Teorizando sobre as Aplicações da Realidade Virtual

Aplicações da RV

“os computadores se tornaram a invenção humana mais influente na história humana...... eles estão em todo lugar e causaram uma grande revolução ........ agora, nós estamos no meio de uma mini revolução: realidade virtual (RV). RV, assim como os próprios computadores, vão tocar tudo que tem haver com a nossa vida.”

(Vince98:118)

Espaço de Aplicações

Pode-se pensar a RV sendo aplicada a um amplo espaço de possibilidades. Este espaço pode ser caracterizado por, pelo menos, 3 dimensões/coordenadas: Áreas do Conhecimento Maturidade Objetivo Informacional

O Espaço

Maturidade

Áreas

Objetivo Informacional

Áreas de Conhecimento

Áreas de Aplicação da RV(www.cnpq.br/areasconhecimento/index.htm)

Áreas de Aplicação da RV(www.cnpq.br/areasconhecimento/index.htm)

1 – Ciências Exatas e da Terra Matemática, Computação, Química, Física, ...

2 - Ciências Biológicas Genética, Anatomia, ...

3 – Engenharias Civil, Materiais, Elétrica, Mecânica, Química, Produção, ...

4 – Ciências da Saúde Psicologia, Fisioterapia, Individual, Pública, ...

5 - Ciências Agrárias 6 - Ciências Sociais Aplicadas

Administração, Economia, Arquitetura, Demografia, Museologia, .. 7 - Ciências Humanas

Arqueologia, Geografia, Psicologia, Educação, ... 8 - Lingüística, Letras e Artes

Artes (Esculturas, Arqueologia), ... 9 - Outros

Escala de Maturidade da Aplicação

Quanto a Maturidade

Escala de Brooks Evolução desde a idéia até o produto... Avalia a maturidade da aplicação (não da

tecnologia)

1 - Conceitualização2 - Protótipo3 - Produção

Estado Evolutivo das Aplicações (Brooks99:20)

Em Demonstração/Conceitualização Experimental, inovação, tentativa Não tem usuários reais

Em Produção Piloto / Protótipo Desenvolvimento Tecnológico, Aprimoramento, Benefícios e

são claros tem usuários reais mas permanece nas mãos dos

desenvolvedores ainda sob teste

Em Produção Uso cotidiano, benefícios paupáveis, métodos são claros tem usuários reais fazendo trabalhos reais e com os sistema

nas mãos do usuário

Aplicações em Estágio de Produção

Simulação de Veículos (1o. e ainda o melhor)EntretenimentoProjeto de Veículos

Ergonomia, estilo, engenharia, design reviewProjeto Arquitetônico e Estudo de Layouts

submarinos, plataformas marinhas, plantas químicas Treinamento (NASA principalmente)Medicina

Tratamentos psiquiátricos (de fobias, por exemplo)Visualização Científica

Microscopia de Varredura (Probe Microscopy)

Objetivo Informacional

Todo AV pode ser Educativo

Educativo de Entretenimento Ajudam a desenvolver habilidades cognitivas

Memória, visão espacial, concentração, abstração, percepção, raciocínio lógico, estratégica, socialização, respeito a regras, etc..

Divertem, ocupam, entretém Edutainment

Educativo Didático Promovem o aprendizado de um conteúdo específico (tem

alvo) Podem incluir habilidades específicas

Destreza visual-motora Incluem os “Jogos Sérios”

Educativo Didático

Duas ênfases Educar Treinar

Há diferenças ?Quantas são ?Quais são ?Como identifica-las ?

