Apprendimento in realtà miste

Questo progetto offre ai partecipanti l'opportunità di immergersi letteralmente nel mondo delle molecole. Molegram offre una realtà mista che approfondisce e amplia la comprensione delle strutture molecolari. In primo luogo, l'applicazione offre l'opportunità di creare la superficie di una molecola olografica. Capire dove finisce una molecola e dove inizia il suo ambiente è fondamentale in biologia quanto la distinzione tra altro e sé. Molegram consente all'utente di visualizzare ed esaminare varie strutture proteiche di rilevanza farmaceutica di diverse dimensioni. Tuttavia, l'applicazione non solo offre la possibilità di visualizzare una molecola come struttura tridimensionale e di proiettarla nello spazio come un ologramma, ma permette anche agli utenti di interagire attivamente con questa molecola olografica. Ancora più importante, l'applicazione non solo calcola automaticamente la superficie molecolare con un clic, ma permette anche all'utente di creare la cosiddetta superficie "accessibile al solvente" diventando virtualmente una molecola d'acqua e muovendosi come una di esse attraverso la struttura molecolare.

Gli studenti del GIS and Geoinformatics Lab scoprono le possibilità di Microsoft HoloLens, uno dei prodotti più avanzati di realtà mista.

Le conoscenze di base nello sviluppo di software li hanno aiutati a progettare e sviluppare un'applicazione HoloLens per compiti basati sulla localizzazione nel mondo reale nell'ambito di un corso semestrale, che tiene conto di considerazioni di "gamification". Gli oggetti fisici basati sulla localizzazione e correlati vengono trasformati in sistemi interattivi e olografici. Gli studenti hanno realizzato i seguenti tre progetti:

• Un sistema spaziale in rete come le linee di approvvigionamento nella gestione degli impianti
• Un'applicazione geografica come la modellazione nella pianificazione del paesaggio
• Un'applicazione di intrattenimento cognitivo spaziale come il gioco da tavolo "The Crazy Labyrinth"

Durante le escursioni sul campo sulla biodiversità, gli studenti di scienze ambientali mappano la distribuzione di una serie di specie appartenenti a un gruppo di organismi. Si preparano con un tutorial online composto da una chiave di identificazione, materiale video e un test finale. Sul campo, tuttavia, la classificazione iniziale di alcuni gruppi di organismi è ancora difficile, poiché le dimensioni, l'aspetto e le caratteristiche dettagliate possono differire dal materiale visivo dei tutorial. Per questo motivo, di solito gli esperti devono fornire un primo aiuto.

Nel caso dei licheni, con la loro posizione molto stabile sugli alberi, tuttavia, l'Hololens può assumere questa funzione. La nostra app Holucator riconosce i singoli alberi dalla struttura della corteccia ed evidenzia le colonie di licheni la cui posizione è stata precedentemente inserita in modalità didattica. Gli studenti possono quindi selezionare in modo interattivo i nomi delle specie in una domanda a scelta multipla, contrassegnare le colonie della stessa specie o recuperare informazioni dettagliate sulla specie di lichene in questione, come gli schizzi delle strutture caratteristiche. L'architettura di Hololens consente anche di utilizzare contemporaneamente lenti convenzionali. Sul sito di Bürkliplatz sono stati decisi in totale 12 alberi con 8 diverse specie di licheni, in modo che più studenti possano esercitarsi contemporaneamente e poi iniziare la mappatura vera e propria delle specie.

L'app Holucator è stata utilizzata per la prima volta nel marzo 2018 da un totale di circa 30 studenti. Il fascino del nuovo mezzo è stato chiaramente in primo piano nel feedback degli studenti; per contro, non abbiamo valutato gli effettivi approfondimenti ottenuti. Tuttavia, abbiamo riscontrato che il tempo deciso per l'osservazione individuale dei licheni era significativamente più lungo rispetto allo scenario con l'istruzione di un esperto.

L'applicazione Holucator (Lichen-Edition), sviluppata in collaborazione con l'azienda afca, è la prima applicazione outdoor degli HoloLens dell'ETH. Può essere adattata ad altre applicazioni simili. Tuttavia, gli oggetti da esaminare devono avere una posizione fissa ed essere circondati da un numero sufficiente di oggetti fissi in modo che gli HoloLens possano orientarsi nello spazio.