Στην προσπάθεια εξοικείωσης με την τεχνητή νοημοσύνη AI, δοκίμασα να συμβουλευτώ το Chat gpt ώστε να κατασκευάσουμε μια προσομοίωση για το μάθημα της βιολογίας. Συγκεκριμένα, κινηθήκαμε γύρω από την τοξικολογία και την τοξικότητα ουσιών όπως το αλκοόλ και πόσο χρόνο χρειάζονται για να μεταβολισθούν και ποιά δόση θεωρείτε “άνω του ορίου”.

Προσομοίωση: “Τοξικές Ουσίες και Ομοιόσταση στον Ανθρώπινο Οργανισμό”

Περιγραφή περιβάλλοντος εφαρμογής

Α) Διάταξη Εφαρμογής

Το παράθυρο της εφαρμογής χωρίζεται σε 3 βασικές περιοχές:

1. Ρυθμίσεις εισαγωγής (πάνω μέρος)
   Εδώ ο χρήστης μπορεί να επιλέξει την ποσότητα της ουσίας που “εισάγει” στον οργανισμό.
2. Κουμπιά ελέγχου (κέντρο)
   Περιλαμβάνει λειτουργίες όπως έναρξη της προσομοίωσης.
3. Παρακολούθηση αποτελεσμάτων (κάτω μέρος)
   Εδώ εμφανίζεται η γραφική παράσταση της συγκέντρωσης στο αίμα με την πάροδο του χρόνου.

Β) Στοιχεία και Λειτουργίες

1. Ρυθμιστές (Slider):
   • Ετικέτα: “Ποσότητα Ουσίας (ml)”
   • Ο χρήστης μετακινεί το ρυθμιστικό για να επιλέξει την ποσότητα (π.χ. 0-100 ml).
   • Εμφανίζει την τιμή της επιλογής (π.χ. “50 ml”).
2. Κουμπί “Έναρξη Προσομοίωσης”:
   • Με το πάτημα του κουμπιού:
     • Υπολογίζεται η αρχική συγκέντρωση της ουσίας.
     • Ξεκινά η πτώση της συγκέντρωσης με βάση τον χρόνο.
     • Ενημερώνεται το γράφημα σε πραγματικό χρόνο.
3. Γράφημα Συγκέντρωσης:
   • Οριζόντιος Άξονας (Χ): Χρόνος (σε λεπτά).
   • Κάθετος Άξονας (Υ): Συγκέντρωση της ουσίας στο αίμα (mg/L).
   • Η καμπύλη δείχνει:
     • Άνοδο όταν εισάγεται η ουσία.
     • Σταδιακή πτώση με τον χρόνο λόγω αποβολής.
4. Μήνυμα Προειδοποίησης:
   • Αν η συγκέντρωση ξεπεράσει ένα κρίσιμο όριο (π.χ. 80 mg/L), εμφανίζεται ένα προειδοποιητικό μήνυμα (π.χ. “Προσοχή: Επικίνδυνο Επίπεδο Τοξικότητας!”).

Γ) Ροή Χρήσης

1. Ο χρήστης ανοίγει την εφαρμογή.
2. Επιλέγει την ποσότητα της ουσίας από το ρυθμιστικό.
3. Πατά το κουμπί “Έναρξη Προσομοίωσης”.
4. Βλέπει στο γράφημα:
   • Άμεση αύξηση της συγκέντρωσης μόλις εισάγεται η ουσία.
   • Σταδιακή πτώση καθώς ο οργανισμός την αποβάλλει.
5. Αν ξεπεραστεί το όριο, εμφανίζεται προειδοποίηση.

Για την απλή έκδοση του κώδικα που περιγράψαμε, θα χρησιμοποιήσουμε Python και τα παρακάτω εργαλεία:

1. Tkinter για το γραφικό περιβάλλον.
2. Matplotlib για τη δημιουργία του γραφήματος.

Ο κώδικας θα περιλαμβάνει:

• Ένα ρυθμιστή (Slider) για την επιλογή ποσότητας ουσίας.
• Ένα κουμπί για την έναρξη της προσομοίωσης.
• Ένα γράφημα που δείχνει την αλλαγή στη συγκέντρωση της ουσίας με τον χρόνο.
• Ένα μήνυμα προειδοποίησης αν ξεπεραστεί το όριο τοξικότητας.

