Una donna scruta attraverso gli occhiali inseriti in un grande elmetto nero. Suoni della foresta emanano da vari angoli della stanza: un cinguettio di un uccello qui, una brezza che sussurra lì. Si muove lentamente nella stanza. Sul muro, viene proiettata una foresta digitale piatta in modo che gli osservatori possano avere un'idea approssimativa di ciò che la circonda, ma nella sua mente, questo studente non sta più percorrendo una stanza piccola e angusta in un laboratorio universitario. Grazie a quell'elmetto nero, sta camminando nel bosco.

In un minuto, le viene consegnato un joystick che sembra e vibra come una motosega, e le viene chiesto di abbattere un albero. Mentre completa il compito, sente lo stesso tipo di resistenza che potrebbe provare se stesse abbattendo un vero albero. Quando lascia questa foresta e rientra nel mondo "reale", il consumo di carta diminuirà del 20% e mostrerà una preferenza misurabile per i prodotti di carta riciclata. Questi effetti continueranno nelle prossime settimane e i ricercatori ipotizzano che sarà un cambiamento abbastanza permanente.

In confronto, gli studenti che guardano un video sulla deforestazione o leggono un articolo sull'argomento mostreranno una maggiore consapevolezza dei rifiuti cartacei durante quel giorno, ma torneranno al loro comportamento di base entro la fine della settimana.

Coltivare il comportamento rispettoso dell'ambiente

Data l'improbabilità che ogni bambino abbia un'esperienza di natura "selvaggia", i ricercatori sono alla ricerca di altri modi per coltivare un comportamento rispettoso dell'ambiente. Lo studio sul taglio degli alberi è uno di molti che la Stanford University ha condotto nel suo Virtuale Lab Human Interaction negli ultimi anni nel tentativo di capire fino a che punto un'esperienza simulata può influenzare il comportamento. Ed è parte di un crescente corpo di ricerca che suggerisce che le esperienze virtuali possono offrire un potente catalizzatore per gruppi altrimenti apatici per iniziare a preoccuparsi dei problemi e agire, anche sul cambiamento climatico.

Questo è importante perché, mentre il tempo trascorso in natura ha dimostrato di essere molto vantaggioso per la salute umana, se gli umani ripagano il favore tende a fare affidamento sul tipo di esperienze nella natura che hanno nella loro giovinezza. In un uno studio del 2009  pubblicato sulla rivista PLoS ONE, i ricercatori dell'Università di Pretoria in Sud Africa hanno scoperto che mentre le persone che passavano il tempo a fare escursioni e backpacking erano più disposte a sostenere gli sforzi di conservazione dieci o più anni dopo, quelli che avevano visitato i parchi nazionali o passavano il tempo a pescare da bambini erano in realtà meno inclini a fare qualsiasi cosa per supportare l'ambiente.

An studio precedente sulla relazione tra le esperienze della natura e l'ambientalismo si è scoperto che mentre coloro che avevano trascorso la loro giovinezza nella natura "selvaggia" - definita come fare escursioni o giocare nei boschi - avevano più probabilità di essere ambientalisti da adulti, quelli che erano stati esposti a "addomesticati" la natura - definita come visita ai parchi, raccolta di fiori, piantatura di semi o cura dei giardini - non lo era. Data l'improbabilità che ogni bambino abbia un'esperienza di natura "selvaggia", i ricercatori sono alla ricerca di altri modi per coltivare un comportamento rispettoso dell'ambiente.

Responsabilizzare gli studenti con un senso di controllo

L'ultimo lavoro con la realtà virtuale si basa su circa mezzo secolo di studi comportamentali che indicano che la volontà degli umani di spostare il comportamento è direttamente correlata al nostro senso di controllo.

I sostenitori della realtà virtuale pensano che potrebbe aiutare a far tornare a casa gli impatti dei cambiamenti climatici e fare in modo che le persone si sentano autorizzate a fare qualcosa. Il cambiamento sottile, come molti problemi ambientali su larga scala, è un problema su cui poche persone sentono di avere un impatto diretto - per il meglio o il peggio.

