En kvinne jevner gjennom beskyttelsesbriller innebygd i en stor svart hjelm. Skoglyder kommer fra forskjellige hjørner av rommet: En fugl som kvirrer her, en bris hvisker der. Hun beveger seg sakte rundt i rommet. På veggen blir en flat digital skog projisert slik at observatører kan få en grov ide om omgivelsene, men i hennes sinn øker denne undergraden ikke lenger et lite, trangt rom i et universitetslaboratorium. Takket være den svarte hjelmen går hun gjennom skogen.

I løpet av et minutt har hun gitt en joystick som ser ut og vibrerer som en motorsag, og hun blir bedt om å kutte ned et tre. Når hun fullfører oppgaven, føler hun den samme typen motstand hun kan føle seg hvis hun skjærer ned et ekte tre. Når hun forlater denne skogen og reentrerer den "virkelige" verden, kommer papirforbruket til å falle med 20 prosent, og hun vil vise en målbar preferanse for resirkulerte papirprodukter. Disse effektene vil fortsette i de neste ukene, og forskerne antar at det vil være et relativt permanent skifte.

Til sammenligning vil studenter som ser på en video om avskoging eller lese en artikkel om emnet, vise økt bevissthet om papiravfall gjennom den dagen - men de vil gå tilbake til sin baseline atferd innen uken.

Dyrking av miljøansvarlig oppførsel

Gitt det unlikelihood at hvert barn har en "wild" naturopplevelse, er forskere på jakt etter andre måter å dyrke miljøansvarlig oppførsel på. Den treskjærende studien er en av mange som Stanford University har gjennomført i sin Virtual Human Interaction Lab i løpet av de siste årene i et forsøk på å finne ut i hvilken grad en simulert opplevelse kan påvirke atferd. Og det er en del av en voksende forskningsgruppe som tyder på virtuelle erfaringer, kan gi en kraftig katalysator for ellers apatiske grupper for å begynne å bry seg om problemer og ta tiltak, blant annet om klimaendringer.

Det er viktig fordi mens tiden brukt i naturen har vist seg å være ganske gunstig for menneskers helse, om mennesker betaler tilbake favør har en tendens til å stole på typen naturopplevelser de har i sin ungdom. I en 2009 studie Publisert i tidsskriftet PLoS ONE, Forskere fra University of Pretoria i Sør-Afrika fant at mens folk som tilbrakte tid på vandring og backpacking, var mer villige til å støtte bevaringsarbeid et tiår eller mer senere, var de som hadde besøkt nasjonalparker eller brukt tid på å fiske som barn, mindre tilbøyelige til å gjøre noe som støtter miljøet.

An tidligere studie om forholdet mellom naturopplevelser og miljøvennlighet fant at mens de som hadde brukt sin ungdom i "vill" natur - definert som vandring eller leke i skogen - var mer sannsynlig å være miljøvernere som voksne, de som hadde blitt utsatt for "tamme" natur - definert som besøk til parker, plukke blomster, plante frø eller pleier å ha på hagen - var det ikke. Gitt det unlikelihood at hvert barn har en "wild" naturopplevelse, er forskere på jakt etter andre måter å dyrke miljøansvarlig oppførsel på.

Empowering studenter med en følelse av kontroll

Det siste arbeidet med virtuell virkelighet bygger på omtrent et halvt århundre av atferdsstudier som indikerer at menneskers vilje til å skifte adferd er direkte korrelert med vår følelse av kontroll.

Proponenter av virtuell virkelighet tror det kan bidra til å drive hjem virkningen av klimaendringer og få folk til å føle seg bemyndiget til å gjøre noe med det. Klimaendringer, som mange store miljøspørsmål, er et problem over hvilke få personer føler at de har en direkte innvirkning - på godt og vondt.

Som forskere Sun Joo (Grace) Ahn og Jeremy Bailenson skrev i en kommende papir i tidsskriftet Datamaskiner og menneskelig oppførsel, kan individuelle tiltak i mikroskala, som å unnlate å resirkulere papir eller støtte visse politikker, over tid bidra til negative miljømessige konsekvenser som avskoging, som igjen påvirker klimatrender over mange år. Men de lange tidsrammer og stor skala skaper en farlig kobling. Mens 97 prosent av fagfellevurderte klimavitenskapelige forskningsartikler som er publisert siden 1991, peker på menneskelige aktiviteter som en primær bidragsyter til klimaendringer, er det bare halvparten av amerikanerne se lenken.

