Студенты могут прочитать все, что они хотят о геологических сгибах, осевых самолетах, линиях стержня, антиформальных синклиналях и synformal антиклиналях. Но это может все еще быть проблема визуализировать, о чем говорят геологи.Лучший выбор помещает сухопутные войска – такие как поездка в Станцию Области Геологии Карла Ф. Вондры Университета штата Айова около Shell, Вайоминг. Полевая станция находится в северно-центральной части государства на западном фланге Гор Толсторога.
Поблизости Гора Овец, известная и типичная антиклиналь.Река Толсторога сократила каньон через гору, и студенты могут путешествовать пешком вдоль реки, чтобы получить хороший взгляд на естественное поперечное сечение выставленного геологического сгиба.Но большинство студентов не в состоянии совершить поездку к Горе Овец.
Таким образом, исследователи штата Айова придумали новый выбор – TouchTerrain.Веб-приложение – открытый источник и свободный для личного пользования через Айову Государственный GeoFabLab. Это позволяет кому-либо с 3D принтером к легко, и быстро напечатайте модели ландшафта любого места на планете, включая дно океана.Чтобы продемонстрировать, Фрэнек Хэзиук, доцент штата Айова геологии и Член Факультета Дэвида Морехауса, поместил четыре плитки 3D напечатанной пластмассы, каждого приблизительно 4-дюймового квадрата, на столе перед ним.
Соедините их, и есть масштабная модель Горы Овец и ее центрального горного хребта, повышающегося из Бассейна с Толсторогом.Это – обучающий инструмент, который может помочь студентам видеть и коснуться антиклинали – потенциально более сильный опыт, чем изучение плоской карты или монитора.«Это могло быть основным элементом в улучшении, как геофизические студенты соединяются с поверхностной структурой Земли», сказал Крис Хардинг, адъюнкт-профессор геологии и член Айовы Государственная программа в человеческом компьютерном взаимодействии.Но, сказал Хэзиук, чтобы быть действительно полезным, должен был быть быстрый, легкий и надежный способ для людей сделать модели ландшафта.
Технологическая проблема Это сложно, чтобы сделать 3D модели ландшафта, которые последовательно печатают хорошо на любом коммерческом 3D принтере.Это требует понимания географических информационных систем, вычислительной геометрии, программного обеспечения проектирования и изготовления и 3D технологии печати.
Группа разработчиков TouchTerrrain включает Хардинга с экспертными знаниями в географических информационных системах; Hasiuk, с экспертными знаниями в 3D печати геологических образцов; Алекс Реннер, докторант в машиностроении с экспертными знаниями в моделированиях для 3D печати; и Леви Бэбер, Колледж менеджера по информационным технологиям Гуманитарных наук и Наук с экспертными знаниями в технологии сервера.Даже если у учителя был опыт с географическими информационными системами, программным обеспечением автоматизированного проектирования и 3D печатью, Хардинг сказал, что это может быть долгий и сложный процесс, чтобы произвести хорошую цифровую модель ландшафта, которая может быть 3D напечатанный.Это – ровная более сложная задача, чтобы создать модели, достаточно большие для класса, делая несколько плиток, скажем, Гранд-Каньона и беспрепятственно соответствуя им всем вместе.«Наше заявление делает очень легким создать физически большие модели, деля желаемую область на многократные плитки, которые могут тогда быть 3D напечатанный отдельно и склеенный, чтобы сформировать намного большую 3D карту», сказал Хардинг.
Модели для всех Посещают веб-сайт TouchTerrain (http://touchterrain.geol.istate.edu), и Вы видите карту ландшафта с Горой Овец Вайоминга в красной коробке.Вы можете увеличить масштаб и из той карты, переместив красную коробку куда угодно в мир.
Когда Вы обосновываетесь на области, чтобы напечатать, Вы можете приспособить несколько простых параметров настройки, чтобы соответствовать Вашему 3D принтеру, поразить экспорт, и Вы получите файл для своего 3D принтера. И, если Вы хотите, ландшафт может быть преувеличен, чтобы подчеркнуть тонкие детали.Наладка цифровых моделей применения к определенному 3D принтеру может быть большим преимуществом для пользователей.«Почему создают очень большую модель с высоким разрешением, которая занимает много времени, чтобы обработать, когда 3D принтер может только распечатать в намного более низкой резолюции?» Хардинг сказал.
Стоимость получающихся моделей ландшафта?Работа 3D принтером (теперь доступный меньше чем за 2 000$) стоит приблизительно 1$ в час. Распечатывая квадрат, 4-дюймовая модель ландшафта, как правило, стоит приблизительно 2$, сказал Хардинг.
Исследователи штата Айова надеются, непринужденность и низкая стоимость моделей TouchTerrrain позволят большему количеству геофизических учителей использовать 3D печатные материалы в своих классах. Следующие шаги исследователей включают усиление возможностей применения и создание способа для учителей соединить определенные местоположения с определенными геологическими понятиями.
Hasiuk забрал красную пластмассовую модель ландшафта северно-центральной Айовы, катящиеся очертания суши, известные как Лепесток Де-Мойна. Он сказал, что модель показала эффекты ледниковой деятельности и также представляла одну из лучших вещей о TouchTerrain.
«Вы не можете купить это нигде», сказал он. «Никто никогда не делал бы модель ландшафта центральной Айовы, но это очень полезно, если Вы хотите говорить о Вашей среде».