Virtual verklighet vid British Museum: Vad är värdet av virtual reality-miljoer for lärande

Virtual Reality: En undersökning från teknologins grunder till armar och kliniska tillämpningar

Introduktion: Historiska rötter och konceptuell definition

Virtual reality (VR) är en teknologisk paradigm som möjliggör att användaren upplever att den finns i en digitalt skapad, interaktiv miljö genom att abstrahera från den fysiska miljön. Denna kapacitet är inte ny; det finns exempel som går tillbaka mer än två sekel. På 1800-talet skapade många konstnärer breda panoramiska tavlor – till exempel den amerikanska konstnären Benjamin Wests verk Death on the Pale Horse (1796) – och senare utvecklade experternas stereoskopiska fotografier som skapade en tredimensionell effekt genom att skapa djupillusion på plana bilder. Båda dessa arbeten delade ett gemensamt syfte: att inbjudna åskådaren att sjunka ner i den presenterade visuella scenen (Virtual Reality Society, 2015).

Den digitalt definierbara virtuell verklighet definieras på följande sätt: “ett användar-datorgränssnitt som innefattar realtidsimulering och interaktion genom flera sensoriska kanaler … inklusive [visuella, auditiva, taktila, luktsinne och smak]” (Burdea & Coiffet, 2003, s. 3). Denna definition gör tydligt att tekniken inte är begränsad till enbart visuell presentation, utan att den innefattar integration av multisensorisk feedback, och den visar att virtuell verklighet fortsätter en långvarig, flera sekel gammal “önskan att uppleva en alternativ verklighet”.

Mekanizmalar: De virtual reality som skapas av komponenter

Virtuala verklighetssystem bygger på flera komplementerande grundläggande tekniska komponenter för att placera användaren inuti den digitala miljön. Denna systems funktion kan analyseras under tre huvudkategorier.

Visning och djupuppfattning (stereoskopi)

I centrum för virtual reality ligger . Genom att visa olika vyer för ögat genom två separata skärmar eller en enda skärm återskapas ögonskärpans djupuppfattning, vilket gör att användaren uppfattar objekt i miljön som tredimensionella. Inställningen för ögonskärpa () och separat bildgenerering för varje öga aktiverar perspektivparallaxeffekten och skapar en realistisk djupuppfattning.

Övervakningssystem (spårning)

Användarens huvudrörelser spåras i realtid av -sensorer — gyroskop och accelerometer — som säkerställer att bildvisningen synkroniseras med användarens rörelser. Denna loop måste ha låg latens; hög latens kan leda till symptom som känts som (virtuell rörelsjesjuka).

Flerkänslig återkoppling

Moderna system går bortom visuella och akustiska kanaler och inkluderar även taktil återkoppling (haptik) samt ibland lukkt- och smaksimulering. Denna multimodalitet förstärker upplevelsen av , vilket underlättar hur hjärnan kodar den virtuella miljön som verklig.

Sektörela dimensioner: Från utbildning till kultur och turism

Under de senaste tre årtiondena har virtual reality främst tjänstat som ett verktyg för spelindustrin; användarexperienser som utvecklats för kompatibel hårdvara har främst fokuserat på underhållning. På 1980-talet erbjöd Segas Master Systems 3D-glasögon och Nintendons Virtual Boy-headset (1995) användare möjligheten att spela utvalda spel i tredimensionella miljöer med låg upplösning; men svaga försäljningstal och dåliga användarexperienser gjorde att den första entusiasmen kring VR-potentialen avtog under en längre period (Workman, 2014). Under de senaste fem åren har dock hårdvarokvaliteten, de relaterade tillbehören och programvarupotentialen förbättrats samt att användningsområlena har ökat, vilket har fått sektorer utanför spelbranschen att aktivt sträva efter att integrera denna teknik i sina verksamheter.

Kulturarvssektorn: Den virtuella verklighetens utbildningsmässiga transformation

I kulturarvssektorn har de flesta institutioner som tidigt omvände sig till virtuell verklighet använt teknologien främst för att öka tillgängligheten för avlägsna besökare; å andra sidan har några få organisationer fokuserat på att erbjuda upplevelser av “virtuella rundor”. I fallet med Courtauld ギャラリー i London utvecklade man ett VR-program som tillsammans med WoofbertVR återskapade Wolfson Room och som med Samsung Gear VR-headsetet möjliggjorde för användare att utforska impressionistiska och postimpressionistiska tavlor enligt deras egna önskemål. På samma sätt skapade Dulwich Picture ギャラリー i London tillsammans med Google Cultural Institute en flytande virtuell tur; denna inledningsvis hade karaktären av ett tillgänglighetsprogram riktat till unga patienter som var inlagda på sjukhus och som inte kunde besöka galerierna fysiskt.

Vissa institutioner som arbetar med dessa studier har börjat försöka utveckla upplevelser där de samlingsföremål de förvarar flyttas ut från utställnings- eller arkivutrymmen och återplaceras i deras ursprungliga historiska miljöer. I april 2015 anordnade Great North Museum: Hancock i Newcastle tillsammans med Chronicles VR en demoevenemang där besökare genom Oculus Rift-headset kunde utforska en virtuell grekisk villa som rymde femton verk ur museets keramikesamling.

I detta sammanhang är British Museums approach påfallande: på sommaren 2015 möjliggjorde museets utbildningsenhet Samsung Digital Discovery Centre (SDDC) allmänhetens åtkomst till virtuell verklighet under Virtuell verklighet helg som arrangerades i Great Court, genom Samsung Gear VR-headset, Galaxy-tablet datorer och en uppslukande kupol. Därmed blev British Museum ett av de första museerna i världen som integrerade teknologi i sitt lärandeprogram. SDDC driver ett digitalt lärandeprogram som erbjuder både drop-in-aktiviteter och bokbara pass under veckan samt varje helg för familjer, unga och skolbesökare; passen använder flera digitala enheter och programvara som verktyg för att uppmunna deltagarna att utforska, engagera sig i och svara på samlingen. Detta projekt integrerade första gången VR-teknologi i programmet genom en helgaktivitet den 8–9 augusti 2015, vilket möjliggjorde en undersökning av den virtuella verklighetens värde för lärande bland barn och unga samt för skolor och familjer.

Turismsektorn: Potentiella tidsresor

Exempel på nya applikationer kommer från turismsektorn; denna sektor uppskattar värdet av att kunna flytta användare från deras nuvarande miljö till valfri plats i världen. På våren 2015 erbjöd Sydafrikas turismorganisation besökare vid utvalda barer i Manchester och London en femminuters virtuell verklighetsupplevelse som innefattade en “actionfylld semester” med bland annat repnedstigning (abseiling) på Table Mountain i Kapstad samt burdykning med hajer. Denna användning förknippas i första hand med underhållning, men Jason Kingsley (2015) skriver i tidningen : “Varför begränsa virtuell verklighet för turism till bara dagens läge? Den större potentialen ligger i tidsresor.” Museer och gallerier har tidigt påbörjat tidiga initiativ för att utforska denna möjlighet.

Kliniska dimensioner: Vetenskapliga tillämpningar inom terapi, rehabilitering och utbildning

Virtual verkligheters vetenskapliga betydelse är inte begränsad till underhållning eller kulturellt arv; den visar evidensbaserat värde i kliniska tillämpningar. I detta avsnitt kommer vi att undersöka teknikens roll inom hälso- och sjukvårdsutbildning.

Traumatologi och kirurgisk utbildning

Virtual verklighet erbjuder miljöer för som möjliggör för kirurger att öva upp komplexa ingrepp utan att löpa risk. Dessa system övervinner begränsningarna i operationsmiljön (patient säkerhet, tillgänglighet) och möjliggör för medicinstudenter att utveckla sina motoriska färdigheter i en säker miljö.

Fysisk rehabilitering

Efter kramper eller trauma hos patienter ökar virtuell verklhetsbaserade rehabiliteringsprotokoll patienternas efterföljande genom att förvandla upprepande rörelseövningar till spel. Återkopplingsloopar och motiverande visuella uppgifter möjliggör intensiv träning som stödjer neuroplasticitet.

Psikoterapi: Ängeststörningar och PTSD

Virtual verklibaserad terapi (VRT) används vid exponeringsterapi mot fobier; patienten utsättes gradvis i en säker klinisk miljö för det rädslefyllda föremålet eller situationen via virtual reality. Denna metod bidrar till hanteringen av tillstånd som genom att stödja bearbetningsprocesserna kring det traumatiska händelsen.

Akademiska resultat: Framtidsinriktad utvärdering

Virtual verklhet är en del av den kontinuitet som sträcker sig från panoreramålningar och stereoskopiska fotografier under en period på över två sekel, fram till dagens digitala gränssnitt som tillhandahåller realtidsimuleringar via flera sensoriska kanaler. Den teknologins spridning från spelindustrin till kulturarv, turism och särskilt hälso- och sjukvårdssektorn visar att dess potential inte är begränsad till underhållning. Applikationer som British Museums exempel har öppnat ett nytt område som är särskilt öppet för forskning gällande integrationen av virtual verklhet i lärandeprocesser, riktat mot barn, unga, skolor och familjer; denna forskning bör särskilt utvärderas i samband med hur museibesökare interagerar med samlingarna.

I den vetenskapliga litteraturen är den grundläggande konceptet som avgör virtuell verklighets framgång användarens upplevelse av , det vill säga känslan av att verkligen befinna sig inne i den digitala miljön, och relationen mellan denna upplevelse och inlärning/förankring kräver mer omfattande forskning. Den evidensbaserade värdet av tekniken i kliniska tillämpningar bör dessutom verifieras genom långsiktiga kontrollerade studier.

Akademisk utvärdering och referenshantering

Denna artikel ger en helhetsbild av virtual reality ur teknisk, historisk och tillämpningsmässig aspekt. Artikeln behandlar de tekniska komponenterna (stereoskopisk visning, spårningssystem och flersensorisk återkoppling), de historiska rötterna samt de bransch- och kliniska tillämpningsområdena. Källorna integrerar både fältstudier i ett musealt sammanhang (upplevelsen vid British Museum) och akademiska och fältspecifika källor för teknologins definition och industriella utveckling.

Källförteckning:

• Burdea, G. C., & Coiffet, P. (2003). (2nd ed.). Wiley-IEEE Press.
• Bold, J. (2015). Sydafrikansk turism VR-upplevelse — referanskälla (/relaterade nyhetskällor via vidareförmedling).
• Kingsley, J. (2015). . Kommentarer kring verklighetsturismen.
• Slade, M., & Richards, D. (2016). Virtuell verklighet i British Museum: En ny och växande upplevelse för besökare. , 5(3), 249–262.
• Slater, M., & Sanchez-Vives, M. V. (2016). Att förbättra våra liv med virtual reality. .
• Virtual Reality Society. (2015). Historisk översikt över virtuell verklighet — i sammanhanget av panoramiska tavlor och stereoskopiska fotografier.
• Workman, J. (2014). VR-teknologins tidiga era: En utvärdering av Segas Master System 3D-glasögon och Nintendo Virtual Boy.

Not: Denna text är av akademisk karaktär; alla tekniska termer som förekommer i artikeln (stereoskopisk bildgivning, IMU-spårning, närvarokänsla/presence, motionsjuksta etc.) är fetmarkera och relevant litteratur har lagts till i referenslistan.

Källnotering: Denna studie sammanställdes och uppdaterades i ett akademiskt tekniskt granskningsformat baserat på arkiverad dokumentation från http://mw2016.museumsandtheweb.com/paper/virtual-reality-at-the-british-museum-what-is-the-value-of-virtual-reality-environments-for-learning-by-children-and-young-people-schools-and-families/.