Augmented Physics是什么

Augmented Physics是一个创新的教育工具，基于集成机器学习技术，将物理教科书中的静态图表转换成互动式和嵌入式的物理模拟。工具基于先进的计算机视觉技术，比如Segment Anything和多模态大型语言模型（LLM），让用户能半自动地从教科书中提取图表，生成可交互的仿真。学生能基于实际操作探索和理解物理概念，如光学、运动学和电路等。Augmented Physics支持多种仿真类型，用一个基于网络的界面将互动视觉输出无缝集成到扫描的教科书页面中，为学生提供一个更加直观和个性化的学习体验。Augmented Physics支持教师和学生用简单的操作创建模拟，无需任何编程知识，使复杂的物理现象变得易于理解和掌握。

Augmented Physics的主要功能

• 自动提取图表：从物理教科书的PDF中自动识别提取图表。
• 生成交互式模拟：将静态图表转换成动态的物理仿真，支持用户调整参数和观察结果。
• 动态可视化数据：展示物理量随时间变化的动态图表，如摆的角度变化。
• 增强实验：用户直接在屏幕上操作物理仿真，如改变物体位置或电路参数。
• 动画图表：将静态图表变成展示物理现象随时间变化的循环动画。

Augmented Physics的技术原理

• 计算机视觉技术：用Segment Anything模型进行图像中对象的识别和分割，及OpenCV进行图像处理，实现路径提取和轮廓检测。
• 多模态大型语言模型（LLM）：理解图表中的文字描述，推荐相应的物理仿真类型，自动设置仿真参数。
• 物理引擎集成：用Matter.js等物理引擎模拟物理行为，处理如重力和光线反射等物理现象。
• 交互式模拟生成：系统自动识别并分割图表中的物体，支持用户赋予物理属性和进行交互。
• 动态可视化与动画：支持将静态图表转化为动态动画，展示物理现象的变化过程。

Augmented Physics的项目地址

• arXiv技术论文：https://arxiv.org/pdf/2405.18614

Augmented Physics的应用场景

• 计算机视觉技术：用Segment Anything模型进行图像中对象的识别和分割，及OpenCV进行图像处理，实现路径提取和轮廓检测。
• 多模态大型语言模型（LLM）：理解图表中的文字描述，推荐相应的物理仿真类型，自动设置仿真参数。
• 物理引擎集成：用Matter.js等物理引擎模拟物理行为，处理如重力和光线反射等物理现象。
• 交互式模拟生成：系统自动识别并分割图表中的物体，支持用户赋予物理属性和进行交互。
• 动态可视化与动画：支持将静态图表转化为动态动画，展示物理现象的变化过程。