Proponenter av virtuell virkelighet tror det kan bidra til å drive hjem virkningen av klimaendringer og få folk til å føle seg bemyndiget til å gjøre noe med det. "Når individer føler at deres oppførsel direkte påvirker miljøets velvære, er de mer sannsynlig å være bekymret for og aktivt omsorg for miljøet," skrev Ahn og Bailenson.

Bailenson, en kognitiv psykolog og grunnlegger av Stanfords Virtual Human Interaction Lab, ser spesiell verdi i den virtuelle virkeligheten knyttet til klimaendringer fordi den gir en kombinasjon av ekte opplevelse med ubegrensede muligheter: Hjernen behandler den virtuelle opplevelsen som ekte, men på Samtidig vet vi at alt er mulig i simuleringen.

"Man kan viscerally oppleve ulik futures og få førstehånds erfaring om konsekvensene av menneskelig atferd," sier Bailenson.

Lærerteknikk: Forbedret og Virtual Reality i Skoler

Forskere som arbeider med både virtuell og forstørret virkelighet - hvor mobilapper på smarttelefoner eller tabletter overlegger informasjon om virkeligheten - eksperimenterer i økende grad med disse teknologiene som læringsverktøy. Flere universiteter, inkludert Stanford, Harvard og MIT, styrer bruken av forstørret og virtuell virkelighet på mellom- og videregående skoler.

Og museer, som nyter mer fleksibilitet, opererer utenfor rammebetingelser og testresultater, har helhjertet tatt imot ideen. Vitenskapsmuseer og dyreparker på begge kyster bruker teknologien i utstillinger og distribuerer forstørrede virkelighetsapplikasjoner som besøkende kan bruke på sine telefoner eller på mobile mobilenheter for å lære mer om hva de ser.

"Forståelse av kompliserte problemer som klimaendringer krever et skift i perspektiv når det gjelder hvordan du er villig til å se problemet, sier Amy Kamarainen, meddirektør for Harvards EcoMOBILE og EcoMUVE prosjekter. "Vi prøver å gjøre det ved å nedsette barna i miljøer som har elementer som ligner på virkelige systemer, men er noe forenklet for å møte barna hvor de er. Vi legger dem i komplekse verdener, men gir dem verktøyene for å kunne pakke ut hva som skjer. "

EcoMUVE: Et virtuelt miljø med flere brukere

EcoMUVE, et virtuelt miljø for flere brukere, stasjonær datamaskin som har et simulert damøkosystem, ble utviklet av Harvard University for å lære studentene grunnleggende biologiske prosesser som fotosyntese og nedbrytning, samt systemer som tenker på komplekse miljøspørsmål. Harvard-teamet lanserte nylig EcoMOBILE, en tilsvarende augmented reality-app, som gjør det mulig for studenter å ta EcoMUVE-opplevelsen med seg, samle inn data ute i felten og "se" hva som skjer under overflaten og hva som skjedde i et økosystem tidligere .

EcoMUVE ble opprinnelig pilotert i skolene i Massachusetts og New York, men er nå tilgjengelig for nedlasting av hvilken som helst skole, og blir brukt over hele USA og i andre land også, inkludert India og Mexico. EcoMOBILE lanseres for tiden på skolene i Massachusetts og New York.

En håndfull av Massachusetts videregående skoler har også pilotert en MIT-utviklet utvidet reality app kalt Time Lapse 2100, som krever at brukerne stiller ulike retningslinjer som vil påvirke miljøet og deretter viser dem hva som ville skje hvis disse retningslinjene ble vedtatt. I høst vil Bay Area skoler bli pilotprøve Stanfords Coral Reef, et virtuelt virkelighetsspill hvor deltakerne blir et korall i et rev påvirket av syresyring. Alle tre universitetene jobber også med museer og vitenskapelige læringssentre for å distribuere teknologien i å lære opplevelser.

