Как технологии из Голливуда могут преобразить научные лаборатории

В Университете штата Аризона перестраивают лабораторию, предназначенную для вводного курса биологии, — ее дополняют VR-технологиями. Консультирует профессоров не кто иной, как сам Стивен Спилберг и другие именитые люди Голливуда — и все ради того, чтобы в новой лаборатории было все необходимое для более эффективного обучения студентов. В основе подхода лежит формирование у студентов эмоциональной связи при работе с виртуальными, вымышленными животными, например, лягокушками (помесью лягушки и кошки).

 

О своем опыте погружения в такую виртуальную реальность рассказывает Джеффри Р. Янг. Представляем вам перевод его статьи: Can a Hollywood-Backed VR Company Make Science Labs More Effective?

Университет штата Аризона разрабатывает материалы для курса биологии в рамках партнерства с компанией VR-развлечений Dreamscape Immersive. Компанию возглавляет Уолтер Паркес, создавший такие голливудские блокбастеры, как «Люди в черном», «Особое мнение» и «Гладиатор». Прежде чем войти в новую лабораторию, в создании которой принимает участие У. Паркес, студентам придется надеть гарнитуру виртуальной реальности — и полностью изменить свои представления об уроках биологии.

Руководители проекта продемонстрировали свои разработки в области виртуальной реальности на саммите в Сан-Диего, чтобы получить обратную связь от коллег и привлечь внимание общественности к своему новому совместному предприятию. Создатели проекта надеются в будущем тиражировать полученный опыт и обеспечивать технологиями другие школы и колледжи.

В демонстрационном классе, открытом в выставочном зале на конференции, было установлено шесть столов, расположенных по кругу. Каждый участник конференции сел за стол, в то время как сопровождающие помогли им надеть тяжелую гарнитуру виртуальной реальности и закрепить пластиковые датчики на обеих руках. На каждом столе также стоял джойстик, похожий на те, что используются для авиасимуляторов. 

«Если у вас на столе есть какие-то предметы, обязательно уберите их, прежде чем начнется “занятие”», — предупредил сотрудник, рассаживая нас всех по местам. В противном случае, добавил он, вы можете их случайно задеть, поскольку, когда включена гарнитура виртуальной реальности, «вы не сможете увидеть их в виртуальном мире». На то время, пока надета гарнитура, реальный мир «блокируется» полностью.

Как только все оборудование было включено, мы перенеслись практически в сцену из фильма «Парк Юрского периода». Каждый студент находился внутри небольшой пилотируемой исследовательский капсулы, пролетающей через «инопланетный зоопарк» причудливых существ. Когда я повернул голову, вид изменился, подстраиваясь под направление моего взгляда: тогда я увидел других пятерых студентов в их летающих капсулах. В какой-то момент я даже столкнулся с одним из них — от «удара» меня немного отбросило назад. 

Сюжет, разворачивающийся в виртуальной лаборатории, состоит в следующем: студенты — исследователи в вымышленном «инопланетном заповеднике для исчезающих видов галактики». Они должны собирать данные о разных видах животных, с которыми встречаются. Одним из таких исчезающих видов является лягокушка (помесь лягушки и кошки). Голосом рассказчика нам объясняют, что молодая особь лягокушки в зоопарке ведет себя вяло. Перед студентом ставят вопрос: что не так с бедной инопланетной зверушкой?

Пользователь с VR-гарнитурой может не просто слушать рассказчика и осматриваться, он может взаимодействовать со всеми объектами в вымышленном мире. При этом в основном деятельность студентов регламентирована.  Они управляют капсулами с помощью джойстика, и им предлагается следовать по заданному пути, отмеченному витающими кольцами. Когда приходит время осмотреть больную лягокушку, пользователь может выбрать медицинский инструмент из предложенного набора, но после этого он просто нажимает кнопку и наблюдает за происходящим. Это похоже на просмотр захватывающего фильма, где время от времени зрителю приходится нажимать «далее», чтобы продолжить.

Вместе со мной на демонстрации была Джевил Олдерсон Кларк, координатор интегрированной учебной программы Управления образования (округ Сан-Диего). У нее уже был богатый опыт работы с приложениями виртуальной реальности, поэтому ей не терпелось оценить и этот проект виртуальной научной лаборатории. По словам Джевил, зоопарку пришельцев не хватает интерактива: ей хотелось бы, чтобы у студентов было больше свободы действий.

