Des chercheurs, étudiants et enseignants, comprenant, de gauche, Laura Shackelford, professeure d'anthropologie à l'U. of I.; politique éducative, le professeur d'organisation et de leadership David Huang; et l'étudiant diplômé en informatique Cameron Merrill ont créé l'archéologie virtuelle, un laboratoire de réalité virtuelle qui apporte une expérience approfondie de l'école de terrain archéologique sur le campus. Crédit :Fred Zwicky
Avant qu'ils ne puissent commencer sur leur site de terrain - une grotte géante parsemée de stalactites, stalagmites et artefacts humains—15 étudiants de premier cycle doivent comprendre comment utiliser leurs mains et leurs outils virtuels. Ils doivent aussi apprendre à se téléporter.
C'est ANTH 399, un cours conçu pour apporter l'expérience de l'école de terrain archéologique aux étudiants de premier cycle qui ne quittent jamais le campus. Conçu par des professeurs de l'Université de l'Illinois et des étudiants diplômés en informatique, le cours satisfait aux exigences de l'école de terrain pour ceux qui poursuivent un diplôme en archéologie à l'Illinois.
« L'école sur le terrain est une exigence de la plupart des programmes d'archéologie à travers le pays, " a déclaré Laura Shackelford, professeure d'anthropologie de l'Illinois, qui a dirigé le développement de la classe avec la politique éducative de l'U. of I., le professeur d'organisation et de leadership Wenhao David Huang et l'étudiant diplômé en informatique Cameron Merrill. « Mais se rendre sur le site d'une école de terrain peut coûter entre 500 $ et 5 $, 000."
Cette, et le fait que les expéditions traditionnelles des écoles sur le terrain sont souvent programmées pendant les pauses, rend difficile, voire impossible, la participation de nombreux étudiants, les coupant complètement de l'étude de l'archéologie.
"Cette classe permet à beaucoup plus d'étudiants d'obtenir une éducation ou d'explorer une carrière en archéologie, " a déclaré Shackelford. La classe est également accessible aux étudiants ayant des limitations physiques qui ne peuvent pas se rendre ou naviguer sur un site de terrain.
La grotte virtuelle est modelée en partie sur une vraie grotte qui a été fouillée dans les années 1930. Il contient à la fois des artefacts humains anciens et plus récents, le tout accessible aux étudiants qui creusent au bon endroit.
Les étudiants apprennent les techniques archéologiques nécessaires à toute fouille. Ils installent une grille de recherche sur le sol de la grotte et localisent et enregistrent systématiquement tous les artefacts qu'ils trouvent à la surface. Ils dessinent une carte avec tous les détails de la surface, puis décident où creuser. Ils prennent des photos de particularités ou de trouvailles. Ils creusent. Ils collectionnent des artefacts. Ils effectuent des analyses de laboratoire. Ils gardent une trace de leurs progrès dans un carnet de terrain.
Toutes ces tâches sont accomplies dans le monde virtuel.
Construire cette expérience archéologique virtuelle est un défi informatique et créatif, a déclaré Merrill, étudiant diplômé en informatique, le programmeur principal du projet. Cette classe est sa thèse de doctorat.
« Vous ne pouvez pas simplement importer des cours dans la réalité virtuelle et vous attendre à de bons résultats, " Merrill a déclaré. "Nous ne créons pas une visionneuse de modèle 3D pour regarder des artefacts ou pour visiter un site existant. Nous essayons de créer une expérience éducative immersive."
Les élèves ont besoin de sentir qu'ils sont réellement engagés dans l'excavation d'une grotte, il a dit. Il est également important pour eux d'utiliser des outils réalistes pour accomplir les tâches à accomplir.
Mais concevoir des outils virtuels pour une fouille archéologique est délicat, dit Merrill.
