-ממדי, מדענים במחקר זה השתמשו בהדפסת תלת-ממד עבור הליטופאנים.

"הרעיון של ליתופאנים היה מושג שד"ר שו שיחק איתו, וחשבתי שזו הזדמנות מדהימה לעזור לקבוצה של אנשים שספגו סטיגמה בתחום הכימיה", אמר הסופר הראשי ג'ורדן קון. דוקטורנט בכימיה בביילור וחבר במעבדה של שו. "זה היה מדהים לראות אנשים עיוורים שנאמר להם כל חייהם שהם לא יכולים להצטיין בתחומי המדע מפרשים נתונים באותה קלות כמו אדם רואה."

קבוצות המשתתפים כללו סטודנטים רואים עם או בלי כיסוי עיניים וחמישה אנשים עם עיוורון שחוו עיוורון מוחלט או ירודה של ראייה מאז ילדותם או גיל ההתבגרות. ארבעה מהאנשים האלה עם עיוורון קיבלו Ph.D. תארים בכימיה לפני מבחן, והאדם החמישי הוא סטודנט לתואר ראשון בביילור שחווה אובדן ראייה מוחלט כבוגר בתיכון. אנשים עיוורים אלה הם מחברי מחקר זה אך לא השתתפו בעיצוב מערכי הנתונים הספציפיים.

"לפני שעבדתי על פרויקט הליתופאן, האמנתי שהמחקר מוגבל לניסויים שנעשו בסביבה מעבדתית", אמר הסופר המוביל צ'אד דשנאו, דוקטורנט בכימיה ב-Baylor גם במעבדתו של שו. "אבל המחקר רק מנסה לענות על שאלות ללא מענה, והעבודה שלנו כאן עונה על שאלה חשובה מאוד: האם אנשים עיוורים יכולים להיות חלק מ-STEM? Lithophanes מספקים פורמט נתונים שניתן לחלוק באופן אוניברסלי בין אנשים רואים ועיוורים מה שהופך את STEM לנגיש יותר לאלה שקודם לכן התעלמו".

המחקר מצא שדיוק הבדיקה הממוצע עבור כל חמשת הליטופאנים היה:

  • 96.7% עבור פרשנות מישוש עיוורת,
  • 92.2% עבור פרשנות ראיה של lithophanes עם תאורה אחורית ו
  • 79.8% עבור פרשנות מישוש עם כיסוי עיניים.

המשתתפים הרואים הצליחו לפרש במדויק תמונות דיגיטליות על מסך מחשב ב-88.4% לפי ראייה. עבור 80% מהשאלות, דיוק המישוש של הכימאים העיוורים היה שווה או עדיף על פרשנות חזותית של ליתופאנים, דבר המצביע על כך שהליתופאנים יכולים לתפקד כפורמט נתונים שניתן לחלוקה. למעשה, שו אמר שלחלק מהכימאים העיוורים במחקר יש רגישות מישוש כזו שהם יכולים להרגיש תכונות מישוש של הנתונים שאנשים רואים בקושי יכלו לראות את עצמם.

"רואה" מערכי נתונים בפעם הראשונה

מחבר המחקר Hoby B. Wedler, Ph.D., יזם, כימאי ומנכ"ל קבוצת Wedland בפטאלומה, קליפורניה, פירש לראשונה נתוני ליתופאן בזמן שיחת זום עם שו. עבור שותפיו למחקר ועמיתיו הכימאים, זה היה רגע משמעותי ביותר בתור וודלר, שנולד עיוור אך קיבל תואר דוקטור. בכימיה תיאורטית, ראה נתונים בפעם הראשונה על ידי נגיעה בגרפיקה מישוש ברזולוציה גבוהה.

"אתה יכול להסתכל על זה, וזה נראה בדיוק מה שאני מרגיש", אמר ודלר. "מעולם לא הרגשתי מפרט המוני. מעולם לא חשבתי שאוכל לדבר דרך מערך נתונים אנליטי כזה. השמיים הם הגבול כאן".

"הם כל כך התרגשו לראות סוף סוף את הנתונים והתמונות שהם שמעו עליהם כל כך הרבה זמן. והם כן ראו את הנתונים האלה. כי אתה רואה עם המוח שלך, לא בעיניים שלך", אמר שו.

אחד מחברי המחקר הבולטים ביותר של המחקר היה סטודנט וחוקר לתואר ראשון ביילור, נח קוק. קוק סיים את הסמסטר הראשון שלו בביילור באביב האחרון, למרות שאיבד את כל ראייתו במהלך השנה האחרונה שלו בתיכון.

