Estimation of distances in virtual environments using size constancy

It is reported in the literature that distances from the observer are underestimated more in virtual environments (VEs) than in physical world conditions. On the other hand estimation of size in VEs is quite accurate and follows a size-constancy law when rich cues are present. This study investigates how estimation of distance in a CAVETM environment is affected by poor and rich cue conditions, subject experience, and environmental learning when the position of the objects is estimated using an experimental paradigm that exploits size constancy. A group of 18 healthy participants was asked to move a virtual sphere controlled using the wand joystick to the position where they thought a previously-displayed virtual cube (stimulus) had appeared. Real-size physical models of the virtual objects were also presented to the participants as a reference of real physical distance during the trials. An accurate estimation of distance implied that the participants assessed the relative size of sphere and cube correctly. The cube appeared at depths between 0.6 m and 3 m, measured along the depth direction of the CAVE. The task was carried out in two environments: a poor cue one with limited background cues, and a rich cue one with textured background surfaces. It was found that distances were underestimated in both poor and rich cue conditions, with greater underestimation in the poor cue environment. The analysis also indicated that factors such as subject experience and environmental learning were not influential. However, least square fitting of Stevens’ power law indicated a high degree of accuracy during the estimation of object locations. This accuracy was higher than in other studies which were not based on a size-estimation paradigm. Thus as indirect result, this study appears to show that accuracy when estimating egocentric distances may be increased using an experimental method that provides information on the relative size of the objects used.

Cognitive and environmental factors influencing the process of spatial knowledge acquisition within virtual reality environments

As the fidelity of virtual environments (VE) continues to increase, the possibility of using them as training platforms is becoming increasingly realistic for a variety of application domains, including military and emergency personnel training. In the past, there was much debate on whether the acquisition and subsequent transfer of spatial knowledge from VEs to the real world is possible, or whether the differences in medium during training would essentially be an obstacle to truly learning geometric space. In this paper, the authors present various cognitive and environmental factors that not only contribute to this process, but also interact with each other to a certain degree, leading to a variable exposure time requirement in order for the process of spatial knowledge acquisition (SKA) to occur. The cognitive factors that the authors discuss include a variety of individual user differences such as: knowledge and experience; cognitive gender differences; aptitude and spatial orientation skill; and finally, cognitive styles. Environmental factors discussed include: Size, Spatial layout complexity and landmark distribution. It may seem obvious that since every individual's brain is unique - not only through experience, but also through genetic predisposition that a one size fits all approach to training would be illogical. Furthermore, considering that various cognitive differences may further emerge when a certain stimulus is present (e.g. complex environmental space), it would make even more sense to understand how these factors can impact spatial memory, and to try to adapt the training session by providing visual/auditory cues as well as by changing the exposure time requirements for each individual. The impact of this research domain is important to VE training in general, however within service and military domains, guaranteeing appropriate spatial training is critical in order to ensure that disorientation does not occur in a life or death scenario.

Computer-simulated environment for training : challenge of efficacy evaluation

Computer-assisted instruction has been around for decades. There has been much speculation about the benefits of computer-mediated learning. Numerous applications have been developed in different domains incorporated with emerging technologies. In recently years, advanced technologies, such as Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR), have received much attention in their potential of creating interactive learning experience for the users. However, related literature and empirical studies indicated that learning effects in computer-simulated environments or Virtual Environments (VEs) are not systematically tested. Furthermore, the performance and learning in computer-simulated learning environment need to be evaluated through more rigorous methods. This paper suggests that 1) the efficacy of VEs is subject to a close examination, not only in terms of how VE-based training systems are easy of use, but also in terms of how effective learning is; 2) evaluation of learning in computer simulated learning environments is required to be reconsidered in terms of theoretical basis and evaluation methodologies that are relevant to the measurement of training effectiveness in computer-simulated virtual learning environment. This paper explains on how learning can be assessed in VEs through the lens of training evaluation.

User-centered evaluation of a virtual environment training system : utility of user perception measures

This study assessed the utility of measures of Self-efficacy (SelfEfficacy) and Perceived VE efficacy (PVEefficacy) for quantifying how effective VEs are in procedural task training. SelfEfficacy and PVEefficacy have been identified as affective construct potentially underlying VE efficacy that is not evident from user task performance. The motivation for this study is to establish subjective measures of VE efficacy and investigate the relationship between PVEefficacy, SelfEfficacy and User task performance. Results demonstrated different levels of prior experience in manipulating 3D objects in gaming or computer environment (LOE3D) effects on task performance and user perception of VE efficacy. Regression analysis revealed LOE3D, SelfEfficacy,
PVEefficacy explain significant portions of the variance in VE efficacy. Results of the study provide further evidence that task performance may share relationships with PVEefficacy and SelfEfficacy, and that affective constructs, such as PVEefficacy, and SelfEfficacy may serve as alternative, subjective measures of task performance that account for VE efficacy.

Systematic evaluation of a virtual environment-based training systems

This paper explores the application of three constructs that deemed to be essential to quantify virtual environments (VE) efficacy: cognitive, skill-based, and affective learning outcomes. The authors discuss the implementation of these constructs in a user-centered evaluation of a VE training system. By transforming both the conceptual and operational cohorts for training evaluation the authors illustrate the benefits of the development of a Multi-dimensional User-centered Systematic Training Evaluation (MUSTe) method for quantifying VEs efficacy. Importantly, MUSTe acknowledges the importance of combining holistic and analytical approaches in conducting systematic user-based evaluation. Furthermore, it also emphasizes that quantifying VEs efficacy must reflect the perception and preferences of the users rather than the imposition of efficacy on single measures of task outcome. An empirical study that applied MUSTe evaluation method in quantifying a VE training system efficacy provided valuable evidence of the theoretical construct and content validity of the method.

An empirical examination of feedback : user control and performance in a hapto-audio-visual training environment

Utilising advanced technologies, such as virtual environments (VEs), is of importance to training and education. The need to develop and effectively apply interactive, immersive 3D VEs continues to grow. As with any emerging technology, user acceptance of new software and hardware devices is often difficult to measure and guidelines to introduce and ensure adequate and correct usage of such technologies are lacking. It is therefore imperative to obtain a solid understanding of the important elements that play a role in effective learning through VEs. In particular, 3D VEs may present unusual and varied interaction and adoption considerations. The major contribution of this study is to investigate a complex set of interrelated factors in the relatively new sphere of VEs for training and education. Although many of the factors appears to be important from past research, researcher have not explicitly studied a comprehensive set of inter-dependant, empirically validated factors in order to understand how VEs aid complex procedural knowledge and motor skill learning. By integrating theory from research on training, human computer interaction (HCI), ergonomics and cognitive psychology, this research proposes and validates a model that contributes to application-specific VE efficacy formation. The findings of this study show visual feedback has a significant effect on performance. For tactile/force feedback and auditory feedback, no significant effect were found. For satisfaction, user control is salient for performance. Other factors such as interactivity and system comfort, as well as level of task difficulty, also showed effects on performance.

User-centered design and evaluation of an interactive visual-haptic-auditory interface : a user study on assembly

Utilizing user-centred system design and evaluation method has become an increasingly important tool to foster better usability in the field of virtual environments (VEs). In recent years, although it is still the norm that designers and developers are concerning the technological advancement and striving for designing impressive multimodal multisensory interfaces, more and more awareness are aroused among the development team that in order to produce usable and useful interfaces, it is essential to have users in mind during design and validate a new design from users' perspective. In this paper, we describe a user study carried out to validate a newly developed haptically enabled virtual training system. By taking consideration of the complexity of individual differences on human performance, adoption and acceptance of haptic and audio-visual I/O devices, we address how well users learn, perform, adapt to and perceive object assembly training. We also explore user experience and interaction with the system, and discuss how multisensory feedback affects user performance, perception and acceptance. At last, we discuss how to better design VEs that enhance users perception, their interaction and motor activity.

