Tudta-e?
...évente két alkalommal érdemes a légkondicionáló fertőtlenítését is elvégeztetni, mert a berendezések gomba- és baktérium- tenyészetekkel lehetnek tele, a készülék ezért ilyenkor fertőzött levegőt keringet a belső térben?

5. rész

Virtuális valóság a tudományban

Több évtizede az az általános nézet terjedt el, hogy a VR a jövőben csak egy szűk, speciális felhasználási területen fog elterjedni. Az elmúlt húsz év technikai fejlődése azonban rácáfolt erre a kijelentésre.

A virtuális valósággal kapcsolatban a tudományos és a polgári élet területein igazán fontos alkalmazások képzelhetők el. Az egyes tudományterületeken meglévő tudáskészletek elsajátítása egyre több energiát és időt emészt fel. A jelentős felfedezések megkövetelik azt, hogy a tudósok több különálló jelenséget egyszerre ismerjenek és felismerjék a közöttük rejlő összefüggéseket. A VR segítséget nyújthat a tudománnyal foglalkozó szakembereknek ahhoz, hogy viszonylag rövid idő alatt nagy mennyiségű tudásanyagot sajátítsanak el. Például egy csillagász hónapokat vagy éveket tölthetne el egy számítógép által generált kozmoszban, amelyben benne lenne a jelenlegi összes tudásunk a világegyetem működéséről. Gyakorlati módszerekkel - az idővel manipulálva - ellenőrizhetné az univerzumról létező hipotéziseinket, hamarabb felfedezhetné a régi törvényeknek a hibáit, és gyorsabban jöhetne rá új törvényszerűségekre. A VR rendszer azáltal, hogy érzéseket, színeket, formákat, hangokat teremt, hozzásegíti az emberi agyat ahhoz, hogy az összetett adatsorokban korábban rejtve maradt kapcsolatokat, párhuzamokat felfedezze, és gyorsabban, rugalmasabban legyen képes információkat rögzíteni, értelmezni és azokkal manipulálni.

A VR segíthetne abban, hogy a társadalomtudományok megfelelően tudják értelmezni és szabályozni a társadalomban zajló folyamatokat. A bonyolult társadalmi jelenségeket nagyon nehéz pontosan leírni, mivel a társadalmi törvényszerűségeket nem lehet matematikai képletekbe beszorítani. A számítógép segítségével különféle embercsoportokat lehetne virtualizálni, amelyek a szociál-pszichológusok számára megkönnyíthetnék a társas kölcsönhatások, a szociális interakciók, a csoportközi viszonyok és a csoportlélektan kialakulásának a megfigyelését. A felépített virtuális társadalmakban lehetőség nyílna arra, hogy folyamatosan teszteljék a különböző jogi, politikai, közgazdasági, szociológiai és pszichológiai elméletek működőképességét. Például egy új adófajta bevezetésénél először a virtuális szereplőket mozgató valóságos emberek reakcióit mérnék le, és ezután vetnék ki az adót a valóságos életben. A virtuális világban a valóságos társadalomban “lehorgonyzott” embereknek a gondolkodásmódja jelenne meg és a tényleges döntéseiket, reakcióikat láthatnánk egy-egy kérdéssel kapcsolatban. Most az történik, hogy a valódi életben kipróbálásra kerülő elméletek komoly társadalmi feszültségeket okoznak.

A Virtuális valóság tudományos alapjait az 1950-es valamint az 1960-as évek mesterséges intelligencia kutatásai határozták meg.
A VR jelenség igen sokoldalú a hagyományos természet- és társadalomtudományos területek szemszögéből nézve. Megközelítései széles választékát nyújtják a tudományos közösségek elképzeléseinek, a középpontba azonban csak néhány újabb tudományterület kap helyet.

A VR felhasználása a biológiában


Ma egyre többet foglalkozik a biológia tudománya a génsebészettel, hogy új, jobb és életképesebb fajokat hozzanak létre mind a növénytermesztésben, mind az állattenyésztésben. Nagyban megkönnyíti a biológusok munkáját, hogy a géneket a VR eszközeivel megfelelően tudják ábrázolni, és így tanulmányozhatják azokat. Ennek az eljárásnak az orvostudomány is nagy hasznát veszi a különböző vírusok és rendellenességek gyógyításában.

A VR az orvoslásban

A VR eszközökkel olyan háromdimenziós röntgensugarakat tudnak létrehozni, amelyek segítenek a sebészeknek a beavatkozások megtervezésében.
A technika lehetőséget teremt arra is, hogy egyes kórházakban folyó műtéteknél is segíthessenek olyan orvosok, akik több kilométerre vannak a műtét helyszínétől. A távsebészetnél és a diagnosztikus vizsgálatoknál lehet majd a VR-nek “óriási piaca”. A VR segített már olyan betegen, akinek örökletes betegség torzította el arcvonásait. A sebészi beavatkozásokat először a kibernetikus térben végezték el grafikus mérnökök segítségével, majd később a valóságban is végrehajtották ezeket a műtéteket, ahol a koponyasebészek és a plasztikai sebészek munkáját a számítógépes arctérképek segítették.
A VR továbbfejlesztésével az orvostanhallgatók és a gyakorló orvosok virtuális gyakorlatokon vehetnének részt, ahol virtuális emberi testeken végezhetnének műtéteket, és valódi betegeket csak akkor operálhatnának, amikor a VR szimulátorokon bebizonyították, hogy képesek rá.

A VR a kémiában


A VRML (Virtual Reality Modelling Language) nyelv 1995-ös megjelenése nagy változásokat hozott az Internetes modellezés világában. Nemcsak a virtualitása miatt, hiszen élethű modellek, kalandjátékok, “bejárható” házak korábban is léteztek. A VRML egyszerűsége miatt a „WWW” segítségével nagyon sok helyre eljuttatja egy bonyolult, nehezen elképzelhető és csak drága műszerekkel vagy költséges szoftverekkel megnézhető molekula modelljét.
Például a DNS kettős spiráljában egy VRML-néző szoftver segítségével bolyongani egészen más élmény, mint egy merev műanyagból és fémből készült modellt nézegetni. Az ismert geometriájú molekulák a VRML segítségével egyszerűen leírhatók és ábrázolhatók. A néző saját maga irányítja a látványt, így a néző a térszerkezet megértésében sokkal aktívabb, mintha egy animációt vagy videot nézne. A VRML-ben készített modell a térbeli idomok mellett szöveges magyarázatot is tartalmazhat, a VRML 2.0 specifikációja pedig a kémiai reakciók lefolyásának modellezését is lehetővé teszi animáció formájában. További előny, hogy a VRML formátumú anyagok megtekintése egyszerű, hiszen az újabb böngészők legtöbbször tartalmazzák a szükséges lejátszó programot. A legelterjedtebb ezek közül ma a Cosmo Player 2.0. A VRML segítségével akár egy egész virtuális laboratórium is felépíthető: bemutatható és elsajátítható különböző mérőműszerek és laboratóriumi eszközök szerkezete és működése.

VR a gyógyszervegyészetben

Vannak olyan gyógyszergyárak, amelyek a virtuális valósággal a gyógyszereknek az emberi testre gyakorolt hatását vizsgálják. Vegyészmérnökök a molekuláris vonzás és taszítás erőinek szimulálásával tapinthatóvá akarják tenni ezeket az erőket. A molekulák és a kémiai struktúrák háromdimenziós interaktív modelljeinek a megjelenítésével könnyebben el lehet majd dönteni azt, hogy alkalmasak-e a szervezetbe való beépülésre vagy sem. A kompatibilitás birtokában a kutatók kikerülhetik azokat a hibákat, amelyek nem segítik a vizsgálatok eredményességét.

