Nyt virtual reality-værktøj giver dig mulighed for at se verden gennem øjnene på en lille primat

Forestil dig, at du bor i regnskovene i Sydøstasien, du er en primat på størrelse med en halv liter med enorme øjne, der har nogenlunde samme størrelse som din hjerne, og du ligner lidt Gizmo fra filmen, "Gremlins". Du er en tarsier - et natdyr, hvis gigantiske øjne giver dig enestående visuel følsomhed, muliggør en rovdrift. En ny virtual reality-software, Tarsier Goggles, udviklet på Dartmouth College, simulerer en tarsiers syn og illustrerer den adaptive fordel ved dette dyrs overdimensionerede øjne. Både virtual reality-opbygningen og holdets resultater offentliggjort for nylig i Evolution:Uddannelse og Outreach er tilgængelige gratis online.

Tarsier Goggles blev udviklet af Samuel Gochman '18, mens han var elev i Dartmouth og Nathaniel J. Dominy, Charles Hansen professor i antropologi ved Dartmouth, der studerer udviklingen af ​​primater sensoriske systemer, i samarbejde med Dartmouth Applied Learning and Innovation (DALI) Lab, hvor eleverne designer og bygger teknologi.

Gochman henvendte sig til DALI Lab med et problem:Hvordan kunne han ændre den menneskelige opfattelse af vores verden ved at opleve tarsierens unikke okulære tilpasninger. Gennem en iterativ proces, DALI-teamet udforskede forskellige designløsninger, hvorpå Gochman og holdet besluttede, at en virtual reality-oplevelse ville være bedst, da det ikke kun er fordybende, men også kan bruges som et undervisningsværktøj i klasseværelset.

Softwaren med åben adgang, Tarsier Goggles, har tre virtuelle læringsmiljøer - "Matrix, " "Labyrinth" og "Bornean Rainforest, "som simulerer, hvordan en tarsiers syn er forskellig fra et menneskes med hensyn til skarphed, farvesyn og lysstyrke. Bornean tarsiers har protanopia, en form for rød-grøn farveblindhed. I den virtuelle Bornean Regnskov, brugere kan bevæge sig gennem skoven, springer og klamrer sig til træer i "et mørke, labyrintlignende rum, der er praktisk talt uigennemsigtigt under menneskelige synsforhold, men som kan sejle som en tarsier, demonstrerer fordelene ved mere tarser visuel følsomhed, " som beskrevet af forfatterne.

"De fleste elever i niende og 10. klasse i USA lærer om optik og naturlig udvælgelse, men de to emner behandles normalt isoleret, " siger Dominy, der fungerede som en af ​​medforfatterne. "Tarsier er et effektivt middel til at forene begge begreber. Du er nødt til at forstå optiske principper for at forstå, hvorfor naturlig udvælgelse ville favorisere så enorme øjne i sådan et lille rovdyr."

I Dartmouth, Gochman fokuserede på biologisk antropologi og menneske-centreret design, og dette projekt var en af ​​måderne, han anvendte disse forskningsinteresser på. "Jeg indså, at de fleste elevers læring af naturlig selektion var begrænset til diagrammer, slideshows og modeller, " siger Gochman, der fungerede som hovedforfatter af undersøgelsen. "Virtuel virkelighed tilbyder en fordybende oplevelse til at forstå nogle af egenskaberne ved tarsiers vision, som følge af dens tilpasninger. Tarsier Goggles er et videnskabeligt uddannelsesværktøj, der engagerer eleverne i praktiske videnskabelige koncepter inden for fysik, perceptuel videnskab og biologi, " tilføjer han.

Som en del af undersøgelsen Gochman demonstrerede Tarsier Goggles ved to arrangementer på campus i Dartmouth, et antropologisk samfundsmøde og til en klasse af sjetteklasser, der besøger Vermont Institute of Natural Science i Quechee, Vt. Han demonstrerede også teknologien for gymnasieelever på Kimball Union Academy i Meriden, N.H., hvor elever i videnskab og antropologi så en kort video om tarsiers fouragerende adfærd efterfulgt af muligheden for at prøve denne virtual reality-teknologi i fem minutter hver. Eleverne udfyldte derefter en kort post-survey med åbne spørgsmål, som var en del af Gochmans formelle vurdering af virtual reality-værktøjet.

"Tarsier Goggles-projektet engagerede mine elever på første hånd i en lærerig oplevelse, som ikke kunne være opnået gennem noget andet medie, " forklarer Marilyn Morano Lord '95, MALS '97, en antropologi- og verdenshistorielærer ved Kimball Union Academy, som også fungerede som en af ​​avisens medforfattere.

Tarsier Goggles blev bygget i Unity3D med SteamVR til HTC VivePro, og blev kodet i C#. Virtual Reality Toolkit blev brugt til at skabe funktioner såsom teleportering. For mange af de visuelle effekter, Unitys indbyggede efterbehandlingsstak blev brugt, og aktiverne blev bygget i Maya. Alle de visuelle aktiver og erfaringer blev kodet fra bunden af ​​DALI-teamet baseret på laboratoriets samarbejde, menneskecentreret designtilgang.

Tarsier Goggles illustrerer mulighederne for, hvordan virtual reality kan anvendes på naturvidenskabelige uddannelser ved at give eleverne en sjov, interaktiv måde at udforske komplekse begreber på.