Un tarsier des Philippines. Crédit :David Haring.
Imaginez que vous vivez dans les forêts tropicales d'Asie du Sud-Est, vous êtes un primate de la taille d'une pinte avec d'énormes yeux qui ont à peu près la même taille que votre cerveau, et tu ressembles un peu à Gizmo du film, "Gremlin". Vous êtes un tarsier, un animal nocturne dont les yeux géants vous procurent une sensibilité visuelle exceptionnelle, permettant un avantage prédateur. Un nouveau logiciel de réalité virtuelle, Lunettes Tarsier, développé au Dartmouth College, simule la vision d'un tarsier et illustre l'avantage adaptatif des yeux surdimensionnés de cet animal. La construction de la réalité virtuelle et les conclusions de l'équipe publiées récemment dans Évolution :Éducation et sensibilisation sont disponibles gratuitement en ligne.
Les lunettes Tarsier ont été développées par Samuel Gochman '18, alors qu'il était étudiant à Dartmouth et Nathaniel J. Dominy, le professeur Charles Hansen d'anthropologie à Dartmouth, qui étudie l'évolution des systèmes sensoriels des primates, en collaboration avec le Dartmouth Applied Learning and Innovation (DALI) Lab, où les étudiants conçoivent et construisent la technologie.
Gochman a abordé le laboratoire DALI avec un problème :comment pourrait-il changer la perception humaine de notre monde en faisant l'expérience des adaptations oculaires uniques du tarsier. Par un processus itératif, l'équipe DALI a exploré différentes solutions de conception sur lesquelles Gochman et l'équipe ont déterminé qu'une expérience de réalité virtuelle serait la meilleure, car il est non seulement immersif, mais pourrait également être utilisé comme outil pédagogique dans une salle de classe.
Le logiciel en libre accès, Lunettes Tarsier, propose trois environnements d'apprentissage virtuels — « Matrix, " "Labyrinthe" et "Forêt tropicale de Bornéo, " qui simulent en quoi la vision d'un tarsier est différente de celle d'un humain en termes d'acuité, vision des couleurs et luminosité. Les tarsiers de Bornéo ont une protanopie, une forme de daltonisme rouge-vert. Dans la forêt tropicale virtuelle de Bornéo, les utilisateurs peuvent se déplacer dans la forêt, sautant et s'accrochant aux arbres dans "une obscurité, un espace labyrinthique pratiquement opaque dans les conditions visuelles humaines mais navigable comme un tarsier, démontrer les avantages d'une sensibilité visuelle plus tarsienne, " comme décrit par les auteurs.
"La plupart des élèves de neuvième et dixième année aux États-Unis apprennent l'optique et la sélection naturelle, mais les deux sujets sont généralement traités isolément, " dit Dominique, qui a été l'un des co-auteurs. "Le tarsier est un moyen efficace d'unifier les deux concepts. Vous devez comprendre les principes optiques pour comprendre pourquoi la sélection naturelle favoriserait des yeux si énormes chez un si petit prédateur."
Un étudiant-utilisateur expérimente les lunettes Tarsier lors d'une évaluation formelle. L'élève se tient devant une projection de l'expérience interne que ses camarades peuvent visualiser. Crédit :Dustin Meltzer, Académie de l'Union Kimball.
A Dartmouth, Gochman s'est concentré sur l'anthropologie biologique et la conception centrée sur l'humain, et ce projet était l'une des façons dont il a appliqué ces intérêts de recherche. "J'ai réalisé que l'apprentissage de la sélection naturelle par la plupart des étudiants se limitait à des diagrammes, diaporamas et modèles, " dit Gochman, qui a été l'auteur principal de l'étude. "La réalité virtuelle offre une expérience immersive pour comprendre certaines des propriétés de la vision du tarsier, suite à ses adaptations. Tarsier Goggles est un outil d'enseignement des sciences qui incite les étudiants à se familiariser avec des concepts scientifiques pratiques en physique, sciences perceptives et biologie, " il ajoute.
Dans le cadre de l'étude, Gochman a fait la démonstration des lunettes Tarsier lors de deux événements sur le campus à Dartmouth, une réunion de la société anthropologique et à une classe d'élèves de sixième année visitant le Vermont Institute of Natural Science à Quechee, Vt. Il a également démontré la technologie aux élèves du secondaire à la Kimball Union Academy à Meriden, N.H., où les étudiants des cours de sciences et d'anthropologie ont regardé une brève vidéo sur le comportement de recherche de nourriture des tarsiers, suivie de la possibilité d'essayer cette technologie de réalité virtuelle pendant cinq minutes chacun. Les étudiants ont ensuite rempli un bref post-sondage avec des questions ouvertes, qui faisait partie de l'évaluation formelle de Gochman de l'outil de réalité virtuelle.
"Le projet Tarsier Goggles a engagé mes élèves dans une expérience d'apprentissage, qui n'aurait pu être atteint par un autre moyen, " explique Marilyn Morano Lord '95, MALS '97, professeur d'anthropologie et d'histoire du monde à la Kimball Union Academy, qui a également été l'un des co-auteurs de l'article.
Les lunettes Tarsier ont été construites dans Unity3D avec SteamVR pour le HTC VivePro, et a été codé en C#. La boîte à outils de réalité virtuelle a été utilisée pour créer des fonctionnalités telles que la téléportation. Pour de nombreux effets visuels, La pile de post-traitement intégrée de Unity a été utilisée, et les actifs ont été construits à Maya. Tous les atouts visuels et l'expérience ont été codés à partir de zéro par l'équipe DALI sur la base de la collaboration du laboratoire, approche de conception centrée sur l'humain.
Tarsier Goggles illustre les possibilités d'application de la réalité virtuelle à l'enseignement des sciences en offrant aux élèves une expérience amusante, façon interactive d'explorer des concepts complexes.