Diferença entre Educação e Treinamento

Aspectos Informacionais

Aplicação dos Aspectos Ed/Tr

Survey

Peso dos Aspectos

Índices de Caracterização

Diagnóstico Educacional

Taxonomia(estendido de Clua et al, 1998)

Objetivo InformacionalEscala de Hounsell et. al. (INTERTECH 2008)

1 - Educativo de Entretenimento Ambiente que diverte e, também, pode ter utilidade

educacional (qualquer AV !) 2 - Ambiente de Informações/Visualização (AVIn)

percepção do imperceptível, visualização científica 3 - AV de Treinamento (AVTr)

fazer, apreender 4 - AV de Educação (AVEd)

demonstrar, descobrir RV traz motivação e flexibilidade

5 - AV de Educação e Treinamento (AVET) Educacional Completo

Visualização (AVIn)

Definição Onde a visão do interior e do exterior são

importantes Respondem majoritariamente pelos AVIn

Tipos de Visualização Científica

campos elétricos, linhas isobáricas, distribuição de temperatura

De Informações Espacial

Visualização Científica

É utilizada para auxiliar no entendimento de: objetos muito grandes

visualização de superfície planetárias, galáxiasobjetos muito pequenos

síntese molecular, análise de comportamento de estruturas atômicas

e molecularesvisualização de conceitos abstratos

elementos matemáticos, campos elétricos, linhas isobáricas, etc.

entendimento de dados complexos análise de fenômenos físico-químicos

Visualização da Informação

Cada vez mais é necessário o acesso rápido e adequado a conjuntos complexos de informações para as mais variadas aplicações de tomada de decisão.

O espaço bidimensional é muito limitado para isto, de forma que a representação e o posicionamento de informações no mundo virtual tridimensional vem agregar um grande potencial para aplicações como: visualização financeira, visualização de informações em geral, informação virtual, visualização de simulação de sistemas complexos, etc.

VR provê modos intuitivos de explorar ambientes 3D, não importando o que ele possa ser/representar.

Visualização Espacial (Vince98:129)

Visualização de Problemas Espaciais é o forte da RV

Objetiva-se perceber as relações Todo com a Parte Tamanhos Proximidades Disposição/Existência das “coisas”

Educação (AVEd)

A área de educação tem muito a ganhar com realidade virtual, tanto no ensino convencional quanto no ensino à distância.

Algumas aplicações incluem: laboratórios virtuais, encontros remotos de alunos e professores para terem uma aula ou alguma atividade coletiva, participação em eventos virtuais, consulta a bibliotecas virtuais, educação de excepcionais, etc.

Educação (AVEd)

Possibilidade de exploração de processos, ambientes e objetos através da manipulação e análise virtual

Estudo de fenômenos físicos e químicos

Estudo de Arqueologia através da exploração de mundos virtuais simulando a antiguidade

Educação (AVEd)

RV não pode ser vista como a melhor ferramenta, é uma possibilidade a mais

Há a necessidade de se avaliar sua eficácia no processo de aprendizagem

Há a necessidade de avaliar seus efeitos alienação, isolamento social, stress visual

Ambientes Virtuais de Treinamento

Modos de Treinamento...

Modos de Treinamento: Padrões Funcionais para Ambientes Virtuais

Marcelo da Silva Hounsell, Manoel Ribeiro Filho, Edgar Luis da Silva

LARVA – LAboratório de Realidade Virtual Aplicada

UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina

UFPA – Universidade Federal do Pará

SVR – Junho 2007UFPA

Objetivo

Identificar uma possível padronização das características existentes em Ambientes Virtuais 3D voltados para Treinamento (AVTr)

Sistematizar esses “modos de treinamento”

Aspectos a Considerar

Elementos que devem ser caracterizados e que são “essenciais” num Ambiente Virtual 3D de Treinamento (AVTr): Informação, Interatividade e Aspecto Pedagógico embutido

A Informação em um AVTr

Como o aprendiz recebe e se relaciona com a informação ?

Como e qual será o Feedback ? Qual o nível de detalhe das informações

? Qual a linguagem a ser empregada ? Qual o volume de informações ?

A Interatividade em um AVTr

O quanto o aprendiz deve/precisa explicitar suas ações ?

Controle da cadencia do treinamento?

Como selecionar, manipular, navegar ?

Aspectos Pedagógicos de um AVTr

Como promover o aprendizado ?

Como será a avaliação ?

Qual a estratégia pedagógica ?