"Jeg ble først ikke solgt på ideen om forsterket virkelighet," sier kognitiv forsker Tina Grotzer, professor i Harvards utdannelsesskole og medforskerforsker for både EcoMUVE og EcoMobile-prosjektene. Grotzer brukte flere år som lærer selv før han dro til Harvard for å undersøke hvordan barna lærer, spesielt hvordan de lærer vitenskap. Grotzer sier at det var teknologiens potensial til å drive hjem miljøvitenskapelige leksjoner som vant henne over. "Med fysikk kan du gjøre et eksperiment, og barn kan se umiddelbart hva du snakker om. Med miljøvitenskap forsøkte vi å gjøre et nedbrytingseksperiment, men du satte forsøket opp og deretter 12 uker senere skjer noe. Da har barna helt mistet interessen. "

Det er fordi det er vanskelig for barna å forstå noe som de ikke umiddelbart kan se, forklarer Grotzer. Forbedret virkelighet gjør det mulig for lærere å utvide den visjonen, eller hvilke lærde kaller en oppmerksomhetsramme, og gjør usynlig mer håndgripelig. For eksempel tar lærere barn til en nærliggende dam og bruker EcoMOBILE til å vise dem hvordan byen dumpet søppel der 60 år siden, og nesten fylte inn det som i dag er en uberørt naturlig dam. Appen viser dem hvordan planter rundt dammen snu sollys til energi og avslører hva mikroskopisk dammen liv gjør under vannoverflaten. Den går også gjennom den virkelige samlingen av vannprøver, som det hjelper dem med å analysere.

"Jeg har merket sammen på disse feltturene og har sett hvordan teknologien faktisk fordyper dem mer i omgivelsene, i stedet for å distrahere dem," sier Grotzer.

Studentene bruker smarttelefoner til å ta bilder og notater, dokumentere hva de ser: klarheten i dammen vann, været, beskrivelser av deres prøver, ulike arter av insekter og fugler. Og de kan også lære i eget tempo.

"På en vanlig fottur, hvis en student hadde et spørsmål, måtte de forlate det øyeblikket som spurte spørsmålet og spør læreren, sier Grotzer. "Læreren ville legge til rette for behovene til 30-barna. På denne måten kan de finne svaret selv og holde seg i øyeblikket, være forlovet med det de ser på. "

Bli et stykke koraller i et surt hav

I Stanfords Coral Reef belyser studentene et høyt stykke lilla koraller utenfor Italia, nær Ischia. I løpet av en 14-minutters leksjon, blir de tatt gjennom opplevelsen av å være koraller i en vannkilde som er berørt av syresyring. I begynnelsen er det omkringliggende havet fylt med en overflod av sjøliv. Bølger rundt revet simuleres av gulvvibrasjoner og havlyder. En laboratorietekniker berører regelmessig deltakeren med en pinne i synkroniserte bevegelser for å falle sammen med det han ser som et fiskenett som rammer revet. Deretter surerer setter inn. Sjølivet begynner å dø av rundt. Reefet begynner å miste sin farge, som også korallstykket som deltakeren har legemliggjort.

Bailenson og hans team har testet simuleringen med studenter og vist at det resulterte i at elevene bryr seg mer om hva som skjer med korallrev. Teamet fulgte disse deltakerne i løpet av uker, sammenlignet med en gruppe som nettopp hadde sett en video om hvordan havsyring påvirker korallrevene, og fant endringen i holdningen katalysert av den virtuelle virkelighetsopplevelsen, varet lenger enn noen skift som ble rørt av videoen.

Smartphones for alle

Om skolene velger en forstørret virkelighetstabletter som fører elevene rundt på skolegården, peker på de biologiske prosessene på jobb i kompostbunken, eller en landskapsbasert smarttelefonapp (for eksempel EcoMOBILE eller Time Lapse 2100) for bruk på en ekskursjon, eller en desktop-opplevelse (slik som EcoMUVE) som kan brukes i skolens datalab, møter de bratte faner for både maskinvare og programvare.