"חמשת המחברים העיוורים בפרויקט הזה הם מהאנשים הכי מעניינים וחרוצים שאי פעם היה לי העונג לעבוד איתם", אמר דשנו. "במשך שנים הם שמעו על דברים כמו SDS-PAGE או ספקטרום מסה. אבל מעולם לא הייתה להם הזדמנות לצפות באחד בעצמם, שלא לדבר על לפרש אותו. הליטופאנים נתנו להם את ההזדמנות הזו. הם הצליחו להסביר בפירוט בדיוק מה הם הרגישו, וזה התאים בצורה מושלמת למה שראינו".

פתיחת כימיה לכיתות ק-יב

מחקר אחרון זה הכולל את קבוצתו של שו מרחיב את מחקר ביילור כדי להסיר מחסומים ללימוד ולמשמעת של כימיה עבור תלמידי K-12 עם עיוורון או ראייה לקויה.

שו זכה לאחרונה במענק של 1.3 מיליון דולר מהמכונים הלאומיים לבריאות (NIH) עבור פרויקט התערבות מוקדמת ראשון מסוגו שפותח עבודת מעבדה ומספק חומרים וציוד לחינוך כימיה מישוש. בשילוב גישות היי-טק ולואו-טק, הפרויקט משלב רובוטיקה וטכנולוגיה עם חומרים חינוכיים ו"פריצות מעבדה" המאפשרות לסטודנטים עם עיוורון וראייה לקויה לקחת חלק באותם תפקידים ושגרות כמו עמיתיהם הרואים, כולל שימוש ב- ליתופאנים.

"הדבר המסודר בגרפיקה המישוש שנדלקת ברזולוציה מושלמת לתמונה הוא שכל מה שאני יכול לראות בעיניים, אדם אחר שעיוור יכול להרגיש באצבעותיו. אז זה הופך את כל התמונות והנתונים ברזולוציה גבוהה לנגישים וניתן לשיתוף, ללא קשר לראייה. אנחנו יכולים לשבת עם כל אחד, עיוור או רואי, ולדבר על אותה פיסת נתונים או תמונה בדיוק", אמר שו.

המענק לחמש שנים – בשיתוף עם בית הספר טקסס לעיוורים ולקויי ראייה (TSBVI) באוסטין – ממומן באמצעות תוכנית NIH של קרן חינוך מדעי שותפות (SEPA), אשר מקדמת מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה ( STEM) פרויקטים לילדים בכיתות K-12.

שו ומשתפי הפעולה שלו ממקדים את הפרויקט שלהם תחילה בתלמידי תיכון על ידי פיתוח תוכנית פיילוט ל-150 תלמידי TSBVI להשתתף בחינוך ובתוכנית הלימודים ולהתאמן על חומרים הן בקמפוס בית הספר והן במעבדה של שו בביילר. הפיילוט צפוי לצאת לדרך בסתיו הקרוב, כאשר התוכנית המלאה צפויה להתחיל באביב 2023 עד 2027. בעתיד, הצוות מקווה להרחיב את התוכנית כך שתכלול משאבים לילדים שרק מתחילים ללמוד מדעים.

מעבר לכימיה

פורמט נתוני הליטופאן או LDF, והנתונים עבור כל תנועה, חורגים מעבר לכימיה או מדע וניתן להשתמש בהם לכל נושא, מאמנות, היסטוריה, פילוסופיה ובכל מקום שבו נעשה שימוש בדימויים או גרפיקה, אמר שו. עם המחקר האחרון הזה, הדרך לנתונים ניתנים לשיתוף ונגישים זמינה לכל מי שיש לו חוש מישוש.

עבור המועמדים לדוקטורט קונה ודשנו, המחקר מדגיש את אחד מערכי הליבה של ביילור: להקל על גילוי של ידע ומחקר חדשים המיועדים לשיפור האנושות.

"לרוב המחקר שאני עושה על בסיס יומי לא תהיה השפעה משמעותית על הקהילה המדעית. עם זאת, פרויקט הליטופאן מאפשר שינוי אמיתי בזמן אמת", אמר דשנו. "אנחנו הופכים את STEM לנגיש יותר לאנשים עם לקות ראייה ומפנים את תשומת הלב להדרה המערכתית שלהם."



קישור לכתבת המקור – 2022-08-18 03:11:04

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר