Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 1 L'utilizzo della realtà virtuale in riabilitazione: Il software NeuroVR Prof. Giuseppe Riva LICENT Università Cattolica del Sacro Cuore

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 2 In questa presentazione vedremo:  Che cos’è la realtà virtuale  La realtà virtuale come tecnologia  La realtà virtuale come interfaccia  Le opportunità della realtà virtuale  Realtà virtuale come tecnologia esperienzale  Realtà virtuale come tecnologia cognitiva  Realtà virtuale come tecnologia sociale  Usare la realtà virtuale  NeuroVR: software Open Source per la RV

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 3 PARTE 1: Che cos’è la realtà virtuale

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 4 La realtà virtuale come tecnologia “incarnata” Nella realtà virtuale il corpo diviene la principale interfaccia con cui manipolare l’informazione disponibile Nella storia dell’interazione uomo-computer è identificabile un trend costante: rendere l’interazione con il computer il più possibile simile a quella che ciascuno di noi ha all’interno di un ambiente reale

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 5 Possiamo definire la realtà virtuale come un ambiente tridimensionale generato dal computer in cui il soggetto o i soggetti interagiscono tra loro e con l’ambiente come se fossero realmente al suo interno. Dal punto di vista tecnologico è possibile distinguere tra due tipi di realtà virtuale: quella immersiva e quella non immersiva. Che cos’è la realtà virtuale?

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 6 RV Immersiva La realtà virtuale è immersiva quando è in grado di creare un senso di assorbimento e «immersione» sensoriale nell’ambiente tridimensionale generato dal computer. Questa sensazione viene generata mediante -un dispositivo di visualizzazione, normalmente un casco; - uno o più sensori di posizione (tracker)

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 7 I caschi €4,000 €10,000 €20,000 €800 €24,000 €1,500

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 8 I sensori di posizione €1,800 €5,000 €1900 €5, ,000

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 9 Casco 3D con sensore di posizione Vuzix Wrap 1200VR: 499 € Portatile Alienware 14. i7, 8gb, scheda grafica Nvidia GeForce 765: 1500 € Il nostro sistema: meno di 2000 €

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 10 RV non Immersiva La realtà virtuale non immersiva sostituisce il casco con un normale monitor o una serie di monitor (Cave) che, grazie a speciali occhiali, consente la visione tridimensionale. In questo caso l’impressione dell’utente è quella di vedere il mondo tridimensionale creato dal computer attraverso una sorta di «finestra» o di «muro».

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 11 PARTE 2: Le opportunità della Realtà Virtuale: tecnologia esperienziale, cognitiva e sociale

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 12 RV come tecnologia esperienziale (1) La principale opportunità offerta dalla realtà virtuale è la possibilità di partecipare attivamente nella creazione e nello sviluppo della propria conoscenza: l’apprendimento/cambiamento è legato allo «scoprire» e al «fare» in prima persona. Come rileva Antinucci [1999], la realtà virtuale, permette di «conoscere il mondo» mediante un apprendimento di tipo senso-motorio, più naturale per l’essere umano, rispetto all’apprendimento di tipo simbolico-ricostruttivo, mediato dalla scrittura.

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 13 Apprendimento sensomotorio (1) Con la RV è possibile creare nuove modalità di apprendimento «senso-motorio». In questa: non si opera sui simboli => ma sulla realtà; non si opera all'interno della propria mente => ma all'esterno con la percezione e l'azione; può richiedere più tempo => ma i contenuti appresi non vengono dimenticati

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 14 Come funziona: Si osservano fenomeni e comportamenti, si interviene con la propria azione per modificarli, si osservano gli effetti della propria azione, si riprova a intervenire, e così via. Si ripetono tipicamente cicli di percezione e azione ciascuno operante sul risultato dell'altro: si prova e riprova. =>La conoscenza e il cambiamento emergono da questo «fare esperienza». Apprendimento sensomotorio (2)

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 15 RV come tecnologia esperienziale (2) In quest’ottica, la realtà virtuale può essere considerata una interfaccia «esperienziale», in cui la componente percettiva (visiva, tattile, cinestetica) si fonde con l’interattività: Io conosco gli oggetti e/o le situazioni e imparo ad utilizzarli/controllarli attraverso l’esperienza diretta e in tempo reale delle mie reazioni (emozioni, pensieri, comportamenti) e delle loro in funzione delle mie azioni.

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 16 RV come tecnologia cognitiva (1) La seconda opportunità offerta dalla realtà virtuale immersiva è quella di alterare in maniera diretta e rapida i processi cognitivi legati alla corporeità. Diversi studi hanno mostrato la capacità della realtà virtuale immersiva di modificare in tempi rapidi il metabolismo cerebrale e la percezione corporea all’interno di terapie differenti: disturbi alimentari, distrazione dal dolore, disturbi sessuali maschili, ecc.

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 17 La realtà virtuale come strumento di distrazione dal dolore acuto produce una modificazione significativa nell’attività cerebrale. Non si ha un effetto simile utilizzando un videogioco. Scientific American, April 2004

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 18 RV come tecnologia cognitiva (2) La RV crea una dissonanza tra le informazioni che arrivano al sistema visivo (mi muovo) e quelle che arrivano al sistema vestibolare (sono fermo). =>“simulation sickness” effetto collaterale della RV. Tale dissonanza costringe il nostro sistema cognitivo ad un processo di adattamento che provoca una modificazione dello schema corporeo. Tuttavia le modalità e gli effetti di tale cambiamento non sono ancora chiari.

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 19 RV come tecnologia sociale Second Life è un mondo virtuale tridimensionale multi-utente online inventato nel 2003 dalla società americana Linden Lab. Il sistema fornisce ai suoi utenti (definiti "residenti") gli strumenti per aggiungere e creare nel "mondo virtuale" di Second Life nuovi contenuti: oggetti, fondali, fisionomie dei personaggi, contenuti audiovisivi, ecc. Gli incontri all'interno del mondo virtuale appaiono come reali scambi tra esseri umani attraverso la mediazione "figurata" degli avatar.

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 20 RV come tecnologia sociale (2) Gorini A, Gaggioli A, Riva G. (2007) Virtual Worlds, Real Healing Science. Dec 7;318(5856):1549.

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 21 PARTE 3: Realtà virtuale in pratica

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 22 RV in pratica (1) E se volessi usare la realtà virtuale? Problema: Pochi docenti/ricercatori hanno familiarità con l’uso avanzatodel computer, e una frazione ancora minore dispone di conoscenze relative alle tecnologie di simulazione 3D. Soluzione: Sviluppare uno strumento che sia semplice da utilizzare e facilmente accessibile anche da utenti non esperti. Problema: Per realizzare un ambiente virtuale ci sono solo due soluzioni: (a) modificare dei videogiochi del costo di 30/50 euro; (b) far costruire ad una media agency un software specifico con un costo di decine di migliaia di euro Soluzione: Sviluppare uno strumento che sia poco costoso e adattabile alle diverse esigenze degli operatori.

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 23 RV in pratica (2) La soluzione che vi propongo: Il software open source NeuroVR – Il sofware NeuroVR (2.0) consente di progettare, sviluppare e testare ambienti virtuali di contenuto e complessità variabile, interattivi e modificabili in tempo reale. L’interfaccia utente di NeuroVR è totalmente grafica e non richiede la conoscenza di complessi linguaggi di programmazione. Gli ambienti di NeuroVR possono essere creati o modificati attraverso semplici operazioni, consentendo di sviluppare e testare ambienti virtuali di elevato realismo grafico.

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 24 RV in pratica (3) La soluzione che vi propongo: Flessibilità d’uso e portabilità sono altre due caratteristiche distintive degli ambienti NeuroVR: Essi possono essere utilizzati sia in modalità immersiva, ovvero attraverso l’uso di head-mounted display, joystick e sensori di head-tracking, sia in modalità non immersiva, con monitor o video proiettori. Un’altra utile funzionalità della piattaforma NeuroVR concerne la possibilità di salvare gli ambienti precedentemente sviluppati, ed utilizzarli nuovamente come strutture di base per costruire nuovi ambienti.

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 25 RV in pratica (4) NeuroVR: l’Editor Utilizzando l’Editor di NeuroVR, gli stimoli per ogni dato scenario possono essere scelti da un ricco database di oggetti 2D e 3D, e possono essere facilmente posizionati in scenari virtuali pre-configurati, attraverso l’utilizzo di un’interfaccia basata su icone. Oltre a oggetti statici, come fotografie e oggetti 3D, l’Editor di NeuroVR permette di inserire nella scena virtuale videoclip realizzati dall’utente.

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 26 RV in pratica (5) NeuroVR: Il Player Consente di navigare e di interagire con gli ambienti virtuali creati usando l’Editor. Per migliorare il realismo della scena simulata il Player consente: La rilevazione delle collisioni per il controllo dei movimenti, Tecniche avanzate di illuminazione L’utilizzo di filmati Il Player può essere configurato per essere utilizzato con un casco virtuale, sia in modalità stereoscopica che monoscopica; è inoltre predisposta la compatibilità con sensori head-tracking (movimento della testa).

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 27 RV in pratica (6) Prova Pratica Come usare NeuroVR Programma open source per la creazione di ambienti virtuali senza competenze tecniche

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 28 PARTE 4: Per saperne di più

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 29 Sulla RV, sulla presenza e i suoi effetti cognitivi: Scaricabile Gratuitamente qui: Per saperne di più (1) Riva, G. (2008), Psicologia dei nuovi media, Bologna: Il Mulino Villani, F., Riva G. (2011), Tecnologie Emotive. Nuovi media per migliorare la qualità della vita, Milano: LED

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 30 Sull’uso della RV in Psicologia Clinica: Per saperne di più (2) Vincelli, F., Riva, G., Molinari, E. (2006), La Realtà Virtuale in Psicologia Clinica, Milano: McGraw Hill il sito: e il convegno internazionale Cybertherapy 2012 (

Valencia March 2003 Torino 29 Novembre 2013 Riabilitare la Comunicazione Giuseppe Riva 31 Hanno parlato dei nostri relativi all’uso della RV per la modifica della percezione corporea: SCIENCE: Teletherapy for Eating Disorders, 26 October 2001, Volume 294, Number 5543, p.777 JAMA: Fake worlds offer real medicine, 290 (10), , 22/29 Oct 2003 Il National Institute of Health: Virtual Reality: opportunities for the NIH, Feb Le nostre ricerche, articoli, protocolli (prevalentemente in inglese) sono disponibili sul sito: Per saperne di più (3)