A REALIDADE VIRTUAL COMO PROPOSTA DE ENSINO-APRENDIZAGEM PARA DEFICIENTES AUDITIVOS

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1 A REALIDADE VIRTUAL COMO PROPOSTA DE ENSINO-APRENDIZAGEM PARA DEFICIENTES AUDITIVOS BRANDÃO, Edemilson Jorge Ramos LEBEDEFF, Tatiana Bolivar MORTARI, Mágda Inês Moreira PASQUALOTTI, Adriano TRENTIN, Marco Antonio Sandini Universidade de Passo Fundo Resumo O atual desenvolvimento da tecnologia informática, vem promovendo inúmeras experiências com Realidade Virtual (RV) características pela simulação de ambientes através de dispositivos sensoriais de percepção e controle, navegação em espaços tridimensionais e imersão no contexto da aplicação, projetadas, tanto para simular ambientes imaginários quanto ambientes reais. Em função do elevado potencial do uso da RV nas mais variadas áreas, um grupo de professores do Núcleo de Informática e Educação da UPF está desenvolvendo uma proposta de trabalho voltado a deficientes auditivos, utilizando princípios de RV, visando a estruturação de software que desenvolva aspectos cognitivos e afetivos, estratégias de intervenção na área de linguagem verbal-escrita e que ao mesmo tempo auxilie os deficientes auditivos a suprir suas dificuldades de comunicação e de acesso à informação, através da criação de ambientes de produção de conhecimento, de comunicação e de aprendizagem virtual. Uma vez estabelecidos os conteúdos a serem trabalhados, o grupo pretende desenvolver aplicações 3D de alta performance em tempo-real utilizando, entre outras, a linguagem WorldToolKit da Sense8.

2 Introdução. Com o objetivo de desenvolver uma proposta de ensino-aprendizagem voltada a deficientes auditivos, a partir da geração de processos de comunicação, de produção de informação, de resolução de problemas e de organização de estratégias, utilizando os princípios de Realidade Virtual, a Universidade de Passo Fundo - UPF, através de um grupo inter-disciplinar de professores reunidos no Núcleo de Informática e Educação - NIE, vem concentrando esforços no sentido de produzir conhecimento científico e tecnológico, expressos tanto em sistemas de software e hardware, quanto em ferramentas e modelos pedagógicos voltados à Informática na Educação Especial. Realidade Virtual: novas perspectivas para a Educação Especial No atual desenvolvimento da Informática, a Realidade Virtual (RV) se destaca como uma das tecnologias mais avançadas de interface entre o usuário e seu ambiente existencial, que envolve um controle tridimensional, altamente interativo, de processos computacionais, gerando espaço virtual de aplicações a partir da utilização de dispositivos multi-sensoriais, navegação em espaços tridimensionais, imersão no contexto da aplicação, simulação de ambientes e interações em tempo real, onde o usuário visualiza, manipula e explora os dados da aplicação, usando os sentidos e, particularmente, os movimentos naturais do corpo. Nesse universo aparentemente surrealista, o usuário participa de um mundo digital, onde o seu conhecimento intuitivo a respeito do mundo físico pode ser transferido para manipular o mundo virtual e a visualização, manipulação e interação com ambientes imaginários e complexos gerado no computador, facilita o desenvolvimento sensorial, de percepção e controle, sobretudo em pessoas portadoras de deficiências. Em função do elevado potencial de uso da RV nas mais variadas atividades que vão desde a educação, a pesquisa científica, as atividades de treinamento, a promoção de negócios, o lazer, etc., a RV está sendo considerada uma área que aponta para o futuro, com muito trabalho a ser feito e muitas questões a serem resolvidas (BOWSKILL & DOWNIE, 1995). Para viabilizar aplicações mais específicas no campo da RV, como aqueles perseguidos pelo grupo de professores da UPF, o usuário, deficiente auditivo, será

3 colocado em contato com dispositivos hardware não convencionais, como capacete de visualização e controle, luva, mouse-3d, entre outros, sem perder de vista, porém, que um sistema de RV envolve estudos e recursos ligados com percepção, hardware, software, interface com o usuário, fatores humanos e aplicações (Bishop, 1992). Todos esses elementos reunidos dão ao usuário a impressão de que a aplicação está funcionando no ambiente tridimensional real, permitindo a exploração do ambiente e a manipulação natural dos objetos com o uso das mãos, por exemplo, para apontar, tocar objetos virtuais e realizar outras ações no ambiente criado através do computador. A idéia de imersão do usuário no campo da RV está ligada com o sentimento de se estar dentro do ambiente imaginário, participando ativamente deste universo através do uso de capacete de visualização e de sistemas baseados em salas de projeções 3D. Vale ressaltar que a visualização tridimensional através de monitor do computador é considerada não imersiva. Além do fator visual, os dispositivos ligados a outros sentidos também são importantes para o sentimento de imersão, como posicionamento automático da pessoa e dos movimentos da cabeça, controles reativos, etc. Por sua vez, a idéia de envolvimento do usuário com o sistema de RV, está ligada ao grau de motivação do usuário com determinada atividade proposta pela aplicação. O envolvimento, assim sendo, pode ser passivo, como ler um livro ou assistir televisão, ou ativo, como participar de um jogo com amigos. A RV tem potencial para os dois tipos de envolvimento ao permitir a exploração de um ambiente virtual e ao propiciar a interação do usuário com um mundo virtual dinâmico. Porém, tanto a idéia de imersão quanto a de envolvimento do usuário com às aplicações no campo da RV, despertaram grande interesse de pesquisadores e usuários em várias áreas (BRICKEN, & COCO, 1994), e uma exigência cada vez mais forte de escolas e centros de Educação Especial investirem esforços no sentido de viabilizar toda tecnologia advinda da RV como uma das possíveis propostas de ensino-aprendizagem para pessoas portadoras de deficiência auditiva. O papel da pesquisa no campo da RV

