ما هي تقنية الواقع المعزز وما أهم استخداماتها؟

ماهي تقنية الواقع المعزز؟

تقنية الواقع المعزز (Augmented Reality) هي تقنية تعتمد على دمج الأجسام الافتراضية كالصور والرسوم أو المعلومات مثل المسافة والارتفاع والموقع الجغرافي عبر نظم العرض المختلفة كالشاشات والنظارات في بيئة المستخدم الحقيقية بغرض توجيهه أو توفير معلومات إضافية له أو حتى إضافة بعض الإثارة للعبة ما بواسطة دمجها مع محيط اللاعب.

وللواقع المعزز تطبيقات متعددة نذكر منها على سبيل المثال لا الحصر استخدامها من قبل الطيارين في الطائرات الحديثة لإظهار خطوط الملاحة للطيارين أو ارتفاعات المباني المحيطة أو إظهار الوجهة في صورة خط أو مسار للطيار.

يمكن لمستخدم تقنية الواقع المعزز أن يتعامل مع المعلومات والأجسام الافتراضية بواسطة أنواع مختلفة من الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف الذكية الأجهزة التي يتم ارتداؤها كالنظارات والعدسات اللاصقة جميع هذه الأجهزة تستخدم نظم تتبع توفر دِقَّة بالإسقاط وعرض المعلومة في المكان المناسب كنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والكاميرا والبوصلة والجيروسكوب وغيرها من المستشعرات والتي تتضافر معاً لتعطيك المعلومات المطلوبة من خلال تطبيقات مخصصة لذلك.

أي أنك في حالة الواقع المعزز لن تحتاج لنقل نظرك بين الصورة الموجودة في الواقع والمعلومات والصور الافتراضية حيث سيتم دمج الصورتين معاً . يساهم ذلك في رفع درجة تركيزك وتقديم المعلومات بشكل فوري وزيادة قدرتك على استيعاب قدر كبير من المعلومات في لحظات وجيزة، لذلك فتطبيقات هذه التقنية في مجال التعليم مهمة للغاية.

التطبيقات العملية لهذه التقنية لا حصر لها فعلى سبيل المثال يمكن تحويل كتاب ورقي عادي إلى كتاب رقمي برسوم تفاعلية متحركة بحيث يمكنه تقديم المعلومة بشكل ظريف مبسط وممتع.

الفرق بين الواقع الافتراضي والواقع المعزز

غالبا ما يتم الخلط بين الواقع المعزز AR والواقع الافتراضي VR، يستخدم الواقع المعزز إعداداً في العالم الحقيقي بينما يكون الواقع الافتراضي افتراضيا تماما‏‏.

يمكن لمستخدمي الواقع المعزز التحكم في وجودهم في العالم الحقيقي. يتم التحكم في مستخدمي VR بواسطة النظام. يتطلب الواقع الافتراضي جهاز سماعة رأس ، ولكن يمكن الوصول إلى الواقع المعزز باستخدام هاتف ذكي.

الواقع المعزز يعزز كل من العالم الافتراضي والحقيقي في حين أن الواقع الافتراضي يعزز فقط الواقع الخيالي (لو صحت التسمية !).‏

باختصار الواقع الافتراضي يذهب بك إلى الخيال و الواقع المعزز يأتي بالخيال إلى واقعك الحقيقي ! الصورة التالية ربما توضح الفرق أكثر

استخدامات تقنية الواقع المعزز

في الأعمال التجارية

الواقع المعزز له العديد من الاستخدامات عبر وظائف الأعمال.