Come i ricercatori Sun Joo (Grace) Ahn e Jeremy Bailenson hanno scritto in a carta futura nella rivista Computer e comportamento umano, azioni individuali intraprese su scala microscopica, come il mancato riciclaggio della carta o il sostegno a determinate politiche, possono contribuire nel tempo a conseguenze ambientali negative come la deforestazione, che a sua volta influisce sulle tendenze climatiche per molti anni. Ma i lunghi tempi e la vasta scala creano una pericolosa disconnessione. Mentre il 97% dei documenti di ricerca sulla scienza del clima sottoposti a revisione paritaria pubblicati dal 1991 indica che le attività umane sono un contributo primario al cambiamento climatico, solo metà degli americani vedi il link.

I fautori della realtà virtuale pensano che potrebbe aiutare a portare a casa gli impatti dei cambiamenti climatici e fare in modo che le persone si sentano autorizzate a fare qualcosa al riguardo. "Quando le persone sentono che i loro comportamenti influenzano direttamente il benessere dell'ambiente, è più probabile che si preoccupino e si preoccupino attivamente per l'ambiente", hanno scritto Ahn e Bailenson.

Bailenson, psicologo cognitivo e direttore fondatore del Virtual Human Interaction Lab di Stanford, vede un valore particolare nella realtà virtuale legata ai cambiamenti climatici perché consente una combinazione di esperienza reale con possibilità illimitate: il cervello tratta l'esperienza virtuale come reale ma, al allo stesso tempo, sa che tutto è possibile nella simulazione.

"Si può viscerally sperimentare futuri disparati e ottenere esperienza diretta sulle conseguenze del comportamento umano", dice Bailenson.

Tecnologia dell'insegnante: realtà aumentata e virtuale nelle scuole

I ricercatori che lavorano sulla realtà virtuale e aumentata - in cui le app mobili su smartphone o tablet sovrappongono le informazioni sulla realtà - stanno sperimentando sempre più queste tecnologie come strumenti di apprendimento. Molte università, tra cui Stanford, Harvard e il MIT, stanno sperimentando l'uso della realtà aumentata e virtuale nelle scuole medie e superiori.

E i musei, che godono di maggiore flessibilità, che operano al di fuori del regno dei curricula e dei punteggi dei test, hanno abbracciato con entusiasmo l'idea. I musei scientifici e i giardini zoologici di entrambe le coste utilizzano la tecnologia in mostre e distribuiscono app di realtà aumentata che i visitatori possono utilizzare sui propri telefoni o su dispositivi mobili dotati di museo per ulteriori informazioni su ciò che stanno vedendo.

"Comprendere problemi complessi come i cambiamenti climatici richiede uno spostamento di prospettiva in termini di come si è disposti a vedere il problema", afferma Amy Kamarainen, co-direttore di Harvard Ecomobile ed EcoMUVE progetti. "Stiamo cercando di farlo immergendo i bambini in ambienti che hanno elementi simili ai sistemi del mondo reale, ma sono in qualche modo semplificati per incontrare i bambini dove sono. Li mettiamo in mondi complessi, ma diamo loro gli strumenti per poter disfare ciò che sta accadendo ".

EcoMUVE: un ambiente virtuale multiutente

EcoMUVE, un ambiente virtuale multiutente basato su computer desktop che presenta un ecosistema di stagno simulato, è stato sviluppato dall'Università di Harvard per insegnare agli studenti i processi biologici di base come la fotosintesi e la decomposizione, nonché i sistemi che pensano a questioni ambientali complesse. Il team di Harvard ha recentemente lanciato EcoMOBILE, un'app di realtà aumentata corrispondente, che consente agli studenti di portare con sé l'esperienza di EcoMUVE, raccogliere dati sul campo e "vedere" cosa sta succedendo sotto la superficie e cosa è successo in un ecosistema in passato .

EcoMUVE è stato inizialmente sperimentato nelle scuole del Massachusetts e di New York, ma è ora Disponibile per il download da qualsiasi scuola, e viene utilizzato in tutti gli Stati Uniti e in altri paesi, tra cui India e Messico. EcoMOBILE è attualmente pilotato nelle scuole del Massachusetts e di New York.

Una manciata di scuole superiori del Massachusetts ha anche sperimentato una app di realtà aumentata sviluppata dal MIT chiamata Time Lapse 2100, che richiede agli utenti di impostare varie politiche che potrebbero influenzare l'ambiente e quindi mostrare loro cosa succederebbe se tali politiche venissero attuate. Quest'autunno, le scuole della Bay Area testeranno i piloti di Stanford Coral Reef, un gioco di realtà virtuale in cui i partecipanti diventano un pezzo di corallo in una barriera affetta da acidificazione degli oceani. Tutte e tre le università lavorano anche con musei e centri di apprendimento della scienza per implementare la loro tecnologia in esperienze di apprendimento.

"Inizialmente non ero venduto all'idea di realtà aumentata", dice la scienziata cognitiva Tina Grotzer, docente della scuola di specializzazione di Harvard e investigatrice principale per entrambi i progetti EcoMUVE ed EcoMobile. Grotzer ha trascorso diversi anni come insegnante prima di andare a Harvard per studiare come i bambini imparano, in particolare come imparano la scienza. Grotzer dice che è stato il potenziale della tecnologia a guidare le lezioni di scienze ambientali che l'hanno conquistata. "Con la fisica, puoi fare un esperimento e i bambini possono vedere istantaneamente di cosa stai parlando. Con la scienza ambientale, abbiamo provato a fare un esperimento di decomposizione, ma hai impostato l'esperimento e poi 12 qualche settimana dopo succede qualcosa. Da allora i bambini hanno perso completamente interesse. "

Questo perché è difficile per i bambini afferrare tutto ciò che non possono vedere immediatamente, spiega Grotzer. La realtà aumentata consente agli insegnanti di estendere quella visione, o ciò che gli studiosi chiamano cornice attenta, e rendere l'invisibile più tangibile. Ad esempio, gli insegnanti portano i bambini in uno stagno vicino e usano EcoMOBILE per mostrare loro come la città ha scaricato rifiuti lì 60 anni fa e ha quasi riempito quello che oggi è un laghetto naturale e incontaminato. L'app mostra come le piante intorno al laghetto stanno trasformando la luce solare in energia e rivela la vita microscopica dello stagno sotto la superficie dell'acqua. Li conduce anche attraverso la raccolta di campioni d'acqua del mondo reale, che li aiuta ad analizzare.

"Ho partecipato a questi viaggi e ho visto come la tecnologia li immerge di più nell'ambiente, piuttosto che distraendoli", dice Grotzer.

Gli studenti usano gli smartphone per scattare fotografie e appunti, documentando ciò che stanno vedendo: la chiarezza dell'acqua dello stagno, il tempo, le descrizioni dei loro campioni, diverse specie di insetti e uccelli. E possono imparare anche al loro ritmo.

"In un normale viaggio di campagna, se uno studente ha una domanda, dovrebbe lasciare quel momento che ha stimolato la domanda e andare a chiedere all'insegnante", dice Grotzer. "L'insegnante faciliterebbe le esigenze dei bambini 30. In questo modo possono trovare la risposta da soli e rimanere nel momento, rimanere coinvolti con ciò che stanno guardando. "

Diventare un pezzo di corallo in un oceano acidificato

A Stanford's Coral Reef, gli studenti incarnano un alto pezzo di corallo viola al largo dell'Italia, vicino ad Ischia. Nel corso di una lezione di 14 minuti, essi sono presi dall'esperienza di essere coralli in un corpo idrico affetto da acidificazione degli oceani. All'inizio, l'oceano circostante è pieno di un'abbondanza di vita marina. Le onde attorno alla barriera sono simulate dalle vibrazioni del pavimento e dai suoni dell'oceano. Un tecnico di laboratorio tocca periodicamente il partecipante con un bastone in movimenti sincronizzati per coincidere con ciò che vede come una rete da pesca che colpisce la barriera corallina. Poi inizia l'acidificazione. La vita marina comincia a spegnersi dappertutto. Il reef inizia a perdere colore, così come il pezzo di corallo che il partecipante ha incarnato.

Bailenson e il suo team hanno testato la simulazione con studenti universitari e hanno dimostrato che gli studenti si sono preoccupati maggiormente di ciò che sta accadendo alle barriere coralline. Il team ha seguito quei partecipanti per settimane, confrontandoli con un gruppo che aveva semplicemente guardato un video su come l'acidificazione degli oceani influenza le barriere coralline e ha scoperto che il cambiamento di atteggiamento catalizzato dall'esperienza della realtà virtuale è durato più a lungo di qualsiasi cambiamento agitato dal video.