A VR felhasználása a pszichológiában


A számítógéppel szimulált valóság - a cybervilág - jól alkalmazható egyes fóbiák gyógyításában.
A fejlett társadalmakban a klausztrofóbia és az agorafóbia gyakran előforduló betegség, ahol a betegek valamilyen vizuális élménytől rettegnek. A VR a pánikhelyzetek szimulálásával eszköze lehet a fóbiák gyógyításának, mivel a pácienseket szembesíteni tudja legsúlyosabb félelmük tárgyaival. (magas épületek, hidak, repülőgépek, stb.). A stresszt és más problémákat kiváltó környezetek kibertéri rekonstrukciója nem csak a fóbiák (magasságtól, zárt vagy nyitott terektől, repüléstől, pókoktól, rovaroktól vagy hüllőktől való irtózás), hanem a depresszió, a skizofrénia, a pánikbetegség, a kényszerbetegségek, a szexuális szindrómák és komplexusok kezelésére is alkalmas lehet. A pszichológusok a technológiát nem csak a pszichoterápiában a betegek szemléletének a megváltoztatására akarják felhasználni, hanem az emberi magatartás tanulmányozására is.
A következő nagyon fontos szempont a szimuláción túl a VR alkalmazásokban az, hogy a képek, amelyeket az ember szeme elé vetítenek, jelentős szerepet játszhatnak az agy stimulálásában.
Gondoljunk itt elsősorban azokra az egyszerű relaxációs készülékekre, amelyek speciálisan előre definiált fényimpulzusokat a szemünkre vetítve, valamint megfelelő hangeffektusok generálásával képesek az agyat úgy stimulálni, hogy azzal fokozzák annak tanulási képességeit vagy éppen intenzív pihentetését teszik lehetővé.

A VR szerepe az űrkutatásban és a hadiiparban


Az űrrepülőgépek személyzetét ma már speciális VR rendszerrel készítik fel az űrutazásokra. Az űrhajósok a földi gyakorlatok során VR öltözékben űrsétákat tesznek és begyakorolják a napelemtáblák, a korrekciós lencsék, stb. felszerelését a világűrben. A VR katonai eredeténél fogva könnyen válhat az informatikai hadviselés eszközévé. A virtuális valóság fejlesztése szerepel a hadiipar kutatási programjai között. A VR egyfajta pótlétezéssel ruházza fel azokat a katonákat, akik számítógéppel szimulált csatákban vesznek részt. A szimulációs programok segítségével bárki kipróbálhatja magát a legveszélyesebb légi és szárazföldi gyakorlatokban emberi élet veszélyeztetése nélkül. Egy ilyen kiképzés új tapasztalatokat kínál a hadvezetőség számára a hadgyakorlatok költségeit és logisztikai nehézségeit kiküszöbölve. A hadiipar az új technológiákat elsősorban készség és intelligenciafejlesztésre akarja felhasználni.
A VR a tervezésben

A VR területén a számítógéppel segített tervezés és gyártás (CAD/CAM) ma az ipar talán egyik leggyorsabban fejlődő ágazata.
Amint az a CAD/CAM rendszerek nevében is benne van legfontosabb ismérvük, hogy a tervezési folyamat során az elkészítendő terméket egy számítógépes tervezőrendszer segítségével tervezik, rajzolják, illetve modellezik, ezért ennél a szakterületnél a háromdimenziós megjelenítés használata elengedhetetlen fontosságú.
Nagyon sok vállalat használja a VR eszközeit termékei megtervezésére, hiszen nagyon jól lehet vele szimulálni a különböző helyzeteket. Így például az autóiparban vagy a repülőgépgyártásban meg lehet határozni a légellenállás mértékét, amely segít abban, hogy könnyű áramvonalas járműveket készítsenek. Lehet különböző eseteket is produkálni, amik a valós életben előfordulhatnak, ennek segítségével meg lehet jósolni az egyes járművek gyengéit, ezáltal ezeket a hibákat ki lehet javítani. Például a svéd Volvo autógyár az általa gyártott személygépkocsik műszerfalának ütközésbiztonsági és ergonómiai kialakítását egy komplett VR rendszer segítségével tervezi és teszteli. Ilyen fejlesztőrendszereket használnak például a Boeing repülőgép-tervező, valamint a komplett repülőgépek aerodinamikai kivitelezésénél.
Azonban nem csak a járművek tervezésében, hanem például az épületek mechanikájának modellezésében is fel lehet használni, hasonlóképpen biztonságosabbá téve azt, mint a járművek esetében.
Sokszor előfordul az is, hogy komplex rendszereket tesztelnek a VR segítségével, mint például egy metróhálózat kiépítésénél történt.

VR az oktatásban

A virtuális valóság alkalmazása az oktatás területén már hosszabb ideje megfigyelhető.
A legelső VR alkalmazások is oktató céllal készültek, amelyet a hadsereg alkalmazott nem túl békés célokra. Az alkalmazási területek között a mai napig az oktató jellegű alkalmazások szerepelnek a legelső helyen.
Ma még ezek a VR berendezések és oktató programok elég költséges mivoltuk miatt az egyéb oktató módszerekkel szemben hátrányban vannak. A VR eszközei azonban rohamosan fejlődnek, ezért minden felhasználó igyekszik nem a költség oldalát tekinteni a módszer kiválasztásakor.

A VR oktatásbeli szerepe szorosan összefonódik a számítógépekével, mivel a mai számítógépek használata egyre egyszerűbbé válik, s a hétköznapi emberek részéről is minimális szellemi befektetést követel meg.

A VR alkalmazási lehetőségei az oktatásban
Ez a nem is olyan régen még ismeretlennek számító terület ma már meghatározó szerepet tölt be a fejlett képzési rendszerrel rendelkező országok oktatás politikájában. A szakképzés – akárcsak a számítógépek esetében – rendkívül gyors ütemben olvasztotta saját struktúrájába a VR-t, mint új képzési módszert és eszközt. Nem csoda ez, hiszen nincs olyan területe az oktatásnak, ahol ne lenne szükség a háromdimenziós megjelenítésre, korszerű szemléltetésre és magas fokú interaktivitásra. Megfigyelhető, hogy azokban az intézményekben, ahol már használnak ilyen eszközöket a tanulók képzésében, nagyon meg vannak elégedve a rendszer eredményességével és hatékonyságával.
A VR, szakképzésben betöltött szerepének megértéséhez tisztán kell látnunk alkalmazásának előnyeit és hátrányait. Az alábbi felsorolás ezt tartalmazza:

Előnyei:
- Háromdimenziós megjelenítés lehetősége, ami a szakképzés eszköz rendszerének oldaláról nézve szinte egyedülállónak mondható
- Több érzékszervre hat egyszerre (pl.: látás, hallás, tapintás, stb.)
- Gyakorlatilag csak az emberi képzelet által behatárolt, maximális szemléltető képesség
- A VR oktatással megoldható a tanuló figyelmének koncentrálása, fokuszálása, mivel a tanár által fontosnak ítélt témák kiemelhetők és a jelentéktelen tényezők tompíthatóak
- A tanuló számára aktív részvételt biztosít egy generált, kvázi valós világban, ahol a tanuló kénytelen állandó jelleggel kölcsönhatásban lenni környezetével
- Korlátlan ismétlési lehetőséget biztosít a számítógépes program újrafuttatása által akár a megváltoztatott paraméterekkel is
- Igen erős motiváló tényező, mivel a „valós” helyzetekben való szereplés mindig ember közelibb, még ha bonyolultabb is mintegy absztrakt feladat
- Gyorsabb az elsajátítási idő mivel egyszerre több érzékszervre hat
- Tartósabb a tudásanyag rögzülése a tanuló tudatában, mivel az új ismeret több oldalról kap megerősítést
- A tanulót önálló és kreatív döntéshozatalra készteti
- Hálózat kialakításával több tanuló egyszerre és egymást segítve végezheti a tanulási folyamatot elsajátítva a csoport munka sajátosságait
- Alkalmas összetett tesztek, önellenőrzés megvalósítására
- Biztonságosan lehet szimulálni vele különböző vészhelyzeteket, váratlan eseményeket, gyors beavatkozást igénylő katasztrófa helyzeteket, bonyolult és veszélyes szerkezetek és folyamatok működtetését
- Semmiképpen nem veszélyezteti az ember épségét

