18、牙科教育与研究中的增强/虚拟现实和人工智能

牙科教育与研究中的增强/虚拟现实和人工智能

1. 引言

随着深度学习（DL）、机器学习（ML）和人工神经网络（ANN）等信息技术的发展，牙科领域迎来了新的变革。信息技术在牙科教育和研究中的应用，以及其与战略框架、专业素养和患者护理的相互作用至关重要。

人工智能教育（AIEd）旨在打造“人机混合”协作平台，通过人工智能、人机交互和学习科学的应用提升学生学习效果。增强现实学习体验（ARLE）则是将虚拟元素与现实世界叠加，让教育者能够提供合适、有说服力且沉浸式的学习体验。

在当今信息快速变革的时代，牙科教育和研究是否需要进行课程改革是一个值得探讨的问题。答案是肯定的，传统牙科教学模式存在诸多不足：
- 缺乏专家指导或专家辅导时间有限；
- 牙科教育未与非牙科领域融合；
- 未将技术进步融入牙科教育和研究；
- 缺乏真实案例来提升手动灵活性和认知理解。

传统牙科模拟器（如幻影头模、塑料牙齿）虽在培养学生心理运动技能和为临床应用做准备方面有一定作用，但也存在不少缺点：
- 可能存在感染控制问题，如水管污染（如军团菌）；
- 塑料牙齿无法完全模拟天然牙齿和牙周组织的形态、成分和其他特征，感官反馈不足；
- 操作不可逆且不环保；
- 导师无法实时反馈和评估。

为了弥补传统牙科模拟器的不足，20世纪90年代末和21世纪初引入了大量计算机支持和虚拟现实（VR）模拟器，开启了数字化牙科教育的新时代。

2. VR和AR在牙科教育与研究中的应用

2.1 VR系统分类

VR系统通过虚拟模拟吸引广泛的感官通道，可大致分为以