Smartphone per tutti

Se le scuole optano per un'app per tablet con realtà aumentata che conduce gli studenti intorno al cortile della scuola sottolineando i processi biologici al lavoro nel cumulo di compost o un'app per smartphone basata sul paesaggio (come EcoMOBILE o Time Lapse 2100) da utilizzare durante una gita, o un'esperienza desktop (come EcoMUVE) che può essere utilizzata nel laboratorio informatico della scuola, devono affrontare ripide schede sia per l'hardware che per il software.

L'hardware per le simulazioni di realtà virtuale rimane un costo proibitivo per la maggior parte delle scuole, anche se i costi stanno calando: le cuffie virtuali come Oculus Rift ora costano ai consumatori $ 350. Una scuola potrebbe potenzialmente acquistare alcuni auricolari per un gioco di realtà virtuale che quattro studenti potrebbero svolgere in un momento mentre il resto della classe si impegna con un componente di realtà aumentata sui desktop nelle vicinanze.

Se la realtà virtuale e aumentata avrà un impatto misurabile sul modo in cui le generazioni future comprendono e affrontano i cambiamenti climatici, l'accesso a tutte le classi socioeconomiche sarà fondamentale. Ancora, nonostante una crescente varietà di opzioni e prezzi in declino, le scuole stanno cercando di utilizzare queste tecnologie in classe affrontano una serie di sfide.

Se la realtà virtuale e aumentata devono avere un impatto misurabile sul modo in cui le generazioni future comprendono e affrontano il cambiamento climatico, l'accesso a tutte le classi socioeconomiche sarà fondamentale. Kamarainen afferma che in alcuni distretti scolastici a reddito più alto, gli studenti potrebbero utilizzare i propri dispositivi. In molti distretti scolastici in tutto il paese, tuttavia, la maggior parte degli studenti non dispone di smartphone. La società di telefonia mobile Kajeet ha iniziato ad affrontare questo problema offrendo alle scuole pacchetti di dati che forniscono il WiFi con filtri gestiti dalla scuola in modo che possano impostare limiti di tempo per l'utilizzo, consentendo ai bambini di portare a casa i tablet forniti dalla scuola solo per il lavoro scolastico.

Nelle scuole in cui lavora Kamarainen, Harvard mette a disposizione degli studenti smartphone per l'utilizzo in viaggio e paga per il servizio Wi-Fi e dati di Kajeet (da due a tre centesimi per megabyte per dispositivo). Le app di Harvard funzionano sia su smartphone che su tablet, quindi è possibile che una qualsiasi delle migliaia di scuole statunitensi che hanno acquistato o ricevuto tablet negli ultimi due anni possano registrarsi con Kajeet per abilitare l'uso di queste app all'interno e all'esterno del campus. . Stima degli analisti del settore che le scuole statunitensi acquisteranno altri 3.5 milioni di tablet entro la fine del 2014 e che più aziende, tra cui Intel, AT&T, Fox e Qualcomm hanno lanciato iniziative senza scopo di lucro per distribuire tablet nelle scuole.

Il progresso può essere visto sulla lunga strada avanti

Anche se aziende come Kajeet riescono a rendere l'hardware più accessibile per le scuole, gli sviluppatori di realtà virtuale e aumentata devono ancora affrontare una lunga strada per vedere i loro programmi largamente adottati nell'istruzione. Le sfide logistiche includono la messa a disposizione di finanziamenti per i test pilota, la creazione di fondi per l'acquisto di nuove tecnologie, la formazione del personale e l'acquisizione di buy-in da genitori, insegnanti e amministratori.