Cidadania vis-a-vis democracia : estudo analitico-interpretativo das greves, nos anos 80, como fenomeno indicador de mudanças nas relações do trabalho em instituições universitarias da administração publica federal : UFRJ e UFF

Consiste essa dissertação num estudo analítico interpretativo indicador de das greves nos anos 80, como fenômeno indicador de mudanças nas relações do trabalho em instituições univer5it'rias da administração pública federal: UFRJ e UFF. A investigação sobre o incremento do sindicalismo de classe média, no setor público, nos anos 80 processou-se de modo a que se compreendesse/interpretasse o novo paradigma de ação sindical indicativo de mudanças no papel sócio político de atores coletivos/individuais, vis-à-vis à prática do associativismo em IFES. A opção metodológica assumida foi a de uma abordagem qualitativa do tema, utilizando-se como categorias de análise: cidadania, democracia, participação e poder, aplicadas ao estudo, numa visão comparativa dos movimentos organizados/grevistas, na UFRJ e UFF. Pelo estudo, conclui-se, em síntese, que docentes e servidores técnico-administrativos da UFRJ e UFF, via participação organizada nos movimentos grevistas dos anos 80, vieram a assumir novos papéis sociais e posições políticas, construindo ocasionando uma nova cidadania e, consequentemente, trabalho entre categorias profissionais do setor público E o federal. governo Isto, porque, graças ao seu poder de convocação/influência e pela sua seu vida associativa constituiram-se essas categorias profissionais em forças sociais/políticas suscetíveis de modificar/intervir em decisões político-administrativas que disseram respeito a formulação/gestão de políticas, com destaque para as de Pessoal das IFES e de Rendas/Salários, bem como as de Ensino Superior e de Financiamento da Educação.

Efeitos cognitivos da escolaridade do SENAI e da escola acadêmica convencional: uma pedagogia para cada classe social?

o presente estudo discute o poder e contribuição de diferentes metodologias e estiLos de ação pedagógica nas mudanças cognitivas de adolescentes de Classe social baixa. Trata-se de um estudo de caso onde tomamos uma amostra de alunos dos cursos de aprendizagem para menores do Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (SENAI) da cidade do R-lo de Janeir'o~ comparados com alunos de· escolas acadêmicas de 1o e 2o graus. Os dados qualitativos mostram que a ação pedagógi ca das escolas acadêmicas analisadas está ~estruturada dentro de uma concepção genérica" difusa e indiferenciada. presa a modismos. "mitos" e "antimitos" pedagógicos. Mantem os mesmos valores" 'Linguagem e os mesmos programas das escoLas de etite~ sem contudo possuir a mínima infra-estrutura humana e material.. A ação pedagógica do SENAI restringe-se a objetivos muito especificos, pragmáticos, buscando ensinar apenas aquilo que "serve". Utiliza uma metodologia de ensino mais adequada ao universo social. e lingU'Ístico dos alunos de classe social baixa. Os resultados quantitativos, em parte inconclusivos. mostram que as diferenças metodológicas entre os grupos, ainda que profundas, não exercem influências a ponto de gerar mudanças mensuráveis, no prazo médio de um ano~ nos componentes cognitivos. Os dados revelam, ainda, que ao existiram ganhos cognitivos significativos entre 08 niveis de ?a. e 8a. série do primeiro grau e entre 8a. ssrie do 1P grau e la. do 29 grau. Pa tenteia-se, de um modo geral, neste estudo uma fraca influência da escola nas mudanças cogn.itivas de Zunos de cl.asse social bai:z:a. Um dos resultados significa',iv". oiona-S8 à forte interação dos component do estudo relacognitivos e não-co~ iii nitivos. Os dados qualitativos evidenciaram que o ambiente org~ niaacional rico em estimulas, a presença dE: conteúdos 8ubstanti vos, tanglveis,concretoB e uma metodologia de ensino que permita avanço progressivo, possibilitam, ao al mo de classe social baiza, a internali.aação de auto-confiança Ej: auto-estima. O êxito ou o fracasso escolar parecem marcar in '!elevelmente o aluno. Neste contexto ter-se-ia um efeito não-cogr.!itivo como resultado mais perceptivel do aprendi.aado cognitivo. A mensagem -metodologia, conteúdos, ambiência, etc. - seria o meio.

