Bài F18. Kĩ thuật mô phỏng trang 161, 162, 163 SGK Tin học 12 Chân trời sáng tạo

CH tr 161

Em hãy kể tên một số phần mềm mô phỏng mà em biết.

Phương pháp giải:

Dựa vào hiểu biết của bản thân kết hợp cùng tra cứu thông tin để trả lời.

Lời giải chi tiết:

Dưới đây là một số phần mềm mô phỏng phổ biến:

- MATLAB Simulink

- ANSYS

- COMSOL Multiphysics

- Autodesk Fusion 360

- Blender

- Unity

- Unreal Engine

- OpenFOAM

- AnyLogic

- Gazebo.

CH tr 165

Em hãy liệt một số công việc có sử dụng kĩ thuật mô phỏng trong lĩnh vực giáo dục, y tế.

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức trong bài học và thông tin tìm hiểu thêm để trả lời.

Lời giải chi tiết:

Công việc sử dụng kỹ thuật mô phỏng trong lĩnh vực giáo dục và y tế bao gồm:

- Lĩnh vực giáo dục:

+ Mô phỏng học đường: Tạo ra môi trường học tập ảo để giúp học sinh trải nghiệm và thực hành các kỹ năng và kiến thức trong môi trường an toàn và tương tác.

+ Mô phỏng hóa thực tế ảo: Sử dụng công nghệ mô phỏng và thực tế ảo để tạo ra trải nghiệm học tập sống động và chân thực, giúp học sinh hiểu bài học một cách sâu sắc hơn.

- Lĩnh vực y tế:

+ Mô phỏng quá trình điều trị: Sử dụng mô phỏng để mô phỏng quá trình điều trị, giúp bác sĩ và y tá nắm vững các kỹ năng thực hành và quy trình y tế trước khi tiến hành trên bệnh nhân thực tế.

+ Mô phỏng phẫu thuật: Sử dụng mô phỏng để huấn luyện và phát triển kỹ năng phẫu thuật cho các bác sĩ và học viên y khoa, giúp cải thiện độ chính xác và an toàn trong quá trình phẫu thuật.

+ Mô phỏng tác động của thuốc: Sử dụng mô phỏng để đánh giá tác động của thuốc và dự đoán kết quả điều trị trong điều kiện điều trị ảo, giúp tối ưu hóa quy trình điều trị và giảm rủi ro.

CH tr 166

Theo em vì sao cần nên sử dụng mô phỏng để quan sát Hệ Mặt Trời?

Phương pháp giải:

Hệ Mặt Trời là đối tượng nghiên cứu vô cùng quan trọng, cần được quan sát phân tích tỉ mỉ. Mô phỏng để quan sát hệ Mặt Trời mang lại lợi ích vô cùng lớn.

Lời giải chi tiết:

Sử dụng mô phỏng để quan sát Hệ Mặt Trời có những lợi ích sau:

- Hiểu rõ hơn về hệ thống Mặt Trời: Mô phỏng giúp đưa ra một hình dung trực quan về cấu trúc và vị trí của các hành tinh, sao, và các vật thể khác trong Hệ Mặt Trời. Điều này giúp chúng ta nắm bắt được quan hệ không gian và tương tác giữa các thành phần trong hệ thống.

- Dự đoán và nghiên cứu hiện tượng thiên văn: Mô phỏng cho phép mô phỏng và dự đoán các hiện tượng thiên văn như cách mặt trời mọc và lặn, hiện tượng thiên văn đặc biệt như cơn bão mặt trời, hiện tượng thiên thạch đi qua, và các hiện tượng thiên văn khác. Điều này giúp đảm bảo an toàn, nghiên cứu và sự hiểu biết sâu hơn về vũ trụ.

- Giảng dạy và học tập: Mô phỏng giúp giáo viên và học sinh hình dung và tìm hiểu về hệ thống Mặt Trời một cách sinh động và trực quan. Nó tạo điều kiện cho việc giảng dạy và học tập sáng tạo, hấp dẫn và tăng cường hiểu biết về thiên văn học.

- Nghiên cứu và phát triển công nghệ không gian: Mô phỏng Hệ Mặt Trời cung cấp một công cụ quan trọng để nghiên cứu và phát triển công nghệ không gian. Nó giúp mô phỏng quỹ đạo và vị trí của vệ tinh, tàu vũ trụ và các chuyến bay không gian khác, đồng thời đánh giá các yếu tố như tương tác hấp dẫn, ánh sáng mặt trời, và điều kiện môi trường.