Maskinvare for virtuelle virkelighet simuleringer forblir kostnad prohibitive for de fleste skoler, selv om kostnadene kommer ned: Virtuelle hodetelefoner som Oculus Rift koster nå forbrukerne $ 350. En skole kan potensielt kjøpe noen hodetelefoner til et virtuelt virkelighetsspill som fire studenter kan spille av gangen mens resten av klassen engasjerer seg med en forstørret virkelighetskomponent på skrivebord i nærheten.

Hvis virtuell og forstørret virkelighet skal ha en målbar innvirkning på hvordan fremtidige generasjoner forstår og nærmer seg klimaendringer, vil tilgang på tvers av alle sosioøkonomiske klasser være sentralt. Til tross for et økende utvalg av alternativer og fallende priser, ønsker skolene å bruke disse teknologiene i klasserommet står overfor en rekke utfordringer.

Hvis virtuell og utvidet virkelighet skal ha en målbar innvirkning på hvordan fremtidige generasjoner forstår og nærmer seg klimaendringer, vil tilgang på tvers av alle sosioøkonomiske klasser være nøkkelen. Kamarainen sier at i noen skoledistrikter med høyere inntekt kan elevene bruke sine egne enheter. I mange skolekretser rundt om i landet har imidlertid flertallet av elevene ikke smarttelefoner. Mobilselskapet Kajeet har begynt å løse dette problemet ved å tilby skolene datapakker som gir Wi-Fi med skolestyrt filtrering, slik at de kan sette tidsbegrensninger for bruk, slik at barna kan ta med skoleleverte nettbrett til skolearbeidet.

I skolene der Kamarainen jobber, gir Harvard smarttelefoner til studenter til bruk på ekskursjoner og betaler for Kajeets Wi-Fi og datatjeneste (to til tre cent per megabyte per enhet). Harvard-appene fungerer på både smarttelefoner og tabletter, så det er mulig at noen av tusenvis av amerikanske skoler som enten har kjøpt eller blitt tildelt tabletter de siste to årene, kunne registrere seg med Kajeet for å aktivere bruk av disse appene på og utenfor campus . Industrianalytikere anslår at amerikanske skoler vil kjøpe ytterligere 3.5 millioner nettbrett innen utgangen av 2014, og flere selskaper, inkludert Intel, AT&T, Fox og Qualcomm, har lansert ideelle ideer for å dele ut nettbrett i skolene.

Fremgang kan sees på den lange veien framover

Selv om selskaper som Kajeet lykkes med å gjøre maskinvare rimeligere for skolene, møter virtuelle og forsterkede virkelighetsutviklere fremdeles en lang vei for å se sine programmer allment vedtatt i utdanning. Logistiske utfordringer inkluderer sikring av finansiering for pilotforsøk, budsjettering av midler til kjøp av ny teknologi, treningspersonell og innkjøp av foreldre, lærere og administratorer.

"Det er sammenstøt hele tiden mellom virkeligheten av det som foregår i et klasserom og hvilke forskere som vil se skje i et klasserom," sier Paul Olson, en oppsøkende spesialist på Spill læringssamfunn, eller GLS, ved University of Wisconsin i Madison, som lærte syvende klasse i mer enn tre tiår. Han sa at mye av tiden hans er brukt til å forklare forskerne hva livet er som "i grøftene" og oppfordre lærerne til å eksperimentere med GLS-spill for å motivere de studentene som "virkelig ikke svarer på et foredrag eller et kapittel i en bok, men er over programmering noe. "

Det er her museer som inneholder disse teknologiene, kan fylle noen hull. "Et museum har frihet til å gå utenfor de stive retningslinjene og kravene som skolene holdes til," sier Dan Wempa, visepresident for eksterne saker til New York Hall of Science i Queens, som ser omtrent 1,200 studenter per dag på fotturer i skoleåret.

Museets siste utstilling, Connected Worlds, laget med innspill fra Kamarainen, vil fordype besøkende i en digital, interaktiv verden som viser hvordan deres handlinger påvirker miljøet. I en del av utstillingen legger besøkende vann til miljøet og en plante blomstrer. I en annen legger de for mye og forårsaker flom. Samlet sett utstiller utstillingen naturen raskt fremover for å hjelpe elevene til å se hvordan deres individuelle og felles handlinger gjør skade på eller opprettholder planter og dyreliv, rent vann og frisk luft.