• العروض التقديمية للأعمال: يمكن أن يواجه مقدمو العروض تحديات في التواصل مع الجماهير وتوصيل الرسائل. الواقع المعزز يشرك الجماهير من خلال جعلهم جزءا من العرض التقديمي. على سبيل المثال، بدلا من مطالبة العملاء بتصور تركيبات الإضاءة في موقع معين، يمكنهم استخدام AR لإظهار كيف ستبدو “حقا”.
• النماذج الأولية: خلال مرحلة تطوير المنتج، يقوم المصممون عادة برسم النماذج الأولية رقميا أو على الورق واستخدام نمذجة CAD لإنتاج فاكس للمنتج النهائي. طباعة النماذج الأولية 3D يمكن أن تكون مكلفة، مما يجعل التعديلات مكلفة. يتراكب الواقع المعزز الكائنات الافتراضية على الكائنات الموجودة، مما يسمح للمصممين بتغيير النماذج الأولية دون طباعة نموذج جديد مع كل تغيير.
• البحث والتطوير (R & D): تنفق الشركات عبر الصناعات المعروفة بابتكاراتها مليارات الدولارات كل عام على البحث والتطوير ، وتعني تقنية AR تصورا أسرع وأفضل، وتعاونا محسناً، وتسريع الوقت للوصول إلى السوق ، مما يقلل من التكاليف.
• التدريب والتعلم: يعد العرض التقديمي أمرا حيويا لمشاركة المعرفة ، ويمكن أن يكون الواقع المعزز أداة مفيدة لغمر المتعلمين في تعلمهم. يمكن أن تجعل تطبيقات الواقع المعزز المتعلمين يتنقلون في جميع أنحاء الغرفة للتفاعل مع المحتوى ، مما يخلق تجارب تعليمية أكثر نشاطا. هذا يمكن أن يساعدهم على الاحتفاظ بالمعرفة وفهم المفاهيم الصعبة.

في الصناعات

الواقع المعزز له العديد من الاستخدامات في عدة مجالات. فيما يلي بعض الأمثلة:

• الهندسة: تشمل التطبيقات الشائعة للواقع المعزز في الهندسة الإنتاج والتدريب والدعم ومحاكاة التصاميم على أرض الواقع قبل تنفيذها لكشف مواطن الخلل أو لإجراء تعديلات عليها.
• الطب والرعاية الصحية: من تثقيف المرضى وتدريب الأطباء إلى التصور الجراحي ومحاكاة الوقاية من الأمراض ، على سبيل المثال، رسم خرائط لجسم المريض، بما في ذلك المواقع الدقيقة للأعضاء التي سيتم التعامل معها خلال الجراحة .
• البيع بالتجزئة: يمكن للواقع المعزز تعزيز التفاعلات بين العملاء والمنتجات. يمكن للعميل الذي يتصفح ممرات المتجر توجيه هاتفه الذكي نحو منتج لمطالبة تطبيق الواقع المعزز بتقديم معلومات ذات صلة. يقدم تجار التجزئة مثل Ikea تطبيقات مدعومة بالواقع المعزز تمكن العملاء من تصور الأثاث في منازلهم قبل الشراء.
• التصنيع: قد يكون حوالي 2.4 مليون وظيفة شاغرة بين عامي 2018 و 2028 بسبب الفجوة المتزايدة في مهارات التصنيع ، وفقا لشركة ديلويت. يمكن أن يلعب الواقع المعزز دورا محوريا في سد هذه الفجوة ومعالجة العمليات المعقدة في التصنيع. على سبيل المثال ، تتطلب معدات التصنيع ، التي غالبا ما تنطوي على عشرات العمليات لمئات المكونات الفردية ، صيانة دورية. يمكن للواقع المعزز تدريب القوى العاملة على صيانة المعدات وإجراء تشخيصات المعدات عن بعد، مما يزيد من إنتاجية القوى العاملة في مجال التصنيع.
• الترفيه: على الرغم من أن Pokemon Go لم تكن أول لعبة فيديو AR ، إلا أنها كانت واحدة من أكثر الألعاب شعبية منذ إطلاقها في عام 2016 ، مع أكثر من 1 مليار عملية تنزيل اعتبارا من فبراير 2019. مع زيادة استخدام تقنية 5G ، سيستمر تقدم الواقع المعزز في تغيير كيفية ترفيه الناس عن أنفسهم. وفقا لدراسة أجرتها شركة Deloitte ، يخطط جيل الألفية وجيل Zers (الذين تتراوح أعمارهم بين 14 و 36 عاما) لاستخدام 5G لبث المزيد من الفيديو ، ولعب المزيد من الألعاب عبر الإنترنت مع الميزات الاجتماعية ، والانغماس في المزيد من عوالم AR الرقمية.
• استكشاف الفضاء: قد تساعد منصة لوكهيد مارتن التي تجمع بين التعلم الآلي والواقع المعزز البشر قريبا على الوصول إلى المريخ. إذا ظهرت مشكلة ميكانيكية على سطح المريخ، فقد لا يتلقى رواد الفضاء في الموقع تعليمات الإصلاح من مركز التحكم على الأرض لأكثر من 40 دقيقة. تتضمن هذه المنصة قناعا للواقع المعزز يعرض تراكبا من البيانات ، مثل مخاليط الحرارة والغاز وغيرها من المعلومات الحيوية ، فوق مساحة مادية ، والتي يمكن أن تساعد رواد الفضاء في العثور على إصلاحاتهم الخاصة في الوقت المناسب.
• الجيش والدفاع: لا شيء يمكن أن يحل محل الجوانب المادية المكثفة والشاقة لتدريب الجنود على القتال. لكن الواقع المعزز يمكن الجيش من إضافة طبقة من التدريب يمكن أن تساعد في إنتاج جنود أفضل. تعمل هذه التطبيقات على تحسين الوعي الظرفي وتدريب المستخدمين على معالجة المعلومات بسرعة وأمان. على سبيل المثال، توفر الخرائط التكتيكية المعززة (TAR) خرائط تكتيكية أثناء عملية عسكرية لمساعدة الجنود في العثور على الأصدقاء وتحديد الأهداف المعادية.

تطبيقات الواقع المعزز للتعليم

تستخدم المدارس والكليات، سواء داخل المؤسسة التعليمية أو عن بعد، هذه التقنية لتعزيز المناهج الحالية وإضافة التفاعل. فيما يلي قائمة ببعض من تطبيقات الواقع المعزز للتعليم:

1. أطلس التشريح البشري 2021 – تساعد نماذج 3D ومحاكاة تشريح الذكور والإناث الطلاب والمتخصصين في الرعاية الصحية على فهم كيفية عمل جسم الإنسان. يمكن للمستخدمين إجراء تشريح افتراضي ، وعرض الرسوم المتحركة ، واستكشاف حركة العضلات ، وأكثر من ذلك.
2. Holo-Human – يوفر تطبيق الواقع المعزز هذا للمستخدمين بيئة تعاونية لاستكشاف نماذج التشريح البشري ، بما في ذلك الأعضاء الداخلية وعرضها في بشكل ثلاثي الأبعاد كما يمكن للمعلمين أيضا إنشاء خطط الدروس.
3. GeoGebra Augmented Reality – من الهندسة والجبر إلى الإحصاء وحساب التفاضل والتكامل ، تدعم هذه الأداة التفاعلية تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) من خلال ميزات AR التي تسمح للطلاب باستكشاف الأشكال ووظائف 3D ، واستخدام مهارات التفكير النقدي ، وأكثر من ذلك.
4. الرحلات الاستكشافية – مع مئات الجولات في الواقع المعزز ، يمكن هذا التطبيق متعدد الاستخدامات المعلمين والطلاب من إنشاء واستكشاف بيئات افتراضية تفاعلية.
5. Exoplanet – يوفر هذا التطبيق ، الذي طوره عالم فلك محترف ، كتالوجا تفاعليا للكواكب المعروفة التي تدور حول النجوم في درب التبانة.
6. Star Walk – يمكن لمستخدمي تطبيق AR هذا رؤية وتحديد الأبراج والنجوم في الوقت الفعلي والتعرف على حقائق علم الفلك المثيرة للاهتمام والإحصاءات اليومية.
7. Touch Surgery – يمكن للأطباء والجراحين استخدام هذا التطبيق للتحضير للحالات الجراحية والتعرف على الإجراءات المختلفة.
8. 4D التشريح التفاعلي – يمكن للطلاب اختبار معرفتهم ويمكن لأعضاء هيئة التدريس إنشاء اختبارات مخصصة باستخدام تطبيق التشريح التفاعلي 4D .
9. visible body – بالنسبة لأولئك الذين لديهم وصول محدود إلى المختبر ، يتيح هذا التطبيق المزود بميزات تشريح الواقع المعزز للطلاب رؤية نماذج 3D للتشريح البشري في العالم الحقيقي.
10. Plantale – ادرس رحلة حياة النبات وتشريح النبات باستخدام تطبيق الواقع المعزز التفاعلي .
11. 3DBear — يجمع هذا التطبيق بين الواقع المعزز والواقع الافتراضي والصور بزاوية 360 درجة والمسح الضوئي والطباعة ثلاثية الأبعاد لتعزيز التعلم عن بعد والتعلم الشخصي.
12. zSpace – تسمح منصة الواقع المعزز هذه لأعضاء هيئة التدريس بإنشاء تجارب أكاديمية غامرة وإنشاء محتوى لمجموعة واسعة من الدورات.

