虚拟现实的杀手级应用,不在娱乐在教育?

根新未来

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· 8月16日

随着虚拟现实的到来,体验式学习将在未来成为常态。而教育也将一改现状,面貌全新。

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虚拟现实的杀手级应用,不在娱乐在教育?

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图片来源@视觉中国

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文 | 观察未来科技

当前,虚拟现实技术(VR)的蓬勃发展,正在改写过去的规则,虚拟现实技术让人们体验数字化生活,并把人们的感官传送到一个计算机生成的世界中。不过,目前,虚拟现实最为热闹的应用领域还是在人们所熟悉的娱乐游戏方面,但这并不影响其他具有潜力的应用的开发,尤其是在教育方面。

许多专家认为,教育可能是虚拟现实技术的杀手级应用领域。当然,更有可能的是,未来教育可能会结合虚拟现实和人工智能这两项重量级的技术。教育的未来,或许还将随着科技的介入而意义全新。

从娱乐到教育

与人工智能的发展非常类似,虚拟现实的概念从20世纪60年代开始也已经存在。

20世纪80年代,虚拟现实出现了第一个虚假的黎明,当时,最早的“面向消费者”的虚拟现实系统开始出现。1989年,在苹果手机问世之前,如果我们有25万美元的闲钱,就可以购买由“虚拟现实之父”杰伦·拉尼尔(JaronLanier)创办的VPL公司出品的EyePhone虚拟现实系统。

然而,受制于技术,为这个系统提供动力的电脑足有一个集体宿舍所用的冰箱那么大,而且与它配套的耳机也是既笨重又笨拙的,同时,它每秒只能产生5帧画面,比那个时代的电视的平均速度还要慢6倍。

到了20世纪90年代初,这种缺乏体验感的炒作就开始退潮了,虚拟现实被迫偃旗息鼓。不过,相关的基础技术并没有停止发展。于是,进入21世纪之后,随着日益强大的游戏引擎和人工智能图像绘制软件的融合,虚拟现实逐渐展现出其颠覆性的力量,虚拟现实的世界也开始对商业打开了大门。

大量虚拟现实初创企业涌现出来,收购、兼并事件此起彼伏。2012年,Facebook斥资20亿美元收购了虚拟现实公司OculusRift,引起巨大轰动。2015年,科技博客VentureBeat发布报告称,这个通常每年只有10家新企业进入的市场,突然间出现了234家。2017年,对三星公司来说是标志性的一年,该公司卖出了365万套耳机,吸引了足够多的眼球。从苹果、谷歌到思科和微软,所有科技巨头都似乎涌入了虚拟现实的行业。

不久之后,基于手机的虚拟现实得以出现,这也把虚拟现实的进入门槛一路降到了最低5美元。到2018年,第一批无线适配器、独立耳机和移动耳机上市。在分辨率方面,到2018年,谷歌和LG公司将每英寸像素数增加了一倍,刷新率也从VPL时代的每秒5帧提高到了超过每秒120帧。

大约在同一时间,这些系统开始瞄准更多的感官,而不再仅限于视觉。HEAR360的“全双耳”麦克风套件可以360度捕捉声音,这意味着沉浸式的听觉感受已经赶上了沉浸式的视觉效果。触觉虚拟现实也已经普及到普通大众,触觉手套、触觉防弹衣和触觉全身紧身衣都进入了消费市场。

到了今天,尤其是在元宇宙背景下,几经洗牌后,虚拟现实的企业数量依然在不断增加。根据2020年发布的《IDC全球增强与虚拟现实支出指南》,2020年全球AR/VR市场相关支出规模将达到188亿美元,较2019年同比增长约78.5%。

在虚拟现实技术发展的同时,基于虚拟现实技术的应用也开始受到越来越多的关注。其中,娱乐和游戏则是当前虚拟现实技术最为热门的应用。位于洛杉矶的“梦景”公司(Dreamscape)将触觉感应和沉浸式虚拟现实结合了起来,他们拥有的技术能让体验者享受到一种奇异的情调和感受,比如在深海中与蓝鲸同游,或者在外星动物园里抚摸动物。

现在,梦景公司已经与AMC影院展开了合作,未来,参与式观影或许还将取代大银幕大片成为暑期档最佳体验并且,搭配着人工智能的“情感意识”,不难想象,未来的娱乐所创造的环境将具有令人难以置信的交互性,而这就意味着,人们在娱乐内容生产方面的都将合并为一种体验。

学习需要体验感?

当然,娱乐和游戏并不是虚拟现实的尽头,更重要的是,虚拟现实的“沉浸感”还将在社会生活的其他方面发挥更重要的作用,比如教育——教育可能是虚拟现实技术的杀手级应用领域,而其原因正是虚拟现实的“体验感”。

实际上,关于体验的教育价值的讨论已经有上千的历史。一些思想家认为环境是学习的关键。比如,理性主义者认为,理性本身就足以解决问题;面对永恒不变的现实,经验主义者认为,对现实的认识必须来自感觉引起的观察——从体验的情境中获得。

美国教育家、哲学家约翰·杜威认为,思想的有效性应该受到人类体验的考验,因此他主张建立一种基于人类体验的教育形式。约翰·杜威认为:“学生不是一个白板。相反,他们的学习建立在以前的体验和知识不断增长的基础上:他在某个情境下学到的知识和技能方面的东西变成了一种理解工具,可以有效处理接下来的情境。只要生活和学习继续,这个过程就会继续下去。”