«На самом деле в такой лаборатории студенты учатся только нажимать кнопку “далее”, чтобы продолжить», — сказала она. Она добавила: «А ведь студенты могли бы сами выбирать, какие тесты они хотели бы провести на лягокушках. В случае с VR самое классное — это играть с реальностью: вы можете превратить эту маленькую капсулу в ТАРДИС (от Time And Relative Dimension(s) In Space — машина времени и космический корабль из британского телесериала «Доктор Кто» — прим. ред.), за которой может скрываться гигантская лаборатория».

По словам руководителей проекта, они уже получали такую обратную связь и работают над добавлением большей свободы действий, большего взаимодействия пользователя и виртуальной реальности в университетской научной лаборатории.

Эта работа идет быстро. План состоит в том, чтобы включить новый оборудованный класс виртуальной реальности и модуль «Инопланетный зоопарк» в вводный курс биологии Университета штата Аризона уже к весеннему семестру 2022 года. Об этом сообщила Лиза Флешер, старший директор EdPlus, которая руководит онлайн-разработками в Университете. В классе, предназначенном для занятий виртуальной научной лаборатории, будет два кластера по 12 столов, оборудованных VR-гарнитурами, так что одновременно посещать занятия смогут более двух десятков студентов.

Руководители Университета Аризоны подчеркнули, что такие 10-минутные сеансы виртуальной реальности — это всего лишь часть полноценного лабораторного опыта: после завершения сеанса работы в виртуальной реальности, все полученные данные загружаются в Excel. Затем эти данные, полученные при осмотре лягокушек, студентам надо будет обсуждать и анализировать вместе с одногруппниками в более привычной, традиционной обстановке.

На саммите, во время которого были продемонстрированы возможности виртуальной лаборатории, президент Университета штата Аризона Майкл Крой обратился к присутствующим. По его словам, внедрение этой технологии поможет как можно большему числу студентов успешно освоить естественно-научные дисциплины, которые обычно вызывают трудности. 

«Мы хотим переубедить всех, кто считает, что изучать биологию сложно. Это не сложно, сложно ей обучать других», — считает Майкл Кроу, президент Университета штата Аризона. Он добавляет: «Люди долгое время говорили о пользе занимательного, интерактивного обучения, при котором активизируются определенные части мозга. Эта связь основана на эмоциональной вовлеченности студента».

К Майклу Кроу присоединился Уолтер Паркес, голливудский продюсер, курирующий развитие иммерсивного проекта Dreamscape. Паркес добавил, что эмоциональные связи, которые студенты устанавливают с объектами в виртуальной реальности, будут даже эффективнее, чем традиционные методы обучения.

«То, чем мы все занимаемся, — это привлечение, вовлечение людей», — сказал он. «И не важно, связано ли это с покупкой билета в кино и посещением виртуальной реальности для развлечения или для обучения.»

О чем говорил Паркес? Дело в том, что с миром виртуальной реальности и «Инопланетного зоопарка» вы могли встречаться и раньше, но без научных целей. Такая среда для развлечений создана, например, в торговых центрах Лос-Анджелеса, Далласа, Дубая и других местах. На саммите Паркес рассказал, что помещение инопланетного зоопарка он разработал с помощью своего друга и бывшего коллеги Стивена Спилберга.

Джевил Олдерсон Кларк, которая раньше преподавала естественные науки в школе, сказала, что одной из задач партнерства Университета штата Аризона с Dreamscape Immersive будет создание адаптированных учебных материалов, которые, основываясь на технологиях, разработанных изначально для развлечения, будут служить уже иным — образовательным — целям. Пока что, по ее мнению, эти материалы недостаточно адаптированы для учебного процесса.

«На мой взгляд, в данном виде это просто повторение того, что студия сделала для развлекательных площадок в торговых центрах», — отмечает она. Она продолжает: «Если разработчики действительно хотели сделать образовательный контент, то они могли бы пойти по-другому пути и задать такой сюжет: "Вы — исследователь, оказавшийся здесь впервые, поэтому давайте используем ваши знания биологии, чтобы определить, кто перед вами — млекопитающее ли это,  и к каким биологическим родам и видам, известным на Земле, это животное можно отнести”».

Джевил Кларк уточнила, что будет наблюдать за новым предприятием. Она верит, что по мере развития виртуальной реальности этот улучшенный формат обучения займет свое место в университетских аудиториях.