RobertLindeboom

Tag: wetenschap

  • Kijkoperaties leren met de Nintendo Wii

    Kijkoperaties leren met de Nintendo Wii

    Spellen zoals Angry Birds worden volop gespeeld, terwijl de dure simulatoren in het opleidingscentrum van het Universitair Medisch Centrum Groningen vooral stof verzamelen. Deze simulatoren staan in een ander gebouw, gaan snel vervelen, zijn vaak bezet of defect. Een spelontwikkelaar en twee ziekenhuizen in Groningen en Leeuwarden zijn de uitdaging aangegaan en ontwikkelen een serious game om de simulator voor laparoscopietraining te vervangen en het oefenen leuker te maken. Zij doen dit met behulp van de veel goedkopere Nintendo Wii.

    Hardware Laparowii
    De hardware voor de ‘LaparoWii’-game.

    Een laparoscopische ingreep wordt vaak ook wel een kijkoperatie genoemd. Daarbij werken chirurgen met instrumenten en een camera via kleine openingen in de buikwand, waardoor de patiënt zo min mogelijk schade oploopt. De ontwikkelde vervangende trainer met de Nintendo Wii maakt net als een echte simulator gebruik van dezelfde instrumentbesturing als bij een normale operatie. De spelomgeving ziet er echter uit zoals die van andere spellen in de speelgoedwinkel en heeft zodoende niets weg van de glibberige en bebloede ingewanden waar de chirurg normaal naar kijkt. Het spel wordt ontwikkeld om vooral leuk te zijn en moet uitnodigen om verder te spelen, of dat nu thuis of in de ziekenhuiskantine is. Hierdoor worden geneeskundestudenten ‘ongemerkt’ beter in de taak, maar ook ervaren chirurgen kunnen zo op een leuke manier blijven trainen.

    Bij laparoscopie zijn zowel snelheid als precisie belangrijk. Factoren die laparoscopie lastig maken, zijn omgekeerde (hand)bewegingen, beperkt (2D-)zicht, met twee handen tegelijk opereren, beperkte beweegruimte en een vertekend beeld omdat je op een monitor je handelingen moet bekijken.

    Masterscriptie

    fotoopstelling
    Een overzichtsfoto van de testopstelling.

    Uit eerdere tests is al gebleken dat de Nintendo Wii-controller waarnemingen even nauwkeurig doet als de huidige simulatoren. Met deze Wii-controller heb ik de bewegingen van zowel onervaren als ervaren laparoscopisch chirurgen gevolgd. Zij moesten met hun laparoscopische instrument naar een doel reiken. Hun bewegingen en precisie zijn digitaal uit te lezen. Door deze bewegingen te analyseren, kon een vloeiendheidsscore aan een beweging of handeling worden toegekend en onder andere daarmee de laparoscopische kundigheid van een proefpersoon worden beoordeeld. Door de – in verhouding tot andere onderzoeksmethoden in dit onderzoeksveld – voordelige apparatuur waarmee dit onderzoek is uitgevoerd, is (vervolg)onderzoek naar het leerproces van laparoscopie en andere bewegingen zeer toegankelijk gemaakt.

    Het volledige verslag, inclusief programmacode en testopstelling, verschijnt binnenkort online.

    Video

    Op YouTube staat een Google Tech Talk waarin de bedenkers en ontwikkelaars hun ideeën en prototypes laten zien van het spel en de bediening. Let op dat ik niet aan de ontwikkeling van het spel of de hardware heb meegewerkt. In mijn onderzoek ging het er vooral om een geschikte analyse te vinden om de ruwe data van de Nintendo Wii-controllers te verwerken. Desondanks is het filmpje interessant voor wie meer over het project te weten wil komen. Onderstaande filmpje geeft een beter beeld van het spel en een kortere uitleg:

  • Vrouwen komen van Venus? Onzin!

    Recensie van boek ‘Het idee M/V’ geschreven voor de cursus ‘Wetenschapsvoorlichting en -Journalistiek’, juli 2011.

    Volgens het populairwetenschappelijke psychologieboek van John Gray komen mannen van Mars en vrouwen van Venus. Asha ten Broeke haalt in haar boek Het idee M/V dit hardnekkige Mars/Venus-denkbeeld onderuit. Dat blijkt noodzakelijk: “De gemiddelde man is te weinig bij zijn kinderen, de gemiddelde vrouw te weinig op haar werk en aan het eind van de dag zijn we allemaal ongelukkiger dan strikt noodzakelijk.”

    Denkfout
    Mensen accepteren het idee uit het wereldwijd bekende boek Mannen komen van Mars, vrouwen van Venus volgens Ten Broeke ten onrechte. “We zien wat we willen zien”, aldus Ten Broeke over deze denkfout. Het boek noemt verschillen tussen mannen en vrouwen en toont aan dat deze zijn aangeboren. Dit idee laat zien dat problemen tussen beide seksen dan ook normaal en onvermijdelijk zijn, want al in de oertijd zouden mannen jagen en bleven vrouwen bij de kinderen.