"Studentene har en bakterie av å vite at vann er viktig, men de sier" jeg skjønte ikke at det er Det viktig, og jeg visste ikke at det jeg gjør over her påvirker noen måte der borte, "sier Wempa.

Foreldreproblemer

"Jeg er ikke opptatt av at barna mine blir nedsenket i denne typen teknologi," sier Megy Karydes, markedsrådgiver og mor til to (alder 7 og 9) i Chicago. "Vi begrenser veldig mye barnas elektronikkeksponering fordi jeg ikke vil ha dem avhengige. På den annen side skjønner jeg at de må være klar over hva som skjer i verden også. Jeg balanserer det, men hvis jeg måtte ta feil på siden av forsiktighet, vil jeg heller vi gå på tur enn å få dem til å stirre på en skjerm. "

Karydes 'bekymringer er vanlige blant foreldrene.

"Det er to måter foreldrene pleier å se på disse spillene, sier Eric Klopfer, som leder MITs Scheller-lærerutdanningsprogram, utviklet Time Lapse 2100 og har undersøkt bruken av forstørret virkelighet i utdanning siden 2009. "En er," Flott. Barnet mitt er ute, men han har fortsatt telefonen i hånden, "og den andre er at mobilenheten og spillet faktisk får barnet sitt utenfor."

Kamarainen og Grotzer har også hørt foreldrenes bekymringer om teknologi som forstyrrer barnaopplevelsen av naturen, og de har jobbet hardt for å designe spill som de føler å utfylle et forhold til naturen i stedet for å forringe det.

EcoMOBILE-piloten har medtatt rundt 1,000-studenter så langt, og Kamarainen sier at de konsekvent snakker om hvordan det forstørrede virkelighetsstykket hjelper dem til å se ting som skjer i deres lokalsamfunn som de aldri har lagt merke til før.

"De sier dette hjelper å åpne øynene deres om miljøet som er rundt dem," sier Kamarainen. "De er mer bevisste og bevisste på det, og de betaler nærmere oppmerksomheten til den naturlige verden."

Til slutt sier proponentene at disse spillene ikke bare utfyller og forbedrer elevers forhold til naturen, men også lærer dem hvordan de skal tenke systematisk og se sine egne roller i å skade eller forbedre deres verden.

"De yngre barna sier," Jeg kommer til å skape en verden! "Sier Wempa," og de eldre barna sier, "Jeg liker dette fordi det føltes som om jeg var i kontroll, og som barn har jeg aldri kontroll av noe som helst.' Det bærer over. De forstår at handlinger har konsekvenser og at de kan påvirke utfallet. "

Denne artikkelen ble også vist på Ensia

Om forfatteren

Amy Westervelt er miljøjournalist som bor i Truckee, California. En medstifter av rapporteringsprosjekt Klima konfidensielt, Amys arbeid har blitt publisert senest i Wall Street Journal, Fast Company, og Guardian UK.

Anbefalt bok:

10 Mindful Minutes: Gi våre barn - og oss selv - de sosiale og følelsesmessige ferdighetene til å redusere stress og angst for sunnere, lykkelige liv
av Goldie Hawn med Wendy Holden.

Praktisk, rettidig, relevant og inspirerende, 10 Mindful Minutes er Goldie Hawns gave til foreldre som vil hjelpe barna sine til å lære seg bedre og leve lykkeligere liv. Inspirert av det revolusjonerende MindUP-programmet (utviklet under Hawn Foundation), tilbyr boken enkel å forstå innsikt fra nåværende atferds-, psykologiske og nevrologiske studier for å vise hvordan våre tanker, følelser og handlinger - inkludert vår evne til å fokusere, administrere stress og lære-er alle utsøkt sammenkoblet. Goldie Hawn presenterer enkle og praktiske måter å utvikle oppmerksomhet på både barn og foreldre, og deler sine egne oppriktige erfaringer med utfordringene og glederne til foreldre.

Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon.