Valentina Cipelli - AR-Learning. La Realtà Aumentata e l’apprendimento

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Architettura e Ingegneria - Tesi di Laurea

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La rivoluzione digitale del nuovo millennio ha rivoluzionato in maniera definitiva alcuni concetti che appartengono alla nostra vita quotidiana come: lavoro, sviluppo, istruzione, apprendimento e formazione. Grazie alle nuove tecnologie è stato completamente superato l’approccio comportamentista dell’apprendimento che considera l’istruzione un’attività essenzialmente di controllo e di indirizzo. Attualmente il cognitivismo ha incentrato l’attenzione sul carattere costruttivo dell’apprendimento, visto come processo attivo, autodeterminato, orientato verso obiettivi, che hanno come protagonista lo studente.

 

Il lavoro della tesi si è concentrato sulla progettazione di un sistema in grado di rappresentare un valido sostegno al processo di apprendimento dei bambini che frequentano la scuola primaria (target 6-11 anni). La prima parte, è dedicata all’analisi del contesto generale nel quale si inserisce il progetto; nella seconda, invece, vengono presentate diverse idee progettuali che permettono la definizione del concept definitivo e la determinazione dei requisiti necessari per la realizzazione del prototipo finale.

L’intero lavoro è stato costruito partendo da alcune riflessioni sull’importanza che il gioco, inteso come elemento complementare al processo di apprendimento, riveste nella vita di ciascun bambino. Garantire ad esso di apprendere giocando, nell’ambito di quello che tecnicamente è definito apprendimento ludico, vuol dire stimolare la curiosità, la fantasia e l’intelletto del bambino, facilitandone e velocizzandone così l’iter di apprendimento.

Sulla base di queste considerazioni la scelta finale è ricaduta sull’adozione e sull’applicazione di due tecnologie, quella della Realtà Aumentata o AR (Augmented Reality), che tecnicamente consiste nella sovrapposizione di contributi aggiuntivi virtuali alla realtà percepita dal soggetto, e quella NFC (Near Field Communication), una tecnologia di comunicazione wireless a corto raggio che permette a due dispositivi in stretto contatto di scambiarsi delle piccole quantità di dati.

La scelta della struttura e della forma delle componenti sulle quali inserire le due tecnologie, richiama le considerazioni fatte in precedenza sull’apprendimento ludico. Se infatti la tecnologia AR è stata integrata in un occhiale, quella NFC è stata installata in una struttura la cui forma ricorda quella di una bacchetta magica. Questa particolare soluzione formale deriva dalla riflessione sull’importanza che la “magia” riveste nel mondo dei bambini. In particolare infatti, nella fase di ricerca, è emerso come essa sia in grado di stimolarne la curiosità e la fantasia più di ogni altra attività, generando in loro interesse e stupore.

La combinazione delle due componenti tecnologiche, dà luogo ad un fenomeno di interaction design, per cui il bambino nel momento in cui necessita di un approfondimento ben preciso, indossando l’occhiale e riproducendo il gesto tipico di una bacchetta magica vedrà incredibilmente apparire di fronte ai suoi occhi il contributo aggiuntivo relativo all’argomento studiato. Improvvisamente si troverà “immerso” in una didattica esperienziale, caratterizzata da un apprendimento coinvolgente, stimolante e dinamico.

Interaction design

Da un punto di vista tecnico l’interazione tra le due componenti avviene a seguito dell’avvicinamento della bacchetta NFC al relativo libro di testo “intelligente”, nel quale sono integrati specifici Tag contenenti informazioni difficili da trasmettere con la classica visualizzazione su carta; successivamente i dati immagazzinati dalla bacchetta NFC vengono inviati tramite una connessione Wi-Fi ad un elaboratore esterno che provvede, una volta elaborati, ad inoltrarli a due microproiettori posizionati in appositi box integrati nelle aste dell’occhiale e disposti lateralmente all’occhio dell’utilizzatore. Infine, le informazioni raggiungono delle particolari lenti dotate di “guide ottiche”, dei microprismi riflettenti disposti trasversalmente al piano, che permettono la traslazione dei contributi aggiuntivi di fronte all’occhio umano utilizzando 40° del campo visivo monoculare.

Esploso: occhiali AR – bacchetta magica NFC

Interazione tra la bacchetta NFC ed i tag integrati nel libro di testo e visualizzazione dei contributi aggiuntivi in Realtà Aumentata

Il rapporto tra la tecnologia e il design è alla base della progettazione del sistema, di pari passo con l’analisi delle caratteristiche tecnologiche vengono effettuate le riflessioni sui caratteri funzionali, formali, ergonomici, produttivi e commerciali dell’intero progetto. Nello specifico, in merito allo studio dei caratteri funzionali una riflessione importante è stata fatta sulla gestualità legata all’utilizzo degli occhiali, per cui, ogni qualvolta l’utente indossa l’occhiale (allargando le aste) automaticamente il microproiettore viene attivato rendendo possibile la visualizzazione dei contributi aggiuntivi in Realtà Aumentata. Da un punto di vista ergonomico la progettazione tiene conto di alcuni parametri considerati fondamentali per la realizzazione di un corretto sistema.

Lo sviluppo dei caratteri formali e produttivi infine, tiene conto dell’utente di riferimento, per questo ritroviamo forme morbide, arrotondate e materiali, come l’acetato di cellulosa, il gel poliuretanico e il policarbonato, che oltre ad essere anallergici e sicuri, sono in grado di offrire un’ottima percezione sensoriale, caratteristica di fondamentale importanza quando si progetta per i più piccoli.

Fotomontaggi/Render

Elementi di innovazione introdotti dallo studio. La tesi può considerarsi particolarmente innovativa sia per quanto riguarda la scelta del campo di applicazione della tecnologia (Realtà Aumentata), sia per la soluzione strutturale/formale adottata per raggiungere il suo obiettivo primario: facilitare l’apprendimento scolastico.

Valentina Cipelli

Tesi di Laurea Specialistica

Autore: Valentina Cipelli

Relatore: Carlo Martino

Università: Università degli Studi di Roma “La Sapienza”

Facoltà: I Facoltà di Architettura “Ludovico Quaroni”

Corso: Design del Prodotto

Data di Discussione: 31/01/2012

Voto: 110 cum laude

Disciplina: Product Design

Tipo di Tesi: Progettuale, di Ricerca

Altri Relatori: Carlo Maria Medaglia

Lingua: Italiano

Grande Area: Area Scientifica

Dignità di Stampa: Si

In Collaborazione con: CATTID - Centro per le applicazioni della televisione e delle tecniche di istruzione a distanza

Settori Interessati: settore didattico/educativo e aziende specializzate in design e innovazione del prodotto

Pubblicata in: www.pubblitesi.it