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虚拟现实已经大大超越了单纯的娱乐用途，而是变成了一个用来提升读写能力的有潜力的工具，并且新西兰奥塔哥大学正在寻找一个突破性的应用场景。

奥塔哥大学信息科学学院与Methodist Mission Southern合作，打造了一个全新的方式，来帮助位于米尔本的奥塔哥监狱中的囚犯们提高读写技能。

其原型产品已经被证明是很成功的，Animation Research Limited和Methodist Mission Southern在Ngāti Kahungunu的支持下，正在将这个概念开发成一个商业化产品。

虚拟现实(VR)技术是用电脑来创造出一个模拟环境，人们可以沉浸其中，并且能够与3D的世界进行互动，而非观看面前的一个屏幕。

最近十年间，奥塔哥大学信息科学学院一直处在研究虚拟现实和增强现实的实际用途的前沿，其目标在于为这些技术找到有意义的应用方式，来解决真实世界的问题。

Methodist Mission Southern的商业开发总监Jimmy McLauchlan接触了奥塔哥大学信息科学学院的研究人员，因为这家社会机构想要重新思考培养那些经常被忽视的人的读写能力的方式，尤其是在监狱里那些人。

“我们需要一个新的方法，并且我们认为研究和开发能够帮助我们跳出固有的思维模式，”McLauchlan解释说。

博士生Jonny Collins将这一需求和技术相结合，开发了一个虚拟现实应用的原型。他使用的设定，对于学习者来说既熟悉，又能激发其积极性，那就是一个模拟的汽车工厂。Jonny和Methodist Mission Southern一起工作，将教育内容整合其中，并且当地的公司Animated Research Limited还对其中的环境设计提供了帮助。

但尼丁市委员会也认同其潜力，该项目的一部分必需的资金来自于GigCity Community Fund，并且该项目也可以为但尼丁市提供工作机会。

奥塔哥大学信息科学学院的教授Holger Regenbrecht说，人们已经知道可以利用沉浸感来学习另一种语言，无论是真实世界中的文本，还是使用虚拟现实技术。

“对于我们来说，能够测试这种创意是很好的，阅读能力的获得也可以通过虚拟现实的沉浸感来实现。这种更有趣且有重大意义的环境能够帮助学习，并且以这种方式来提高囚犯的读写能力，还能帮助他们更好地重新踏入社会，”Regenbrecht教授说道。

他说，该大学现在正热衷于扩展虚拟现实的边界，来更好地理解用户界面开发，并且证明这样使用VR已经为研究开启了新的可能性。

当然，研究人员们不仅在解决一些技术上的问题，他们同样还在用VR来满足能够对社会有益的非常真实的需求。

“虚拟现实对于学习的助力作用已经引发了世界各国的兴趣。我相信，这种沉浸式的技术有着革新学习方式的潜力，”Regenbrecht教授说道。

同时，这也给了奥塔哥大学一个将商业和社会需求联系在一起的好方法。

他们合作开发的原型是一个360°的虚拟世界程序，其中包含了在汽车工厂进行汽车组装。在开发过程中，他们咨询了一家真实的汽车维修公司，来保证虚拟世界代表了真实的环境。

该原型已经在美国洛杉矶的一场教育展会中进行了展示。他们希望这款程序能够逐渐被应用到整个新西兰的所有监狱的囚犯，来培训读写能力和计算能力。

最初发布于2018年8月28日

原文链接：https://phys.org/news/2018-08-virtual-reality-real-world-literacy-numeracy.html

消防部门接到的电话数量每年都在增长，但实际上大部分都是医疗类的紧急情况。实际上，根据美国消防协会(National Fire Protection Association)的数据，真正的火警数量在过去的十年间已经有所下降了。今天，美国的27000家消防局每年平均会面临少于50场火灾。

这些火警大部分都是住宅遭遇火灾–这就意味着消防员们有越来越少的机会来练习对抗大型的火灾或面临生死攸关的紧急情况–比如高层建筑的火灾，或者存在爆炸物的工业建筑，或者是遭遇火灾的医院的紧急疏散。

传统的烟熏室训练手段面对这一问题时明显力不从心。它们只能模拟出小规模的紧急情况–并且在环保方面的规定也限制了它的使用频率。

这时就需要使用VR技术了。美国佛罗里达州的橘子郡消防局，是美国最大的消防局之一。该消防局正在转向使用VR技术来改善消防局中尉管理火情的培训工作。在联邦紧急事务管理署(FEMA)的授权支持下，这个消防局与中佛罗里达大学的模拟和训练机构(IST)合作，开发了一个全新的紧急事件指挥训练系统。

不过你别多想，在这个项目中，消防员可不会去疯玩那些新鲜的游戏。消防局的领导们最初的确想过要使用他们能找到的最高端的VR头显，但承包方的合伙人Eileen Smith拒绝了这种想法。作为IST的E2i Creative Studio的总监，她认为最新技术的采用通常会引发“惊奇和赞叹”，无论它是否能够真正的改善培训。

主要的挑战在于，消防局的中尉们有着不同等级的经验。那些年长的橘子郡消防员领队现在已经有60来岁了，在被提拔为中尉时，差不多已经接触了100场火灾，而那些年轻的中尉基本上只对抗过三场火灾，甚至有些人无法分辨烟雾。

现有的训练方法是无法胜任的：一组无趣的演讲幻灯片，以及成堆的指导图书。最终的测试是一个仅有一些受限制的互动内容的基于视频的模拟器。真正需要的，是更高的强度和更多的压迫感，这样，中尉们才能够真正学到在面对工作中可能会出现的压力时该如何应对。他们需要进入一个实时的场景，通过视觉线索和来自其他参与者的实时的声音线索–并且看到他们的行动会引发的结果。在这样的模拟训练中，中尉做出的每个决定–或者没有及时决定–都会得到反馈。并且模拟训练还可以被暂停，以修正过程中的错误。

Smith的团队并没有使用VR头显，而是选择了一个10*18米的屏幕，让参与者穿戴上能够测量紧张感的呼吸面罩。“我会把你放进一个3D环境中，虽然是在屏幕上，但你可以与他互动，并且这取决于你自己，”Smith解释道。“在我们的场景中，除了火还在继续燃烧之外，所有的内容都可以停止，直到你做出决定。在一个场景中，你甚至可以共同创作体验内容，你必须要参与其中。”

Mark Nesselrode是一位退休的海军上尉，现在担任General Dynamics Information Technology(GDIT)的全球服务分部的系统架构师，他曾经测试过水手的承压能力，使用的方法是让水手佩戴防毒面具，并且加入化学烟雾。那些无法面对幽闭恐惧症体验的人会首先摘下防毒面具。

现在，Nesselrode也开始模拟训练城市中的火灾场景，他利用声音、黑暗、写实感强的火焰和烟雾，以及触感反馈来进行实验–就是无生气的物体的模拟反馈–能够给水手带来真正的紧张感。

“灭火工作是非常，非常困难的，”他说道。除了视觉、气味和触觉元素之外，“还要有大量的物理效果存在，”包括了解在真实的火灾现场的热量转换的多种模式，由于冷却而引起的颗粒物与表面的互动和湍流。通过使用基于真实效果的游戏引擎，开发出贴近真实的可感知的火场体验，Nesselrode表示，“可以让我们看到潜在任务的‘可组合性’，然后我们就可以评估开发所需的时间、花费和工作流。”

他还补充道，除了消防，甚至还可以应用到其他的服务行业分支，以及供电、重工业、机场和市政部门。

当然，沉浸式的模拟训练并不是一直有必要的。Nesselrode和GDIT已经取得了显著的成就，他们开发了模拟的船上工程项目，使用传统的显示技术，而非VR。

想要打造成功的模拟训练项目的终极方法是，任何的训练方法都需要改善对项目的了解，并帮助做好充足的准备。在消防、短兵相接的战场和紧急的医疗情况中尤其明显，在这些情况下，训练项目可以帮助受训人员在紧张的情况下，甚至面对一些恐怖的场景时也能保持冷静。

美国陆军模拟、训练和设备执行办公室的副主任Rob Parrish认为，VR已经展示出了显著增进知识获取的能力，相比其他没有使用VR技术的训练手段，能够显著提升战场上救助伤员的能力。

在空间感非常重要的训练项目中，VR是特别有效的。Courtney McNamara是一位计算机科学家，他与奥兰多的美国海军空战中心训练分部的Advanced Gaming Interactive Learning Environment(AEILE)团队合作，以航空母舰的飞行甲板举例阐述了这一观点。

“在甲板上有飞机在移动和起飞，还有大量的大型装备，”McNamara说道。“因为这些设备的引擎都在运行中，”发动机喷口的风量和废气可以把水手吹飞…在这些事情发生时，飞行甲板上就像跳芭蕾舞一样–哪里是安全的，哪里是不安全的–你必须可以360°地观看四周，因为这些危险情况可能会发生在每一个方向。

你无法使用传统的相机和监视器来模拟出这样的环境，McNamara解释道。但是“如果你把一个人戴上VR头显，让他进入模拟环境中，并且可以四处移动看到周围的场景，”这时训练过程就会变得非常有效且有教育意义。当受训人员接近不安全的区域时，训练系统可以警告他们，或者训练过程的指导人员可以“暂停模拟项目，告诉他们向右看，那里来了一架喷气机。”

确实，VR模拟训练能够很好地把受训人员传送到训练环境中，并且帮助他们学习正确的反应，以面对那些容易产生紧张感的刺激物。已经有研究人员开始在临床上使用VR技术。圣迭戈的虚拟现实医疗中心使用VR技术来治疗各种焦虑症和恐惧症，以及退伍军人的创伤后应激障碍。这家研究中心使用包含VR模拟器的暴露疗法，带病人回到引发心理创伤的场景，以帮助病人克服这些问题。其中的秘诀在于移除病人的遇到的破坏性的心理障碍。“我们在非常努力的克服这一问题，”该医疗中心的CEO Mark Wiederhold博士说道。“我们并不称其为治疗，而是称其为训练。病人们会来这里，参与一些训练。我们有更高的耐受度。”

医生们会测量病患的心率和皮肤传导性，这能够帮助确定他们的情感状况，并且可以帮助确定Wiederhold博士所说的“暴露速率”。他还从圣迭戈的艺术中心招募了一些老兵来设计VR环境。这些额外的逼真场景确实起到了很大帮助。他说，该医疗中心的成功率在80%左右，而退伍军人管理局的治疗成功率仅为46%。

Wiederhold博士表示，VR是“如果能够明智并且正确的应用的话，VR会是我们能够使用的最强大的技术之一。”

不过，并不是所有的VR都需要使用头显。Gregory Welch是中佛罗里达护理大学的计算机科学教授，他正在开发被他称之为“真实-虚拟病患模拟器”–这是一个先进的，可互动的人体模型。长期以来都是使用传统的人体模型来教会学生静脉注射和插管。但Welch意在让人体模型获得一个全新的真实度。

Welch开发的基于电脑的、半透明的人体模型是由电脑来控制的，并且可以通过透明的皮肤可视化地模拟出毛细血管的反应。甚至还可以修改模型的脉搏，模拟出体温和呼吸频率的变化。种族和性别也可以快速切换。如果需要的话，这个人体模型还可以移动，甚至交流。Welch的团队目前正在专注于如何美化其面部特征，比如嘴唇和眼皮的下垂动作，因为这些是预示着中风的警告信号。

Welch表示想要让这些技术广泛采用的话，还有很多工作要做。但是他很看好这项技术的未来，在未来，该技术会与传统的培训手段一起应用，而不是替代传统手段。“在我看来，这些只是附加的手段，”他说道。“这些方法可以给医护专业的学生不同的体验。”

人们需要能够满足特殊需求的训练工具，不仅是对于不同的用户，而且可以应用到每个领域。确实，开发这种技术的一个期望就是随着用户群体越来越大，成本也能够降低。美国海军计划在2017年的早些时候开始减少一半的核反应堆原型训练的成本，无论是书本还是模拟器。Nesselrode说道。

“不用阅读技术手册或查阅单行本或图解，你就能够进入虚拟的引擎室，看到整个反应堆，并且随着技术的进步，还可以肚子操作设备，或者作为观察组的一员来观摩，”Nesselrode说道。“这就是训练过程的一场革命。”

最初发布于2017年3月20日

原文链接：https://www.govtechworks.com/virtual-reality-revolutionizes-high-stress-training/