你是否幻想過這樣的課堂？走進教室，老師通過大屏與學生互動；觸控大屏，就能建立一個與現實世界對等的虛擬原子世界、宇宙太空；足不出戶，學生通過大屏做游戲；身處教室卻能在太空遨游、登上世界屋脊看雪山群峰和日出……
這聽起來很酷，更像是科幻電影里面的場景。但事實上，這并不是腦洞大開的奇思妙想，而是聯想大型沉浸式未來黑板HoloBoard帶來的真實體驗。
目前，由聯想研究院打造的沉浸式未來黑板HoloBoard，成功入圍素有“教育界的奧斯卡”之稱的國際大獎——“重構教育獎”虛擬現實/增強現實類別決賽名單。通過大幅面沉浸式投影、高精度實時動作捕捉、雙面多人增強現實渲染等先進技術的加持，HoloBoard可以完成教學場景中各種虛實結合的互動和教學。
“利用沉浸式新興技術，聯想研究院打造了未來黑板HoloBoard, 為學生和教學機構提供了負擔得起的、可擴展的教學服務，推動了教師授課和學生學習質量的提升。”來自專家評審團的高度評價，印證了HoloBoard未來黑板的高價值。而這塊黑板，究竟有何什么神秘之處？哪些技術扮演著關鍵的賦能作用？聯想在智慧教育領域還有哪些高科技儲備和場景應用？
今天，掀開HoloBoard的神秘面紗，走進教室里的那些黑科技。
讓教育與科技互聯，一塊黑板敲開教育元宇宙的大門
還記得知名作家凱文、凱利那場以“數字孿生 鏡像世界”為主題的演講嗎？他提到鏡像世界是一場重大變革，將數字世界層層疊加到現實物理世界中，一切都將在虛擬數字世界中有一個復制品，像是現實世界的一面鏡子。而這一技術應用在智慧教育領域時，無異于開啟了教育元宇宙的大門。
未來黑板HoloBoard結合鏡像世界技術和全息網真，可以實現老師在異地虛擬空間的映射，再結合沉浸式投影技術將老師的畫面投射到HoloBoard未來黑板上。同時，生動、栩栩如生的全息教師，還可以實現真正“面對面”互動授課。舉個例子，傳統枯燥的天文學學習場景，通過自然體感交互技術，全息老師可以實時操作八大行星的三維模型，遠在異地的同學，也可以運用空間定位技術進行實時交互。這一技術，不僅打破了地理區域的授課限制，更具備讓偏遠地區學生享受到大城市里的優質教育資源的重大意義。
圖為聯想HoloBoard通過全真網息和鏡像世界將老師投送到異地教室屏幕
鏡像世界技術不僅帶來了全息教師，也帶來了物理世界的數字孿生體。通俗點說，我們可以通過HoloBoard建造一個太空的數字孿生體，同時把自己鏡像為孿生體中的宇航員，通過自己的動作控制屏幕里的宇航員，身臨其境地在太空遨游。通過數字孿生技術，老師和學生可以和屏幕中的物體進行互動，并切實地感知周圍的環境。
圖為學生借助HoloBoard將自己鏡像成宇航員與周圍物體互動
其次，HoloBoard還擁有打造裸眼全息、三維互動的能力。不需要傳統的頭戴設備支持，HoloBoard可以實現裸眼的沉浸式全息體驗。而全息技術的教學信息呈現能力，不僅能夠讓復雜內容清晰可見，滿足教學互動需求，同時利用交互式學情展示功能，可以對每個學生進行獨立標記和學習狀態分析。通過VR實現720°的事物展示，再利用AR技術將虛擬信息與真實世界巧妙融合，通過多媒體、三維建模、實時跟蹤及注冊、智能交互、傳感等多種技術，將計算機生成的三維模型等虛擬信息模擬仿真后，應用到真實世界，從而實現對真實世界的“增強”。以未來黑板HoloBoard中真實場景為例，學生撿起一個小球，向屏幕拋去。當實體球擊中屏幕時，屏幕上就會產生一個虛擬的小球，虛擬球會沿著實體球的軌跡移動，虛擬與現實，非常自然地實現了銜接與轉換。教師可以站在屏幕之后，輕松和學生完成溝通，并引導學生完成一系列的全息互動。
圖為師生通過HoloBoard進行裸眼全息互動體驗
另外，教師和學生可以在HoloBoard屏幕上執行三維建模任務，親手建立一個原子世界。學生用手輕微按壓屏幕，根據按壓的深度即可在屏幕上新建一個對應大小的3D原子模型。借助彈性觸覺反饋技術，在操作的時候，感覺就像把手伸進真正的場景中一樣，會有身臨其境的沉浸體驗。
HoloBoard的核心價值，在于能夠讓課本里的知識點“動”起來，通過AR/VR、數字孿生、人工智能等綜合技術應用讓平面的靜態呈現變成立體的動態表達，不僅讓整個課堂充滿活力，靈動有趣，還會不斷激發出學生的積極性、參與感、求知欲。
AI化身教學小能手，讓教學更高效更便捷
時空的壁壘在教育信息化2.0時代被打破。扮演著關鍵作用的新一代信息技術，為智慧教育提供了更多的交流和協作形式。未來黑板HoloBoard亦是得益于先進技術而誕生，是聯想布局智慧教育領域前沿技術應用的集中體現。其背后，離不開聯想幾大關鍵技術應用的賦能。
首先， OCR文字識別技術是通過利用光學技術與計算機技術對圖片、紙張、物體等處的文本內容進行分析識別，讀取轉換成計算機和我們都容易接受的格式。聯想將OCR文字識別技術與教學大屏結合，生成了聯想智能白板。比如老師上課都習慣連續書寫板書，聯想自研獨有的書寫技巧，可以支持整句識別。當老師在連續寫公式、手繪圖形時，通過OCR技術自動識別，聯想智能白板便會同步呈現，大大提升老師的辦公效率。
其次，文檔分析識別技術。一般情況下，老師閱卷后憑借零星記憶分析全班學生分數和錯題情況，會有遺漏和誤判。但如果利用聯想文檔分析識別技術與考試作業結合，構成智能教學工具，可以幫助老師找出共性問題和個性錯題，做好歸納總結及后續個性化教學，這將為老師帶來極大的便利。
在識別技術中，還有一項AI應用，即語音識別/理解技術與英語語音相結合，生成智能評測應用。語音識別/理解的本質是通過機器學習，系統能夠把輸入的語音按一定的模式分類，進而根據判定規則找出最佳匹配結果。實際應用中，聯想借助ASR語音識別及NLP技術分析，通過識別把語音信號轉變為相應文本或命令，為學生日常學習提供標準示范。如果欠發達地區的學生能利用語音識別技術輔助完善語言學習，毋庸置疑，這將推動教育均質化發展又向前邁進了一大步。
在數據挖掘方面，聯想通過數據挖掘技術結合教學各環節產生的多維數據，打造出了一套成熟的教育教學評價體系。簡單說，就是通過數據挖掘技術將學生從入學的檔案數據，到校園中的行為數據，再到最后畢業升學數據，經過測量評價、機器學習、數據建模，形成最終能應用到教學、測評及管理環節的評價手段。
針對個性化學習，通過知識森林AI技術與日常學習資源結合，最后生成個性化學習方案。其運行邏輯是將多個知識源不同分面的知識映射到分面樹對應葉節點上，再通過建立融合碎片化知識點的知識森林模型，為用戶規劃由認知關系組成的導學路徑，幫助學生挖掘每一個錯誤知識點背后的系統性漏洞，找到錯題根源，達到“既見樹木，又見森林”的學習目標。
五大核心AI技術的落地，也進一步推動形成了聯想體系化的智慧教育應用平臺。進一步說，聯想智慧教育平臺涵蓋三大塊，通用平臺GPaaS、垂直行業屬性平臺VPaaS、可復用場景化功能組建。其中，GPaaS通用平臺包括了基礎AI算法、IOT、基礎數據及邊緣服務，起到了“中臺化”的橫向打通作用，是智慧教育平臺的底層支撐要素；面向垂直行業平臺的VPaaS以“模塊化”的協同方式相互作用，通過智能云平臺打通大屏應用和N個終端的底層數據，進行統一管理，再利用AI實現數據價值轉化，最終形成如知識森林、OCR識別、自適應學習等的落地應用。
而驅動聯想教育平臺不斷迭代的是背后的技術動力源——聯想樂學教育大腦。換句話說，聯想樂學教育大腦是聯想智慧教育云平臺的核心智能化引擎，通過人工智能等前沿技術，聯想打造了“教師智能備授課群體教學方案”和“學生自適應學習個體教學方案”兩大閉環，推出了智能輔助閱卷、教師備授課、英語聽說等解決方案。
連接數字世界與現實空間，用智能科技重構教學場景
目前，聯想在智慧教育領域的技術應用布局，已開始實現規模化的落地，并形成了針對性的解決方案，即智慧通用教室和AI學科功能教室兩個場景化教學空間為核心，進一步實現了授課方式多元化、互動體驗智能化、教學分析精準化。
其中智慧通用教室，成為了老師的“智能化小幫手”。教師無需攜帶教具，點擊聯想智慧教育大屏/智慧黑板中的智能識別的功能，即可通過大屏手繪圖形，自動精準識別；如果遇到考驗空間思維的立體幾何，白板攜帶的幾何工具讓抽象內容直觀展示，讓學生更深入地理解知識點。同時智慧通用教室里的所有環境都實現了智能化的再造，包括窗簾、燈光、空氣質量和濕度在內教學情境，可實現自動設置及遠程管控，頗具未來感。
在“AI學科功能教室”中，聯想將傳統的計算機教室通過AI技術，結合軟硬件，做成了多功能教室，一室多用；利用聯想IDV底層技術支持公共教室快速在不同學科之間進行切換。比如，學生上完化學實驗課，下一堂是生物學解剖課，老師可以通過IDV虛擬化桌面快速切換到生物課界面。如果遇見特殊情況，如斷電，IDV虛擬化技術也能保證課堂斷網不斷課，不受影響。
AI學科功能教室的關鍵在于學科應用層。當老師在生物課講到心臟動脈血和靜脈血流動，可以通過終端設備借助血液流動3D模型圖展示；地理課上，老師可以借助3D模型圖展示九大行星如何運轉，既形象又生動。
真正的教學減負，應當從課堂開始。告別傳統的授課模式，推動教師授課方式的信息化迭代，讓教學高效又高光。
放眼未來，聯想將持續通過AI、VR/AR/MR、數字孿生等前瞻黑科技，持續推動“1+1+4+N”區校一體化智慧教育解決方案落地，以“1個大屏”為終端中樞，“1個智慧教育云平臺”做好應用服務，“4個空間”打造新一代智慧通用教室、功能教室、智慧校園及虛擬空間，最后通過“N個終端”互聯，實現所有數據互通。
在新一代信息技術的推動下，智慧教育已然來臨，教育普惠、信息迭代、現代化的教育方式開始落地生根。
如基普曼的一句名言:當你改變了看世界的方式,你就改變了你所看到的世界。智慧教育的普及和應用，或將為下一代打開全新的世界視角。