Estudos sobre uma estratégia de atualização de professores

o presente trabalho foi elaborado no intuito de ofere cer um modelo alternativo, certamente mais econômico e mais funcional, de atualização de professores. Inicialmente ele se propos a avaliar a opinião dos professores face ao problema de sua atualização, em uma escola de demonstração - o Instituto de Educação do Rio de Janeiro. A partir da constatação de opiniões classificadas co mo altamente positivas, na mal0ria dos casos em estudo (apesar do desprestigio social e salarial da carreira do magisterio),e da constatação de que essas opiniões ocorriam independenteme~ te de uma serie de variáveis relativas ao professor, procedeuse a uma análise, atraves de pesquisa documental, das condi çoes oferecidas pela Instituição, nos últimos anos, em que vem dedicando parte da carga horária semanal dos professores aos (entros de Estudos. Esse segundo momento do trabalho baseou-se no press~ posto de que a escola, ao voltar-se para a valorização de seu corpo docente, promovendo o encontro semanal dos professores no horãrio de trabalho para estudarem, possivelmente encontre uma das melhores formas de tratamento do problema. A partir desse pressuposto, a pesquisa documental es tendeu-se ao Centro Educacional de Niterói, que vem realizando uma experiincia semelhante, com a mesma finalidade. Verificou-se, então, que, apesar de serem muitos os entraves no sentido de atualizar os professores no próprio es ~ tabelecimento de ensino, é possivel continuar apesar deles e obter algum ixito.

Os contos de fadas: suas origens histórico-culturais e implicações psicopedagógicas para crianças em idade pré-escolar

Esta dissertação tem como objetivo principal elucidar as implicações de se relatar contos de fadas às crianças em idade pré-escolar, destacando-se suas origens histórico- culturais e a sua função psicopedagógica. Com subsidios obtidos em obras de alguns autores da área de história, literatura, filosofia, psicologia e pedagogia, foi feita uma análise considerando-se alguns tópicos, dentre os quais a possibilidade de serem os contos mitos transformados, cuja evolução ou construção da narrativa tem uma característica análoga aos ritos iniciáticos das sociedades consideradas "primitivas" ou pré-letradas. Neste sentido, trazem em seu bojo a nossa herança cultural. Além disso, possuem função psicopedagógica, que possibilita à criança em idade pré-escolar identificar-se com a imagem arquetípica do herói ou heroina, na medida em que estes passam por provações, e adotar uma postura positiva frente às mesmas. Argumentou-se, ainda, quanto às criticas de que estas narrativas têm sido alvo, como, por exemplo, a sua "crueldade", a visão de mundo "deturpada e irreal" que elas promoveriam de acordo com alguns autores que privilegiam o racionalismo, e o papel "degradante e passivo" destinado a algumas personagens femininas de algumas histórias. Conclui-se o trabalho avaliando-se o papel doscontos de fadas no contexto pré-escolar, e de que forma a experiência de relatá-los às crianças pode ser enriquecedora do ponto de vista pedagógico. Apoiando-se na abordagem junguiana, trata-se de um trabalho de pesquisa e análise teórica que visa ampliar, esclarecer, bem como justificar o papel dos contos de fadas na educação pré-escolar, levando-se em conta suas funções psicopedagógicas e o seu caráter socializante, na medida em que a criança tem acesso a valores sócio-culturais que predominaram e ainda repercutem nas relações sociais contemporâneas.

Para a construção do espaço geográfico na criança

o tema central da presente monografia é "Para a construção do espaço geográfico na criança". Na realização deste estudo , tentou-se através da análise do conceito do espaço-tempo , da aplicação da epistemologia genética e da pesquisa realizada sobre um espaço concreto-real, aclarar o processo de construção dos conceitos ao nível da ciência e do desenvolvimento da criança, para chegar a uma concepção de espaço, objeto de estudo à Geografia. Essa concepção de espaço, em que ressalta o "aspecto construtivo" do conhecimento poderá ser utilizada nas escolas, possibilitarão ao aluno atuar como sujeito deste processo. A pesquisa quarta séries do 19 foi realizada com alunos de terceira e Grau (quarenta alunos) entre a faixa etária de nove a quatorze anos de idade , de quatro escolas, três escolas públicas municipais e uma escola particular de orientação montessoriana , situadas nos bairros de Ipanema e Copacabana , do Rio de Janeiro, no período de março a dezembro de 1980 . Para análise dos "aspectos figurativos e operatório" relacionados à construção do espaço pelo criança foram construídos instrumentos ligados às atividades escolares e experimentos de J. Piaget adotados para o espaço m::-bano escolhido. Para interpretação dos dados coletados foram empregados estudos e pesquisas realizadas por Jean Piaget. e seus colaboradores, bem como as seguintes contribuições~ de Luquet Piaget sobre o espaço gráfico; de Kelvin Lynch sobre a imagem urbana, e a de Gilberto velho para a comparação dos aspectos ideológicos na representação do bairro de Copacabana.

