Föreställ dig att du bor i regnskogarna i Sydostasien, du är en primat i storleken av en halv liter med enorma ögon som är ungefär lika stora som din hjärna, och du ser lite ut som Gizmo från filmen, "Gremlins". Du är en tarsier – ett nattdjur vars gigantiska ögon ger dig exceptionell synkänslighet, möjliggör en rovdrift. En ny virtuell verklighetsprogramvara, Tarsier Goggles, utvecklad vid Dartmouth College, simulerar en tarsiers syn och illustrerar den adaptiva fördelen med detta djurs överdimensionerade ögon. Både den virtuella verkligheten och teamets resultat publicerade nyligen i Evolution:utbildning och uppsökande verksamhet finns tillgängliga gratis online.

Tarsier Goggles utvecklades av Samuel Gochman '18, medan han var student vid Dartmouth och Nathaniel J. Dominy, Charles Hansen professor i antropologi vid Dartmouth, som studerar utvecklingen av primaters sensoriska system, i samarbete med Dartmouth Applied Learning and Innovation (DALI) Lab, där elever designar och bygger teknik.

Gochman kontaktade DALI Lab med ett problem:hur kunde han förändra den mänskliga uppfattningen av vår värld genom att uppleva tarsiers unika okulära anpassningar. Genom en iterativ process, DALI-teamet utforskade olika designlösningar på vilka Gochman och teamet bestämde att en virtuell verklighetsupplevelse skulle vara bäst, eftersom det inte bara är uppslukande utan också kan användas som ett undervisningsverktyg i en klassrumsmiljö.

Programvaran med öppen åtkomst, Tarsier Goggles, har tre virtuella lärmiljöer— "Matrix, ""Labyrinth" och "Bornean Rainforest, "som simulerar hur en tarsiers syn skiljer sig från en människas när det gäller skärpa, färgseende och ljusstyrka. Bornean tarsiers har protanopia, en form av rödgrön färgblindhet. I den virtuella Bornean Rainforest, användare kan röra sig genom skogen, hoppar och klamrar sig fast vid träd i "ett mörker, labyrintliknande utrymme som är praktiskt taget ogenomskinligt under mänskliga visuella förhållanden men kan navigeras som en tarsier, demonstrerar fördelarna med tråkigare synkänslighet, " som beskrivs av författarna.

"De flesta elever i nionde och 10:e klass i USA lär sig om optik och naturligt urval, men de två ämnena behandlas vanligtvis isolerat, säger Dominy, som fungerade som en av medförfattarna. "Tarsier är ett effektivt sätt att förena båda begreppen. Du måste förstå optiska principer för att förstå varför naturligt urval skulle gynna sådana enorma ögon hos ett så litet rovdjur."

I Dartmouth, Gochman fokuserade på biologisk antropologi och människocentrerad design, och detta projekt var ett av sätten han tillämpade dessa forskningsintressen. "Jag insåg att de flesta elevers inlärning av naturligt urval var begränsad till diagram, bildspel och modeller, säger Gochman, som fungerade som huvudförfattare till studien. "Virtuell verklighet erbjuder en uppslukande upplevelse för att förstå några av egenskaperna hos tarsiers vision, som ett resultat av dess anpassningar. Tarsier Goggles är ett naturvetenskapligt utbildningsverktyg som engagerar elever i praktiska vetenskapliga koncept inom fysik, perceptuell vetenskap och biologi, " han lägger till.

Som en del av studien, Gochman demonstrerade Tarsier Goggles vid två evenemang på campus i Dartmouth, ett antropologiskt sällskapsmöte och till en klass av sjätteklassare som besökte Vermont Institute of Natural Science i Quechee, Vt. Han demonstrerade också tekniken för gymnasieelever på Kimball Union Academy i Meriden, N.H., där elever i naturvetenskap och antropologi tittade på en kort video om tarsiers födosöksbeteende följt av möjligheten att prova denna virtuella verklighetsteknik i fem minuter vardera. Eleverna genomförde sedan en kort efterundersökning med öppna frågor, som var en del av Gochmans formella bedömning av verktyget virtuell verklighet.

"Tarsier Goggles-projektet engagerade mina elever från första hand i en lärandeupplevelse, som inte kunde ha uppnåtts genom något annat medium, " förklarar Marilyn Morano Lord '95, MALS '97, lärare i antropologi och världshistorie vid Kimball Union Academy, som också fungerade som en av medförfattarna till tidningen.

Tarsier Goggles byggdes i Unity3D med SteamVR för HTC VivePro, och kodades i C#. Virtual Reality Toolkit användes för att skapa funktioner som teleportering. För många av de visuella effekterna, Unitys inbyggda efterbehandlingsstack användes, och tillgångarna byggdes i Maya. Alla visuella tillgångar och erfarenheter kodades från grunden av DALI-teamet baserat på labbets samarbete, människocentrerad designstrategi.

Tarsier Goggles illustrerar möjligheterna för hur virtuell verklighet kan tillämpas på naturvetenskaplig utbildning genom att ge eleverna en rolig, interaktivt sätt att utforska komplexa koncept.