Stel je voor dat je in de regenwouden van Zuidoost-Azië woont, je bent een kleine primaat met enorme ogen die ongeveer even groot zijn als je hersenen, en je lijkt een beetje op Gizmo uit de film, "Gremlins". Je bent een spookdier - een nachtdier wiens gigantische ogen je een uitzonderlijke visuele gevoeligheid geven, waardoor een roofzuchtig voordeel ontstaat. Een nieuwe virtual reality-software, Tarsier-bril, ontwikkeld aan het Dartmouth College, simuleert het zicht van een spookdier en illustreert het adaptieve voordeel van de extra grote ogen van dit dier. Zowel de virtual reality-build als de bevindingen van het team die onlangs zijn gepubliceerd in Evolutie:onderwijs en outreach zijn gratis online beschikbaar.

Tarsier Goggles is ontwikkeld door Samuel Gochman '18, terwijl hij een student was in Dartmouth en Nathaniel J. Dominy, de Charles Hansen hoogleraar antropologie in Dartmouth, die de evolutie van sensorische systemen van primaten bestudeert, in samenwerking met het Dartmouth Applied Learning and Innovation (DALI) Lab, waar studenten technologie ontwerpen en bouwen.

Gochman benaderde het DALI-lab met een probleem:hoe kon hij de menselijke perceptie van onze wereld veranderen door de unieke oculaire aanpassingen van het spookdier te ervaren. Via een iteratief proces, het DALI-team onderzocht verschillende ontwerpoplossingen waarop Gochman en het team besloten dat een virtual reality-ervaring het beste zou zijn, omdat het niet alleen meeslepend is, maar ook kan worden gebruikt als leermiddel in een klaslokaal.

De open access-software, Tarsier-bril, beschikt over drie virtuele leeromgevingen:"Matrix, " "Labyrinth" en "Bornean Rainforest, " die simuleren hoe de visie van een spookdier verschilt van die van een mens in termen van scherpte, kleurenvisie en helderheid. Borneose spookdiertjes hebben protanopia, een vorm van rood-groen kleurenblindheid. In het virtuele Bornean Rainforest, gebruikers kunnen door het bos bewegen, springen en zich vastklampen aan bomen in "een donkere, doolhofachtige ruimte die praktisch ondoorzichtig is onder menselijke visuele omstandigheden, maar bevaarbaar als een spookdier, het aantonen van de voordelen van spookachtige visuele gevoeligheid, " zoals beschreven door de auteurs.

"De meeste leerlingen van de negende en tiende klas in de VS leren over optica en natuurlijke selectie, maar de twee onderwerpen worden meestal afzonderlijk behandeld, " zegt Dominie, die als een van de co-auteurs fungeerde. "Het spookdier is een effectief middel om beide concepten te verenigen. Je moet optische principes begrijpen om te begrijpen waarom natuurlijke selectie zulke enorme ogen in zo'n klein roofdier zou bevoordelen."

in Dartmouth, Gochman richtte zich op biologische antropologie en mensgericht ontwerp, en dit project was een van de manieren waarop hij deze onderzoeksinteresses toepast. "Ik realiseerde me dat het leren van natuurlijke selectie door de meeste studenten beperkt was tot diagrammen, diavoorstellingen en modellen, " zegt Gochman, die als hoofdauteur van de studie diende. "Virtual reality biedt een meeslepende ervaring om enkele eigenschappen van de visie van de spookdier te begrijpen, als gevolg van zijn aanpassingen. Tarsier Goggles is een hulpmiddel voor wetenschappelijk onderwijs dat studenten betrekt bij praktische wetenschappelijke concepten in de natuurkunde, perceptuele wetenschap en biologie, " hij voegt toe.

Als onderdeel van de studie, Gochman demonstreerde Tarsier Goggles tijdens twee evenementen op de campus in Dartmouth, een bijeenkomst van de antropologische samenleving en aan een klas van zesdeklassers die het Vermont Institute of Natural Science in Quechee bezochten, Vt. Hij demonstreerde de technologie ook aan middelbare scholieren van de Kimball Union Academy in Meriden, NH, waar studenten in de klassen wetenschap en antropologie een korte video bekeken over het foerageergedrag van spookdieren, gevolgd door de mogelijkheid om deze virtual reality-technologie elk vijf minuten uit te proberen. De studenten vulden vervolgens een korte post-enquête in met open vragen, die deel uitmaakte van Gochmans formele beoordeling van de virtual reality-tool.

"Het Tarsier Goggles-project heeft mijn studenten uit de eerste hand betrokken bij een leerervaring, die niet via een ander medium had kunnen worden bereikt, " legt Marilyn Morano Lord '95 uit, MALS '97, een leraar antropologie en wereldgeschiedenis aan de Kimball Union Academy, die ook diende als een van de co-auteurs van het papier.

Tarsier Goggles is gebouwd in Unity3D met SteamVR voor de HTC VivePro, en is gecodeerd in C#. De Virtual Reality Toolkit werd gebruikt om functionaliteiten zoals teleportatie te creëren. Voor veel van de visuele effecten, Unity's ingebouwde postverwerkingsstack werd gebruikt, en de activa werden gebouwd in Maya. Alle visuele middelen en ervaringen zijn door het DALI-team helemaal opnieuw gecodeerd op basis van de samenwerking van het lab, mensgerichte ontwerpbenadering.

Tarsier Goggles illustreert de mogelijkheden voor hoe virtual reality kan worden toegepast in het wetenschappelijk onderwijs door studenten een leuke, interactieve manier om complexe concepten te verkennen.