智能手机的兴起彻底改变化学吗?莎拉Houlton发现
自2007年推出iPhone和iPad在2010年,我们连接到互联网已经彻底改变了。智能手机和平板电脑用户即时和方便地访问互联网提供的所有信息,只要他们有一个电话或无线连接。和平均现在智能手机的处理器速度比超级计算机在1990年代早期。但这强大的便携式计算机也获得成千上万的应用程序(程序)和与时间杀手游戏愤怒的小鸟和糖果压碎,有应用程序旨在使化学家的生活更轻松,从分子量计算器化学数据存储库。只要在搜索框输入“化学”这个词出现在iTunes上有超过1000的点击量。
但有那么多,化学家们可能会在他们的手机和平板电脑。亚历克斯·克拉克总统的化学应用专家分子材料信息学在蒙特利尔,加拿大,认为化学是关于五年背后的曲线时采用移动技术。制药行业的大公司知道此举会发生移动,但没有人想让第一跳,”他说。“我们仍在评估阶段,但有好处保守和等待,会有更少的成长的烦恼。”
钱的担忧
有很好的原因缓慢的吸收。化学是一个非常小的利基市场,只有一小部分的用户感兴趣的化学应用,与游戏或播放电视节目。另一个问题是赚钱从应用程序。的手机市场是一种种族底部的定价——你能多快一些在可能的最低价格?说凯文Theisen总裁iChemLabs在新泽西州,我们。其ChemDoodle化学绘图程序也可以在免费应用形式。的大多数人甚至不想花一美元在一个应用程序,但是我们要构建和解释化学是不简单的,需要大量的工作。许多公司正在缓慢的进入移动领域,很难卖高价。”
克拉克说,有一个巨大的鸿沟之间的个人电脑和移动界面,软件必须从头开始重新设计,与一个完全不同的重建哲学。“很多人不欣赏他们是多么的不同,”他说。甚至让一些工作在小屏幕上没有一个大而复杂的界面-的按钮是一个挑战。”
不同的移动平台上使用不同的操作系统,因此应用程序需要为每一个专门创建的。Theisen得到解决这个问题通过使用HTML5 web语言创建一个图书馆ChemDoodle web组件,工作在所有的浏览器,不管操作系统。ChemDoodle移动使用它们,我们有超过120000安装在iOS和Android,”他说。我们试图提供一个简单的工具,我们可以免费,但是是丰富和强大的帮助你,不管你是一个学生还是在实验室一个工业”。
有几个合作伙伴授权ChemDoodle web组件来构建自己的应用程序,Theisen说。例如,教育专家Cengage学习使用化学的科学应用,和出版商泰勒和弗朗西斯正在使用它们来创建应用程序版本的数据产品,如有机化合物表的CRC物理常数。
大数据,小应用程序
数据搜索是主要的化学应用。我们已经习惯了在网上寻找东西而不是一本书或杂志,越来越多这是通过手机或平板电脑应用程序。可以检查物理数据,计算分子量,甚至锻炼多少试剂添加到反应。
例如,克拉克发达ChemSpider与皇家化学学会的应用,突出必威手机登陆了许多技术障碍,是一个真正的挑战从台式电脑迁移——画化学结构。应用程序允许通过名称或化学结构搜索在手机屏幕上,然后连接到ChemSpider数据库在互联网上对分子显示可用的数据。这可以防止应用程序成为难解。你可以搜索在移动浏览器通过chemspider.com,但这并不是那么容易的基于结构的查询,”克拉克说。的应用程序的用户界面和功能要求的最小数量让一切工作和给一个快速响应的用户界面,但繁重工作都在服务器上完成。任何涉及大数据密集型计算,理想情况下,这样做。
最近的另一个项目从克拉克的集成访问移动分子数据表的应用OpenPhacts药理数据的存储库,对疾病活动连接结构。进一步的应用,特别行政区表结构活性关系,为药用化学家提供了一个实现可视化数据的新方法,允许用户趋势影响药物分子的目标。
克拉克认为,现在人们习惯于捕捉数据的想法与他们的移动设备,并做简单的事情。“移动应用可以用作部分完整的实验室笔记本;给它一年,这可能是一个完整的一个,”他说。我们现在能够捕捉一些数据的创建和使用相对常规任务。在未来,人们甚至可以用ipad来指导超级计算机在一个地下室里在世界的另一边,但是我们没有。”
教育,教育,还是教育
应用程序已经打入化学在教室里,在ipad等平板电脑变得非常常见。几家公司提供app-based教学用具,促进实验和分析的结果以及创建报告。加州帕斯科例如,推出SPARKvue数据记录和分析应用几年前。今天对iPad的开发是至关重要的,因为它被广泛采用于教室,”Mike桥,说公司的市场发展和战略副总裁。“SPARKvue开发对学校可能采取任何技术环境,不仅仅是iPad。它运行在Android平板电脑,Mac和Windows电脑,我们开发一个基于云的应用程序,所以学生可以访问数据。
桥说平板电脑越来越受欢迎,因为他们可以让学生在任何地方访问和分析他们的数据,而且更移动和轻于一台笔记本电脑。的历史上,有很多担心电脑附近的化学结构,”他说。基于蓝牙传感器功能允许一个化学反应10英尺远从iPad到被监控,而不用担心泄漏或电缆绊倒。它还占用更少的空间。
