Prima che possano iniziare nel loro sito sul campo, una grotta gigante costellata di stalattiti, stalagmiti e artefatti umani:15 studenti universitari devono capire come usare le loro mani e gli strumenti virtuali. Devono anche imparare a teletrasportarsi.

Questo è ANTH 399, un corso progettato per portare l'esperienza della scuola sul campo archeologico agli studenti universitari che non lasciano mai il campus. Progettato da professori dell'Università dell'Illinois e studenti laureati in informatica, il corso soddisfa il requisito della scuola sul campo per coloro che perseguono una laurea in archeologia all'Illinois.

"La scuola di campo è un requisito della maggior parte dei programmi archeologici in tutto il paese, " ha detto la professoressa di antropologia dell'Illinois Laura Shackelford, che ha guidato lo sviluppo della classe con la politica educativa della U. of I., il professore di organizzazione e leadership Wenhao David Huang e lo studente laureato in informatica Cameron Merrill. "Ma viaggiare in una scuola sul campo può costare da $ 500 a $ 5, 000."

Questo, e il fatto che le tradizionali spedizioni scolastiche sul campo sono spesso programmate durante le pause, rende difficile o impossibile la partecipazione di molti studenti, escludendoli del tutto dallo studio dell'archeologia.

"Questa classe consente a molti più studenti di ottenere un'istruzione o esplorare una carriera in archeologia, " Ha detto Shackelford. La classe è accessibile anche agli studenti con limitazioni fisiche che non sono in grado di viaggiare o navigare in un sito sul campo.

La grotta virtuale è modellata in parte su una grotta reale che è stata scavata negli anni '30. Contiene manufatti umani sia antichi che più recenti, tutti accessibili agli studenti che scavano nel posto giusto.

Gli studenti apprendono le tecniche archeologiche richieste in ogni scavo. Creano una griglia di ricerca sul pavimento della caverna e individuano e registrano sistematicamente tutti i manufatti che trovano in superficie. Disegnano una mappa con tutti i dettagli della superficie e poi decidono dove scavare. Scattano foto di caratteristiche speciali o reperti. Scavano. Raccolgono manufatti. Conducono analisi di laboratorio. Tengono traccia dei loro progressi in un taccuino da campo.

Tutti questi compiti vengono svolti nel mondo virtuale.

Costruire questa esperienza archeologica virtuale è una sfida computazionale e creativa, ha detto lo studente laureato in informatica Merrill, il programmatore capo del progetto. Questa classe è la sua tesi di dottorato.

"Non puoi semplicemente importare lezioni in VR e aspettarti di ottenere buoni risultati, " Merrill ha detto. "Non stiamo creando un visualizzatore di modelli 3D per guardare gli artefatti o per visitare un sito esistente. Stiamo cercando di costruire un'esperienza educativa coinvolgente".

Gli studenti devono sentirsi effettivamente impegnati nello scavo di una grotta, Egli ha detto. È anche importante che utilizzino strumenti realistici per svolgere i compiti a portata di mano.

Ma progettare strumenti virtuali per uno scavo archeologico è complicato, ha detto Merrill.

"Gran parte della sfida ha a che fare con il compromesso tra rendere qualcosa il più realistico possibile e rendere qualcosa di più accessibile alle persone, " disse. Ad esempio, i designer hanno creato un metro a nastro virtuale che richiede due mani per funzionare. Ma leggere piccole misurazioni nel mondo virtuale è problematico, quindi una schermata pop-up mostra all'utente la lettura sul nastro.

Lo scavo virtuale è stata un'altra sfida.

"Avevamo bisogno di simulare lo sporco che gli studenti possono modificare in tempo reale, " Merrill ha detto. "Ma simulare qualcosa come il suolo è molto complesso dal punto di vista computazionale".

Il team ha trovato una soluzione che consente agli studenti di estrarre lo sporco in pezzi che riflettono la luce in modo realistico. Il design incorpora anche un feedback tattile, in modo che gli studenti possano "sentire" la solidità e la consistenza dello sporco quando entrano in contatto.

Il team utilizza le intuizioni del game design per coinvolgere gli studenti, disse Shackelford.

"Stiamo dando loro meno istruzioni e fornendo più scenari, " ha detto. "E così è possibile che diverse squadre di studenti sperimenteranno cose diverse".

Gli studenti scelgono dove scavare, che influenza le informazioni che raccolgono o perdono, disse Shackelford. E ci sono rischi, pure. Scava troppo in un muro e potrebbe crollare.

Nella prima iterazione della lezione tenuta lo scorso anno, gli studenti hanno dato ai progettisti un feedback immediato su come gli strumenti funzionavano o non funzionavano, permettendo a Merrill e ai suoi colleghi di modificarli. Lui e i suoi colleghi hanno creato più di 110 artefatti, molti dei quali sono versioni virtuali di cimeli reali nelle collezioni dell'università.

"Quando vogliamo che imparino a fare un po' di analisi e cernita della ceramica, porteremo le cose reali in classe e faranno avanti e indietro tra il mondo reale e quello virtuale, "Ha detto Shackelford.

Gli studenti lavorano in coppia, alternandosi nel mondo virtuale mentre il loro partner li guida, seguendo i loro progressi sul monitor di un computer e impedendo loro di sbattere contro oggetti del mondo reale. Gli scavi portano a lavori di laboratorio, che si verifica anche nel regno virtuale, disse Shackelford.

"C'è un laboratorio di analisi faunistiche, c'è un laboratorio sull'analisi dei pollini, " ha detto. "Stanno facendo lo smistamento e l'identificazione della ceramica. stanno facendo la seriazione, che è mettere le cose nel giusto ordine cronologico."

Imparano anche la stratigrafia, l'arte di leggere come gli strati di terreno si sono depositati nel tempo.

"Lo schema e la tempistica di quella deposizione di suolo ci dicono molto su come si è formato un sito, disse Shackelford.

Il team sta valutando l'efficacia del programma per determinare se le abilità apprese dagli studenti sono equivalenti a quelle ottenute in uno scavo del mondo reale. Nella versione precedente della classe, i professori hanno portato gli studenti in un sito di "scavo simulato" del mondo reale vicino al campus alla fine del semestre. Questo sito ha permesso agli studenti di scavare nella terra vera, testare le capacità e la comprensione acquisite con la realtà virtuale.

"Abbiamo scoperto che molte cose frustranti per gli studenti nel mondo della realtà virtuale erano altrettanto frustranti nel mondo reale, " disse Shackelford. "E con un po' di pratica e di autocorrezione, sono stati in grado di fare tutto ciò che abbiamo chiesto loro di fare".

I ricercatori hanno presentato VRchaeology a un pubblico di antropologi al meeting del 2020 della Society for Historical Archaeology a Boston. Shackelford è anche professore al Carle Illinois College of Medicine.