La realtà mista a supporto dell'apprendimento da remoto mediante lo strumento Microsoft HoloLens 2

Come introdotto in precedenza, l’utilizzo della tecnologia in ambito didattico diventa un importante supporto per migliorare la qualità delle esperienze pratiche, come quelle di laboratorio. Realtà aumentata, virtuale e mista rendono questo approccio ancora più immersivo, personalizzato ed interattivo, andando quasi a sostituire la presenza fisica, che può non essere più necessaria.

Realtà aumentata
La realtà aumentata (AR) è una tecnologia in continuo sviluppo che permette di sovrapporre il mondo digitale a quello reale “offline”, rendendo più coinvolgente l’esperienza dell’utente. Si crea così una nuova dimensione che arricchisce il mondo reale di stimoli e di nuove percezioni: gli oggetti fisici si combinano in tempo reale a quelli virtuali in un unico ambiente.
Le applicazioni della realtà aumentata sono molteplici e sono presenti in diversi settori: industria, edilizia, marketing, medicina, beni culturali, eventi sportivi o fashion.
Banalmente, le fotocamere dei nostri cellulari e tablet possono fungere da visori di realtà aumentata. Tutti ricordiamo quando, ancora adolescenti, ci siamo cimentati nell’utilizzo dell’applicazione Pokemon Go. Ad oggi, l’applicazione della realtà aumentata ha raggiunto obiettivi allora impensabili. Già dal 2018 il Museo delle Scienze di Trento Muse utilizza l’applicazione GO!Muse per permettere ai visitatori di visualizzare i fossili degli animali preistorici nel loro ambiente naturale. E’ necessario semplicemente inquadrare gli scheletri degli animali, presenti fisicamente nel museo, per vedere comparire su un dispositivo fornito dal museo il loro aspetto in vita e in movimento. Oltre ai dispositivi mobili esistono anche hardware più complessi, come i visori see-through, che permettono di vivere esperienze di realtà aumentata. Con questi è possibile vivere un’esperienza più completa e immersiva: i Google Glass commercializzati da Google nel 2012 ne sono un esempio.

Realtà virtuale
La realtà virtuale (VR) è un tipo di tecnologia atta a creare, da zero, la ricostruzione di un mondo interamente digitale: per questo motivo è quella che ha un grado di immersione più realistico. In questo caso sono richiesti dei visori specifici che coprono tutto il campo visivo per coinvolgere completamente l’utente, come HTC Vive o Oculus Rift, trasportandolo in una nuova dimensione che inganna i suoi sensi, al punto di creare un isolamento dalla realtà fisica. Questa è la principale differenza tra augmented reality e virtual reality: la prima aumenta e arricchisce il mondo attorno a noi, la seconda lo ricrea del tutto. La realtà virtuale è molto utile per lo svolgimento di numerose funzioni operative, sia a scopo di formazione (ambito aziendale, sanitario, artistico e persino militare) che ludico (video gaming). Per fare un esempio, questo tipo di realtà è da anni utilizzato dai soldati dell’Esercito Popolare di Liberazione cinese: è un metodo economico, efficiente e rapido per testare la prontezza dell’esercito e per migliorare la formazione dei militari. In questo modo si ricorre ad un campo di addestramento virtuale per le truppe, che possono cimentarsi in esperienze molto vicine a quelle reali senza richiedere sacrifici in termini di fatica, tempo e costi.

Realtà mista
Il termine “realtà mista” è stato coniato nel 1994 da Paul Milgram e Fumio Kishino nel documento “A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays” (“Tassonomia dei dispositivi di visualizzazione di realtà mista”), da loro redatto. In questo articolo scientifico Milgram e Kishino elaborano una vera e propria sequenza di realtà che definisce un “virtual continuum”, definito da realtà fisica, realtà aumentata, virtualità aumentata e realtà virtuale. Questa “continuità virtuale” pone agli estremi il mondo reale e quello virtuale:
• Real environment (ambiente reale);
• Augmented reality (realtà aumentata), già definita precedentemente;
• Augmented virtuality (virtualità aumentata), che cattura gli oggetti reali e li integra in un mondo virtuale;
• Virtual environment (realtà virtuale), anch’essa già definita.
La realtà mista è ciò che lega tra loro ogni elemento di questo “virtual continuum”, aumentando la percezione dell’utente e permettendo un’interazione continuo tra oggetti virtuali e ambiente reale.
La realtà mista (MR) rompe quindi le barriere tra realtà aumentata e realtà virtuale. È più immersiva della semplice AR ma non del tutto virtuale come la VR. Gli oggetti digitali che vengono inseriti nella dimensione dell’utente non sono più statici, come lo erano nella realtà aumentata, ma diventano dinamici: tutto questo è possibile grazie alla continua interazione tra ambiente, computer e uomo. Quest’ultimo non viene tuttavia trasportato in un altro mondo, ma continua a vedere l’ambiente circostante ed è ora in grado di interagire con esso.
Oggigiorno l’applicazione della realtà mista è andata oltre i dispositivi di visualizzazione per includere input ambientale, audio spaziale e posizionamento negli spazi reali e virtuali.
Proprio negli ultimi anni la relazione tra input umano e quello del computer è stata oggetto di ricerca: nasce così quella che Microsoft definisce “interazione uomo- computer”, che avviene in molteplici modi come attraverso tastiere, tocco o voce. Tutto questo richiede un continuo miglioramento dei sensori attraverso i quali avviene questo input, che può essere definito anche ambientale in quanto acquisisce elementi come la posizione di una persona in un ambiente, le superfici, l’illuminazione, l’audio e il riconoscimento degli oggetti fisici. L’interazione tra computer, input umano e input ambientale genera esperienze di realtà mista. In questo modo, i confini del mondo fisico influenzano quelli del mondo digitale.

Esistono due tipi principali di dispositivi che offrono esperienze di realtà mista:
• Dispositivi olografici, che collocano contenuti digitali nel mondo reale come se questi fossero realmente presenti fisicamente; hanno un display trasparente che consente all’utente di visualizzare l’ambiente fisico mentre indossa il visore (dispositivi see-through);
• Dispositivi immersive, che nascondono il mondo reale e lo sostituiscono con un’esperienza digitale; hanno infatti un display opaco che blocca la vista dell’ambiente circostante.

Windows 10, dal 2015, offre una piattaforma di realtà mista chiamata Windows Mixed Reality per produttori e sviluppatori che lavorano dispositivi a realtà aumentata, virtuale e mista. Questa piattaforma è stata presentata insieme al suo device di rappresentanza, Microsoft HoloLens. Si tratta di un head-mounted display, cioè di un visore che viene indossato proprio come un caschetto, senza cavi. Nel 2019 è poi stato annunciato Microsoft HoloLens 2, che per le sue novità ha sostituito la versione precedente.