    Maar ook vrouwen gingen op jacht volgens Ten Broeke. Zij noemt een voorbeeld van een opgraving waarbij zowel grote als kleine speren zijn gevonden. Wellicht gebruikt door vrouwen? Ook uit muurschilderingen bleek dat niet alleen mannen op jacht gingen. Zelfs nu nog wordt er in sommige Afrikaanse stammen door vrouwen gejaagd.

    De schrijfster stelt een nieuw idee over mannen en vrouwen voor. Duizenden jaren geleden gingen onze voorouders landbouw bedrijven. Voedsel werd nu zo efficiënt geproduceerd dat niet iedereen meer nodig was om te zorgen dat er genoeg te eten was. Vrouwen konden vaker kinderen krijgen en mannen konden ander werk doen, want er was toch genoeg eten. De vrouwen hadden geen tijd meer om ander werk te verrichten doordat ze veel zwanger waren of zoogden.

    Aangeboren of opvoeding
    Generaties lang is deze rolverdeling doorgegeven, waardoor wij nu, aldus Ten Broeke, nog steeds de vrouw als stereotype babyverzorger zien. Verschillen tussen mannen en vrouwen zijn er, als het gaat om gedrag en functioneren, bij de geboorte dan ook helemaal nog niet. Door opvoeding sluipen deze er veelal onbewust in, waardoor meisjes bijvoorbeeld inderdáád minder inzicht krijgen dan jongens. Epigenetica noemen we dit. Dit is het mechanisme dat genen wel of niet actief maakt, afhankelijk van onder andere je speelgoed en vooroordelen van je ouders.

    Gelukkig wil Ten Broeke niet alle M/V-verschillen opsommen. Liever neemt ze de lezer mee langs de weg van hoe die verschillen zijn ontstaan. De onderzoeken en onderwerpen die ertoe doen, zoals het brein en de werking van genen, beschrijft ze op een heldere en interessante manier. Hieruit weet ze vervolgens haar eigen conclusies te trekken. Het zal voor de lezer geen probleem zijn om de beschrijvingen en redeneringen te volgen. Voor wie zich toch graag verder wil verdiepen, heeft de schrijfster na elk hoofdstuk een lijst met referenties met een korte omschrijving erbij opgenomen. Zelfs die zijn leuk om te lezen door de sprekende schrijfstijl en soms persoonlijke toevoegingen.

    Conclusie
    De auteur, zo noemt ze in haar voorwoord, heeft voor het schrijven van haar boek haar werkkamer veranderd in een kleine bibliotheek, met meer dan 900 wetenschappelijke publicaties en 378 boeken. De boeken benaderen het seksevraagstuk vanuit verschillende hoeken, variërend van evolutiepsychologie, via antropologie en archeologie, tot neurowetenschappen. Al deze kennis heeft ze op een toegankelijke manier weten te formuleren, waarbij duidelijk haar liefde voor het onderwerp naar voren komt.

    Het idee M/V is een zeer compleet boek dat snel leest. Er worden terechte vragen gesteld en oplossingen langs verschillende disciplines van de wetenschap genoemd. Dit alles als één duidelijk verhaal door het boek opgesteld. Ondanks het wat vrouwelijke uiterlijk (met de baby-pastelkleuren op de kaft) aanbevolen voor zowel mannen als vrouwen die denken dat vrouwen niet kunnen inparkeren en mannen niet kunnen multi-tasken. Het boek opent ogen om te zien dat mannen en vrouwen van dezelfde planeet komen!

    Asha ten Broeke: Het idee M/V
    2010, Maven Publishing B.V. Amsterdam, 246 blz., €17,50
    ISBN 9789490574048

    Onder andere verkrijgbaar bij: Cosmox.nl (gratis verzending)

  • Hoe werkt 3D in films?

    Voor de cursus ‘Wetenschap in Beeld’ hebben we de opdracht gekregen een wetenschaps expositie en exhibit te organiseren. In dit bericht meer informatie over de exhibit van Joost Timmerman en mij en een filmpje waarin alles ook wordt uitgelegd.

    Webcams
    Het hoofdonderwerp van onze exhibit was een interactieve opstelling met twee normale 2D-webcams, beschikbaar gesteld door Logitech¹. Deze beide webcams waren als het ware de beide ogen van mensen. Mensen zien immers diepte (3D) doordat ze twee ogen hebben en met elk oog een net iets ander beeld van de wereld zien. Hun hersenen maken daar een 3D-beeld van.

    Experimentje: sluit één oog en probeer zo snel mogelijk met het topje van je ene wijsvinger het topje van de andere wijsvinger aan te raken. Doe dit hierna nog eens met beide ogen open. Doordat je met maar één oog geen diepte ziet, is het dan veel lastiger.

    Elke webcam kreeg van het computerprogramma Stereo Movie Player een eigen kleurenfilter. De ene webcam kreeg een rood filter en de andere een cyaan filter. De beelden werden met behulp van een beamer ‘door elkaar’ geprojecteerd. Door middel van een 3D-kleurenbrilletje konden de juiste beelden via de ogen weer los van elkaar worden doorgegeven aan de hersenen en kon er diepte worden gezien in het beeld.

    Vraag: waarom cyaan en rood en niet rood en geel?²

    Het rode glas laat alleen rood door. In wit licht zitten alle kleuren, dus ook rood. Als er geen rood in het beeld aanwezig is, zoals bijvoorbeeld bij cyaan, dan zal dat beeld er zwart/grijs uitzien. Doordat je hersenen weten welke kleuren een beeld normaalgesproken heeft, zullen ze de kleuren zelf weer goed invullen.

    Deze regel kan alleen worden gezien door het rode (linker) brilglas.
    Deze regel kan alleen worden gezien door het cyaankleurige (rechter) brilglas.

    Andere brillen
    Naast de bovengenoemde techniek, zijn er ook nog andere mogelijkheden om beelden gescheiden naar de ogen aan te leveren. Deze zijn hieronder weergegeven en worden straks ook in het filmpje uitgelegd. De eerste twee technieken worden ook gebruikt in bioscopen. De eerste techniek werkt door middel van polaroidfilters. Lichtdeeltjes trillen in allerlei richtingen. Met een polaroidfilter kan je lichtdeeltjes in één richting laten trillen, dus of horizontaal of verticaal. Een verticaal trillend deeltje kan daarna niet door een horizontaal polaroidfilter.

    Vraag: Als je een verticaal filter op een horizontaal filter legt, kan je er dan doorheen kijken? En horizontaal op horizontaal?³

    De volgende techniek maakt gebruik van sluiterbrilletjes. Hiervan knipperen de beide glazen heel snel, om en om, open en dicht. Met het blote oog zie je dit niet eens. Ook het beeld op het scherm wisselt even snel tussen het linker- en het rechterbeeld. Hierdoor krijgen je beide ogen een eigen beeld binnen. Je hersenen zien hier ook weer diepte in.

    3D-techniek zonder bril
    Er zijn sinds kort ook 3D-schermen te koop waarvoor geen speciale bril nodig is. Ook heeft een spelcomputer van Nintendo zo’n 3D-scherm. Voor deze schermen zit een soort tralietje waardoor elk oog naar een net iets andere beeldpuntje kijkt.

    Je kan de beelden voor het linker- en het rechteroog ook snel na elkaar weergeven. Hierdoor krijg je ook een beter gevoel van de diepte. Klik maar eens op één van de volgende foto’s om ze te laten bewegen.

    Doe het zelf
    РJe kan ook het ̩̩n en ander simpel thuis uitvoeren. Heb je bijvoorbeeld twee (gelijke) webcams? Probeer jezelf dan ook eens in 3D weer te geven. Een uitleg hierover vind je in dit (maffe) filmpje. Er zijn trouwens ook al kant-en-klare 3D-webcams te koop.

    – Je kan ook zelf een 3D-foto maken. Als je een digitale fotocamera (bijvoorbeeld die van je mobiel) hebt, heb je verder niets nodig: het bewerken kan gewoon online.

    – Ken je deze nog van vroeger?

    – In de CAVE op het Zerniketerrein in Groningen maken ze gebruik van sluiterglazen. Ze hebben daar het grootste scherm dat je met meerdere aanrakingen tegelijk kunt besturen.

    – Meer informatie over Anaglyphen, Stereocamera’s, Stereoscopie of Polarisatiefilters? Op Wikipedia wordt veel uitgelegd. Ook bestaat er een pagina (in het Engels en wellicht wat ingewikkeld) waarop verschillende anaglyph-methodes worden uitgelegd. Anaglyph heeft namelijk als nadeel dat er kleuren verloren gaan door de filters. Door de verschillende methodes, kan hier slim mee omgegaan worden.

    Voetnoten
    ¹Deze webcams hebben wij voor deze expositie gekregen van Logitech. Onze dank voor deze geweldig goede webcams!

    ²Hint:

    ³Het beeld zal donker zijn als je een verticaal op een horizontaal filter legt. Je kan er dan niet doorheen kijken. Een horizontaal op een horizontaal of een verticaal op een verticaal filter laat wel licht door. Op onze exhibit was dit te testen door twee van deze brilletjes op elkaar te leggen. Zie ook ons filmpje voor dit verschijnsel.


    Eindvraag
    Dit lijkt misschien een gekke vraag, maar het heeft toch met het bovenstaande artikel te maken: Waarom ‘headbangen’ duiven als ze lopen? Denk er maar eens goed over na en kijk daarna hier of je het goed hebt.