智慧科技於醫療與教育應用

張靖梅 弘光科技大學護理系所助理教授

　　隨著資訊科技的日新月異，及受到COVID-19疫情影響，遠距學習、互動已成為企業、學校不得不應變的方式。其中，AR/VR被視為實現遠距互動的有效工具。因此，擴增實境（augmented reality, AR）、虛擬實境（virtual reality, VR）與混合實境（mixed reality, MR）近年來於醫療/護理領域應用愈來愈廣泛。甚麼是擴增實境、虛擬實境與混合實境?原本筆者也搞不清楚，但隨著智慧醫療及智慧科技於教學的應用與推展，不得不深入了解，一探究竟。

　　談及「擴增實境」及「虛擬實境」，兩者相似程度頗高，大部分人士經常被混淆，搞不清楚。所謂擴增實境簡單來說，就是虛擬實境的延伸應用，將虛擬化物件如圖像、文字，和實體世界的物件加以連結，所產生互動效果。利用AR技術可讓使用者彷彿感覺虛擬圖像就在眼前，融合虛擬與實體世界。透過手機、視覺融合可讓虛擬物與實境結合。常見運用如，IKEA利用擴增實境，讓使用者透過手機即可以了解各種家俱的價位；醫學教育將解剖教育課程導入AR，讓學生能詳細了解人體構造，螢幕上的人體結構變成具有深度感的3D立體圖像，讓學生對骨頭結構、肌肉組織一覽無遺，印象深刻。藉由AR技術學習課程變得遊戲化，讓學習變得生動有趣。此外，亦有醫學院讓學員戴上AR眼鏡，清楚連結執刀醫師現場實際操作，讓學員更清楚手術步驟，增進學習的效率。在日常生活中，亦可發現AR的運用，如博物館文物展覽，以往都是以靜態並輔以文字解說的方式，讓參觀者了解典藏品的資訊，但現在許多展覽導入AR技術，透過紙卡上的標籤，運用手機掃描讓典藏品彷彿有了生命般的呈現在螢幕上。只要民眾掃描卡片識別碼，即可以跳出3D立體圖案，並將卡片轉動，即可清楚觀看3D內部結構。因此，AR技術運用，已讓學習變得活潑有趣、不只僅侷限於靜態、背誦的學習模式。

　　而虛擬實境VR則是利用電腦模擬、演算所設計的三維空間的虛擬世界，運用視角所造成的立體效果以及搭配耳機營造的音效，讓使用者感覺彷彿身歷其境，產生如同真實般的沉浸式的體驗。使用者需穿戴特殊顯示裝置，如頭盔。藉由頭盔完全遮住視野以產生沉浸感（immersive），並經由虛擬畫面，感受虛擬情節感受。VR優點在於可創造無限世界、無限視覺，想看什麼就可製造什麼；但相對的，其缺點就是虛擬，也就是真實感不足，視覺效果只能逼近真實，卻無法取代真實。VR的教育理論基礎出於模擬教學概念，其特色主要在使學習者產生沉浸、體驗身歷其境之感受，其訓練目標著重在思維的訓練、判斷與決策，因為即便再怎麼栩栩如生的影像，依然無法訓練手感等技術練習。VR的教學運用，國內某醫學大學就有一門結合VR解剖軟體跟超音波操作的課程，運用VR導入解剖軟體、建構虛擬病房以及病人，讓學生學習如何使用超音波定位、執行消毒、完成穿刺技術及收集檢體。學生可在虛擬環境下完成自行學習，從觀看、示範演示到最後的自我操作評核，都在系統上完成。運用360度攝影機，讓學生能在情境中與教案進行互動。在新冠肺炎疫情期間，這其實也是一種幫忙學生無法至臨床見習的替代方案。此外，還有學校運用VR與急救情境結合，讓學生使用頭盔跟搖桿進行急救流程、步驟判斷與互動，學生透過影片情境問題，回答教師預設問題，增加其參與度。

　　混合實境指的是結合真實和虛擬世界，創造新環境和可視化，是介於 VR 跟 AR 之間的一種綜合型態。保留VR的互動模式，也讓使用者透過AR技術，投射於現實中的虛擬世界。MR與AR主要差異在於虛實精準定位，及產生的虛實互動與匹配。

　　衛福部近年高度關注智慧醫療應用的發展，AR/VR/MR即是其中一個非常重要的領域，國內醫療院所亦紛紛投入AR/VR/MR創新與研發，導入醫療的照護、教學、訓練及醫療輔助，如醫生進行重要器官修補時，利用AR技術修複眼角膜（微創手術）、骨科手術……等，滿足三維、實時、虛實互動、人機互動等元素。AR/VR/MR技術已在不知不覺中，漸漸融入我們生活應用中，學界也大幅運用其元素，研發相關教材提升學習者興趣與互動，使教學與實務結合，學習不再單調、課堂不再是靜態。在智慧科技變革的時代，同時身處醫療與教育的一員，不得不感受到科技對生活、臨床、醫療及教育所帶來的變革與震撼，並感觸科技所帶來角色與定位的改變。為不讓自己被科技洪流淘汰，與時俱進的學習是必經的過程。