Tecnologie e applicazioni diverse

Per sperimentare la realtà virtuale (VR), la persona indossa un paio di occhiali con schermi stereoscopici integrati che oscurano completamente il suo campo visivo e si immerge in un ambiente simulato. Ad esempio, gli studenti nelle lezioni di storia possono utilizzare un’applicazione VR per visitare una ricostruzione digitale dell’antico Egitto e delle piramidi di Giza. La VR permette anche di immergersi in video a 360° che offrono una visione a tutto tondo.

La tecnologia correlata della realtà aumentata (AR) integra perfettamente i contenuti digitali nel mondo reale. In questo modo è possibile, ad esempio, simulare la progettazione di interni posizionando virtualmente i mobili nel proprio salotto. Gli occhiali AR vengono utilizzati in chirurgia e mostrano al medico importanti dati vitali sul paziente durante un’operazione. La realtà mista (MR) permette di fondere il mondo reale e quello virtuale, in modo che gli oggetti digitali e fisici sembrino coesistere in tempo reale nello spazio mediato dai media, ad esempio quando una palla virtuale rimbalza su un muro reale.

Il termine generico Extended Reality (XR) comprende tutte le tecnologie immersive che combinano ambienti reali e virtuali, tra cui VR, AR e MR (1). “I concetti di spatial computing (2) stanno aprendo la strada a un nuovo tipo di interazione basata sul computer che potrebbe influenzare radicalmente il modo in cui organizzeremo il nostro lavoro e il nostro tempo libero in futuro”. A differenza delle applicazioni tradizionali su computer, tablet o smartphone, XR aggiunge una nuova dimensione all’esperienza: lo spazio virtuale tridimensionale. Questo apre possibilità completamente nuove, ma comporta anche una serie di sfide.

VR in classe

Un esempio dell’uso della VR nell’insegnamento è un’applicazione VR sviluppata da FernUni Schweiz e dalle università di scienze applicate della FHNW e di Berna. Questa applicazione consente agli studenti di esplorare il ciclo dell’acqua. Utilizzando occhiali VR, possono sperimentare e comprendere in modo interattivo processi molecolari come l’evaporazione e la formazione delle nuvole. Gli studi iniziali dimostrano che gli studenti che apprendono con gli occhiali VR hanno un maggiore profitto di apprendimento rispetto a quelli che utilizzano lo stesso ambiente su un computer portatile. (3)

Gli studi iniziali dimostrano che gli studenti che imparano con gli occhiali VR hanno risultati migliori rispetto a quelli che utilizzano lo stesso ambiente su un computer portatile.

Anche le applicazioni VR più popolari, come Beat Saber (4), illustrano il potenziale della VR per supportare i processi di apprendimento. Beat Saber, un gioco basato sul ritmo, promuove la reattività e la coordinazione, che possono essere utilizzate in modo ludico anche in ambito educativo. Queste applicazioni illustrano come le tecnologie VR possano essere utilizzate non solo nelle lezioni di scienze, ma anche in molte altre aree dell’apprendimento e dello sviluppo personale.

VR in formazione professionale pratica

I video svolgono un ruolo importante nella formazione pratica degli insegnanti. Tuttavia, i video tradizionali spesso mostrano solo una parte limitata della lezione. È qui che entrano in gioco i video immersivi a 360°, che offrono una visione completa a tutto tondo grazie alle cuffie VR. Questa tecnologia permette ai futuri insegnanti di impegnarsi più intensamente nella situazione di insegnamento, ad esempio percependo meglio gli alunni e le loro interazioni. Un progetto del PH di Zurigo sta attualmente studiando come integrare i video a 360° nella formazione degli insegnanti per massimizzare i benefici didattici e superare gli ostacoli tecnici. (5)

Come funziona la VR?

Gli occhiali VR consentono di accedere a esperienze di realtà virtuale. Sono dotati di schermi ad alta risoluzione che generano immagini separate per ciascun occhio. La stereoscopia e l’ampio angolo di visione creano l’impressione di un mondo tridimensionale. I sensori rilevano i movimenti della testa, la direzione dello sguardo e le espressioni facciali per regolare la prospettiva di percezione in tempo reale. I suoni sono riprodotti separatamente per l’orecchio destro e sinistro (binaurali) e contribuiscono all’esperienza spaziale immersiva.

Gli occhiali VR hanno schermi ad alta risoluzione che utilizzano la stereoscopia per dare l’impressione di un mondo tridimensionale.

Ma come ci si muove in un ambiente virtuale? Al posto di tastiera e mouse, è possibile utilizzare le mani, i movimenti del corpo e i controller VR per generare un feedback aptico. Il controllo vocale, il tracciamento degli occhi e i gesti sono utilizzati per un’interazione naturale. Gli occhiali più avanzati, come l’Apple Vision Pro, non richiedono alcun controller: l’interazione avviene tramite lo sguardo e i gesti delle dita.