可以说,体验式学习的意义在于把实践置于全新情境之下——体验意味着接触并观察事实与事件。显然,学习发生在我们行动和思考的时候。并且,当学习有意识地把自我、人类学和现实世界结合起来时,体验式学习的效力就会大大增强。人们得以遵循一个持续的检查、测试和完善他们的知识的过程,而不是随意地进行。真正的结合才是最为重要的。

但这必须要有一条双向的道路,将课堂知识应用到生活的情境中,以及将现实世界的知识应用到课堂中。如果带有目的性地进行,人们会将层层的假设或者将影响其洞察自我的习惯剥离出来。在清晰的光线下,看到了自己的能力、现有的技能和知识、嗜好、成长的空间。因此,当人们在体验中更好地了解世界时,也将更加了解自己的思想。

事实上,体验式学习也是个性化教育中最复杂的人生引擎,因为体验的经历将是极其个性化的,是由独特情境所塑造的。遗憾的是,传统的教育模式并不能满足这种体验式学习的需求,或者说,并不能完全满足。而这,也就是今天虚拟现实技术大显身手的地方。

试想一下,我们今天要上一堂2030年的历史课,课程内容是古埃及的历史,包括法老、王后、墓碑等,涉及的全是最珍贵的古迹——最好的学习方式当然是身临现场的学习,但在物理世界显然是困难的。不管是路途的开销还是时间上的消耗,成本都是极高的。即便真的成行,由于许多埃及的古迹长年关闭维修,人们也很难进去一窥全貌。而虚拟现实则可以解决这些问题。

在真正的现实世界里,古埃及王后奈菲尔塔利(Nefertari)的安息之所坐落在“女王谷”(Valley of Queens),为了保护文物,这座陵墓已经对公众关闭了几十年。但是,在虚拟现实世界中,老师和学生们却可以自由自在地参观墓室、研究象形文字,甚至可以近距离查看她的石棺。

身临现场的教育

事实上,这一场景离我们并不遥远。

2018年,高保真公司的菲利普·罗斯代尔(Philip Rosedale)就已经带领他的团队完成了对这种精确的虚拟实地考察软件的编程。他们用3D激光精确地扫描了奈菲尔塔利坟墓的每一个角落,并拍摄了数千张墓室的高分辨率照片。随后,他们将一万多张照片拼接起来,将它内置于3D扫描的地图上。基于此,罗斯代尔创造了一个精确得惊人的虚拟坟墓。

随后,斯代尔走进了一个教室,让学生们戴上HTC Vive虚拟现实头盔。因为高保真公司提供了一个社交虚拟现实平台,它允许很多人在同一时间分享同一个虚拟空间,所以全班同学可以一起探索那个虚拟坟墓。而这个完全沉浸式的埃及“实地”旅行仅需要一堂课的时间对于“参加旅行”的这些孩子来说,这无疑是一次异常丰富的学习经历。

虚拟现实技术为教育带来的“体验感”远不止于此,斯坦福大学心理学家、虚拟现实先驱杰里米·拜伦逊在过去16年里一直在研究虚拟现实扩展同理心的能力。在研究过程中拜伦逊发现,虚拟现实可以迅速而显著地改变人们对从无家可归者到气候变化、再到种族偏见等事物的态度和相应的行为。

如果在虚拟现实中作为一名年长的无家可归的女性体验生存,你在虚拟现实世界中度过的时间会极大地提升你对无家可归者的同理心,而且这种同理心在你离开虚拟现实世界后依然会存在。科技不仅改变了我们在虚拟世界中的感受和行为,也改变了我们在现实世界中的感受和行为。也就是说,虚拟现实技术开启了一种完全不同的道德教育的可能性。

同理心并不是虚拟现实能够“训练”的唯一情感。在南加利福尼亚大学进行的一项研究中,心理学家斯基普·里佐(Skip Rizzo)运用虚拟现实技术在治疗士兵的创伤后应激障碍取得了极大的成功。其他一些科学家也已经将这种疗法扩展到了与焦虑症有关的所有领域。可以说,传统教育一直缺乏的“情感教育”,在虚拟现实技术下也有了解法

尽管这一切都已经是我们今天已经实现的成果,但科学家们对于未来的设想则更加大胆。除了教育可能是虚拟现实技术的杀手级应用领域,更有可能的是,未来教育可能会结合虚拟现实和人工智能这两项重量级的技术。

1995年,科幻作家尼尔·斯蒂芬森(Neal Stephenson)出版了小说《钻石时代》(The Diamond Age)。在小说中,纳米技术和人工智能已经成了日常生活的一部分,而教育则是通过一本书来实施的——《年轻女子启蒙画本》(Young Lady’s Illustrated Primer)。而这本启蒙书则是一个由人工智能驱动的、个人定制的学习伴侣。这本书可以以一种基于情境的胜的方式回答问题。它里面充满了传感器,可以监控学习者的精力和情绪状态,从而创造了一个丰富的学习环境。

二十多年过去,尼尔·斯蒂芬森也成了Magic Leap的首席未来学家,他利用增强现实技术——随着虚拟现实技术的发展,增强现实技术(AR)也在不断发展,推出了自己的启蒙绘本1.0版。由于内置了Magic Leap技术,这个绘本可以在读者周围的空间中投射出全息图。许多在2D屏幕上很难理解的概念,比如人体结构,在3D空间中则会变得生动起来——人们能够在带有导航的“手术室”里剥离任何皮肤或肌肉层。

随着虚拟现实的到来,体验式学习将在未来成为常态——体验式学习使蹒跚学步的婴儿解开语言和行走的秘密,使体育运动员完善跳投练习,使音乐家进修琶音,也使人类能学会独特思考的方法。而教育也将一改现状,面貌全新。(本文首发钛媒体APP)

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