Definindo “Modos de Treinamento”

Com base nos elementos descritos anteriormente, encontram-se pelo menos 4 tipos de “modos de treinamento”:

Diálogo ou Descoberta; Demonstrativo, Automático ou de

Apresentação; Guiado, e; Exploratório ou Livre.

AVTr: Modo de Diálogo

Expõe o aprendiz às informações conceituais e teóricas do conteúdo procedimental

Permite o aprendiz descobrir/entender a forma e a relação espacial entre os objetos

AVTr: Modo de Diálogo

Estratégia “learn by knowing”Avaliação contínua (formativa) ou ao

final (somativa)Baixíssima interatividade

Serve para “ambientação”

AVTr: Modo Demonstrativo

Se relaciona diretamente com o procedimento em si

Feedback textual é rico em informações extras

Estratégia “learn by watching” ou “teaching by showing”

AVTr: Modo Demonstrativo

Baixa Interatividade Conduz a cadência das demonstrações Aprendiz age indiretamente nos objetos Sem manipulação 3D Navegabilidade restrita

Avaliação somativa (ao final)

AVTr: Modo Guiado

o AVTr vai guiando o aprendiz pelo procedimento

Apresentam locuções/sons/comandos sucintos, sobre o quê fazer

Feedback mais técnico e direto, erros são sinalizados

AVTr: Modo Guiado

Seleção de objetos/ações é induzida (sistema evita erros, mostra objeto)

Manipulações simplificadas (parciais) Disponibiliza “virtual lines” e “SNAPs”

Navegação é livre ou pouco restritaEstratégia “learn by doing”Avaliação contínua (formativa)

AVTr: Modo Exploratório

O aprendiz tem que tomar a iniciativa de ir explorando o AV e ir executando as tarefas

Navegação é totalmente livre

Não há nenhum tipo de condução/indicação

Manipulação de posicionamento e orientação

AVTr: Modo Exploratório

Feedbacks minimizados, sem comandos indicando o quê fazer

Feedback é basicamente visualErros costumam ser punidos severamente

ou enfatizadosModo “certificador” pois a avaliação é

somativa (ao final, criteriosa)Estratégia “Learn by assessment”

AVTr: Considerações Finais

Há uma lógica cognitiva e uma seqüência evolutiva entre os 4 modos identificados, em função dos elementos apresentados antes (informação, interação e modelo pedagógico)

AVTr: Considerações Finais

A informação textual vai ficando mais sucinta e técnica

A interatividade vai aumentandoA navegabilidade vai ficando mais

livreO controle do aprendiz vai

aumentando e sua avaliação por parte do sistema também

AVTr: Considerações Finais

Os AVTr devem dispor do maior número possível de “modos de treinamento” para melhor acomodar o processo de aprendizagem

A padronização dos modos traz um guia do que deve ser contemplado neste tipo de sistema de Realidade Virtual

Visão Geral da Dimensão Informacional

DiálogoDemonstrativoGuiadoExploratório

Modos deTreinamento

IntegradoModular

CientíficaDe DadosEspacial

Visualização

Tamanho do Espaço das Aplicações

A intersecção entre Área, Objetivo Informacional e Maturidade gera um leque “quase infinito” de aplicações da RV mas que dá uma idéia clara da abrangência, estágio de desenvolvimento da área e utilidade da RV.

Áreas

Objetivo Informacional

Maturidade

Referências

Frederick P. Brooks, “What´s Real about Virtual Reality?”. IEEE CG&A, Vol. 19(6):16-27, Dec 1999.

Hounsell, M. S.; Silva, Edgar Luis da; Kemczinski, Avanilde. MEDINDO AS ÊNFASES EM EDUCAÇÃO E TREINAMENTO DE AMBIENTES VIRTUAIS 3D. In: Proceedings, International Conference on Engineering and Technology Education, Santos, SP - Brasil. INTERTECH 2008. ISBN 85-89120-54-6. pp. 646-650. 2008.

Vince, John. Capítulo 7 do “Essential Virtual Reality Fast: How to Understand the Techniques and Potential of Virtual Reality”, ISBN 1-85233-012-0, Springer-Verlag London Ltd. 1998.