4 Na Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS - diversas pesquisas têm sido realizadas com deficientes auditivos visando examinar os aspectos afetivos e cognitivos, tendo em vista que, uma das principais características da surdes é a falta de estruturação e de conceituação para dar forma a expressão de pensar. Neste caso, as pesquisas anunciam que o deficiente auditivo necessita desenvolver suas operações cognitivas para aprimorar seu comportamento lingüístico que está entrelaçado aos processos de comunicação e de aprendizagem (Sacenti, 1997). Neste contexto, a comunicação assume um importante papel, não só no momento de enriquecer o conteúdo das consciência infantil e assegurar à criança novos conhecimentos e habilidades, como também na determinação da estrutura da consciência (Triadó, 1991). Conhecendo os limites da comunicação através de sinais, sobretudo na figura dos interlocutores não portadores de deficiências auditivas, e necessitando desenvolver suas habilidades cognitivas, o deficiente auditivo encontra sérios obstáculos no decorrer do processo de ensino-aprendizagem principalmente no que se refere a aquisição de conceitos, de percepção espacial, etc. Essas dificuldades aumentam em função dos níveis de perda auditiva: quanto maior a surdes maior a dificuldade de integração num processo de ensino-aprendizagem de uma escola regular. O uso exclusivo da língua de sinais na comunicação com pessoas portadoras de deficiência auditiva, se deve em parte ao maior desenvolvimento dos canais viso-gestual e a necessidade de adaptações e novas tecnologias para sua educação (Marchesi, viader, 1993). Neste sentido, pesquisas realizadas em várias universidades apontam a Informática, particularmente o computador - seu maior interprete - como uma poderosa ferramenta na busca de soluções para o problema da Educação Especial, sobretudo de deficientes auditivos. Embora aplicações no campo da RV, imersiva e não imersiva, na educação de deficientes auditivos voltadas ao desenvolvimento da comunicação através de sinais ainda não sejam devidamente exploradas, algumas pesquisas demonstram a diferença que o uso da RV pode trazer para o aprendizado de estudantes, com maiores habilidade visuais/cinestésicas (Emerson, 1996). Sendo assim, os deficientes auditivos poderão se

5 beneficiar desta tecnologia, na medida em que esta permitirá o acesso a imagens e informações verba-escritas, com o poder de manuseá-las. Desde os primeiros estudos sobre RV, ao final da década de 60, o principal objetivo dos pesquisadores tem sido criar dispositivos que envolvam completamente o usuário. Nas configurações apresentadas o usuário deveria ter a sensação do mundo virtual como se estivesse interagindo com o mundo real. Da mesma forma, deveria ser possível ao usuário atuar no mundo virtual de forma natural e intuitiva. Nesse sentido, foram desenvolvidos vários dispositivos hardwares e, entre estes, os mais comuns são o capacete de visualização e a luva. O capacete de visualização HMD (Head Mounted Display) cumpre a função de fornecer a imagem do ambiente virtual ao usuário. Quando o usuário do sistema de RV veste o capacete, é como se ele se isolasse do mundo real e mergulhasse dentro do ambiente virtual, ou seja, se o usuário olha para cima, por exemplo, espera ver o céu, se olha para baixo espera ver o chão e assim por diante. Portanto, o capacete possui a função de entrada (já que detecta o movimento da cabeça) e de saída (fornece a imagem). A luva, por sua vez, surgiu da necessidade de se manipular objetos no ambiente virtual. Ela é capaz de responder aos movimentos da mão do usuário fazendo com que o sistema repete estes movimentos dentro do ambiente virtual. Tanto o capacete quanto a luva possuem dispositivos de rastreamento de posição que determinam a localização do usuário no espaço virtual. Além desses dispositivos, existem outros hardware para navegação em RV, como o joystick e mouse-3d. A RV na educação de deficientes auditivos: uma proposta de trabalho A proposta de ensino-aprendizagem apresentada pelos professores da UPF visa a estruturação de um ambiente de software e hardware, com recursos gráficos e de animação, que possibilite o desenvolvimento dos aspectos cognitivos e afetivos dos deficientes auditivos, baseando-se nas teorias da geometria espacial, utilizando-se dos sistemas de RV.

6 O uso da geometria espacial para o desenvolvimento da proposta se destina à implementação de aspectos ligados ao conceito de espaço e de lateralidade, que possuem grande atrativo estético além de constituirem importante elemento de motivação e envolvimento. Além disso, a geometria espacial apresenta-se como uma ciência dedutiva. Partindo de um número de idéias elementares e baseando-se em algumas poucas regras de manipulação matemática e lógica, constrói uma urdidura de deduções de complexidade crescente. O que é salientado no uso da geometria espacial, portanto, não é somente o aspecto espacial ou visual do assunto, mas a metodologia pela qual a hipótese conduzirá à conclusão. Por isso ela vem sendo usada no campo de treinamento para o pensamento lógico-matemático (DAVIS, 1985). O uso das teorias de geometria espacial no sistemas de RV resultará numa economia tanto de reflexões como de comunicações de reflexões. Pois, as imagens geométricas sugeridas levarão a resultados e a estudos adicionais, dotando os envolvidos no processo de um instrumento poderoso de raciocínio indutivo ou criativo (EVES, 1992). Enquanto proposta de trabalho e de pesquisa, o projeto desenvolvido pelos professores da UPF envolve um grupo de deficientes auditivos selecionados segundo características sócio-econômico-culturais e grau de deficiência auditiva. Uma vez identificado o chamado grupo de referência e definido os softwares e as ferramentas a serem utilizadas, será elaborada uma proposta de ensino-aprendizagem, a partir da utilização de princípios de geometria espacial, visando o desenvolvimento dos aspectos cognitivos (lateralidade, raciocínio lógico-matemático, motricidade fina, orientação espacial, linguagem verbal-escrita) e afetivos (interação, motivação, autonomia, interesse), através de simulações e interação com ambientes de RV. Serão desenvolvidas aplicações protótipo a serem utilizadas pelo grupo de referência, que inicialmente, participará de cursos que lhe assegure conceitos básicos de informática, de software e hardware e de sistemas de RV imersiva e não imersiva. A partir das sugestões apresentadas pelo grupo de referência e pelas análises

7 realizadas pelo grupo de professores-pesquisadores, novas versões das aplicações serão desenvolvidas e disponibilizadas gratuitamente via Internet ou através de CD-ROM. Um futuro cada vez mais promissor Apesar dos esforços de se implementar uma proposta de ensino-aprendizagem voltada a deficientes auditivos, utilizando os princípios de RV se concentrarem em uma direção específica no campo da Educação Especial, o suporte para sistema de RV a ser produzido servirá como plataforma para o desenvolvimento de inúmeras outras aplicações na área da educação em geral, isto porque, um sistema de RV não consiste apenas na aquisição de software e hardware. Para a implementação de projetos específicos em RV é necessário também o desenvolvimento ad-hoc de vários softwares, ferramentas e rotinas complementares. É preciso ter um sistema capaz de modelar com perfeição objetos e ambientes 3D, outro para gerenciar eventuais simulações, para gerar e retocar as texturas, para gerenciar a comunicação em rede, etc. Assim sendo, é necessário a presença de pessoas especialistas em cada área do conhecimento envolvido no sistema de RV que por sua própria natureza é multidisciplinar. Atualmente existe a possibilidade de se desenvolver aplicações em RV através da Internet. Isto se deve ao surgimento da linguagem VRML (Virtual Reality Markup Language) (Ames, Fox & Shaddock, 1996),que gera ambientes virtuais e de simulações, multi-plataforma, acessíveis livremente através dos mais populares browsers atualmente disponíveis na Internet. A linguagem VRML não é uma linguagem mais apropriada para o desenvolvimento de aplicações em RV, embora seja atualmente muito explorada pelo fato de ser freeware, o que permite que qualquer pessoa possa desenvolver seu ambiente virtual e colocá-lo à disposição de todos através da Internet. No entanto, com o uso da linguagem VRML será possível disseminar, novos conceitos de geometria espacial aos deficientes auditivos, via acesso remoto. Com a utilização da linguagem WTK (WorldToolKit da Sense8) (SENSE8, 1994), por ser um produto comercial mais apropriado ao desenvolvimento de aplicações

8 em RV, pretende-se gerar aplicações voltadas aos aspectos cognitivos e afetivos dos deficientes auditivos, incluindo soluções voltadas a ambientes de trabalho compartilhados, uma vez que o WTK é um sistema multi-plataforma de alta performance em tempo-real. Além disso, o WTK suporta simulações distribuídas em rede e um conjunto vasto de dispositivos de interface, tais como HMDs (Head-Mounted Displays), trackers, e controladores de navegação, etc. Desde sua introdução no mercado até os tempos atuais, o WTK tem se mostrado como sendo o padrão para o desenvolvimento de aplicações de RV e simulação, sobretudo em estações Silicon Graphics (Feldberg, 1996). Com o uso dos dispositivos hardware (capacete, luva, mouse-3d) e das linguagens (VRML, WTK) será possível inserir os princípios da RV como instrumento de apoio ao ensino de deficientes auditivos, gerando novas competências e desenvolvendo habilidades que, ao mesmo tempo em que impulsionará novas aplicações no campo da tecnologia, contribuirão apontar de forma mais clara soluções para os enormes problemas no âmbito da Educação Especial.

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