Sistemi immersivi per contesti sociali: come progettare e sviluppare nuovi tipi di esperienze ed interazioni

This work will analyze the concept of “immersive experience” and notions related to it, with the final aim to identify and describe the key elements to consider when designing and developing immersive digital artifacts in social contexts. The first part of the dissertation introduces the concepts of immersiveness and immersion, with a specific focus on technologies able to stimulate various human senses, thus enabling a perception called “sense of immersion”. Then, I will classify the possible social contexts in which an immersive experience can happen, highlighting the differences in terms of needs, constraints and agents involved. The combination of the knowledge belonging to immersion and social contexts leads to a deeper concept of immersive experience with theories and best practices useful for its development. This insight allowed the categorization of nine key elements that shape an immersive experience: social contexts, environment, content, fruition, people relation, people disabilities, involved display, tracking and outcomes. Such elements converge in four different variables to consider during the stages of analysis, design and development. Such variables refer to the information related to the context in which the experience occurs, the kind of users involved, the technologies and expertise required to complete the development. Starting from these considerations, I developed a model named CUTE (Context, Users, Technologies, Expertise) that can be used to analyze existing products and develop new projects. The model has been used for all the immersive experiences I realized during these years of PhD. In particular, the development of additional features for a videolaparoscopic simulator; the design and development of a birth simulator; the development of an augmented reality experience in educational context; a survey on the possible alternatives to enable Natural User Interfaces on mobile devices; the creation of a virtual coach for motor recovery; the development of an application to visit inaccessible places; the creation of an immersive solution for the design of public spaces and events; the development of an application dedicated to immersive journalism; the study of an intelligent system for waste disposal. Altogether the concepts introduced in the various sections and the results of single experiences gives hints about the readiness of the individual contexts regarding the introduction of immersive technologies as well as considerations on the applicability and possible evolutions of the CUTE model developed.

In questo lavoro verrà affrontato e discusso il concetto di esperienza immersiva e delle tematiche ad esso collegate con l’obiettivo finale di individuare e descrivere i principali fattori da tenere in considerazione durante la progettazione e lo sviluppo di artefatti digitali immersivi in contesti sociali. Nella prima parte del lavoro verranno quindi introdotti i concetti di immersività, le tecnologie che consentono la creazione della sensazione di immersione e i sensi che vengono stimolati. La seconda parte del lavoro introduce invece quella che è una classificazione dei contesti in cui è possibile fruire questo tipo di esperienze, permettendo quindi di evidenziare possibili differenze tra le necessità, i vincoli e gli agenti presenti all’interno di ciascuno. La combinazione e l’applicazione dei primi due argomenti ha portato a dover affrontare e definire il concetto di esperienza immersiva, le teorie e i concetti importanti da seguire per una sua buona realizzazione. Durante l’argomentazione delle tematiche relative al concetto di esperienza immersiva si è arrivati a delineare quelli che sono gli elementi caratterizzanti di questo tipo di esperienze (social contexts, environment, content, fruition, people relation, people disabilities, involved display, tracking e outcomes) e che si vanno a riflettere su quattro variabili principali da tenere in considerazione durante la progettazione, lo sviluppo e l’analisi. Queste riflessioni hanno portato alla concezione di un modello che si basa sulla descrizione delle informazioni legate al contesto in cui l’esperienza viene fruita (Context), la tipologia di utenti coinvolti (Users), la tecnologia necessarie per lo sviluppo (Technology), e le competenze necessarie per la sua realizzazione (Expertise). Tale modello, abbreviato in CUTE (Context, Users, Technology, Expertise), è stato poi quindi utilizzato per la progettazione e lo sviluppo delle esperienze immersive realizzate durante l’intero percorso di dottorato oltre che per l’analisi di progetti esistenti a cui si è contribuito, permettendo di evidenziare con facilità le alternative che i singoli elementi sono in grado assumere e consentendo l’identificazione di bisogni, requisiti e problematiche in maniera agile per ciascuna delle singole variabili. Le singole esperienze hanno riguardato lo sviluppo di funzionalità aggiuntive per un simulatore di operazioni videolaparoscopiche; la progettazione e sviluppo di un prototipo di simulatore di parto; lo sviluppo di un’esperienza di realtà aumentata in contesto education per l’apprendimento; la creazione di un virtual coach per il recupero motorio; un survey sulle possibili alternative d’uso di Natural User Interfaces su dispositivi mobile; uno studio su un’applicazione per la fruizione di luoghi non accessibili a causa di limiti strutturali degli ambienti o fisici/cognitivi degli utenti; la realizzazione di un prototipo immersivo per la progettazione di spazi dedicati a eventi pubblici; lo sviluppo di un’applicazione dedicata al immersive journalism; ed infine lo studio di un sistema intelligente per lo smaltimento dei rifiuti. Nelle conclusioni verranno i ripresi i concetti introdotti nelle varie sezioni e che insieme ai risultati emersi dalle singole esperienze permetteranno di fare delle riflessioni sulla readiness, cioè il livello di prontezza operativa, dei singoli contesti rispetto all’introduzione delle tecnologie immersive oltre che delle considerazioni sull’applicabilità e le possibili evoluzioni del modello CUTE sviluppato.