Hátrányai:
- Ma még meglehetősen magas áron juthatnak hozzá az iskolák a VR berendezésekhez
- Komolyabb rendszerek esetében nagy helyigény
- A megjelenítőkben alkalmazott LCD kijelzők gyakran gyenge minőségűek, ami leszűkítheti az alkalmazhatóság körét
- A komolyabb virtuális eszközök sok esetben rendkívül érzékenyek a különböző külső zavarokra
- Gyakori és nem átgondolt használata károsan hathat a tanulói személyiségre
- Gyenge koordinálás esetén a tanítási-tanulási folyamat módszereinek egyoldalúságához vezethet, ami csökkenti a tanuló alkalmazkodási képességét más módszerekkel szemben
- Az audio rendszer nem igazán készíthető fel a véletlen események hangjainak visszaadására, ezért ez a terület sokszor meglehetősen kidolgozatlan
- A megvásárolható VR programok sok esetben rendkívül specializáltak, így nehezen alkalmazható más területekre
- Az önálló fejlesztési lehetőségek nehézségei

A felsorolásból kitűnik, hogy a VR előnyei mellett még jelentős számú hátrány is szerepel, így nem csoda hogy a VR-en alapuló oktatás ma még több kérdést rejt, mint megoldást, de a kísérletek határozottan pozitív eredményekkel járnak.
A következő felsorolásban találjuk azokat a tanítási formákat, ahol a VR, mint módszer kiválóan alkalmazható:
- információközlés
- kondicionálás (cselekvés sorok elsajátítása)
- probléma feltevés- megoldás
- induktív tanulást segítő eszköz
- programozott oktatás
Nagy előny, hogy a VR, mint oktatási eszköz a szakképzési folyamat szinte bármely szakaszában bevezetésre kerülhet. Az egyes képzési szakaszok elvárásainak megfelelően más-más kiépítettséggel és fontossággal szerepelhet az oktatásban. A VR-re alapozott oktatási rendszer kialakításához elengedhetetlenül szükséges az egyes alkalmazási területek pontos meghatározása, mivel az anyagi helyzeten kívül ez határozza meg a kiválasztott VR rendszer kiépítettségének minimális szintjét. A VR rendszer kiépítettsége alapján az alábbi szinteket különböztetjük meg:
- Alap kiépítettségű VR rendszerek (pl.: számítógép, egyszerű térbeli megjelenítő, térbeli pozicionáló eszköz)
- A középfokú szakképzési intézményekben, mint hatékony szemléltető eszköz, vagy mint általánosan felhasználható oktató program.
- Felsőfokú képzési intézményekben, mint egyszerűbb tervező rendszerek, virtuális adatbankok, távkapcsolati és távvezérlési rendszerek, demonstrációs és szimulációs rendszerek, stb.
- Teljes kiépítettségű VR rendszerek (pl.: sisak, adatkesztyű, esetleges szenzoros ruha)
- Középfokú szakintézményekben, mint speciális célú szemléltető eszköz, betanító rendszer, munkavédelmi oktatógép, bonyolult tervező és folyamatszimuláló eszköz.
- Felsőfokú oktatásban, mint helyzet gyakorlatokat segítő eszköz, különleges berendezések használatára felkészítő szimulációs rendszerek, széles körben alkalmazható számon kérő és vizsgáztató eszköz.
- Felnőttek szakképzésénél, továbbképzésénél, mint gyorseszköz és célcentrikus betanító eszköz, valamint általánosan használható ismeretközlő és gyakoroltató eszköz.
- Pályaválasztási tanácsadó intézményekben, mint bemutató tesztelő berendezések, amely az érdeklődők számára a „valóságban” mutatja be az egyes szakmákat.
A kiépítettség mellett nagy hangsúlyt kell fektetni a megfelelően képzett oktatói gárda meglétére is. A VR sokoldalú és magas szintű képzettséget vár el az egyes oktatóktól, az alapos számítástechnikai, fizikai, matematikai és szakmai tudáson kívül igen magas pszichológiai és pedagógiai felkészültséggel is kell rendelkeznie a VR-t az oktatásban is alkalmazó tanárnak.
A bemutatott alkalmazásokon kívül számtalan felhasználási lehetősége kínálkozik a VR rendszereknek az oktatásban, de ezek ma még többnyire csak elméleti síkon léteznek.
ISSN 2334-6248 - Elektronikus folyóiratunk havonta jelenik meg. ©2017 Fókusz. Minden jog fenntartva!
Design by predd | Code by tibor