Comment l'Université Purdue améliore l'éducation avec la réalité étendue

Le Centre Envision de l'Université Purdue est un laboratoire de recherche et de développement en visualisation de données intégré au Rosen Center for Advanced Computing dans Purdue IT. Le Centre Envision a été établi en 2004 et a plus de deux décennies d'expérience dans l'assistance aux enseignants universitaires et aux partenaires industriels pour leurs besoins en multimédia et en simulation virtuelle.

Les technologies de réalité étendue (XR) transforment la façon dont les étudiants apprennent et comment les chercheurs collaborent. Le Centre Envision de l'Université Purdue est à la pointe de cette innovation avec CollabXR, une plateforme open-source multi-utilisateurs qui offre des expériences immersives en réalité mixte pour connecter l'apprentissage physique et numérique.

Plus de 100 étudiants de plusieurs disciplines ont déjà expérimenté cette approche révolutionnaire de l'éducation au cours de l'année écoulée. Lisez la suite pour découvrir comment CollabXR :

- Améliore considérablement la compréhension rapportée par les étudiants des sujets complexes.

- Améliore la collaboration inter-recherche et en classe.

- Permet aux enseignants d'étendre les sessions de 20 minutes à plus de 45 minutes grâce à une réduction du mal des transports.

- Permet aux experts de faire des observations novatrices en quelques minutes après avoir exploré les données dans l'application.

Le défi : Visualiser efficacement des données complexes

Dr. Danny Milisavljevic, membre du corps professoral en physique et astronomie à Purdue, avait besoin d'un moyen efficace d'explorer et de partager des données complexes sur les restes de supernova. Les méthodes traditionnelles comme les plateformes de visualisation de données scientifiques, les vidéos animées et les lunettes anaglyphes avaient des limitations significatives. Il avait besoin d'une plateforme qui puisse faciliter l'exploration, la communication et la collaboration avec ses pairs et ses étudiants au-delà des outils de visualisation scientifique standard. Cela a conduit Dr. Milisavljevic à s'associer au Envision Center en 2018 pour commencer le développement de ce qui deviendrait CollabXR.

La solution : Unity alimente CollabXR

Le Purdue Envision Center avait déjà adopté Unity comme l'outil de référence pour la création de contenu. Lors de l'évaluation du développement de CollabXR, Unity s'est avéré être une option polyvalente pour plusieurs raisons clés :

Extensibilité et support des appareils : La large compatibilité d'Unity avec divers appareils XR et sa capacité à adapter facilement la plateforme CollabXR ont permis à Purdue de prototyper rapidement et d'élargir la solution tout en s'adaptant aux pivots et aux changements de portée. La plateforme prend actuellement en charge les casques Meta Quest 3 et Apple Vision Pro.

Shaders et effets visuels : Puisque CollabXR se concentre sur la visualisation, l'équipe effectue un travail de shader approfondi. Unity Shader Graph et VFX Graph ont permis un prototypage rapide, des itérations plus rapides et une finalisation plus facile de leurs visualisations.

Bundles d'actifs : Avec Asset Bundles, les utilisateurs peuvent facilement regrouper et livrer du contenu directement aux casques.

Support XR étendu : L'éventail d'outils multiplateformes de Unity pour le développement XR, y compris le XR Interaction Toolkit et divers packages multijoueurs tiers, a aidé l'équipe à itérer rapidement tout en construisant leurs prototypes XR.

Une nouvelle ère de l'éducation

Développé avec Dr. Miliasvljevic et utilisant Unity Industry, CollabXR se concentre sur trois domaines clés :

1. Visualisation scientifique : L'équipe voulait une plateforme supportant des données complexes calculées et mesurées dans une variété de formats comme des nuages de points, des volumes, des isosurfaces et des champs d'écoulement.

2. Support AR en passthrough : Exploiter les caméras de passthrough pour superposer du contenu virtuel sur le monde réel maintient des éléments essentiels de la classe, permettant aux étudiants d'interagir naturellement tout en s'engageant avec des matériaux virtuels. Cela facilite la contextualisation du contenu virtuel dans le monde réel. Par exemple : Les utilisateurs peuvent superposer des champs de radiation virtuels sur un véritable laboratoire de radiopharmaceutiques ou trancher à travers un scan de tomographie tout en se rencontrant dans un environnement hospitalier en direct.

3. Collaboration sans couture : Conçu pour la recherche et l'enseignement en co-présence, facilitant une communication intuitive grâce à une véritable interaction entre pairs tout en réduisant le mal des transports par rapport aux expériences VR pures.

CollabXR est devenu une partie standard de l'exécution de cours et du programme de Dr. Danny Milisavljevic, changeant fondamentalement la façon dont il enseigne et mène des recherches. Depuis le lancement du programme pilote au printemps 2025, CollabXR a amélioré des cours dans diverses disciplines, y compris l'aéronautique, les soins infirmiers, le génie mécanique, les sciences de la terre, et plus encore.

Résultats révolutionnaires : Voyez comment CollabXR fait la différence

CollabXR délivre des résultats tangibles. Lors de son programme pilote, six professeurs d'université avec des programmes allant des soins infirmiers aux arts libéraux ont testé CollabXR dans leurs salles de classe. Une fois le programme pilote terminé, un sondage a été répondu par plus de 50 étudiants participants.

Voici les résultats :

- 84 % ont fortement convenu que CollabXR améliore significativement la compréhension et la communication des matières par rapport aux méthodes de présentation alternatives en classe, les 16 % restants étant également d'accord dans une certaine mesure.

- Diminution significative du mal des transports avec l'intégration de la RA, permettant des sessions de classe plus longues et plus efficaces (passant de 20 minutes à plus de 45 minutes).

- Les experts font des observations nouvelles et acquièrent de nouvelles intuitions en quelques minutes d'exploration des données dans l'application.

- Apprentissage accéléré en surmontant les obstacles de transformation des données grâce à la visualisation.

- Amélioration de la communication et de la collaboration entre professeurs et étudiants.

Le programme pilote a été extrêmement réussi, les participants rapportant des expériences positives et un fort désir de continuer à s'engager avec CollabXR tout au long de leurs études.

À l'avenir : L'avenir de CollabXR

Suite au succès du programme pilote, Purdue prévoit d'élargir et d'améliorer CollabXR. La plateforme sera bientôt rendue open source pour favoriser la communauté et l'accessibilité dans d'autres institutions. L'équipe a déployé sur Apple Vision Pro et prévoit d'étendre le support aux AR mobiles et de bureau.

CollabXR représente plus qu'une nouvelle technologie : c'est un changement vers une éducation et une recherche plus engageantes et efficaces. Le succès de la plateforme démontre le potentiel de XR dans l'éducation. À mesure que de plus en plus d'institutions adoptent cette technologie, l'apprentissage virtuel collaboratif jouera un rôle majeur dans l'avenir de l'enseignement et de l'apprentissage.