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 Áreas Objetivo Informacional Maturidade

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 1 - Conceitualização Evolução desde a idéia até o produto... Avalia a maturidade da aplicação (não da tecnologia) 1 - Conceitualização 2 - Protótipo 3 - 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) Entretenimento Projeto de Veículos Ergonomia, estilo, engenharia, design review Projeto 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 Há diferenças ? Quantas são ? 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 Informacional Escala 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 Tipos de Visualização 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, galáxias objetos muito pequenos síntese molecular, análise de comportamento de estruturas atômicas e moleculares visualização 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

Há a necessidade de avaliar seus efeitos 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 2007 UFPA

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 restrita Estratégia “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 visual Erros costumam ser punidos severamente ou enfatizados Modo “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 aumentando A navegabilidade vai ficando mais livre O 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 Integrado Modular Diálogo Demonstrativo Guiado Exploratório Científica De Dados Espacial Modos de Treinamento 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. Objetivo Informacional Maturidade Áreas

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.