Curvas de percentis de valores normais de medidas ecocardiográficas em crianças eutróficas procedentes da região centro-sul do Estado de São Paulo

OBJETIVO: Avaliar os valores de medidas ecocardiográficas em crianças eutróficas sem cardiopatia, relacionando-os com a superfície corporal (SC, m²), e construir curvas de percentis que relacionem as variáveis ecocardiográficas estudadas com a SC. MÉTODOS: Foram analisadas medidas ecocardiográficas unidimensionais de crianças entre 1 e 144 meses de idade. Avaliaram-se: diâmetros diastólicos dos ventrículos direito (VDd, mm) e esquerdo (VEd, mm), sistólico do VE (VEs, mm), da via de saída do VD (VSVD, mm), da aorta (DAo, mm) e do átrio esquerdo (DAE, mm); fração de ejeção do VE (FEVE, %); porcentagem da variação do diâmetro ventricular esquerdo (deltaVE, %); espessura diastólica do septo interventricular (ESIV, mm) e da parede posterior do VE (EPPVE, mm); massa (MVE, g) e índice de massa muscular do VE (IMVE, g/m²). RESULTADOS: Ao final do estudo, 595 crianças (326 do sexo masculino) foram avaliadas. Os valores das medidas ecocardiográficas apresentaram boa correlação com a SC e possibilitaram a construção de curvas de percentis (3%, 25%, 50%, 75% e 97%). Diferenças estatisticamente significantes, entre os sexos, foram evidenciadas para as variáveis VEs, VEd, VSVD, DAo, MVE e IMVE, sendo os maiores valores observados em crianças do sexo masculino. CONCLUSÃO: As curvas de percentis dos valores obtidas podem ser utilizadas como referência para a avaliação de crianças com suspeita de cardiopatia ou para o acompanhamento daquelas já diagnosticadas como cardiopatas ou em tratamento com agentes potencialmente cardiotóxicos.

Imageamento Elétrico 3D em área contaminada por hidrocarbonetono polo industrial de Cubatão - SP

Este trabalho mostra os resultados obtidos com ensaios geofísicos realizados em uma área contaminada por hidrocarboneto no Polo Industrial de Cubatão - São Paulo, com objetivo de caracterizar as anomalias geoelétricas associadas à presença dos hidrocarbonetos, bem como delimitar e cubar tais anomalias. Para tanto, utilizou-se o método da eletrorresistividade, por meio das técnicas de Sondagem Elétrica Vertical (SEV) e Imageamento Elétrico 3D. Os resultados obtidos permitem indicar que a presença de hidrocarboneto está associada a anomalias condutivas devido aos produtos da biodegradação. As anomalias condutivas ocorrem de forma disseminada na área, totalizando um volume de 1365,3 m³; entretanto, este volume corresponde somente à presença de contaminante em fase residual.

Relações entre condutividade hidráulica, transmissividade, condutância longitudinal e sólidos totais dissolvidos para o aquífero livre de Caçapava do Sul (RS), Brasil

A água subterrânea é um importante recurso ao abastecimento público, principalmente para comunidades periféricas em grandes cidades ou pequenos municípios, onde a instalação ou prolongamento de sistemas de distribuição são economicamente inviáveis. Estudos voltados à análise da vulnerabilidade de aquíferos são relevantes para subsídio a políticas públicas em saneamento básico e preservação ambiental. Este estudo contou com o cadastro de 23 poços rasos localizados no município de Caçapava do Sul (RS), onde foram realizadas medidas de resistividade elétrica e cargabilidade por meio de geofísica, e medidas diretas de condutividade hidráulica e sólidos totais dissolvidos. A análise estatística dos dados demonstrou diversos graus de correlação entre parâmetros, basicamente condicionados a fatores geológicos como porosidade, permeabilidade e sólidos totais dissolvidos.