CH tr 167 KP

Ngoài các phần mềm được nhắc đến ở trên, em hãy kể tên một số phần mềm mô phỏng khác trong các lĩnh vực Vật lí, Hoá học và Sinh học.

Phương pháp giải:

Dựa vào hiểu biết và tìm kiếm thông tin để trả lời.

Lời giải chi tiết:

Dưới đây là một số phần mềm mô phỏng khác trong các lĩnh vực Vật lí, Hoá học và Sinh học:

- Vật lí:

+ COMSOL Multiphysics

+ LAMMPS

+ GROMACS

+ CRYSTAL

+ VASP

+ CST Studio Suite

+ FLUENT

+ Abaqus

- Hoá học:

+ Gaussian

+ PyMOL

+ AutoDock

+ CHARMM

+ AMBER

+ NWChem

+ Materials Studio

+ ChemDraw

- Sinh học:

+ MATLAB

+ SimBiology

+ COPASI

+ BioNetGen

+ CellDesigner

+ Virtual Cell

+ NetLogo

+ Systems Biology Markup Language (SBML)

CH tr 167 LT1

Em hãy nêu một số vấn đề cần kĩ thuật mô phỏng để giải quyết.

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức trong bài học để trả lời câu hỏi.

Lời giải chi tiết:

Dưới đây là một số vấn đề cần sử dụng kỹ thuật mô phỏng để giải quyết:

- Mô phỏng thời tiết và khí hậu: Mô phỏng giúp dự đoán và hiểu các biến đổi thời tiết, khí hậu và hiện tượng tự nhiên như bão, lũ lụt, và biến đổi khí hậu.

- Mô phỏng hệ thống giao thông: Mô phỏng hỗ trợ nghiên cứu và cải thiện hiệu suất của hệ thống giao thông, bao gồm phân tích lưu lượng giao thông, độ tắc nghẽn, và quản lý đường cao tốc.

- Mô phỏng vật liệu và kết cấu: Mô phỏng giúp nghiên cứu và đánh giá tính chất vật liệu, độ bền và độ co giãn của kết cấu, từ các vật liệu công nghiệp đến vật liệu trong y tế và xây dựng.

- Mô phỏng quá trình sản xuất và chế tạo: Mô phỏng được sử dụng để tối ưu hóa quá trình sản xuất và chế tạo, từ thiết kế và mô phỏng máy móc đến quá trình vận chuyển và quản lý kho hàng.

- Mô phỏng trong y tế: Mô phỏng giúp nghiên cứu và phát triển phương pháp chẩn đoán và điều trị, từ mô phỏng các quá trình sinh lý trong cơ thể đến mô phỏng hiệu quả của các loại thuốc và liệu pháp y tế.

CH tr 167 LT2

Theo em, vì sao cần sử dụng kĩ thuật mô phỏng trong việc kiểm tra tính an toàn của loại thuốc chữa bệnh mới?

Phương pháp giải:

Việc kiểm tra tính an toàn của loại thuốc chữa bệnh mới là vô cùng quan trọng, tuy nhiên việc này cũng tiềm ẩn vô cùng nhiều rủi ro. Vì vậy, sử dụng kĩ thuật mô phỏng đã được cân nhắc và áp dụng vì rất nhiều lợi ích.

Lời giải chi tiết:

Sử dụng kỹ thuật mô phỏng trong việc kiểm tra tính an toàn của loại thuốc chữa bệnh mới có các lợi ích sau:

- Giảm rủi ro và chi phí: Mô phỏng cho phép kiểm tra tính an toàn của một loại thuốc mới trong môi trường ảo trước khi tiến hành thử nghiệm trên con người. Điều này giúp giảm rủi ro cho người tham gia thử nghiệm và giảm chi phí liên quan đến việc thử nghiệm trên thực thể sống.

- Đánh giá tác động và phản ứng phụ: Mô phỏng cho phép mô phỏng tác động của thuốc và đánh giá các phản ứng phụ có thể xảy ra. Điều này giúp hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của thuốc và đảm bảo tính an toàn của nó trước khi tiến hành thử nghiệm trên con người.

- Tối ưu hóa liều lượng và phương pháp sử dụng: Mô phỏng cho phép xác định liều lượng tối ưu và phương pháp sử dụng thuốc để đạt được hiệu quả tốt nhất và đồng thời giảm tác động phụ. Điều này giúp đảm bảo tính an toàn và hiệu quả của thuốc trong quá trình điều trị.

- Hiểu rõ hơn về tương tác thuốc: Mô phỏng cho phép nghiên cứu tương tác giữa thuốc mới và các loại thuốc khác hoặc các tác nhân khác. Điều này giúp đánh giá tác động và tương tác tiềm năng giữa các loại thuốc và đảm bảo tính an toàn của việc sử dụng chúng cùng nhau.

CH tr 167 VD1

Em hãy tìm hiểu và giới thiệu một số phần mềm mô phỏng Hệ Mặt Trời?

Phương pháp giải:

Sử dụng Internet để tìm hiểu thông tin.

Lời giải chi tiết:

Dưới đây là một số phần mềm mô phỏng Hệ Mặt Trời:

- Universe Sandbox ²: Đây là một phần mềm mô phỏng không gian được phát triển cho việc khám phá và tìm hiểu về Hệ Mặt Trời và vũ trụ. Nó cho phép người dùng mô phỏng các hành tinh, mặt trăng, sao, và các hệ thống sao chủ để khám phá các hiện tượng thiên văn và tương tác giữa các vật thể.

- Celestia: Celestia là một phần mềm mô phỏng không gian miễn phí và mã nguồn mở. Nó cung cấp một mô phỏng 3D cho Hệ Mặt Trời và các hệ thống sao chủ khác. Người dùng có thể điều hướng và khám phá không gian, xem các hành tinh, ngôi sao, thiên thể và các vật thể thiên văn khác.

- Solar System Simulator (NASA): Đây là một phần mềm mô phỏng Hệ Mặt Trời do NASA phát triển. Nó cung cấp một cách để khám phá các hành tinh, vệ tinh và các thiên thể khác trong Hệ Mặt Trời. Người dùng có thể xem các quỹ đạo, lịch sử và các thông tin khác về các vật thể trong Hệ Mặt Trời.

- MIT Solar System Simulator: Đây là một công cụ trực tuyến do MIT phát triển. Nó cung cấp một mô phỏng động cho Hệ Mặt Trời, cho phép người dùng xem các vị trí hiện tại và dự đoán vị trí tương lai của các hành tinh và các vật thể khác trong Hệ Mặt Trời.

CH tr 167 VD2

Công nghệ thực tế ảo tăng cường (Augmented Reality - AG) ngày càng phát triển và được ứng dụng rộng rãi. Em hãy tìm hiểu và giới thiệu những ứng dụng thực tế ảo tăng cường được sử dụng trong các hoạt động học tập, giải trí.

Phương pháp giải:

Tìm hiểu thông tin trên Internet và dựa vào hiểu biết của bản thân để trả lời.

Lời giải chi tiết:

Công nghệ thực tế ảo tăng cường (AR) đã được sử dụng rộng rãi trong các hoạt động học tập và giải trí. Dưới đây là một số ứng dụng thực tế ảo tăng cường phổ biến:

- Học tập:

+ Quyển sách AR: Sử dụng ứng dụng di động và điểm quét, học sinh có thể trải nghiệm nội dung tương tác 3D, video và âm thanh bổ sung trên sách giáo trình thông qua AR.

+ Bảng phác thảo AR: Cho phép học sinh vẽ và tương tác với bảng phác thảo 3D trực tiếp trên bàn là hoặc bảng trắng thông qua AR.

- Giải trí:

+ Trò chơi AR: Trò chơi di động kết hợp thực tế ảo tăng cường để tạo ra trải nghiệm chơi game sống động hơn và kích thích người chơi tương tác với môi trường thực tế.

+ Ứng dụng xem phim AR: Cung cấp trải nghiệm xem phim tương tác thông qua việc hiển thị phần bổ sung của nội dung phim trực tiếp trên màn hình di động hoặc kính AR.

+ Du lịch và tham quan AR: Ứng dụng hướng dẫn du lịch sử dụng AR để cung cấp thông tin địa điểm, hướng dẫn và trải nghiệm tương tác cho người dùng khi tham quan các địa điểm du lịch.