"Ci sono sempre scontri tra la realtà di ciò che accade in una classe e ciò che i ricercatori vorrebbero vedere accadere in una classe", dice Paul Olson, uno specialista di Società di apprendimento dei giochiO GLS, presso l'Università del Wisconsin a Madison, che ha insegnato seconda media per più di tre decenni. Egli ha detto che gran parte del suo tempo in questi giorni viene speso per spiegare ai ricercatori come è la vita "in trincea" e incoraggiare gli insegnanti a sperimentare i giochi GLS per motivare gli studenti che "in realtà non rispondono ad una conferenza o un capitolo un libro, ma sono tutti sulla programmazione qualcosa. "

È qui che i musei che incorporano queste tecnologie potrebbero colmare alcune lacune. "Un museo ha la libertà di uscire dalle rigide linee guida e dai requisiti a cui sono tenute le scuole", afferma Dan Wempa, vice presidente degli affari esteri della New York Hall of Science nel Queens, che vede circa 1,200 studenti al giorno in escursioni durante l'anno scolastico.

L'ultima mostra del museo, Mondi connessi, creato con il contributo di Kamarainen, immergerà i visitatori in un mondo digitale interattivo che mostra come le loro azioni influenzano l'ambiente. In una parte della mostra, i visitatori aggiungono acqua all'ambiente e fiorisce una pianta. In un altro, aggiungono troppo e causano allagamenti. Presi insieme, la mostra mette la natura in avanti veloce per aiutare gli studenti a vedere come le loro azioni individuali e collettive feriscono o sostengono la vita animale e vegetale, l'acqua pulita e l'aria fresca.

"Gli studenti hanno il germe di sapere che l'acqua è importante, ma dicono:" Non mi rendevo conto che lo è che importante, e non mi sono reso conto che quello che faccio qui colpisce qualcuno di là ", dice Wempa.

preoccupazioni dei genitori

"Non voglio che i miei figli siano immersi in questo tipo di tecnologia", afferma Megy Karydes, consulente di marketing e madre di due figli (7 e 9) a Chicago. "Limitiamo molto l'esposizione elettronica dei nostri bambini perché non li voglio dipendenti. D'altra parte, mi rendo conto che devono essere consapevoli di ciò che sta accadendo anche nel mondo. Lo bilanciamento, ma se dovessi sbagliare sul lato della cautela, preferirei fare delle escursioni piuttosto che vederli su uno schermo ".

Le preoccupazioni di Karydes sono comuni tra i genitori.

"Ci sono due modi in cui i genitori tendono a guardare questi giochi", dice Eric Klopfer, che dirige il programma di formazione per insegnanti Scheller del MIT, ha sviluppato Time Lapse 2100 e sta studiando l'uso della realtà aumentata nell'educazione fin da 2009. "Uno è, 'Grande. Il mio bambino è fuori, ma ha ancora il telefono in mano, "e l'altro è che il dispositivo mobile e il gioco stanno in realtà portando fuori il loro bambino."

Kamarainen e Grotzer hanno anche sentito le preoccupazioni dei genitori sulla tecnologia che interrompe l'esperienza della natura dei bambini, e hanno lavorato duramente per progettare giochi che sentono complementare con la natura piuttosto che sminuirla.

Il pilota di EcoMOBILE ha incluso finora gli studenti di 1,000, e Kamarainen dice che parlano costantemente di come il pezzo di realtà aumentata li aiuti a vedere le cose che accadono nelle loro comunità a cui non hanno mai prestato attenzione prima.

"Dicono che questo aiuti ad aprire gli occhi sull'ambiente che li circonda", dice Kamarainen. "Sono più consapevoli e consapevoli di ciò, e stanno prestando maggiore attenzione al mondo naturale".

In definitiva, i sostenitori affermano che questi giochi non solo integrano e migliorano il rapporto degli studenti con la natura, ma insegnano anche loro a pensare in modo sistematico e a vedere i propri ruoli nel danneggiare o migliorare il loro mondo.

"I ragazzi più giovani dicono, 'Io creo un mondo!'" Dice Wempa, "e i ragazzi più grandi dicono, 'Mi piace perché mi sembrava di avere il controllo e, da bambino, non ho mai il controllo di tutto.' Questo succede. Comprendono che le azioni hanno conseguenze e che possono influenzare i risultati. "

Questo articolo è apparso anche su Ensia

Circa l'autore

Amy Westervelt è una giornalista ambientale che vive a Truckee, in California. È una co-fondatrice del progetto di reportage Confidential climaIl lavoro di Amy è stato pubblicato di recente sul Wall Street Journal, Fast Company e Guardian UK.

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