En kvinna tittar genom glasögon inbäddade i en stor svart hjälm. Skogsljud kommer från olika hörn av rummet: en fågel som kvirrar här, en bris viskar där. Hon rör sig långsamt runt i rummet. På väggen planeras en platt digital skog så observatörer kan få en grov uppfattning om sin omgivning, men i hennes öga ser den här undergraden inte längre ett litet trångt rum i ett universitetslabb. Tack vare den svarta hjälmen går hon genom skogen.

På en minut har hon lämnat en joystick som ser ut och vibrerar som en motorsåg, och hon blir ombedd att skära ner ett träd. När hon fullbordar uppgiften känner hon sig till samma slags motstånd som hon kan känna om hon skär ner ett riktigt träd. När hon lämnar den här skogen och reentrar den "riktiga" världen, kommer pappersförbrukningen att minska med 20 procent och hon kommer att visa en mätbar preferens för återvunna pappersprodukter. Dessa effekter kommer att fortsätta till de närmaste veckorna, och forskare antar att det kommer att bli en ganska permanent förändring.

Som jämförelse kan elever som tittar på en video om avskogning eller läsa en artikel om ämnet visa ökad medvetenhet om pappersavfall genom den dagen - men de kommer att återvända till baslinjens beteende i slutet av veckan.

Odla miljöansvarig beteende

Med tanke på det osannolika att varje barn har en "vild" naturupplevelse, söker forskare på andra sätt att odla miljöansvarigt beteende. Den trädskärande studien är en av många som Stanford University har genomfört i sin Virtual Human Interaction Lab under de senaste åren i ett försök att räkna ut i vilken utsträckning en simulerad upplevelse kan påverka beteendet. Och det är en del av en växande forskning som föreslår virtuella erfarenheter kan erbjuda en kraftfull katalysator för andra apatiska grupper att börja ta hand om problem och vidta åtgärder, inklusive klimatförändringar.

Det är viktigt för att, medan tiden som spenderats i naturen har visat sig vara ganska fördelaktiga för människors hälsa, om människor återbetalar favoriten tenderar att förlita sig på vilken typ av naturupplevelser de har i sin ungdom. I en 2009 studie publiceras i tidningen PLoS ONE, Forskare från University of Pretoria i Sydafrika fann att medan personer som tillbringade tid på vandring och backpacking var mer villiga att stödja bevarandeåtgärder ett decennium eller senare senare, var de som hade besökt nationalparker eller spenderat tid som fiskar som barn faktiskt mindre benägna att göra allt för att stödja miljön.

An tidigare studie om förhållandet mellan naturupplevelser och miljöhänsyn fann att medan de som hade tillbringat sin ungdom i "vild" natur - definierad som vandring eller lek i skogen - var mer benägna att vara miljöaktivister som vuxna, de som hade utsatts för "tamdjur" natur - definieras som besök i parker, plockar blommor, planterar frön eller tenderar att trädgårdar - var det inte. Med tanke på det osannolika att varje barn har en "vild" naturupplevelse, söker forskare på andra sätt att odla miljöansvarigt beteende.

Empowering studenter med en känsla av kontroll

Det senaste arbetet med virtuell verklighet bygger på ungefär ett halvt sekel av beteendestudier som indikerar människors vilja att skifta beteende är direkt korrelerat med vår känsla av kontroll.

Förespråkare av den virtuella verkligheten tror att det kan hjälpa till att köra hem klimatförändringarnas inverkan och få människor att känna sig bemyndigade att göra något åt ​​det. Klimaförändringar, som många stora miljöproblem, är ett problem över vilka få människor känner att de har en direkt inverkan - för bättre eller sämre.

Som forskare Sun Joo (Grace) Ahn och Jeremy Bailenson skrev i en kommande papper i tidskriften Datorer och mänskligt beteende, enskilda åtgärder som vidtas i mikroskala, som att inte återvinna papper eller stödja vissa politikområden, kan med tiden bidra till negativa miljökonsekvenser som avskogning, vilket i sin tur påverkar klimatutvecklingen under många år. Men de långa tidsramarna och stor skala skapar en farlig koppling. Medan 97 procent av de peer-reviewed klimatvetenskapliga forskningsdokumenten som publicerats sedan 1991 pekar på mänskliga aktiviteter som en primär bidragande till klimatförändringarna hälften av amerikanerna se länken.

Förespråkare av virtuell verklighet tror att det skulle kunna hjälpa till att köra hem klimatförändringarnas inverkan och få människor att känna sig bemyndigade att göra något åt ​​det. "När individer känner att deras beteenden direkt påverkar miljöens välbefinnande, är de mer benägna att vara bekymrade över och aktivt ta hand om miljön", skrev Ahn och Bailenson.

Bailenson, en kognitiv psykolog och grundande chef för Stanfords virtuella mänskliga interaktionslab, ser ett särskilt värde i den virtuella verkligheten i samband med klimatförändringarna, eftersom det möjliggör en kombination av verklig upplevelse med gränslösa möjligheter: Hjärnan behandlar den virtuella upplevelsen som verklig men vid samtidigt vet att allt är möjligt i simuleringen.

"Man kan viscerellt uppleva olikartade framtider och få förstahandsupplevelse om konsekvenserna av mänskligt beteende", säger Bailenson.

Lärarteknik: ökad och virtuell verklighet i skolor

Forskare som arbetar med både virtuell och förstärkt verklighet - i vilka mobila appar på smartphones eller surfplattor överlägger information om verkligheten - experimenterar alltmer med dessa tekniker som lärandeverktyg. Flera universiteter, däribland Stanford, Harvard och MIT, pilotar användningen av förstärkt och virtuell verklighet på mellersta och gymnasiet.

Och museer, som åtnjuter mer flexibilitet, som fungerar utanför läroplanens krav och testresultat, har helhjärtat tagit över tanken. Vetenskapsmuseer och djurparker på båda kusterna använder tekniken i utställningar och använder utökade verklighetsappsatser som besökare kan använda på sina telefoner eller på mobila mobila enheter för att lära sig mer om vad de ser.

"Att förstå komplicerade problem som klimatförändringar kräver en förändring i perspektiv när det gäller hur du är villig att se problemet, säger Amy Kamarainen, medordförande för Harvard EcoMOBILE och EcoMUVE projekt. "Vi försöker göra det genom att fördjupa barnen i miljöer som har element som liknar det verkliga systemet, men förenklas något för att träffa barn där de är. Vi lägger dem i komplexa världar men ger dem verktygen för att kunna packa upp det som händer. "

EcoMUVE: En virtuell miljö för flera användare

EcoMUVE, en datoranpassad virtuell miljö med flera användare, som har ett simulerat dammekosystem, utvecklades av Harvard University för att lära eleverna grundläggande biologiska processer som fotosyntes och nedbrytning samt system som tänker på komplexa miljöfrågor. Harvard-teamet lanserade nyligen EcoMOBILE, en motsvarande augmented reality-app, som gör det möjligt för studenter att ta EcoMUVE-upplevelsen med sig, samla in data ute i fältet och "se" vad som händer under ytan och vad som hände i ett ekosystem tidigare .

EcoMUVE lanserades initialt i skolor i Massachusetts och New York, men är nu tillgängliga för nedladdning av någon skola, och används även i USA och i andra länder, inklusive Indien och Mexiko. EcoMOBILE försöker för närvarande på skolor i Massachusetts och New York.

En handfull Massachusetts gymnasier har också pilotat en MIT-utvecklad augmented reality app som heter Time Lapse 2100, vilket kräver att användarna ställer in olika policyer som skulle påverka miljön och sedan visar dem vad som skulle hända om dessa policyer infördes. I höst kommer Bay Area Schools att bli pilotprovning Stanfords Coral Reef, ett virtuellt verklighetsspel där deltagare blir en korall i ett rev som påverkas av havsyring. Alla tre universitet arbetar också med museer och vetenskapsinlärningscentra för att använda sin teknik för att lära sig erfarenheter.

"Jag var ursprungligen inte såld på tanken om ökad verklighet", säger kognitiv forskare Tina Grotzer, professor i Harvards utbildningsskola och medförfattare för både EcoMUVE- och EcoMobile-projekten. Grotzer tillbringade flera år som lärare själv innan han gick till Harvard för att undersöka hur ungarna lär sig, särskilt hur de lär sig vetenskap. Grotzer säger att det var teknikens potential att köra hem miljövetenskapliga lektioner som vann henne över. "Med fysik kan du göra ett experiment, och barnen kan se direkt vad du pratar om. Med miljövetenskap försökte vi göra ett sönderdelningsexperiment, men du ställde upp experimentet och sedan 12 veckor senare händer något. Då har barnen helt förlorat intresse. "

Det beror på att det är svårt för barnen att förstå vad de inte kan omedelbart se, förklarar Grotzer. Ökad verklighet gör att lärare kan utöka den visionen, eller vilka forskare som kallar en uppmärksam ram, och göra det osynliga mer konkreta. Till exempel tar lärare barn till en närliggande damm och använder EcoMOBILE för att visa dem hur staden dumpade sopor där 60 år sedan och nästan fyllde i det som idag är en orörd, naturlig damm. Appen visar dem hur växter runt dammen vänder solljus till energi och avslöjar vad mikroskopiskt dammliv gör under vattenytan. Det går också dem genom den verkliga samlingen av vattenprover, vilket hjälper dem att analysera.

"Jag har taggat med på dessa fältresor och har sett hur tekniken faktiskt fördjupar dem mer i omgivningen, snarare än att distrahera dem", säger Grotzer.

Elever använder smartphones för att ta fotografier och anteckningar, dokumentera vad de ser: klarhet i dammen vatten, vädret, beskrivningar av deras prover, olika arter av buggar och fåglar. Och de kan också lära sig i sin egen takt.

"Om en student hade en fråga, skulle de behöva lämna det ögonblicket på en vanlig fälttur, som frågade frågan och frågar läraren, säger Grotzer. "Läraren skulle underlätta behoven hos 30-barnen. På så sätt kan de hitta svaret själva och stanna i ögonblicket, förbli engagerade med vad de tittar på. "

Bli en korallbit i ett surat hav

I Stanfords Coral Reef belyser studenter en lång bit av lila koraller utanför Italiens kust, nära Ischia. Under en 14-minuts lektion tas de genom erfarenheten av att vara korall i en vattenkälla som påverkas av havsyring. I början är det omgivande havet fyllt med ett överflöd av havsliv. Vågor runt revet simuleras av golvvibrationer och havslyder. En labtekniker berör periodiskt med deltagaren med en pinne i synkroniserade rörelser för att sammanfalla med det han ser som ett fisknät som slår på revet. Sedan surgöring sätter in. Havslivet börjar dö av runt. Revet börjar förlora sin färg, liksom korallstycket som deltagaren har förkroppsligat.

Bailenson och hans team har testat simuleringen med högskolestudenter och visat att det resulterade i att eleverna bryr sig mer om vad som händer med korallrev. Teamet följde de deltagarna över veckor, jämförde dem med en grupp som helt enkelt kollade på en video om hur havsyring påverkar korallrev och fann att förändringen i attityd katalyserad av den virtuella verkligheten upplevde längre än någon förändring rörd av videon.

Smartphones för alla

Om skolor väljer en förhöjd verklighetstabellapp som leder studenter runt skolgården och pekar ut de biologiska processerna på jobbet i komposthögan eller en landskapsbaserad smartphoneapp (som EcoMOBILE eller Time Lapse 2100) för användning på en fälttur, eller en skrivbordserfarenhet (sådan EcoMUVE) som kan användas i skolans datalaboratorium, möter de branta flikar för både hårdvara och programvara.

Hårdvara för virtuella verklighetssimuleringar förblir kostnad otillbörlig för de flesta skolor, även om kostnaderna kommer ner: Virtuella headset som Oculus Rift kostar nu konsumenterna $ 350. En skola kan potentiellt köpa några headset för ett virtuellt verklighetsspel som fyra studenter kunde spela åt gången medan resten av klassen engagerar sig med en förstorad verklighetskomponent på stationära datorer i närheten.

Om den virtuella och utvidgade verkligheten ska ha en mätbar inverkan på hur framtida generationer förstår och närmar sig klimatförändringen är tillgången på alla socioekonomiska klasser avgörande. Till skillnad från ett ökande utbud av alternativ och lägre priser, är skolor som vill använda denna teknik i klassrummet står inför ett antal utmaningar.

Om virtuell och förstärkt verklighet ska ha en mätbar inverkan på hur framtida generationer förstår och närmar sig klimatförändringar kommer tillgång till alla socioekonomiska klasser att vara avgörande. Kamarainen säger att i vissa skolor med högre inkomst kan eleverna använda sina egna enheter. I många skolområden runt om i landet har dock majoriteten av eleverna inte smartphones. Mobiltelefonföretaget Kajeet har börjat ta itu med denna fråga genom att erbjuda skolor datapaket som tillhandahåller WiFi med skolhanterat filtrering så att de kan ställa in tidsgränser för användning, vilket gör det möjligt för barnen att ta hem skolans tabletter för endast skolrelaterat arbete.

I skolorna där Kamarainen arbetar, ger Harvard smartphones till studenter för användning på fältresor och betalar för Kajeets Wi-Fi och datatjänst (två till tre cent per megabyte per enhet). Harvard-programmen fungerar på både smartphones och surfplattor, så det är möjligt att någon av de tusentals amerikanska skolorna som köpt eller har fått tilldelat tabletter under de senaste två åren skulle kunna anmäla sig till Kajeet för att möjliggöra användningen av dessa appar på och utanför campus . Industrianalytiker uppskattar att amerikanska skolor kommer att köpa ytterligare 3.5 miljoner surfplattor i slutet av 2014, och flera företag, inklusive Intel, AT&T, Fox och Qualcomm, har lanserat ideella initiativ för att dela ut surfplattor i skolor.

Framsteg kan ses på lång väg framåt

Även om företag som Kajeet lyckas göra hårdvara till överkomliga priser för skolor, möter virtuella och förstärkta verkligheten utvecklare fortfarande en lång väg för att se sina program allmänt antagna i utbildningen. Logistiska utmaningar är att säkra finansiering för pilotprov, budgetera medel för att köpa ny teknik, utbilda personal och vinna inköp från föräldrar, lärare och administratörer.

"Det finns sammandrabbningar hela tiden mellan verkligheten av vad som händer i ett klassrum och vilka forskare som vill se hända i ett klassrum", säger Paul Olson, en uppsökande specialist vid SpelinlärningssamhälleEller GLS, vid University of Wisconsin i Madison, som lärde sjuan för mer än tre decennier. Han sade att en hel del av sin tid i dessa dagar går åt att förklara för forskare hur livet är "i skyttegravarna" och uppmuntra lärare att experimentera med GLS spel för att motivera de elever som "egentligen inte svarar på en föreläsning eller ett kapitel i en bok utan hela programmering något. "

Det är här museer som innehåller dessa tekniker kan fylla några luckor. "Ett museum har friheten att gå utanför de strikta riktlinjerna och kraven som skolorna hålls på," säger Dan Wempa, vice vd för yttre angelägenheter för New York Hall of Science i Queens, som ses ungefär 1,200-studenter per dag på fältresor under skolåret.

Museets senaste utställning, Connected Worlds, skapad med inmatning från Kamarainen, kommer att fördjupa besökare i en digital, interaktiv värld som visar hur deras handlingar påverkar miljön. I en del av utställningen lägger besökare vatten till miljön och en växt blomstrar. I en annan lägger de för mycket och orsakar översvämning. Tillsammans sätter utställningen naturen framåt för att hjälpa eleverna att se hur deras individuella och kommunala handlingar skadar eller upprätthåller växt- och djurliv, rent vatten och frisk luft.

