بلاگ

واقعیت مجازی (VR) یک تجربه شبیه‌سازی شده است که می‌تواند مشابه یا کاملاً متفاوت از دنیای واقعی باشد. کاربردهای واقعیت مجازی می‌تواند شامل سرگرمی (یعنی بازی‌های ویدئویی) و اهداف آموزشی (یعنی آموزش پزشکی یا نظامی) باشد. سایر انواع متمایز فن آوری سبک VR شامل واقعیت افزوده و واقعیت مختلط است.

در حال حاضر سیستم‌های واقعیت مجازی استاندارد از هدست واقعیت مجازی یا محیط‌های چند پیش بینی شده برای تولید تصاویر، صداها و دیگر احساسات واقع بینانه استفاده می‌کنند که حضور فیزیکی کاربر را در یک محیط مجازی شبیه‌سازی می‌کند. شخصی که از تجهیزات واقعیت مجازی استفاده می‌کند، قادر است دنیای مصنوعی را بگردد، در آن حرکت کند و با ویژگی‌ها یا موارد مجازی ارتباط برقرار کند. این افکت معمولاً توسط هدست‌های VR متشکل از یک صفحه نمایش مجهز به سر با صفحه نمایش کوچک در جلوی چشم‌ها ایجاد می‌شود، اما می‌توان از طریق اتاق‌هایی با طراحی خاص و دارای چندین صفحه بزرگ نیز ایجاد کرد. واقعیت مجازی به طور معمول شامل بازخورد شنوایی و ویدئویی است، اما ممکن است با استفاده از فن آوری هاپتیک انواع دیگر بازخورد حسی و نیرویی را نیز فراهم کند.

مقدمه

واژه‌شناسی

“مجازی” از اواسط دهه 1400 معنای “بودن چیزی را در ذات یا اثر دارد، گرچه واقعاً یا در واقع” نیست. اصطلاح “مجازی” از سال 1959 در معنای رایانه‌ای “از نظر جسمی موجود نیست بلکه توسط نرم‌افزار ظاهر می‌شود” استفاده شده است.

در سال 1938، آنتونین آرادو، نمایشنامه نویس آوانگارد فرانسوی، طبیعت توهمی شخصیت‌ها و اشیاء موجود در تئاتر را “La réalité virtuelle” در مجموعه مقالات، Le Thétrere و پسران، توصیف کرد. ترجمه انگلیسی این کتاب، که در سال 1958 با عنوان The Theater and Double آن منتشر شد، اولین استفاده منتشر شده از اصطلاح واقعیت مجازی است. اصطلاح “واقعیت مصنوعی”، ساخته شده توسط میرون کروگر، از دهه 1970 استفاده شده است. اصطلاح واقعیت مجازی برای اولین بار در یک زمینه علمی-تخیلی در جودا ماندالا، رمان سال 1982 توسط دیمین برودریک به کار رفت.

فرم‌ها و روش‌ها

روشی که با آن واقعیت مجازی قابل تحقق است واقعیت مجازی مبتنی بر شبیه‌سازی است. به عنوان مثال، شبیه سازهای رانندگی با پیش بینی حرکت وسایل نقلیه ناشی از ورودی راننده و تغذیه نشانه‌های مربوط به دید، حرکت و صوتی مربوط به راننده، به راننده سوار می‌شوند.

با واقعیت مجازی مبتنی بر تصویر آواتار، افراد می‌توانند به صورت فیلم واقعی و همچنین نماد به محیط مجازی بپیوندند. می‌توان در محیط مجازی توزیع شده سه بعدی به عنوان شکل یا نماد معمولی یا یک فیلم واقعی شرکت کرد. کاربر می‌تواند نوع مشارکت خود را بر اساس قابلیت سیستم انتخاب کند.

در واقعیت مجازی مبتنی بر پروژکتور، مدل‌سازی محیط واقعی نقش اساسی در برنامه‌های مختلف واقعیت مجازی مانند ناوبری روبات‌ها، مدل‌سازی ساخت و ساز و شبیه‌سازی هواپیما ایفا می‌کند. سیستم‌های واقعیت مجازی مبتنی بر تصویر در محبوبیت در گرافیک رایانه و انجمن‌های بینایی رایانه رواج داشته است. در تولید مدلهای واقع بینانه، ثبت دقیق داده‌های سه بعدی دستیابی ضروری است. معمولاً از یک دوربین برای مدل‌سازی اشیاء کوچک در مسافت کوتاه استفاده می‌شود.

واقعیت مجازی مبتنی بر دسک تاپ شامل نمایش یک دنیای مجازی سه بعدی بر روی صفحه نمایش دسک تاپ معمولی و بدون استفاده از تجهیزات تخصصی ردیابی موقعیتی است. بسیاری از بازی‌های ویدئویی مدرن اول شخص می‌توانند به عنوان نمونه با استفاده از محرک‌های مختلف، شخصیت‌های پاسخگو و سایر دستگاه‌های تعاملی استفاده شوند تا کاربر احساس کند که در یک دنیای مجازی قرار دارد. یک انتقاد رایج از این نوع غوطه وری این است که هیچ حس بینایی محیطی وجود ندارد، توانایی کاربر را برای دانستن آنچه در اطراف آن‌ها اتفاق می‌افتد محدود می‌کند.
یک تردمیل Omni که در یک کنوانسیون VR استفاده می‌شود.
یک نگهبان ملی میسوری به دنبال یک نمایشگر آموزش نصب VR با سر در Fort Leonard Wood در سال 2015 است

یک صفحه نمایش مجهز به سر (HMD) به طور کامل کاربر را در دنیای مجازی فرو می‌برد. یک هدست واقعیت مجازی به طور معمول شامل دو مانیتور کوچک با وضوح بالا OLED یا LCD است که تصاویر جداگانه‌ای را برای هر چشم در اختیار شما قرار می‌دهد تا یک دنیای مجازی سه بعدی، یک سیستم صوتی دو گوش، ردیابی سر و موقعیت چرخشی و چرخشی در زمان واقعی برای شش درجه حرکت فراهم کند. گزینه‌ها شامل کنترل حرکت با بازخورد هاپتیک برای تعامل جسمی در دنیای مجازی به شکلی بصری و کمبود انتزاع و یک تردمیل همه کاره برای آزادی بیشتر در حرکت بدنی است که به کاربر امکان می‌دهد حرکت حرکتی را از هر جهت انجام دهد.

واقعیت افزوده (AR) نوعی فناوری واقعیت مجازی است که آنچه کاربر در محیط واقعی خود می‌بیند را با محتوای دیجیتالی تولید شده توسط نرم‌افزار رایانه ترکیبی می‌کند. تصاویر اضافی تولید شده توسط نرم‌افزار با صحنه مجازی به طور معمول باعث می‌شوند که محیط واقعی به نوعی به نظر برسد. سیستمهای AR اطلاعات مجازی را از طریق یک دوربین مستقیم به هدست یا عینکهای هوشمند یا از طریق دستگاه تلفن همراه لایه می‌کنند و به کاربر امکان مشاهده تصاویر سه بعدی را می‌دهد.

واقعیت مختلط (MR) ادغام دنیای واقعی و دنیای مجازی برای تولید محیط و تجسمات جدید است که در آن اشیاء فیزیکی و دیجیتال با هم زندگی می‌کنند و در زمان واقعی تعامل دارند.

فضای مجازی گاهی اوقات به عنوان یک واقعیت مجازی شبکه‌ای تعریف می‌شود.

واقعیت شبیه‌سازی شده یک واقعیت مجازی فرضی به همان‌اندازه واقعیت واقعی همهجانبه است و این امر باعث می‌شود یک تجربه پیشرفته مادام العمر یا حتی ابدیت مجازی باشد.

تاریخچه واقعیت مجازی

منشأ دقیق واقعیت مجازی مورد اختلاف است، تا حدودی به دلیل چگونگی تدوین تعاریفی برای مفهوم وجود جایگزین دشوار است. توسعه چشم‌انداز در اروپای رنسانس، تصویری قانع کننده از فضاهایی ایجاد کرد که در آن، “ضرب جهان‌های مصنوعی” نامیده نمی‌شد. سایر عناصر واقعیت مجازی در اوایل دهه 1860 ظاهر شد. آنتونین آرادو این عقیده را داشت که توهم از واقعیت جدا نیست، و اظهار داشت که تماشاگران در یک نمایش باید کفر را متوقف کنند و درام را روی صحنه واقعیت تلقی کنند. اولین اشاراتی که به مفهوم مدرن‌تر واقعیت مجازی می‌شود از داستان‌های علمی تخیلی بود.

تکنولوژی

نرم افزار

زبان مدل‌سازی واقعیت مجازی (VRML) ، که برای اولین بار در سال 1994 معرفی شد، برای توسعه “دنیاهای مجازی” بدون وابستگی به هدفون در نظر گرفته شده بود. کنسرسیوم Web3D متعاقبا در سال 1997 برای توسعه استانداردهای صنعت برای گرافیک‌های سه بعدی مبتنی بر وب تأسیس شد. کنسرسیوم متعاقباً X3D را از چارچوب VRML به عنوان یک بایگانی، استاندارد منبع باز برای توزیع مبتنی بر وب محتوای VR توسعه داد. WebVR یک رابط تجربی برنامه نویسی نرم‌افزار JavaScript (API) است که پشتیبانی از دستگاه‌های مختلف واقعیت مجازی مانند HTC Vive، Oculus Rift، Google Cardboard یا OSVR را در یک مرورگر وب فراهم می‌کند.

سخت افزار

نمایشگرهای هدست واقعیت مجازی مدرن مبتنی بر فناوری توسعه یافته برای تلفن‌های هوشمند از جمله: ژیروسکوپ و سنسور حرکت برای ردیابی موقعیت‌های سر، بدن و دست‌ها است. صفحه نمایش HD کوچک برای نمایشگرهای استریوسکوپی. پردازنده‌های کوچک، سبک و سریع کامپیوتر این مؤلفه‌ها منجر به مقرون به صرفه بودن نسبی برای توسعه دهندگان مستقل VR شدند و منجر به عرضه Oculus Rift Kickstarter در سال 2012 می‌شوند که اولین هدست VR مستقل توسعه یافته را ارائه می‌دهند.

تولید مستقل تصاویر و فیلم‌های VR در کنار توسعه دوربین‌های مقرون به صرفه مقرون به صرفه، همچنین به عنوان دوربین‌های 360 درجه یا دوربین‌های VR معروف است، که توانایی ضبط 360 عکاسی تعاملی را دارند، اگرچه با وضوح نسبتاً کم یا در قالب‌های کاملاً فشرده برای آنلاین. پخش 360 فیلم. در مقابل، فتوگرامتری بطور فزاینده‌ای برای ترکیب چندین عکس با وضوح بالا برای ایجاد اشیاء و محیط‌های سه بعدی تفصیلی در برنامه‌های VR استفاده می‌شود.

برای ایجاد احساس غوطه وری، دستگاه‌های خروجی ویژه‌ای برای نمایش جهان‌های مجازی مورد نیاز هستند. قالب‌های معروف شامل نمایشگرهای دارای سر نصب شده یا CAVE است. به‌منظور انتقال تصور فضایی، دو تصویر از دیدگاههای مختلف (طرح ریزی استریو) تولید و نمایش داده می‌شوند. فناوری‌های مختلفی وجود دارد که تصویر مربوطه را به چشم راست می‌رساند. بین فناوری‌های فعال (به عنوان مثال شیشه‌های کرکره) و فن آوری‌های غیرفعال (به عنوان مثال فیلترهای قطبی‌سازی یا Infitec) تمایز قائل شده است.

دستگاه‌های ورودی ویژه برای تعامل با دنیای مجازی مورد نیاز است. اینها شامل ماوس سه بعدی، دستکش سیمی، کنترل کننده حرکت و حسگرهای ردیابی نوری است. کنترل کننده‌ها معمولاً از سیستم ردیابی نوری (در درجه اول دوربین‌های مادون قرمز) برای مکان و ناوبری استفاده می‌کنند تا کاربر بدون سیم کشی بتواند آزادانه حرکت کند. برخی از دستگاه‌های ورودی بازخورد نیرویی را به دستان یا سایر قسمت‌های بدن می‌دهند تا انسان بتواند خود را در دنیای سه بعدی از طریق هاپتیک و فن آوری سنسور به عنوان یک حس حسی بیشتر هدایت کند و شبیه سازی‌های واقع گرایانه را انجام دهد. این امر به بیننده این امکان را می‌دهد تا در منظره مصنوعی حس جهت گیری داشته باشد. بازخورد هاپتیک اضافی را می‌توان از تردمیل‌های همه کاره (با استفاده از آن‌ها پیاده روی در فضای مجازی توسط حرکات پیاده روی واقعی کنترل می‌شود) و دستکش و لباس لرزش دریافت کرد.

از دوربین‌های واقعیت مجازی می‌توان برای ایجاد عکس VR با استفاده از فیلم‌های پانوراما 360 درجه استفاده کرد. عکسهای دوربین 360 درجه می‌توانند با عناصر مجازی مخلوط شوند تا واقعیت و داستان را از طریق جلوه‌های ویژه ادغام کنند. [نیاز به استناد] دوربین‌های VR در قالب‌های مختلفی وجود دارند که تعداد لنزهای مختلف در دوربین نصب شده‌اند.

کاربردها

واقعیت مجازی بیشتر در برنامه‌های سرگرمی مانند بازی‌های ویدیویی و سینمای سه بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدست واقعیت مجازی مصرف کننده برای اولین بار توسط شرکت‌های بازی‌های ویدئویی در اوایل اواسط دهه 1990 منتشر شد. با شروع دهه‌های 2010، هدست‌های تجاری متصل به نسل بعدی توسط Oculus (Rift) ، HTC (Vive) و Sony (PlayStation VR) منتشر شدند و موج جدیدی از توسعه برنامه‌ها را ایجاد کردند. سینمای سه بعدی برای رویدادهای ورزشی، مستهجن، هنرهای زیبا، فیلم‌های موسیقی و فیلم‌های کوتاه استفاده شده است. از سال 2015، سرنشینان غلتکی و پارک‌های موضوعی واقعیت مجازی را در هم گنجانده‌اند تا جلوه‌های بصری را با بازخورد تبهکاری منطبق کنند.

کاربرد در علوم رفتاری

در علوم اجتماعی و روانشناسی، واقعیت مجازی ابزاری مقرون به صرفه برای مطالعه و تکثیر تعاملات در یک محیط کنترل شده ارائه می‌دهد. می‌تواند به عنوان نوعی مداخله درمانی مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال، مورد آزمایش قرار گرفتن در معرض واقعیت مجازی (VRET) ، نوعی از قرار گرفتن در معرض درمانی برای درمان اختلالات اضطرابی مانند اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) و فوبیا وجود دارد.

برنامه‌های واقعیت مجازی در فرآیندهای توانبخشی با افراد مسن که به بیماری آلزایمر مبتلا شده‌اند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این به این بیماران مسن فرصتی می‌دهد تا تجربیات واقعی را شبیه‌سازی کنند که به دلیل وضعیت فعلی قادر به تجربه نیستند. 17 مطالعه اخیر با کارآزمایی کنترل شده تصادفی نشان داده‌اند که برنامه‌های واقعیت مجازی در درمان نقص‌های شناختی با تشخیص‌های عصبی مؤثر هستند. از دست دادن تحرک در بیماران سالخورده می‌تواند منجر به احساس تنهایی و افسردگی شود. واقعیت مجازی می‌تواند در ایجاد پیری زندگی به دنیای خارج که آن‌ها به راحتی نمی‌توانند حرکت کنند کمک کند. واقعیت مجازی اجازه می‌دهد تا در معرض درمانی در محیط ایمن قرار بگیرد.

کاربرد در علوم پزشکی

در پزشکی، محیط‌های جراحی شبیه‌سازی شده VR برای اولین بار در دهه 1990 توسعه یافتند. تحت نظارت متخصصان، VR می‌تواند آموزش‌های مؤثر و قابل تکرار را با هزینه‌ای کم ارائه دهد، و به کارآموزان اجازه می‌دهد اشتباهات را هنگام وقوع تشخیص دهند و اصلاح کنند. واقعیت مجازی از دهه 2000 در توانبخشی جسمی مورد استفاده قرار گرفته است. علیرغم مطالعات متعدد انجام شده، شواهد کیفیت خوبی در مورد اثربخشی آن در مقایسه با سایر روشهای توانبخشی بدون تجهیزات پیشرفته و گران قیمت برای معالجه بیماری پارکینسون وجود ندارد. بررسی سال 2018 در مورد اثربخشی آینه درمانی توسط واقعیت مجازی و روباتیک برای هر نوع آسیب شناسی که به روش مشابه نتیجه گرفته شده است. مطالعه دیگری انجام شده است که پتانسیل VR را برای ترویج تقلید نشان می‌دهد و تفاوت بین افراد اختلال طیف عصبی و اوتیسم را در پاسخ آن‌ها به یک نماد دو بعدی نشان داد.

فناوری واقعیت مجازی غوطه ور با کنترل ردیابی میو الکتریک و حرکت ممکن است یک گزینه درمانی احتمالی برای درد اندام فانتوم مقاوم به درمان باشد.‌اندازه گیری مقیاس درد در نظر گرفته شد و یک محیط آشپزخانه تعاملی 3 بعدی بر اساس اصول آینه درمانی ایجاد شد تا امکان کنترل دست‌های مجازی در هنگام پوشیدن هدست VR با حرکت حرکت فراهم شود. یک جستجوی سیستماتیک در Pubmed و Embase برای تعیین نتایج بدست آمده در دو متاآنالیز انجام شد. متاآنالیز نتیجه قابل توجهی به نفع VRT برای تعادل نشان داد.
پزشکان نیروی دریایی ایالات متحده در سال 2010 یک شبیه ساز چتر نجات VR را در موسسه آموزش بقا نیروی دریایی نشان دادند VR می‌تواند فضاهای کاری واقعی را برای اهداف ایمنی و بهداشت شغلی، اهداف آموزشی و اهداف آموزشی در محیط کار شبیه‌سازی کند. این می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد تا محیط مجازی را در اختیار دانش آموزان قرار دهد که بتوانند مهارت‌های خود را بدون عواقب ناشی از عدم موفقیت در دنیای واقعی توسعه دهند.

آموزش‌های گوناگون و VR

در آموزش ابتدایی، آموزش آناتومی، نظامی، آموزش فضانوردی، شبیه ساز پرواز، آموزش ماینر مورد استفاده و مطالعه قرار گرفته است. طراحی معماری، [نیاز به استناد] آموزش رانندگان و بازرسی از پل. سیستم‌های مهندسی همهجانبه VR مهندسان را قادر می‌سازد قبل از در دسترس بودن نمونه‌های اولیه فیزیکی نمونه‌های اولیه مجازی را مشاهده کنند. ادعا شده است که تکمیل آموزش با محیط‌های آموزش مجازی می‌تواند راه‌های واقع گرایی را در آموزش‌های نظامی و مراقبت‌های بهداشتی با حداقل هزینه فراهم کند. همچنین ادعا شده است که با به حداقل رساندن مقدار مهمات صرف شده در دوره‌های آموزشی، هزینه‌های آموزش نظامی را کاهش می‌دهد.

کاربرد واقعیت مجازی در مهندسی

در زمینه مهندسی، VR هم برای مربیان مهندسی و هم برای دانشجویان بسیار مفید است. اثبات شده است که هزینه قبلی در بخش آموزشی که به دلیل کاهش هزینه‌های کلی بسیار قابل دسترسی‌تر است، ابزاری بسیار مفید برای آموزش مهندسین آینده است. مهمترین عنصر این توانایی دانش آموزان است که بتوانند با مدل‌های 3 بعدی که بر اساس امکانات دنیای واقعی پاسخ می‌دهند، در تعامل باشند. این ابزار آموزش اضافی غوطه وری را برای درک موضوعات پیچیده و امکان استفاده از آن‌ها فراهم می‌کند. همانطور که اشاره شد، معماری آینده Ets و مهندسان با داشتن توانایی ایجاد درک بین روابط مکانی و ارائه راه حل‌های مبتنی بر برنامه‌های آینده در دنیای واقعی، بسیار سود می‌برند.

اولین جهان مجازی هنری زیبا در دهه 1970 ایجاد شد.  با توسعه این فناوری، برنامه‌های هنری بیشتری در طول دهه 1990 تولید شد، از جمله فیلم‌های بلند. هنگامی که فناوری تجاری در دسترس گسترده‌تر شد، جشنواره‌های VR در اواسط سال 2010 شروع به ظهور کردند. اولین استفاده از VR در تنظیمات موزه از دهه 1990 آغاز شد و شاهد افزایش قابل توجهی در اواسط سال 2010 بود. علاوه بر این، موزه‌ها برخی از واقعیت‌های مجازی محتوای خود را در دسترس قرار داده‌اند.

بازار رو به رشد واقعیت مجازی یک فرصت و یک کانال جایگزین برای بازاریابی دیجیتال ارائه می‌دهد. این همچنین به عنوان یک بستر جدید برای تجارت الکترونیکی، به ویژه در تلاش برای خرداد کردن خرده فروشان سنتی “آجر و ملات” دیده می‌شود. با این حال، یک مطالعه در سال 2018 نشان داد که اکثر کالاها هنوز در فروشگاه‌های فیزیکی خریداری می‌شوند.

در مورد آموزش، استفاده از واقعیت مجازی نشان داده است که توانایی ارتقاء تفکر مرتبه بالاتر، ارتقاء علاقه و تعهد دانش آموزان، کسب دانش، ارتقاء عادات ذهنی و درک را دارند که عموماً در یک زمینه دانشگاهی مفید هستند.

نگرانی‌ها و چالش‌ها

سلامت و امنیت

در مورد واقعیت مجازی ملاحظات بهداشتی و ایمنی زیادی وجود دارد. تعدادی از علائم ناخواسته در اثر استفاده طولانی مدت از واقعیت مجازی ایجاد شده است و اینها ممکن است گسترش فناوری را کند کرده باشد. بیشتر سیستم های واقعیت مجازی با هشدار مصرف کننده همراه هستند ، از جمله: تشنج. مسائل مربوط به رشد در کودکان؛ هشدارهای سفر و سقوط و برخورد درد و ناراحتی؛ آسیب استرس تکراری؛ و تداخل با وسایل پزشکی.  برخی از کاربران ممکن است هنگام استفاده از هدفون VR دچار انشعاب، تشنج یا خاموشی شوند. حتی اگر سابقه صرع نداشته باشند و قبلاً هرگز خاموشی یا تشنج نداشته‌اند. از هر 4000 نفر یا 0/0٪ 0 ممکن است این علائم را تجربه کنند. از آنجا که این علائم در بین افراد زیر 20 سال بیشتر دیده می‌شود، به کودکان توصیه می‌گردد از استفاده از هدست‌های VR استفاده کنند. سایر مشکلات ممکن است در تعامل بدنی با محیط فرد ایجاد شود. مردم هنگام پوشیدن هدست‌های VR، مردم به سرعت از محیط واقعی خود آگاهی خود را از دست می‌دهند و ممکن است خود را با ترکیدن یا برخورد با اشیاء دنیای واقعی به خود آسیب رسانند.

هدفون‌های VR ممکن است به طور مرتب باعث خستگی چشم شوند، مانند تمام فن آوری‌های غربال شده، زیرا افراد تمایل دارند که هنگام تماشای صفحه نمایش، کمتر چشمک بزنند و باعث خشکی چشم آنها می‌شود. [96] نگرانی‌هایی در مورد هدست‌های VR در ایجاد میوپیا وجود داشته است، اما اگرچه هدست‌های VR نزدیک چشم می‌نشینند، اگر طول کانونی تصویر به اندازه کافی دور باشد، ممکن است لزوماً در نزدیک بینی نباشد.
بیماری واقعیت مجازی (همچنین به‌عنوان سایبرسنگی نیز شناخته می‌شود) وقتی رخ می‌دهد که قرار گرفتن در معرض شخص در یک محیط مجازی باعث ایجاد علائمی می‌شود که شبیه علائم بیماری حرکتی است. زنان از نظر علائم ناشی از هدست، به ترتیب در حدود 77 ٪ و 33 ٪، به طور قابل توجهی بیشتر از مردان مبتلا هستند. شایع‌ترین علائم آن ناراحتی عمومی، سردرد، آگاهی از معده، حالت تهوع، استفراغ، رنگ پریدگی، تعریق، خستگی، خواب آلودگی، بی‌نظمی و بی‌حالی است. به‌عنوان مثال، پسر مجازی نینتندو بخاطر تأثیرات جسمی منفی آن، از جمله “سرگیجه، حالت تهوع و سردرد” انتقادهای زیادی دریافت کرد. این علائم بیماری حرکتی ناشی از قطع ارتباط بین آنچه دیده می‌شود و بقیه بدن را درک می‌کنند.

هنگامی که سیستم دهلیزی، سیستم تعادل داخلی بدن، حرکتی را که از ورودی بصری از طریق چشم انتظار دارد تجربه نکند، کاربر ممکن است بیماری VR را تجربه کند. این امر همچنین می‌تواند در شرایطی اتفاق بیفتد که سیستم VR دارای نرخ فریم کافی نباشد یا بین عملکرد بدن و واکنش تصویری روی صفحه نمایش تأخیر وجود داشته باشد. از آنجا که تقریباً 25 تا 40 ٪ از افراد هنگام استفاده از دستگاه‌های VR نوعی بیماری VR را تجربه می‌کنند، شرکت‌ها به‌طور جدی به دنبال راه‌هایی برای کاهش بیماری VR هستند.

کودکان در واقعیت مجازی

رابطه بین واقعیت مجازی و کاربران زیر سن قانونی آن بحث برانگیز و غیر قابل توضیح است. در این میان، کودکان به طور فزاینده‌ای از VR آگاه می‌شوند، در ایالات متحده آمریکا تعداد این موارد هرگز نشنیده است که از پاییز 2016 (40٪) به بهار 2017 (19٪) نصف آن کاهش یابد.

والری کوندروک، مدیر عامل شرکت VR پلتفرم سفر VR Ascape می‌گوید، بارگیری برنامه‌ها در مارس 2020 نسبت به دسامبر 2019 60٪ افزایش یافته و در مقایسه با ژانویه 2020 دو برابر شده است. مرتبط با تعطیلات زمستانی و افرادی که وقت بیشتری را در خانه می‌گذرانند.

در اوایل سال 2016، هدست‌های واقعیت مجازی با پیشنهاداتی از قبیل Facebook (Oculus) ، HTC و Valve (Vive) مایکروسافت (HoloLens) و سونی (Morpheus) به صورت تجاری در دسترس قرار گرفتند. در زمان و تا به امروز، این مارک‌ها دستورالعمل‌های سنی مختلفی را برای کاربران دارند، به عنوان مثال 12+ یا 14+، این نشانگر سیاست کاملاً خود نظارتی است.

عوارض روی خردسالان

مطالعات نشان می‌دهد که کودکان خردسال، در مقایسه با بزرگسالان، ممکن است از نظر شناختی و رفتاری به VR همهجانبه به روش‌هایی که با بزرگسالان متفاوت است پاسخ دهند. VR کاربران را مستقیماً درون محتوای رسانه قرار می‌دهد؛ و به طور بالقوه این تجربه را برای کودکان بسیار زنده و واقعی می‌کند. به‌عنوان مثال، کودکان 6 تا 18 ساله سطح بالاتری از حضور و “واقعیت” یک محیط مجازی را در مقایسه با بزرگسالان 19-65 ساله گزارش دادند.

تاثیرات روی کودکان

مطالعات در مورد رفتار مصرف کننده VR یا تأثیر آن بر کودکان و یک کد رفتار اخلاقی با استفاده از افراد زیر سن، به‌خصوص با توجه به در دسترس بودن محتوای VR پورنو و خشونت آمیز، بخصوص مورد نیاز است. تحقیقات مرتبط در مورد خشونت در بازی‌های ویدئویی نشان می‌دهد که قرار گرفتن در معرض خشونت رسانه‌ای ممکن است بر نگرش، رفتار و حتی خودپنداره تأثیر بگذارد. خودپنداره یک شاخص کلیدی نگرش و تواناییهای مقابله‌ای، به ویژه در نوجوانان است. مطالعات اولیه انجام شده در مورد مشاهده در مقابل شرکت در بازی‌های VR خشونت آمیز نشان می‌دهد که برانگیختگی‌های فیزیولوژیکی و افکار پرخاشگرانه، اما نه احساس خصمانه، برای شرکت کنندگان بیشتر از ناظران بازی واقعیت مجازی است.

یک شمشیر دولبه

تجربه VR توسط کودکان ممکن است در عین حال که دنیای جسمی را تجربه می‌کند، همزمان باعث شود تا ایده دنیای مجازی را نیز در ذهن داشته باشید. استفاده بیش از حد از فناوری غوطه وری که دارای ویژگی‌های حسی بسیار برجسته‌ای است، ممکن است توانایی کودکان در حفظ قوانین دنیای جسمی را به خطر بیاندازد، به خصوص هنگام پوشیدن هدست VR که باعث از بین رفتن موقعیت اشیاء در دنیای جسمی می‌شود. Immersive VR می‌تواند تجارب چند حسی را در اختیار کاربران قرار دهد که واقعیت را تکرار می‌کند یا سناریوهایی را ایجاد می‌کند که در دنیای جسمی غیرممکن یا خطرناک هستند. مشاهدات 10 کودک که VR را برای اولین بار تجربه می‌کنند، نشان می‌دهد که بچه‌های 8-12 ساله با اطمینان بیشتر به کشف محتوای VR در شرایطی آشنا می‌پردازند، به‌عنوان مثال. کودکان بازی در زمینه آشپزخانه “شبیه ساز شغل” را دوست داشتند؛ و اینکه کودکان با مشغول انجام فعالیت‌هایی که مجاز به انجام آن‌ها نیستند از قبیل آتش زدن کارها، از شکستن قوانین لذت می‌بردند.

حریم خصوصی

ردیابی مداوم مورد نیاز همه سیستم‌های VR باعث می‌شود تا این فناوری به ویژه برای نظارت انبوه و آسیب پذیر در معرض خطر باشد. گسترش VR باعث افزایش پتانسیل و کاهش هزینه‌های گردآوری اطلاعات اقدامات، حرکات و پاسخ‌های شخصی می‌شود.

نگرانی‌های مفهومی و فلسفی

علاوه بر این، ملاحظات و پیامدهای مفهومی و فلسفی وجود دارد که با استفاده از واقعیت مجازی مرتبط است. آنچه عبارت “واقعیت مجازی” به معنی یا اشاره دارد می‌تواند مبهم باشد. Mychilo S. Cline در سال 2005 اظهار داشت که از طریق واقعیت مجازی، روشهایی برای تأثیرگذاری بر رفتار انسان، ارتباطات بین فردی و شناخت ایجاد می‌شود.

آموزش مجازی یا شکستن مرزهای محدودیت عنوان مقاله‌ای است که در همایش دانشگاه پیام نور در سال 1387 توسط محمدرضا شمشیرگر ارائه شده است.

چکیده

همزمان با پیشرفت صنعت فناوری ارتباطات و اطلاعات و استفاده‌های مختلف از کامپیوتر و شبکه اینترنت در مسائل علمی، آموزش مجازی نیز به عنوان یکی از محصولات این پیشرفت پدید آمده است. با اینکه از نظر دیدگاه سنتی آموزش مجازی جای سوال دارد، اما این سیستم آموزشی با توجه به نداشتن محدودیت‌های سیستم آموزش سنتی، بالاتر بودن کیفیت، راحت بودن فردی که به دنبال آموزش است و مسائلی دیگر نظیر هزینه کمتر و … توانسته است تا جای خود را در بازارهای جهانی به‌خوبی پیدا کند.

در مقاله آموزش مجازی یا شکستن مرزهای محدودیت، به بررسی پدیده آموزش الکترونیک، انواع مختلف آن و مزایای آن نسبت به دیگر سیستم‌های آموزشی پرداخته شده است.

تعریف آموزش مجازی

آموزش مجازی یا E-Learning نوعی از آموزش است که به واسطه استفاده از تکنولوژی رایانه صورت می‌پذیرد.
اگر بخواهیم تعریف جامع‌تری ارائه دهیم می‌توان گفت آموزش مجازی اصطلاحی است دربرگیرنده آموزش توسط یک دستگاه کامپیوتر، که معمولا به یک شبکه متصل است و به ما مجال آموزش در هر زمان و هر مکانی را می دهد.
بدون شک آموزش مجازی بی‌شباهت به انواع دیگر سیستم‌های آموزشی نیست، و به طور گسترده‌ای مورد قبول است که آموزش الکترونیک می‌تواند به معیارهای آموزشی کلاس درس (و حتی فراتر از آن) دسترسی پیدا کند.

تقسیم بندی از نظر نوع یادگیری

در سبک دیگر تقسیم بندی، آموزش مجازی را از نظر نوع یادگیری فرد به سه شیوه کلی سمعی، بصری و عملی تقسیم‌بندی می‌کنند که به صورت جزیی تر در قالب 5 آیتم زیر طبقه‌بندی می‌گردد :
1 – خواندن (بصری) 2 – شنیدن (سمعی) 3 – دیدن (بصری) 4 – صحبت کردن (صمعی) 5 – انجام دادن (عملی)
که از این بین، سه نوع اول انواع انفعالی یادگیری هستند و دو نوع آخر جز انواع فعال طبقه‌بندی می‌گردند.

بازار آموزش الکترونیک

در رابطه با بازار آموزش الکترونیک و سرعت گسترش آن مطالب بسیاری قابل ذکر است که در این مجال نمی گنجد. تنها می توان اشاره کرد که پیش شرط توسعه بازار آموزش الکترونیک، وجود زیر ساخت های آن یا در واقع توسعه فناوری های اینترنت و چندرسانه ای، پایه ای برای فراهم کردن آموزش الکترونیک می باشند،
هم اکنون ارزش بازار صنعت آموزش مجازی در حدود 38 بیلیون یورو بر طبق برآوردهای سنتی تخمین زده می شود، در سال 2006، نزدیک به سه و نیم میلیون دانشجو در دوره های آموزش آنلاین موسسات آموزش عالی در ایالات متحده شرکت کرده اند. (5)

مزایای استفاده از آموزش الکترونیک

امروزه می‌توان گفت آموزش‌های مجازی محدودیت‌های موجود در آموزش‌های سنتی (حضوری) را از میان برداشته است که از آن بین می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:

1 – آسودگی و قابلیت انتقال

در سیستم آموزشی سنتی، فرد فراگیر (دانشجو، دانش آموز یا …) همواره دغدغه رسیدن بر سر کلاس درس، هماهنگ شدن با سرعت کلاس و یادگیری دروس ارائه شده در زمان مشخص را دارد. اما در سیستم آموزش الکترونیک، دوره‌ها در برنامه زمان‌بندی فرد قابل دسترسی هستند. از سوی دیگر یکی از مهمترین ویژگی‌های آموزش آنلاین آن است که به حضور فیزیکی فرد نیازی ندارد.
دیگر آنکه آموزش بر مبنای سرعتی است که خود فرد بسته به شرایطی که می داند تعیین می‌کند (نه خیلی آهسته و نه خیلی سریع) همچنین مخاطب این دوره‌ها می‌تواند مواد درسی را به صورت آنلاین مطالعه کرده یا آن ها را دانلود کند و مطالعه را به وقت دیگری موکول نماید.

2 – هزینه و انتخاب

در سیستم آموزش سنتی، به علت محدودیت‌های مراکز، موسسات یا دانشگاه‌ها، انتخاب‌ها محدود به رشته‌های دایر در این محل‌هاست. در سیستم آموزش مجازی، انتخاب از میان طیف وسیعی از دوره‌هایی که مورد نیاز فرد هستند صورت می‌گیرد، و در صورتی که یک موسسه آموزش مجازی دوره هایی را ارائه نکند فرد به‌راحتی می‌تواند از دوره‌های موسسه دیگری استفاده نماید. چرا که در این مدل، محدودیتی در انتخاب نوع موسسه و محل آن وجود ندارد. مزیت دیگر آن است که فرد می تواند بسته به بودجه‌ای که برای آموزش خود در نظر گرفته، دوره آموزشی مورد نظر خود را انتخاب نماید.
همچنین در رابطه با بحث‌های مربوط به هزینه، بسیاری از هزینه‌هایی که در سیستم آموزش سنتی به فرد تحمیل می‌شود از میان می‌رود. از آن جمله می‌توان به حذف هزینه رفت و آمد، کاهش یا حذف هزینه‌های سربار مانند خوابگاه، غذا  همچنین هزینه نگهداری از کودکان برای والدینی که قصد تحصیل دارند، اشاره کرد.

3 – نداشتن محدودیت زمانی

یکی از عمده‌ترین مشکلات استفاده از سیستم‌های آموزشی سنتی محدودیت زمانی آن‌ها بود. از یک سو، دانشجو یا فراگیرنده می‌بایست خود را با ساعت و روز خاص تطبیق داده و در بسیاری موارد با توجه به درگیری به مشغله‌های دیگر این امر امکان پذیر نبود یا اگر می‌شد هزینه فرصتی بود برای از دست دادن ساعت مفید در جای دیگر. از سوی دیگر، ممکن بود در آن ساعت بازدهی ذهنی فراگیر بسیار پائین باشد. در هر حال باید پذیرفت که فرایند آموزش فرایندی است که نیاز به حضور ذهن و آمادگی روانی کامل مخاطب دارد و در غیر این صورت بازدهی نخواهد داشت، چرا که یک کار فیزیکی نیست که به هر صورت و با کیفیتی پائین‌تر انجام شود.
در بحث محدودیت زمانی نکته سومی نیز وجود دارد و آن دسترسی محدود به منابع است.
در سیستم آموزشی مجازی (یا الکترونیک) به جز ساعاتی که مخصوص گفتگوی آنلاین میان افراد با استاد مربوطه می‌باشد (که آن هم معمولا در ساعتی قرار می‌گیرد که برای کلیه افراد راحت‌تر باشد و لزوما نباید در ساعت اداری و درسی معمول باشد) برای انجام سایر امور آموزشی، دست کاربر باز است و می‌تواند هر هر زمان که حوصله دارد و از نظر هوشی آمادگی کافی را دارد به آن بپردازد. همچنین، منابع درسی همواره به صورت آنلاین و در اصطلاح 24 ساعت و 7 روز در هفته، در دسترس وی است.

4 – قابلیت انعطاف و تنوع

آموزش آنلاین مطابق با عملکرد و نیازهای فرد بر اساس سیستم دانشجو محور یا انتخاب استاد راهنما قابل انتخاب است. همچنین فرد می‌تواند از موارد درسی که در رابطه با آن‌ها اطلاع کافی دارد عبور کرده و تمرکز خود را بر روی موضوعات مورد علاقه جهت یادگیری بگذارد. همچنین انتخاب ابزاری که بهترین تناسب را با سبک یادگیری فرد دارد از جمله قابلیت‌های انعطاف پذیر بودن این سیستم آموزشی است.
همچنین به علت اینکه این سیستم ترکیبی از انواع سیستم‌های آموزشی است، می‌توان از مزایای هر یک همچون کلاس درس مجازی، شبیه‌سازی، مشارکت جمعی، انجمن‌های علمی پژوهشی و … بهره برد.

5 – افزایش کیفیت آموزشی

بر خلاف آنچه بعضی گمان می‌برند که در سیستم آموزش مجازی کیفیت آموزشی به علت عدم حضور شخص بر سر کلاس درس افت پیدا می‌کند، می‌توان با قاطعیت گفت کیفیت آموزشی در این سیستم به دلایل مختلف افزایش قابل توجهی دارد. بعضی از این موارد در عناوین قبلی توضیح داده شد، همچون اینکه فرد قادر است تا در زمانی که حداکثر آمادگی روحی و ذهنی را دارد به آموزش مشغول شود، به علت آنکه امکان تمرین و مرور چندباره هر درس وجود دارد نگهداشت مطالب در ذهن وی طولانی‌تر خواهد بود و فرد با توجه به توان خود (نه کمتر و نه بیشتر) می‌تواند یادگیری داشته باشد.

6 – ارزیابی آنلاین و افزایش مهارت‌ها

سیستم آموزش مجازی برای آن‌ها که چندان با تکنولوژی رایانه و اینترنت مانوس نیستند هراس‌آور است. برای بعضی نیز غیر قابل قبول. اما در هر حال یکی از مزیت‌های این سیستم آموزشی، افزایش مهارت‌های استفاده از رایانه و اینترنت برای مخاطبان است. اگرچه ممکن است در ابتدا سرعت افراد به علت عدم تسلط کامل اندکی کند باشد، اما به مرور زمان آن‌ها خود را با سیستم وفق داده و سرعت عملکرد آن‌ها نیز بالاتر می‌رود.
همچنین در سیستم آموزش الکترونیک، امکان ارزیابی افراد به صورت آنلاین وجود دارد. این قابلیت، خود سبب افزایش کیفیت بازخورد دادن به افراد جهت اصلاح سریع‌تر ضعف‌ها یا تقویت نقاط قوت آن‌ها می‌شود.

انواع شیوه‌های آموزش مجازی را می‌توان بر اساس امکانات و نوع تیپ آموزش در نظر گرفت. به صورت کلی، می‌توان آموزش‌های مجازی را به چهار دسته تقسیم‌بندی کرد.

نوع حضور انواع شیوه‌های آموزش مجازی

از لحاظ نوع حضور می‌تواند به صورت کاملاً آنلاین (بدون گردهمایی‌های چهره‌به‌چهره) و یا به صورت دوره‌های آموزشی مختلط (ترکیبی از روش‌های آنلاین و چهره‌به‌چهره) باشد.

زمان آموزش

از نظر زمانی، می‌تواند به‌صورت آموزش همزمان (حضور استاد و دانشجو به‌صورت همزمان در محیط مجازی) و یا به صورت غیرهمزمان (استفاده دانشجو از منابعی که همواره به صورت آنلاین در دسترس هستند) تقسیم‌بندی شود. متاسفانه یکی از اشتباهات رایج در آموزش مجازی کشور ما، آن است که آموزش مجازی را صرفاً بر اساس نوع اول می‌بینند و اصرار دارند که استاد و دانشجو همزمان بر سر کلاس حاضر شوند! حال آنکه یکی از مهمترین مزایای آموزش مجازی، علاوه بر در اختیار داشتن «مکان» دلخواه برای آموزش و اجبار نداشتن به حضور در یک مکان خاص، اختیار انتخاب «زمان» آموزش است.

هدایت یادگیری

از لحاظ نوع هدایت یادگیری، فرد می‌تواند از یک استاد مشاور یا راهنما به عنوان هدایتگر استفاده نماید یا سیستم به صورت کاملاً دانشجو محور باشد. حالت اول، مانند دوره آموزشی پایتون است؛ که در این دوره، علاوه بر آنکه دانشجو از محتوای آموزشی استفاده می‌کند، لازم است نسبت به حل تمرین اقدام کرده یا می‌تواند نسبت به طرح پرسش‌های خود اقدام نموده و پاسخ آن‌ها را از استاد دریافت نماید.

نوع دوم (دانشجو محور) مانند دوره آموزشی هوش مصنوعی است. در این دوره، دانشجو صرفاً مخاطب محتوای آموزشی است که تدوین شده است.

ابزار یادگیری

از لحاظ فنی، سیستم آموزش مجازی می‌تواند به‌صورت مبتنی بر وب (استفاده از شبکه اینترنت و یک وب سایت یا پورتال برای یادگیری) باشد یا به صورت مبتنی بر کامپیوتر (استفاده از سی‌دی رام و ابزار در اصطلاح آفلاین مانند نوار ویدئویی و صوتی برای یادگیری) طبقه‌بندی شود.

البته امروزه با توجه به اینکه تقریباً تمام مخاطبان به اینترنت دسترسی دارند، می‌توان این ابزار را به دو شیوه دیگر طبقه‌بندی کرد:

• یادگیری از طریق رایانه یا لپتاپ
• یادگیری از طریق گوشی‌های هوشمند

انواع آموزش مجازی از نظر ماهیت

1. آموزش آنلاین

آموزش آنلاین، رایج‌ترین نوع آموزش مجازی است. در این نوع آموزش، از ابزارهای آنلاین مانند وب‌سایت‌ها، پلتفرم‌های آموزش مجازی و نرم‌افزارهای ارتباطی برای ارائه آموزش استفاده می‌شود.

آموزش آنلاین می‌تواند به صورت زنده یا ضبط شده ارائه شود. در آموزش آنلاین زنده، مدرس و فراگیران در زمان واقعی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. در آموزش آنلاین ضبط شده، محتوای آموزشی از قبل ضبط شده و در اختیار فراگیران قرار می‌گیرد.

• مزایا:
  • دسترسی گسترده
  • صرفه‌جویی در زمان و هزینه
  • امکان یادگیری در هر زمان و مکان
• معایب:
  • نیاز به دسترسی به اینترنت
  • امکان انحراف از موضوع آموزش
  • عدم امکان تعامل مستقیم با مدرس

2. آموزش آفلاین

آموزش آفلاین، نوع دیگری از آموزش مجازی است که در آن، محتوای آموزشی به صورت فایل‌های دیجیتال در اختیار فراگیران قرار می‌گیرد. فراگیران می‌توانند در هر زمان و مکانی که هستند به این فایل‌ها دسترسی داشته باشند و به یادگیری بپردازند.

آموزش آفلاین می‌تواند به صورت متنی، تصویری، صوتی یا ویدیویی ارائه شود.

• مزایا:
  • نیاز به دسترسی به اینترنت ندارد
  • امکان تعامل مستقیم با مدرس
• معایب:
  • محدودیت در دسترسی به محتوای آموزشی
  • نیاز به صرف زمان و هزینه برای تهیه محتوای آموزشی

3. آموزش ترکیبی

آموزش ترکیبی، ترکیبی از آموزش آنلاین و آفلاین است. در این نوع آموزش، از مزایای هر دو نوع آموزش استفاده می‌شود. به عنوان مثال، ممکن است بخشی از آموزش به صورت آنلاین و بخشی دیگر به صورت آفلاین ارائه شود.

آموزش ترکیبی می‌تواند برای افراد مختلف با نیازهای متفاوت مناسب باشد.

• مزایا:
  • ترکیبی از مزایای آموزش آنلاین و آفلاین
  • انعطاف‌پذیری بیشتر
• معایب:
  • نیاز به هماهنگی بیشتر بین مدرس و فراگیران