L’immersione completa in una realtà virtuale pone il nostro cervello di fronte a grandi sfide. Il cervello è progettato per elaborare il mondo reale, in cui gli oggetti hanno dimensioni, posizione e natura fisse. Nel mondo VR, le proprietà degli oggetti possono cambiare bruscamente e il movimento può causare disorientamento e nausea. Nei mondi virtuali possiamo muoverci in modo rapido e credibile e allo stesso tempo il nostro senso dell’equilibrio ci dice che siamo perfettamente fermi, il che può far provare ai principianti della VR un senso di vertigine o addirittura di nausea, simile al mal di mare. Sebbene la tecnologia sia costantemente migliorata, gli occhiali VR non sono ancora una piattaforma informatica da utilizzare per ore a causa di questi effetti.

Occhiali VR e software attuali

Il mercato degli occhiali VR si è sviluppato rapidamente negli ultimi anni e oggi offre un’ampia gamma di opzioni per l’utilizzo in classe e nella formazione continua. È importante che gli insegnanti interessati abbiano una visione d’insieme dei dispositivi disponibili e dei loro vantaggi e svantaggi per poter prendere decisioni valide per l’utilizzo in classe.

Uno dei principali fornitori è Meta (Facebook) con i suoi occhiali Quest. Il Quest 3 wireless ha buone prestazioni grafiche e un’ampia gamma di contenuti didattici, ma non è facilmente consigliabile per l’uso nelle scuole a causa del sistema chiuso, dell’attenzione ai giochi e dei problemi di protezione dei dati che devono sempre essere presi in considerazione con Meta. Con PlayStation VR 2, Sony si concentra sulla stretta integrazione con la console di gioco, il che aumenta la barriera d’ingresso per le scuole. Gli occhiali sono tecnicamente sofisticati, ma sono più interessanti per il settore dei giochi.

Un’alternativa da utilizzare nelle scuole sono i modelli di HTC. Le cuffie HTC Vive offrono un’alta risoluzione e sono adatte a simulazioni dettagliate. Il modello wireless HTC Vive Focus 3 è più facile da usare in mobilità, ma ha un prezzo decisamente più alto. Apple è entrata nel mercato della VR quest’anno con gli occhiali per il calcolo spaziale Vision Pro. I Vision Pro hanno una tecnologia molto più avanzata rispetto alla concorrenza, ma il loro prezzo si colloca chiaramente nel segmento premium con l’attuale modello Pro.

Cosa potrebbe accadere in seguito

Le tecnologie XR fanno parte di uno sviluppo continuo nel mondo dei media che sta portando a una crescente fusione di elementi virtuali e reali nella nostra percezione. Il processo di rendere i contenuti multimediali un’esperienza ancora più intensa è in corso fin dall’inizio della storia dei media. Le tecnologie XR fanno un ulteriore (impressionante) passo avanti nella spirale di sviluppo. Nel mondo VR, gli utenti possono diventare essi stessi parte dell’azione, prendere decisioni e sperimentare direttamente le conseguenze: un’esperienza immersiva che va ben oltre la visione di film tradizionali.

Da una prospettiva educativa, ci si chiede in che misura la realtà virtuale possa integrare o addirittura sostituire le esperienze autentiche nel mondo reale e in che misura queste tecnologie offrano vantaggi decisivi rispetto ai mezzi di apprendimento consolidati, come l’interazione con il computer o i film educativi. Le tecnologie XR hanno indubbiamente un potenziale didattico, ma l’accesso ad esse sembra ancora parzialmente bloccato da sfide tecnologiche e organizzative complesse e costose. Questo perché queste tecnologie richiedono molto spazio e un ambiente privo di distrazioni in cui gli utenti possano muoversi liberamente, cosa che non è facilmente realizzabile in un contesto scolastico.

Da una prospettiva educativa, ci si chiede se la realtà virtuale possa integrare o addirittura sostituire le esperienze autentiche.

La realtà estesa potrebbe cambiare il mondo del lavoro. Se una persona dotata di occhiali per il calcolo spaziale può portare con sé l’intero ambiente di lavoro, compreso un grande schermo, ovunque vada (ad esempio in treno), il lavoro in mobilità diventerà ancora più facile. Tuttavia, questo comporta anche degli svantaggi in termini di separazione tra lavoro e vita privata. Ci vorranno ancora diversi anni prima che si verifichino ulteriori sviluppi nelle tecnologie XR, che siano disponibili studi completi e che si possano trovare risposte affidabili alle domande aperte. Fino ad allora, vale la pena tenere d’occhio gli sviluppi e partecipare attivamente alla loro definizione.

Autore: David Gavin & Tobias M. Schifferle (PHZH)

Approfondimento

1. Esempi di XR, VR, AR, XR: hyve.net/de/blog/all-about-virtual-reality
2. Lo “Spatial computing” si riferisce alla capacità di un sistema di catturare e interpretare l’ambiente reale e di fondere senza soluzione di continuità i contenuti digitali con esso. Utilizzando sensori e algoritmi, gli oggetti virtuali possono essere apparentemente collocati e manipolati nello spazio fisico. I confini tra il mondo virtuale e quello reale sono sfumati e consentono interazioni coinvolgenti con i contenuti digitali.
3. Unità didattica VR sul ciclo dell’acqua / I vantaggi della realtà virtuale nelle lezioni di scienze, FernUni Schweiz
4. Beat Saber è un popolare gioco di ritmo in VR in cui i giocatori usano le spade laser per distruggere i blocchi colorati a tempo di musica
5. Martin Berger e Tobias M. Schifferle (2024) Innovazioni VR nella formazione professionale pratica.