公司的化学教育经理,前老师汤姆Loschiavo,解释了应用程序可以控制设备(如一个先进的化学传感器,同时测量温度、压力、pH值和电导率,加上一个ion-sensitive探针,可以插在氧化还原滴定。其它设备包括电压电流传感器电化学,光谱学的色度计,以及反滴定。
我们有一些预先构建的“实验室”应用程序为例,与60多个可用的下载和15左右,可以购买,“Loschiavo说。实验室是一个完全的数字环境,没有纸,和学生可以截图《教师评估。”
位于俄勒冈游标提供应用程序工作的80多个传感器。iPad应用,图形分析,推出了一个几年前,手持LabQuest 2连接到设备控制传感器。Android版本也正在研发中。再次,应用程序收集数据和艾滋病的分析。大多数学校,至少在美国,做实验室工作成对或组,和平板电脑让学生收集数据作为一个群体,但仍有一个复制自己分析,“游标化学科学家伊莱恩南解释说。
广泛的传感器是可用的,从温度和pH值探测心率监视器,运动传感器甚至气相色谱仪。另一个优势是平板电脑的易用性在户外领域设置,如测量水质在流,可能没有无线,但其天生的连通性是一个真正的优势。如果你在户外做研究有时很难有四个学生挤在一个单一的测量装置,”她说。”这种方式,一个人可以操纵它,但是这四个可以看到他们的平板电脑上的数据。
分析能力
各种分析仪器制造商提供应用程序来支持他们的产品,或另一种方式。安捷伦科技公司例如,LC计算器和GC计算器应用程序计算流速和压力对其色谱机器。Promega的同名软件结合了协议和应用指南和分子生物学计算器和参考资料。等公司热费舍尔和笼罩在应用程序包含目录,选择引导设备和用品。和在化学方面,熟悉的名字等Sigma-Aldrich提供应用程序计算物质的量浓度,转换单元和计算高效液相色谱参数。
现在缺少的是智能手机和平板电脑能够通过蓝牙连接到现有的光谱仪等分析设备。但是一旦app-based实验室笔记本成为现实,需求肯定会增长的能力直接下载数据创建一个无缝的数据收集和管理工具。
但未来的什么?没关系的应用程序仅仅支持现有设备——智能手机可以代替实验室设备,利用他们包含的传感器吗?一个科学家非常活跃的领域Aydogan Ozcan生物工程教授的加州大学洛杉矶,美国。他是使用智能手机进行测量,通常会使用昂贵,笨重的设备,通过连接到小型设备设计模仿台式机器。
一个例子是一个显微镜。一个简单的光学接口连接到手机,创建一个完全封闭的和健壮的传感或诊断工具通过数码相机。“非常先进的显微镜可以围绕手机紧凑,成本效益和轻量级,“Ozcan说。事实上,显微镜是足够强大的想象单个病毒或纳米粒子。
其他手机设备可以检测细菌或分析血液样本给白色或红血细胞总数或白蛋白密度。这些设备可以用来进行医疗测试在现场设置和资源贫乏的地方,”他说。他们可以用来诊断艾滋病和疟疾,例如。“我认为有巨大的潜力为发展中国家应对全球卫生挑战。利用这些数据将使我们能够揭示模式——之前我们没有观察模式的流行病学数据,例如。
电话是最理想的测量工具的基础科学任务和问题,和Ozcan相信以这种方式使用它将会变得更加普遍。民主化的角度测量来自手机融入科学是非凡的,和一个机会,我想,也帮助行为和实践的科学,即使在资源贫乏的国家,”他说。“这不会只是体检和健康·但通用的先进仪器。实验室仪器会慢慢变得更便宜,更紧凑、更轻。”
未来在你的拇指
强大的便携式计算机和传感器通过蓝牙连接已经在医疗领域有很大的影响,强调可能把我们都变成公民科学家。从病人可穿戴传感器,连续发送数据到手机和他们的医生就会变得越来越普遍。美国联邦通信委员会甚至无线电频谱的一部分分配给医疗身体域网络,这将使他们广泛采用更容易。
我完全相信,移动设备的第三次革命
亚历克斯·克拉克
实时监测糖尿病患者的血糖水平将是一个真正的好处,例如,当这可以自动连接到一个胰岛素泵,结果实际上是一个人工胰腺。虽然这仍然是一个不远的梦想,已经可以浏览一些应用程序跟踪血糖水平。智能手机产生和其他巨大可穿戴传感器势将正在快速启动,包括血压和心电图监视器、和手指脉搏血氧计。应用程序也在进入临床试验。合同研究组织产后抑郁症的临床试验iPhone应用程序方便搜索正在进行的试验结果,而平板电脑越来越多的被用于跟踪病人和管理数据在一个临床试验。
是化学的未来移动呢?吸收正在增长,但Theisen认为未来几年我们将依靠的设备可能不像我们现在的手机。”这将是不同的东西没有人可以想象,因为它还没有被发明出来,”他说。'这将是令人兴奋的,看看技术不断变化,以及化学将如何跟上整个行业的战略技术的更好。”
克拉克表示同意。我现在完全相信,移动设备是第三次革命,主机和电脑后,“他说。”我相信,几年后,当人们可能不是做他们所有的工作在他们的iPhone的拇指,他们将致力于一个平台,当前批移动系统的后裔像iOS和Android。
莎拉Houlton波士顿是一个基于科学作家
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