فوائد الواقع المعزز في التعليم

يمكن أن يكون للواقع المعزز تأثير كبير على بيئات التعلم:

• مشاركة الطلاب واهتمامهم: يرتفع اهتمام الطلاب مع فرصة المشاركة في إنشاء محتوى تعليمي. يمكن أن تسمح لهم تقنية الواقع المعزز بالإضافة إلى محتوى المناهج الدراسية بإنشاء عوالم افتراضية واستكشاف اهتمامات جديدة.
• بيئة التعلم: يمكن أن تساعد الفصول التي تتضمن الواقع المعزز الطلاب على أن يصبحوا أكثر مشاركة. توفر بيئة التعلم التفاعلية فرصا لتنفيذ مناهج التعلم العملي التي يمكن أن تزيد من المشاركة، وتعزز تجربة التعلم، وتجعل الطلاب يتعلمون ويمارسون مهارات جديدة.
• فهم المحتوى: ويعد الافتقار إلى المحتوى الجيد الذي يركز على التعليم، بدلا من الترفيه، مصدر قلق ملحوظ بين المعلمين المترددين في استخدام الواقع المعزز في التعليم. ومع ذلك، تمكن هذه التقنية المعلمين من إنشاء تجارب تعليمية غامرة بأنفسهم للمساعدة في ضمان فهم طلابهم لمحتوى المناهج الدراسية.
• التعاون: نظرا لأن محتوى الواقع المعزز رقمي، يمكن مشاركته بسهولة. على سبيل المثال، يمكن لمجموعة من المعلمين العمل مع طلابهم لتحسين المحتوى باستمرار. توفر بيئة التعلم التعاوني للطلاب حافزا متزايدا للتعلم لأنهم يشاركون بنشاط في عملية إنشاء المحتوى التعليمي.
• الذاكرة: الواقع المعزز هو أداة ممتازة لجلب الدروس إلى الحياة ومساعدة الطلاب على تذكر التفاصيل الأساسية. على سبيل المثال ، بدلا من مجرد تقديم صور فوتوغرافية على جهاز عرض يعرض الحياة في العصور الوسطى، يمكن للمعلم استخدام تقنية الواقع المعزز لإنشاء قصص تفاعلية لا تنسى.
• التطور الحسي: يمكن أن تساعد تقنية الواقع المعزز المعلمين على إنشاء خطط دروس باستخدام تجارب متعددة الحواس. يستفيد الطلاب من المحتوى الافتراضي الغامر الذي يتضمن أسلوب تعلم تجريبي يقوم فيه الطلاب بأنشطة بدنية بدلا من مشاهدة عرض توضيحي. هذا النهج يمكن أن يساعد في التنمية الحسية.
• فعالية التكلفة: غالبا ما يتم الاستشهاد بتكلفة معدات الواقع المعزز كعائق أمام التبني. ومع ذلك، مع استمرار استخدام الهواتف الذكية في الارتفاع بين الشباب، وبما أن الهواتف الذكية مجهزة بالفعل بالأجهزة اللازمة لتشغيل تطبيقات الواقع المعزز، فإن الواقع المعزز في التعليم أصبح أكثر فعالية من حيث التكلفة لتنفيذه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يساهم في خفض التكاليف التعليمية عن طريق استبدال الكتب المدرسية باهظة الثمن.

مصادر

Augmented Reality in Education: Interactive Classrooms | Maryville Online

1. Mixed Reality Applications Powered by IoE and Edge Computing: A Survey – Scientific Figure on ResearchGate. Available from: https://www.researchgate.net/figure/The-difference-between-VR-AR-and-MR_fig2_340422475 [accessed 30 Jun, 2022] ↩︎