Cameron Merrill, étudiant diplômé en informatique et gestionnaire de projet, explore une expérience d'excavation de grotte virtuelle qu'il a aidé à créer. Crédit :Fred Zwicky
« Une grande partie du défi réside dans le compromis entre rendre quelque chose aussi réaliste que possible et rendre quelque chose plus accessible aux gens, " dit-il. Par exemple, les concepteurs ont créé un ruban à mesurer virtuel qui nécessite deux mains pour fonctionner. Mais lire de minuscules mesures dans le monde virtuel est problématique, ainsi, un écran contextuel montre à l'utilisateur la lecture sur la bande.
Le creusement virtuel était un autre défi.
« Nous avions besoin de simuler des saletés que les élèves peuvent modifier en temps réel, " a déclaré Merrill. "Mais simuler quelque chose comme le sol est très complexe en termes de calcul."
L'équipe a proposé une solution qui permet aux élèves d'extraire la saleté en morceaux qui reflètent la lumière de manière réaliste. La conception intègre également un retour haptique, afin que les élèves puissent "sentir" la solidité et la texture de la saleté lorsqu'ils entrent en contact.
L'équipe utilise les connaissances de la conception de jeux pour engager les étudiants, dit Shackelford.
« Nous leur donnons moins d'instructions et proposons plusieurs scénarios, " a-t-elle dit. " Et il est donc possible que différentes équipes d'étudiants expérimentent des choses différentes. "
Les élèves choisissent où creuser, qui influence les informations qu'ils recueillent ou qu'ils manquent, dit Shackelford. Et il y a des risques, trop. Creusez trop loin dans un mur et il pourrait s'effondrer.
Dans la première itération de la classe tenue l'année dernière, les étudiants ont donné aux concepteurs un retour immédiat sur la façon dont les outils fonctionnaient ou ne fonctionnaient pas, permettant à Merrill et à ses collègues de les peaufiner. Lui et ses collègues ont créé plus de 110 artefacts, dont beaucoup sont des versions virtuelles de reliques réelles dans les collections de l'université.
"Quand on veut qu'ils apprennent à faire des analyses et des tris céramiques, nous apporterons les vraies choses en classe et elles feront des allers-retours entre le monde réel et le monde virtuel, " a déclaré Shackelford.
Les élèves travaillent en binôme, à tour de rôle dans le monde virtuel pendant que leur partenaire les guide, suivre leurs progrès sur un écran d'ordinateur et les empêcher de se heurter à des objets du monde réel. Les fouilles conduisent à des travaux de laboratoire, qui se produit également dans le domaine virtuel, dit Shackelford.
"Il y a un laboratoire d'analyse faunique, il y a un labo sur l'analyse pollinique, " dit-elle. " Ils font du tri et de l'identification des céramiques. Ils font de la sériation, qui met les choses dans le bon ordre chronologique."
Ils apprennent aussi la stratigraphie, l'art de lire comment les couches de sol se sont déposées au fil du temps.
L'expérience de l'école sur le terrain commence à l'extérieur de la grotte avec un camping et un laboratoire en plein air où les étudiants effectuent certaines de leurs analyses virtuelles. Crédit :VArchéologie
"Le modèle et le moment de ce dépôt de sol nous en disent long sur la façon dont un site s'est formé, dit Shackelford.
L'équipe évalue l'efficacité du programme pour déterminer si les compétences acquises par les élèves sont équivalentes à celles acquises lors d'une fouille dans le monde réel. Dans la version précédente de la classe, à la fin du semestre, les professeurs ont emmené les étudiants sur un site de « fouille simulée » du monde réel près du campus. Ce site a permis aux élèves de creuser dans de la vraie terre, tester leurs compétences et leur compréhension acquises en réalité virtuelle.
"Nous avons découvert que beaucoup de choses frustrantes pour les étudiants dans le monde de la réalité virtuelle l'étaient tout autant dans le monde réel, " dit Shackelford. " Et avec un peu de pratique et d'autocorrection, ils ont pu faire tout ce que nous leur avons demandé."
Les chercheurs ont présenté VRchaeology à un public d'anthropologues lors de la réunion 2020 de la Society for Historical Archaeology à Boston. Shackelford est également professeur au Carle Illinois College of Medicine.
