中草药虚拟教学系统

一、简介

中医中药是我国传统文化的重要组成部分，长久以来对整个国家和民族的健康和繁衍产生着巨大的作用。现代中药正朝着科学化、规范化方向发展。受植物生长季节、环境、地域、价格、管制类等因素影响，实地采摘、鉴别等实践活动存在实践周期短、受自然条件影响大等难题；同时，学生专业知识不足，无法正确掌握中药炮制流程。因此，中草药相关实践活动难以大范围地惠及学生。

二、功能

1. 中药采摘虚拟仿真实训系统

中药采摘虚拟仿真实训系统模拟14种药材在相对应的虚拟环境下进行采摘，佩戴VR头盔或3D眼镜可使学习者，身临其境，全景地貌震撼展示，熟悉不同草药的生长环境。

交互过程借助人工智能语音识别进行全版图药物搜索，并定位到相应地区的场景进行采摘，如东北针叶林，西北大草原与沙漠、西南高原与东南湿地等。也可通过键盘输入或人工智能语音识别进行全版图药物搜索。

草药采摘，可根据采摘的草药种类对采摘工具进行选择。采摘的草药，可通过中草药菜单即时查看所有植物的外观及特征。

1）14种药材在相对应的虚拟环境下进行采摘；

2）支持人工智能语音识别进行全版图药物搜索 ；

3）支持手动键盘输入；

4）佩戴VR头盔/3D眼镜，身临其境；

5）熟悉草药生长环境可查看所有植物的外观及特征；

6）支持打开导航小地图，查看草药所处的位置和采摘者所处地图的位置；

7）支持采摘工具选择。

2. 中药炮制虚拟仿真实训系统

中药炮制虚拟仿真实训系统采用数字化建模技术，1：1真实还原炮制场景、药采以及炮制工具等，佩戴VR头盔或3D眼镜可使学习者，身临其境，亲身互动体验炮制药物，增加学习乐趣，加深记忆。

涵盖所有炮制方法，如：修治、水漂、煨、煅等十余种方法。根据炮制方法划分药物，并根据同一药物不同部位对应不同的炮制方法，进行细化区分。

1）支持键盘输入搜索；

2）支持人工智能语音识别搜索；

3）佩戴VR头盔/3D眼镜，身临其境；

4）多方面展示炮制步骤，从药物、用品的准备——操作过程——成品展示——注意事项提示，还原炮制药物流程；

5）系统涵盖修治、水漂、煨、煅等十余种方法等多种炮制方法；

6）系统根据炮制方法划分药物，并根据同一药物不同部位对应不同的炮制方法，进行细化区分。

3. 中药鉴定虚拟仿真实训系统

使用者可以键盘输入或语音方式搜索想要鉴别的药物，或者根据药物分类在药物列表中逐一搜寻。在进行鉴别的场景里，佩戴VR头盔或3D眼镜的使用者犹如身处真实实验室中。根据鉴别步骤，使用者需要作出相应动作，完成鉴别药材流程。然后在显微镜处观察真实的药材显微图像。

1）支持通过显微鉴定等方法鉴别中药；

2）支持选择制片方法；

3）系统采用使用控制手柄交互；

4）系统支持佩戴VR头盔/3D眼镜；

5）系统支持药材的选择。

4. 中药组方虚拟仿真实训系统

中药组方虚拟仿真实训系统利用虚拟现实技术重现中药房场景，让使用者在身临其境的环境下自己动手组方配药。本模块涵盖高校教学需掌握的方剂类型，如：解表剂、清热剂、泻下剂、温里剂等，涉及组方多达几十余种。

使用者根据方剂名称提示，在虚拟药房斗柜里寻找对应药材，人机交互的模式增加了实验配方的真实感，增加学生学习乐趣，提高教学效率。

在组方实验中，软件后台会自动判断学员所选取的药物是否正确，记录实验成绩。

本系统同时附有四季养生药膳以及经典古方医案科普，教学之余丰富学员们的知识面，让学员对中药学科的认知更为多方面。

1）涵盖解表剂、清热剂、温里剂等几十余种方剂；

2）自动判断所选药物是否正确，记录实验成绩；

3）附有四季养生药膳以及经典古方医案科普；

4）佩戴VR头盔/3D眼镜，身临其境。

5. 中药鉴别虚拟仿真实训系统

中药鉴别虚拟仿真实训系统囊括关药、北药、怀药、浙药、江南药、川药、云贵药、广药、西药、藏药地区药材，通过HTC vive硬件手柄进行软件的使用，内置共计88种中草药植物及90种饮片，通过操作可以了解中草药结构，可以对根、茎、叶、果实进行详细查看，可单独放大单个结构，模型还原度较高，体检更佳。

1）囊括关药、北药、怀药、浙药、江南药、川药、云贵药、广药、西药、藏药地区药材；

2）支持地图观看各类药材的分布；

3）内含88种中草药植株；

4）内含99种饮片；

5）支持对中草药植株根、茎、叶、果拆分单独查看；

6）支持中草药植株、饮片物种特征介绍；

7）支持中草药植株、饮片形态介绍；

8）支持中草药植株生活习性介绍；

9）支持对拆分的中草药植株一键初始化复原。

三、展示方式

1. 硬件设备

OWO SR多功能展示系统一台、交互手柄一副、偏振3D眼镜

2. 展现形式

VR展示

3D展示

中草药虚拟教学系统基于OWO SR多功能交互系统操作展示，该系统是基于3D显示大屏与虚拟现实交互套件，集人机交互与沉浸式体验与一身的软硬件综合系统，突破传统只有虚拟现实头戴显示器的限制，让使用者既可以体验虚拟现实的同时，又可以在3D显示下进行人机交互，突破传统3D显示器无法交互的局限性，能够满足同一环境下的多人观察与交互。