分子を体感する新世代型分子模型システム教材の開発

本研究では,視覚と力覚の連動により分子と分子間力を体感できる,新しい分子模型システム教材の開発を目的とする.具体的には,分子構造と物理的特性を可視化し,かつ非結合原子間に働く力を力覚デバイスにフィードバックさせることで,ファンデルワールス相互作用の引力と斥力の変化を視覚と力覚の連携により体感できるシステムを開発する.本研究においては,対象を希ガス単原子分子間に絞り,人の感覚に効果的に働く基本システムを確実に構築することを目的とする.昨年度開発した2種類の可視化ソフトウェア:化学系グラフィックスオープンソースライブラリ『ケモじゅん』を基本とするE-HaptiChem,市販グラフィックスライブラリAVSを利用したもの(AVS-VI)について種々検討した結果、最終的にE-HaptiChemを採用した。ついで,昨年度までに実施した基本実験の結果をもとに、SPIDARを含むシステム全体のチューニングを行った。力提示アルゴリズムの改良も行い、1kHz以上の高速化を実現した。SSH指定の高等学校で本システムの実地実験を実施し、本システムの導入が知的好奇心を刺激し、興味や質問の誘起に有効に働くことを示す結果が得られた。

本研究では,視覚と力覚の連動により分子と分子間力を体感できる,新しい分子模型システム教材の開発を目的とする.具体的には,分子構造と物理的特性を可視化し,かつ非結合原子間に働く力を力覚デバイスにフィードバックさせることで,ファンデルワールス相互作用の引力と斥力の変化を視覚と力覚の連携により体感できるシステムを開発する.本研究においては,対象を希ガス単原子分子間に絞り,人の感覚に効果的に働く基本システムを確実に構築することを目的とする.昨年度開発した2種類の可視化ソフトウェア:化学系グラフィックスオープンソースライブラリ『ケモじゅん』を基本とするE-HaptiChem,市販グラフィックスライブラリAVSを利用したもの(AVS-VI)について種々検討した結果、最終的にE-HaptiChemを採用した。ついで,昨年度までに実施した基本実験の結果をもとに、SPIDARを含むシステム全体のチューニングを行った。力提示アルゴリズムの改良も行い、1kHz以上の高速化を実現した。SSH指定の高等学校で本システムの実地実験を実施し、本システムの導入が知的好奇心を刺激し、興味や質問の誘起に有効に働くことを示す結果が得られた。