パデュー大学がXRで教育をどのように強化しているか

パデュー大学のビジョンセンターは、パデューITの上級者向けRosen Center内に配置されたデータ可視化研究開発ラボです。「Envision Center は 2004 年に設立され、20 年以上にわたり、マルチメディアやバーチャルシミュレーションのニーズについて、大学教員や産業界のパートナーを支援してきました。

XRXR）テクノロジーは、学生の学習方法と研究者のコラボレーション方法を変革しています。パデュー大学のEnvision Centerは、没入型の混合現実体験を提供して物理学習とデジタル学習をつなぐオープンソースのマルチユーザー プラットフォームCollabXRで、このイノベーションをリードしています。

この 1 年間で、さまざまな分野で 100 人以上の学生がこの革新的な教育アプローチを体験しています。この記事では、CollabXR がどのように

- 受講者がレポートする複雑なテーマの理解度を大幅に向上させます。

- クロスリサーチとクラスルームでのコラボレーションを改善します。

- インストラクターは乗り物酔いが少なくなるため、セッションを20分から45分以上に延長できます。

- エキスパートがアプリケーション内のデータを調べてから数分以内に、新しい知見を得ることができます。

課題：複雑なデータを効果的に可視化

Dr.パデュー大学の物理学および天文学の教員である Danny Milisavljevic 氏は、複雑な超新星残骸データを探し、共有するための効果的な方法を必要としていました。科学データ可視化プラットフォーム、アニメーション ビデオ、アナグリフ グラスなどの従来の方法では、大きな制限がありました。彼は、標準的な科学的可視化ツールを超えて、仲間や学生との探索、コミュニケーション、コラボレーションを促進するプラットフォームを必要としていました。この結果、Dr.Milisavljevic 氏は 2018 年に Envision Center と提携し、CollabXR の開発を開始しました。

解決策：UnityがCollabXRを強化

パデュー ビジョン センターでは、コンテンツ制作の主要ツールとしてすでにUnityを採用していました。CollabXR の開発を評価する際に、Unity が汎用性の高いオプションであることがわかったのには、いくつかのキーな理由があります。

拡張性とデバイスサポート：UnityのさまざまなXRデバイスにわたる幅広い互換性とCollabXRプラットフォームへの簡単な適応機能により、Purdue氏はピボットとスコープの変更に対応しながら、ソリューションを迅速にプロトタイプ化して拡張することができました。プラットフォームは現在、Meta Quest 3 および Apple Vision Pro ヘッドセットをサポートしています。

シェーダーとビジュアルエフェクト：CollabXRは可視化に重点を置いているため、チームは広範なシェーダー処理を実行します。Unity Shader GraphとVFX Graphにより、ラピッドプロトタイピング、イテレーションの迅速化、ビジュアライゼーションのファイナライズが容易になりました。

アセットバンドル：アセットバンドルを使用すると、コンテンツを簡単にバンドルしてヘッドセットに直接配信できます。

広範なXRサポート:XR Interaction Toolkitやさまざまなサード パーティ製Multiplayerパッケージなど、XR開発用のUnityのクロスプラットフォーム ツールの配列は、チームがXRプロトタイプを構築しながらイテレーションを迅速化するのに役立ちました。

教育の新時代

Dr.MiliasvljevicとUnity Industryを使用したCollabXRは、次の3つのキー領域に重点を置いています。

1.科学的可視化:チームは、点群、ボリューム、等値面、流れ場などのさまざまな形式の計算および測定された複雑なデータをサポートする1つのプラットフォームを必要としていました。

2.パススルーARサポート:パススルーカメラを活用してバーチャルコンテンツを現実世界にオーバーレイすることで、生徒はバーチャル教材と関わりながら自然に対話できるように、教室に不可欠な要素を維持しています。これにより、現実世界での仮想コンテンツのコンテキスト化が容易になります。例えば以下のようにします。ユーザーは、実際の放射性医薬品ラボにバーチャル放射線場をオーバーレイしたり、病院内のライブ環境でミーティングをしながら断層撮影スキャンをスライスしたりできます。

3.シームレスなコラボレーション：共同での研究や指導のために設計されており、純粋な VR 体験と比較して乗り物酔いを減らしながら、実際のインタラクションを通じて直感的なコミュニケーションを促進します。

CollabXR は、Dr.Danny Milisavljevic 氏のコース実施とシラバス。彼の指導方法と研究の進め方を根本的に変えます。2025 年春にパイロットプログラムを開始して以来、CollabXR は航空、看護、機械工学、地球科学などの分野にわたってコースを強化してきました。

画期的な成果：CollabXR がどのように変化をもたらすかを見る

CollabXR は目に見える結果をもたらします。パイロットプログラムでは、看護からリベラルアーツまで幅広いカリキュラムを持つ 6 人の大学教授が教室で CollabXR をテストしました。パイロットプログラムが完了すると、50 人以上の参加学生によるアンケートに回答しました。

結果は以下のようになります。

- 84% が CollabXR は教室での代替プレゼンテーション方法と比較して、主題の理解度とコミュニケーションを大幅に向上させており、残りの 16% はまだある程度同意しています。

- ARインテグレーションにより乗り物酔いが大幅に減少し、より長く効果的なクラス セッションが可能になりました(20分から45分以上に増加)。

- アプリケーション内のデータを調べてから数分で、エキスパートが斬新な見解を示し、新しい直感を得ることができます。

- 可視化を通じてデータ変換の課題を克服することで、学習を加速します。

- 教授と学生間のコミュニケーションとコラボレーションの改善。

パイロットプログラムは圧倒的に成功し、参加者からはポジティブな経験と、研究期間全体を通して CollabXR への継続的なエンゲージメントを強く望む声が聞かれました。

フォワードの展望：CollabXR の未来

パイロットプログラムの成功を受けて、Purdue 社は CollabXR の拡張と改良を計画しています。このプラットフォームは、他の機関とのコミュニティとアクセシビリティを促進するために、近日中にオープンソース化される予定です。チームはApple Vision Proに展開しており、サポートをモバイルとデスクトップのARに拡張する予定です。

CollabXRは単なる新しいテクノロジーではありません。より魅力的で効果的な教育と研究へのシフトです。このプラットフォームの成功は、教育におけるXRの可能性を示しています。より多くの機関がこの技術を導入するにつれて、協働型バーチャル学習は教育と学習の未来において大きな役割を果たすでしょう。