"Eleverna har ett bakterie av att veta att vatten är viktigt, men de säger" jag inser inte att det är den där viktigt, och jag inser inte att det jag gör här här påverkar någon sätt där borta, "säger Wempa.

föräldra~~POS=TRUNC Oro

"Jag är inte angelägen om att mina barn är nedsänkt i denna typ av teknik", säger Megy Karydes, marknadsföringskonsult och mor till två (åldrar 7 och 9) i Chicago. "Vi begränsar väldigt mycket våra barns elektronikexponering för att jag inte vill ha dem beroende. Å andra sidan inser jag att de måste vara medvetna om vad som händer i världen också. Jag balanserar det, men om jag var tvungen att radera på försiktighetssidan skulle jag hellre gå på vandring än att få dem att stirra på en skärm. "

Karydes bekymmer är vanliga bland föräldrarna.

"Det finns två sätt att föräldrar tenderar att titta på dessa spel", säger Eric Klopfer, som leder MITs Scheller-lärarutbildningsprogram, utvecklat Time Lapse 2100 och har forskat på användningen av ökad verklighet i utbildningen sedan 2009. "En är," stor. Mitt barn är ute, men han har fortfarande telefonen i handen, "och den andra är att mobilenheten och spelet faktiskt får sitt barn utanför."

Kamarainen och Grotzer har också hört föräldrars farhågor om teknik som stör barnens upplevelse av naturen, och de har jobbat hårt för att designa spel som de känner att komplettera ett förhållande till naturen snarare än att förringa det.

EcoMOBILE-piloten har tagit med 1,000-studenter hittills och Kamarainen säger att de konsekvent talar om hur den förstorade verkligheten hjälper dem att se saker som händer i sina samhällen som de aldrig uppmärksammat tidigare.

"De säger att detta hjälper till att öppna sina ögon om miljön som finns runt dem", säger Kamarainen. "De är mer medvetna och medvetna om det, och de lägger närmare uppmärksamhet åt den naturliga världen."

I slutändan säger förespråkare att dessa spel inte bara kompletterar och förbättrar elevernas relation till naturen utan också lär dem hur de ska tänka systematiskt och se sina egna roller för att skada eller förbättra sin värld.

"De yngre barnen säger," Jag får skapa en värld! "Säger Wempa," och de äldre barnen säger "Jag gillar det här eftersom det kände mig som om jag hade kontroll och som barn, har jag aldrig kontroll av vad som helst.' Det bär över. De förstår att åtgärder har konsekvenser och att de kan påverka resultatet. "

Denna artikel publicerades också på Ensia

Om författaren

Amy Westervelt är en miljöjournalist som bor i Truckee, Kalifornien. En av grundarna till rapporteringsprojektet klimat Konfidentiellt, Amys arbete har publicerats senast i Wall Street Journal, Fast Company och Guardian UK.

Rekommenderad bok:

10 Mindful Minutes: Att ge våra barn - och oss själva - de sociala och känslomässiga färdigheterna för att minska stress och ångest för friskare, lyckliga liv
av Goldie Hawn med Wendy Holden.

Praktisk, snabb, relevant och inspirerande, 10 Mindful Minuter är Goldie Hawn gåva till föräldrar som vill hjälpa sina barn lär sig bättre och lever lyckligare liv. Inspirerad av den revolutionerande MindUP programmet (som utvecklats inom ramen för den Hawn Foundation), erbjuder boken lätt att grepp insikter från den löpande beteende, psykologiska och neurologiska undersökningar för att visa hur våra tankar, känslor och handlingar-inklusive vår förmåga att fokus, hantera stress, och lära-är alla utsökt sammankopplade. Goldie Hawn presenterar enkla och praktiska sätt att utveckla mindfulness i både barn och föräldrar, och delar sina egna hjärtligt erfarenheter med de utmaningar och glädjeämnen föräldraskap.

Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon.