De tidiga stadierna av att lära ut skapande färdigheter, såsom digital tillverkning, involverar vanligtvis enkla övningar som laserskärning eller 3D-utskrift av grundläggande former och föremål. I vår hyperanslutna, hyperstimulerade värld kan denna inlärningsaktivitet kännas lite underväldigande – en känsla som orsakade Dishita Turakhia, en MIT Ph.D. student i elektroteknik och datavetenskap och en filial till Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL), för att ombilda inlärningspipelinen i jakten på att hålla eleverna intresserade, inspirerade och bemyndigade. Tillsammans med kollegor, inklusive MIT-professor Stefanie Mueller, har Turakhia sedan dess utvecklat ett nytt system för att lära ut datortillverkning som låter barn tillverka sina favoritkaraktärer direkt från digitala spel.

F:Vilka är några av sätten på vilka vi kan återuppfatta lärarskaparfärdigheter för små barn?

S:En av nyckelfaktorerna för att lära ut färdigheter till små barn är att hålla dem engagerade, intresserade och inspirerade. Så vi utmanade oss själva att ompröva hur digital tillverkning kan introduceras och läras ut till unga elever på ett lekfullt och roligt sätt.

Vi designade ett nytt tillvägagångssätt där vi kombinerade undervisning i tillverkning med att spela videospel. Barn spelar redan en myriad av videospel som har otaliga digitala objekt och karaktärer som spelarna engagerar sig i. Så vi tänkte för oss själva, tänk om barnen, när de spelar dessa spel och interagerar med de digitala objekten och karaktärerna, kan tillverka dem för att interagera med dem i den fysiska världen och lära sig tillverknings- och tillverkarfärdigheter på vägen?

Tänk på ett exempel där en ung elev spelar spelet "Pokémon Let's Go" och varje gång de fångar en ny Pokémon får de också tillverkningsfilerna för att göra en fysisk Pokémon att lägga till sin samlarobjekt. Eller föreställ dig när ett barn som spelar spelet "Legend of Zelda" skaffar ett av de mest sällsynta föremålen, Biggorons svärd, kan hon tillverka en fysisk version av det sällsynta svärdet och använda det som en spelkontroll. Nu kan dessa unga elever spela sina engagerande favoritspel och tillverka spelobjekt som de kan ha personliga kontakter med – samtidigt som de får kunskap om digital tillverkning, såsom verktygsinställningar och materialspecifikationer, längs vägen.

Att implementera denna vision om att lära ut tillverkning genom spel kommer dock med två huvudutmaningar. Den första utmaningen är att konvertera befintliga digitala spel till tillverkningsspel utan öppen tillgång till spelets källkod. Den andra utmaningen är att skapa tillverkningsfiler för de önskade spelobjekten utan tillgång till spelets arkiv eller tillgångsfiler. I vårt arbete tog vi oss an båda dessa utmaningar genom att använda datorseendealgoritmer för objektdetektering, segmentering och extrahering, och byggde en verktygslåda som heter FabO.

FabO-verktygslådan låter lärare välja viktiga ögonblick i befintliga spel – till exempel att fånga Pokémons eller skaffa Biggorons svärd – och tagga dem som tillverkningshändelser. När elever spelar dessa spel övervakar FabO deras spelande och söker efter de taggade tillverkningshändelserna. När de stöter på en tillverkningshändelse genererar FabO automatiskt tillverkningsfilerna för spelobjekten inom eventet och meddelar eleverna. Eleverna kan tillverka föremålen från deras personliga spel under eller efter deras spel.

Denna idé att designa tillverkningsspel för inlärning kan anpassa inlärningsupplevelsen för unga elever på ett engagerande och meningsfullt sätt genom att föra spelobjekt från deras spel till den fysiska världen.

F:Vilken nytta har det att expandera spelet tillbaka till den fysiska världen?

A:Det här är en bra fråga! När vi väl byggde vår FabO-verktygslåda fokuserade vår nästa forskningsundersökning på exakt denna fråga:Med tanke på möjligheten att föra in de digitala objekten i den fysiska världen, på vilka sätt kunde upplevelsen av båda – lärande och spel – utökas?

