Dall'immagine alla realtà virtuale
-
Upload
riva-giuseppe -
Category
Business
-
view
4.776 -
download
0
description
Transcript of Dall'immagine alla realtà virtuale
1Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Dall’immagine alla realtà virtuale
Prof. Giuseppe Riva
LICENT
Università Cattolica del Sacro Cuore
E-mail: [email protected]
http://www.neurovr.org http://www.cybertherapy.info
http://www.emergingcommunication.com
2Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Sommario
In questa lezione vedremo: Dalla percezione all’azione
L’evoluzione dell’immagine Corpo, azione e percezione
Che cos’è la realtà virtuale La realtà virtuale come tecnologia La realtà virtuale come interfaccia
La realtà virtuale in pratica Realtà virtuale come tecnologia esperienzale Realtà virtuale come tecnologia cognitiva
NeuroVR: Un software open-source per sperimentare la realtà virtuale in ambito psico-pedagogico
3Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
PARTE 1: Dalla Percezione all’Azione
4Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Dalla percezione all’azione (1)
Se analizziamo l’evoluzione degli strumenti di comunicazione negli ultimi 100 anni ci accorgiamo di due trend paralleli:
-La multisensorialità: dal visivo al multimediale
-La dinamicità: dall’immagine statica a quella in movimento
=> L’immagine si “incarna”
5Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Dalla percezione all’azione (2)
La logica di questo fenomeno è lo stretto legame tra azione epercezione:
“La percezione non è qualcosa che ci accade, fuori o dentro di noi, ma è qualcosa che facciamo” (Noe, p. 12)
La percezione e la consapevolezza percettiva dipendono dalle nostre capacita di azione e di pensiero
Noe, A., (2004), Action In perception. Cambridge,
MA: MIT Press
6Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Dalla percezione all’azione (3)
Il problema della costanza percettiva: vedendo una moneta rotolare sappiamo che è sempre la stessa anche se dal punto di vista percettivo le informazioni che ci arrivano sono diverse.
Secondo Noe (2004), la percezione è dipendente sia dall’oggetto, sia dalle capacità di movimento del soggetto percepiente.
7Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Dalla percezione all’azione (4)A partire da queste riflessioni si sono sviluppate
due aree di ricerca:
LA PSICOLOGIA COGNITIVA “CORPOREA/INCARNATA”
che considera la mente come il risultato di un fenomeno
distribuito, che risiede non solo nella testa, e descrive i processi
cognitivi come il risultato dall’interazione in tempo reale e diretta verso un obiettivo tra un
organismo e l’ambiente
LO STUDIO DELL’INTERAZIONE
CORPOREAche ha come principale
obiettivo l’uso della corporeità per facilitare l’interazione
uomo-computer, realizzando interfacce e metafore e oggetti fisici in grado di comprendere
le necessità dell’utente
8Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Psicologia Cognitiva Corporea (1)Embodied Cognition: considera i processi cognitivi come il risultato dall’interazione in tempo reale e diretta verso un obiettivo tra un organismo e l’ambiente.
Conoscenza (Clancey, 1997): capacità verso un’azione interattiva. Tale capacità viene attivata attraverso una sequenza di coordinazioni sensomotorie in atto, cioè mediante la concettualizzazione di un’intera sequenza comportamentale.
Per questo la conoscenza è necessariamente situata e incarnata: richiede un feedback esterno continuo per coordinare tra loro percezione e azione.
9Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Psicologia Cognitiva Corporea (2)Come è possibile tale processo?: Secondo la Teoria dello Schema Rappresentazionale Comune (Common Coding Theory) le rappresentazioni di eventi percepiti (percezioni) e di eventi da eseguire (azioni) sono basate sullo stesso codice di tipo motorio (Prinz, 1997; Knoblich, 2003).
Durante la pianificazione e l’osservazione di un’azione il soggetto attiva uno schema motorio collegato al contesto in cui si svolge o si svolgerà l’azione.
Questa teoria ha avuto recentemente una verifica empirica attraverso le ricerche di un gruppo di neurofisiologi di Parma coordinati dal Prof. Rizzolatti.
10Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Psicologia Cognitiva Corporea (3)Le ricerche di Rizzolatti hanno scoperto nella corteccia premotoria della scimmia e in seguito anche in quella dell’uomo, l’esistenza di due gruppi particolari di neuroni (bimodali – motori e percettivi):
•il primo gruppo di neuroni (F5ab-AIP) – chiamati neuroni “canonici” si attivano anche quando il soggetto guarda un oggetto a cui potrebbe essere rivolta la propria azione;
•il secondo gruppo di neuroni (F5c-PF) – chiamati neuroni “specchio” - si attivano invece quando il soggetto osserva un altro individuo che compie la stessa azione.
11Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Psicologia Cognitiva Corporea (4)Rizzolatti e Sinigaglia (2006) descrivono così tale processo:
Ma che cosa accade quando allunghiamo la mano verso la tazzina? Quale che sia la direzione del nostro sguardo, non appena la tazzina entra nei campi recettivi visivi pericutanei, la sua posizione è localizzata rispetto alla mano, all’avambraccio, ecc. Tale localizzazione anticipa il contatto cutaneo, sicché la mano non ha bisogno di toccare la tazzina per sapere dove questa si trova. Le basta essere sufficientemente vicina perché lo stimolo attivi i neuroni i cui campi percettivi visivi sono situati su di essa… La localizzazione visiva della tazzina dovrebbe consentire di attuare quei movimenti specifici del braccio che dirigono la mano verso di essa come se si trattasse di uno stimolo tattile, cioè senza richiedere nessuna trasformazione. (p. 59).
12Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Psicologia Cognitiva Corporea (5)In pratica, i neuroni canonici consentono una comprensione immediata delle opportunità di interazione che gli oggetti offrono a un soggetto percepiente (nel caso del manico della tazzina da caffé la possibilità di essere afferrato).
Mentre, i neuroni specchio permetterono una comprensione immediata delle intenzioni degli altri individui (l'intenzione ad esempio di portare la tazzina alla bocca per bere il caffé).
Il quadro che abbiamo appena descritto porta a supporre l’esistenza di un sistema simulativo basato sui schemi di tipo motorio che consente al soggetto di organizzare e comprendere l’azione
13Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
PARTE 2: Che cos’è la realtà virtuale
14Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
La realtà virtuale come tecnologia “incarnata”
Nella realtà virtuale il corpo diviene la principale interfaccia
con cui manipolare l’informazione disponibile
Nella storia dell’interazione uomo-computer è
identificabile un trend costante: rendere l’interazione con il computer il più possibile simile a quella che ciascuno di
noi ha all’interno di un ambiente reale
15Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Possiamo definire la realtà virtuale come un ambiente tridimensionale generato dal computer in cui il soggetto o i soggetti interagiscono tra loro e con l’ambiente come se fossero realmente al suo interno. Dal punto di vista tecnologico è possibile distinguere tra due tipi di realtà virtuale: quella immersiva e quella non immersiva.
Che cos’è la realtà virtuale?
16Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV Immersiva
La realtà virtuale è immersiva quando è in grado di creare un senso di assorbimento e «immersione» sensoriale nell’ambiente tridimensionale generato dal computer.
Questa sensazione viene generata mediante-un dispositivo di visualizzazione, normalmente un casco;- uno o più sensori di posizione (tracker)
17Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
I caschi
€4,000
€10,000€20,000
€800
€24,000
€1,200
18Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
I sensori di posizione
€1,800
€5,000
€1900€5,000 -15,000
19Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV non Immersiva
La realtà virtuale non immersiva sostituisce il casco con un normale monitor che, grazie a speciali occhiali, consente la visione tridimensionale.
In questo caso l’impressione dell’utente è quella di vedere il mondo tridimensionale creato dal computer attraverso una sorta di «finestra».
20Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Dalla Tecnologia all’esperienza
Analizzare la realtà virtuale partendo dalla tecnologia su cui è basata non consente però di comprendere totalmente le opportunità offerte da questo strumento.
la RV può essere infatti considerata una sofisticata interfaccia comunicativa, in cui l’utente sperimenta il senso di presenza.
per presenza si intende:
«… l’esserci (being there), cioè la sensazione di essere all’interno del mondo sintetico generato dal computer» (Steuer, 1990).
21Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
PARTE 3: La realtà virtuale tra tecnologia
ed esperienza
22Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV come tecnologia esperienziale (1)
La principale opportunità offerta dalla realtà virtuale è la possibilità di partecipare attivamente nella creazione e nello sviluppo della propria conoscenza:
l’apprendimento/cambiamento è legato allo «scoprire» e al «fare» in prima persona.
Come rileva Antinucci [1999], la realtà virtuale, permette di «conoscere il mondo» mediante un apprendimento di tipo senso-motorio, più naturale per l’essere umano, rispetto all’apprendimento di tipo simbolico-ricostruttivo, mediato dalla scrittura.
23Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Apprendimento sensomotorio (1)
La terapia sfrutta in maniera limitata la modalità di apprendimento «senso-motorio».
In questa:• non si opera sui simboli => ma sulla realtà;• non si opera all'interno della propria mente => ma all'esterno con la percezione e l'azione;• può richiedere più tempo => ma i contenuti appresi non vengono dimenticati
24Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Come funziona: • Si osservano fenomeni e comportamenti, • si interviene con la propria azione per modificarli, • si osservano gli effetti della propria azione, si riprova a intervenire, e così via.
Si ripetono tipicamente cicli di percezione e azione ciascuno operante sul risultato dell'altro: si prova e riprova. =>La conoscenza e il cambiamento emergono da questo «fare esperienza».
Apprendimento sensomotorio (2)
25Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV come tecnologia esperienziale (2)
In quest’ottica, la realtà virtuale può essere considerata una interfaccia «esperienziale», in cui la componente percettiva (visiva, tattile, cinestetica) si fonde con l’interattività:
Io conosco gli oggetti e/o le situazioni e imparo ad utilizzarli/controllarli attraverso l’esperienza diretta e in tempo reale delle mie reazioni (emozioni, pensieri, comportamenti) e delle loro in funzione delle mie azioni.
26Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Come abbiamo visto, secondo l’ “Embodied Cognition” (Cognizione Incarnata/Corporea). il corpo è il sistema di riferimento dei processi percettivi e cognitivi:
Tutto quanto siamo in grado di conoscere della realtà esterna non può essere conosciuto se non attraverso il nostro corpo che, mediante gli organi sensoriali, ci consente il rapporto con quanto è fuori di noi.
RV come tecnologia cognitiva (1)
27Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV come tecnologia cognitiva (2)La seconda opportunità offerta dalla realtà virtuale immersiva è quella di alterare in maniera diretta e rapida i processi cognitivi legati alla corporeità.
Diversi studi hanno mostrato la capacità della realtà virtuale immersiva di modificare in tempi rapidi il metabolismo cerebrale e la percezione corporea all’interno di terapie differenti: disturbi alimentari, distrazione dal dolore, disturbi sessuali maschili, ecc.
28Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
La realtà virtuale come strumento di distrazione dal dolore acuto produce una modificazione significativa nell’attività cerebrale. Non si ha un effetto simile utilizzando un videogioco.
Scientific American, April 2004
29Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV come tecnologia cognitiva (3)
La RV crea una dissonanza tra le informazioni che arrivano al sistema visivo (mi muovo) e quelle che arrivano al sistema vestibolare (sono fermo). =>“simulation sickness” effetto collaterale della RV.
Tale dissonanza costringe il nostro sistema cognitivo ad un processo di adattamento che provoca una modificazione dello schema corporeo. Tuttavia le modalità e gli effetti di tale cambiamento non sono ancora chiari.
30Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
Le aree applicativePatologia Dimensione
esperienzialeDimensione cognitiva
Protocolli disponibili
Trial clinici controllati
Disturbi d’ansia semplice
SI NO SI SI (>10)
Disturbi di panico SI NO SI SI (>2)
Disturbo post-traumatico da stress
SI NO NO SI (>3)
Distrazione dal dolore acuto
SI SI NO SI (>2)
Obesità e disturbi alimentari
SI SI SI SI (>5)
Disturbi sessuali SI SI NO SI (>3)
31Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
PARTE 4: Realtà virtuale per la teatralità
psico-pedagogica
32Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV e teatralità psicopedagogica (1)
La realtà virtuale, così come la teatralità classica include al suo interno sia la dimensione corporea/motoria sia quella simulativa:
•Da una parte il soggetto nell’ambiente virtuale agisce utilizzando attivamente il proprio corpo. •Dall’altra la realtà virtuale consente di riprodurre contesti e azioni dando all’utente la possibilità di agire come se fosse nell’ambiente reale.
Ciò suggerisce la possibilità di utilizzare la realtà virtuale per intervenire sui processi di concettualizzazione attraverso la simulazione.
33Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV e teatralità psicopedagogica (2)
E se volessi usare la realtà virtuale?
Problema: Pochi docenti/operatori hanno familiarità con l’uso del computer, e una frazione ancora minore dispone di conoscenze relative alle tecnologie di simulazione 3D. Soluzione: Sviluppare uno strumento che sia semplice da utilizzare e facilmente accessibile anche da utenti non esperti.
Problema: Per realizzare un ambiente virtuale ci sono solo due soluzioni: (a) modificare dei videogiochi del costo di 30/50 euro; (b) far costruire ad una media agency un software specifico con un costo di decine di migliaia di euro Soluzione: Sviluppare uno strumento che sia poco costoso e adattabile alle diverse esigenze degli operatori.
34Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV e teatralità psicopedagogica (3)
La soluzione che vi propongo:
Il software open source NeuroVR – http://www.neurovr.org
Il sofware NeuroVR consente di progettare, sviluppare e testare ambienti virtuali di contenuto e complessità variabile, interattivi e modificabili in tempo reale.
L’interfaccia utente di NeuroVR è totalmente grafica e non richiede la conoscenza di complessi linguaggi di programmazione.
Gli ambienti di NeuroVR possono essere creati o modificati attraverso semplici operazioni, consentendo di sviluppare e testare ambienti virtuali di elevato realismo grafico.
35Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV e teatralità psicopedagogica (4)
La soluzione che vi propongo:
Flessibilità d’uso e portabilità sono altre due caratteristiche distintive degli ambienti NeuroVR:
Essi possono essere utilizzati sia in modalità immersiva, ovvero attraverso l’uso di head-mounted display, joystick e sensori di head-tracking, sia in modalità non immersiva, con monitor o video proiettori.
Un’altra utile funzionalità della piattaforma NeuroVR concerne la possibilità di salvare gli ambienti precedentemente sviluppati, ed utilizzarli nuovamente come strutture di base per costruire nuovi ambienti.
36Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV e teatralità psicopedagogica (5)
NeuroVR: l’Editor
Utilizzando l’Editor di NeuroVR, gli stimoli per ogni dato scenario possono essere scelti da un ricco database di oggetti 2D e 3D, e possono essere facilmente posizionati in scenari virtuali pre-configurati, attraverso l’utilizzo di un’interfaccia basata su icone.
Oltre a oggetti statici, come fotografie e oggetti 3D, l’Editor di NeuroVR permette di inserire nella scena virtuale videoclip realizzati dall’utente.
37Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV e teatralità psicopedagogica (6)
NeuroVR: Il Player
Consente di navigare e di interagire con gli ambienti virtuali creati usando l’Editor. Per migliorare il realismo della scena simulata il Player consente:
•La rilevazione delle collisioni per il controllo dei movimenti, •Tecniche avanzate di illuminazione•L’utilizzo di filmati
Il Player può essere configurato per essere utilizzato con un casco virtuale, sia in modalità stereoscopica che monoscopica; è inoltre predisposta la compatibilità con sensori head-tracking (movimento della testa).
38Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
RV e teatralità psicopedagogica (7)
Prova Pratica
Come usare NeuroVR
Programma open source per la
creazione di ambienti virtuali senza
competenze tecniche
http://www.neurovr.org
39Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
PARTE 5: Per saperne di più
40Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
• Sulla RV, sulla presenza e i suoi effetti cognitivi:
Per saperne di più (1)
Riva, G. (2004), Psicologia dei nuovi media,
Bologna: Il Mulino
Morganti, F., Riva G. (2006),
Conoscenza, comunicazione e
tecnologia: Aspetti Cognitivi della RV,
Milano: LED
41Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
• Hanno parlato dei nostri relativi all’uso della RV per la modifica della percezione corporea:
• SCIENCE: Teletherapy for Eating Disorders, 26 October 2001, Volume 294, Number 5543, p.777
• JAMA: Fake worlds offer real medicine, 290 (10), 2107-2109, 22/29 Oct 2003
• Il National Institute of Health: Virtual Reality: opportunities for the NIH, Feb 2004.
• Le nostre ricerche, articoli, protocolli (solo in inglese) sono disponibili sul sito:
http://www.neurotiv.org
Per saperne di più (2)
42Valencia
25-26 March 2003Milano - UCSC21 Aprile 2007
Dall’immagine alla RVGiuseppe Riva
http://www.neurovr.org
• E’ disponibile il volume “Psicologia Clinica dell’obesità” di Enrico Molinari e Giuseppe Riva, Bollati Boringhieri, Torino.
• Il sito del volume – http://www.obesita.info consente di scaricare uno degli ambienti virtuali – il supermercato – utilizzato nella terapia con la RV.
Per saperne di più (3)