Κώδικας Python

import tkinter as tk

from tkinter import messagebox

import matplotlib.pyplot as plt

from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg

import numpy as np

# Σταθερές

CRITICAL_LEVEL = 80  # Επικίνδυνο επίπεδο τοξικότητας

REMOVAL_RATE = 0.05  # Ρυθμός αποβολής της ουσίας

# Συνάρτηση που προσομοιώνει τη συγκέντρωση στο αίμα

def simulate_concentration(dose):

    time = np.linspace(0, 120, 500)  # 0 έως 120 λεπτά

    concentration = dose * np.exp(-REMOVAL_RATE * time)

    return time, concentration

# Συνάρτηση για την έναρξη της προσομοίωσης

def start_simulation():

    dose = dose_slider.get()

    time, concentration = simulate_concentration(dose)   

    # Ενημέρωση γραφήματος

    ax.clear()

    ax.plot(time, concentration, label=”Συγκέντρωση Ουσίας”)

    ax.set_xlabel(“Χρόνος (λεπτά)”)

    ax.set_ylabel(“Συγκέντρωση (mg/L)”)

    ax.set_title(“Συγκέντρωση Ουσίας στο Αίμα”)

    ax.axhline(CRITICAL_LEVEL, color=”red”, linestyle=”–“, label=”Επικίνδυνο Επίπεδο”)

    ax.legend()

    canvas.draw()

    # Έλεγχος για κρίσιμο επίπεδο

    if dose > CRITICAL_LEVEL:

        messagebox.showwarning(“Προειδοποίηση”, “Προσοχή: Επικίνδυνο Επίπεδο Τοξικότητας!”)

# Δημιουργία παραθύρου

root = tk.Tk()

root.title(“Προσομοίωση Τοξικότητας”)

# Ρυθμιστικό για τη δόση

dose_slider = tk.Scale(root, from_=0, to=100, orient=”horizontal”, label=”Ποσότητα Ουσίας (ml)”)

dose_slider.pack(pady=10)

# Κουμπί για την έναρξη της προσομοίωσης

start_button = tk.Button(root, text=”Έναρξη Προσομοίωσης”, command=start_simulation)

start_button.pack(pady=10)

# Γράφημα Matplotlib

fig, ax = plt.subplots(figsize=(5, 4))

canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=root)

canvas.get_tk_widget().pack()

# Εκτέλεση εφαρμογής

root.mainloop()

Τι Κάνει ο Κώδικας

1. Δημιουργεί το παράθυρο της εφαρμογής:
   • Περιλαμβάνει ένα ρυθμιστικό για την επιλογή ποσότητας (0-100 ml).
   • Ένα κουμπί για να ξεκινήσει η προσομοίωση.
   • Ένα γραφικό που δείχνει τη συγκέντρωση της ουσίας στο αίμα.
2. Υπολογίζει τη συγκέντρωση της ουσίας:
   • Με βάση την εξίσωση C(t)=C0⋅e−ktC(t) = C_0 \cdot e^{-kt}C(t)=C0​⋅e−kt, όπου C0C_0C0​ είναι η ποσότητα ουσίας που επιλέγει ο χρήστης.
3. Ενημερώνει το γράφημα:

• Εμφανίζει την καμπύλη συγκέντρωσης σε σχέση με τον χρόνο.
• Προσθέτει μια κόκκινη γραμμή για το κρίσιμο επίπεδο (80 mg/L).
• Προειδοποιεί:
• Αν η αρχική ποσότητα ξεπεράσει το κρίσιμο επίπεδο, εμφανίζεται προειδοποιητικό μήνυμα.

Η εικόνα αυτή κατασκευάστηκε από το AI για να προσομοιώσει την εφαρμογή

1. Το όνομά τους σχετίζεται με το χαρακτηριστικό μη κατανάλωσης ύδατος. Η λέξη κοάλα προέρχεται απο μια απο τις γλώσσες των Αβορίγινων της Αυστραλίας και μεταφράζεται ελεύθερα ως “χωρίς κάτι πόσιμο”. Αυτό εξηγείται καθώς στους θάμνους της Αυστραλίας, τα κοάλα σπάνια πίνουν νερό και το μεγαλύτερο μέρος πρόσληψης του προέρχεται απο την κατανάλωση φρέσκων φύλλων ευκαλύπτου.

2. Ένα είδος κοάλα είναι το μόνο επιζών μέλος της οικογένειας Phascolarctidae. Οι άγριοι αριθμοί τους εκτιμάται ότι είναι περίπου 300.000 ώριμα άτομα, αλλά παρουσιάζουν μια φθίνουσα πληθυσμιακή τάση. Τα κοάλα αναφέρονται επί του παρόντος ως ευάλωτα από την IUCN.

3. Δεν ζουν σε κοινωνικές ομάδες. Τα κοάλα είναι ως επί το πλείστον ακοινωνικά μαρσιποφόρα, προτιμώντας έναν μοναχικό τρόπο ζωής στην άγρια ​​φύση. 

4. Έχουν εξαιρετική όσφρηση. Τα κοάλα βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στην όσφρησή τους για να κάνουν καλύτερες επιλογές τροφίμων και να ανιχνεύουν τα σημάδια μυρωδιάς άλλων κοάλα στα δέντρα. Είναι διαβόητα επιλεκτικοί τροφοδότες, που χρησιμοποιούν την προεξέχουσα, δερματώδη μύτη τους για να διαφοροποιήσουν τα επίπεδα τοξινών στα φύλλα του ευκαλύπτου και να επιλέξουν τα πιο ζουμερά, τα πιο πλούσια σε θρεπτικά συστατικά – τα άγρια ​​κοάλα έχουν παρατηρηθεί να μυρίζουν τα φύλλα πριν τα δοκιμάσουν.

5. Μπορούν να κοιμηθούν έως και 18 ώρες την ημέρα. Το κοάλα μπορεί να κοιμάται ή να ξεκουράζεται έως και 18-20 ώρες κάθε μέρα. Η εξαιρετική τους συνήθεια ύπνου πιστεύεται ότι είναι μια προσαρμογή στη διατροφή τους με βάση τα φύλλα, καθώς παίρνουν πολύ λίγη ενέργεια μόνο από την κατανάλωση φύλλων. Ως εκ τούτου, τα κοάλα χρειάζονται περισσότερη ξεκούραση και ύπνο από τα περισσότερα θηλαστικά για να διατηρήσουν την ενέργειά τους σε ξηρά περιβάλλοντα όπως η θαμνώδης Αυστραλία. ο αυστραλιανός θάμνος.

πηγή: https://www.wwf.org.uk/learn/fascinating-facts/koala

Στα πλαίσια του μαθήματος του Ψηφιακού Μετασχηματισμού περιηγηθήκαμε στον ψηφιακό κόσμο του Cmap tools και μάθαμε να κατασκευάζουμε εννοιολογικούς χάρτες, με ευκολία, δίνοντας μας την δυνατότητα να προσθέσουμε εργαλεία και συνημμένα (pdf, φωτογραφίες). Έτσι, η εκπαιδευτική διαδικασία και τα φύλλα εργασίας αποκτούν άλλη νότα. Οι δυναμικοί αυτοί εννοιολογικοί έχουν πολυάριθμα πλεονεκτήματα όπως η δυνατότητα πολλαπλών μορφών και ειδών
πληροφορίας επιτρέποντας την άμεση ανάκληση οποτεδήποτε κριθεί απαραίτητο και η παροχή παραστατικότερης και με μεγαλύτερη σαφήνεια παρουσίασης εννοιών και συσχετισμών τους.