För att ta itu med denna fråga genomförde vi en explorativ studie där vi bjöd in deltagarna att använda FabO och konvertera befintliga videospel efter eget val till tillverkningsspel. Vi analyserade sedan egenskaperna hos 47 tillverkade föremål från 33 olika spel som deltagarna valde att modifiera till tillverkningsspel med hjälp av FabO. Vår analys visade att denna idé inte bara tillät oss att slå samman de två världarna av virtuellt spelande och påtaglig interaktion genom tillverkade föremål utan också tillät skapandet av föremål som eleverna har personliga associationer och betydelser kopplade till. Med andra ord, den här idén gjorde det möjligt för varje elev att ta med objekt som är unika för deras virtuella spelupplevelse till den påtagliga världen, något som en tidsstämpel för deras spelrörelse.

Denna personalisering gav en möjlighet att lägga till ytterligare ett lager av personligt berättande till sin inlärningsupplevelse. Till exempel skulle flera elever som spelar spelet "PokémonLet'sGo" lära sig samma färdigheter för digital tillverkning, men varje tillverkat objekt är unikt baserat på deras spel!

Genom vår analys identifierade vi fem vanliga kategorier eller sätt på vilka eleverna fäste betydelser och personliga associationer till de föremål som tillverkats av deras spel – föremål för stolthet, föremål för kreativt självuttryck, föremål för resurser, föremål som är användbara för att utöka spelet till den fysiska världen och föremål för delad erfarenhet. Den sista kategorin av delad upplevelse är särskilt unik för spel för flera spelare där dessa objekt är associerade med de delade ögonblicken i spelet, som kollektiva vinster eller lagförluster. Så, i fallet med spel för flera spelare, fästs ytterligare en dimension av social anslutning och delad lärandeupplevelse till föremålen som tillverkas av deras delade spel.

F:Hur kunde du se ett system som FabO användas i Metaverse eller med Roblox?

S:Vi ser förstärkt verklighet som en naturlig förlängning av vår systemapplikation. Löftet för virtuella universum som Metaverse och Omniverse, särskilt AR-miljöerna [augmented reality], är att de kan stödja lärande genom den sömlösa sammansmältningen av den digitala och fysiska världen. Denna sömlösa integrering av det fysiska och det virtuella är särskilt spelförändrande (ordlek avsedd!) för att lära sig skapa färdigheter på grund av färdigheternas fysiska karaktär.

Med ett system som FabO kan upplevelsen av att spela och lära integreras ytterligare på ett uppslukande sätt. Så föreställ dig att en ung elev som spelar AR-spelet "PokémonGo" fångar en Pokémon i en virtuell värld och transporteras sedan till ett virtuellt tillverkningslabb för att träna på hur man använder de digitala tillverkningsverktygen, som laserskärare och 3D-skrivare, för att tillverka deras unika Pokémon. Once she completes her training, she can confidently fabricate the physical version of her Pokémon. This physical object can be brought back into the AR world for a more interactive gameplay experience—for example, during the Pokémon battles.

Furthermore, because FabO allows any user (such as an educator) to design the fabrication events for another user (such as a learner), this feature can be extended for several interesting social gaming experiences, especially for platforms like Roblox. For example, an educator could design co-making puzzles for her class of young learners where each learner fabricates their gameplay object, which is a piece of a larger puzzle that the entire class builds together.

Another scenario in which social gaming can have an interesting intersection with FabO is where users embed fabrication events for each other inside the same game. So even though players could be playing the same game, depending on whose "FabO version" they play, the fabrication events and objects could widely vary, and thus the experience of learning fabrication could be unique.

We therefore think that there are several exciting avenues in which applications for a system like FabO could be expanded and we are excited to pursue these directions in our research. + Utforska vidare

Sony, Lego to put $2 bn into Epic Games metaverse effort

Denna berättelse är återpublicerad med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.