MIT开发AR编程工具 激发孩子们的空间想象力

提到麻省理工学院，这所大学可谓是对 VR /AR技术充满着兴趣。从之前87君报道过的无人机VR训练系统到还原印加历史遗迹，MIT一直未曾停止利用VR/AR探索出更多可能性的脚步。而最近，研究团队开发了一套AR编程系统，以培养学生的想象力、创造力及实践能力。

MIT 媒体 实验室的一名科研人员Anna Fuste发表了一篇论文，详细讲述了研究团队利用AR技术开发的新项目HyperCubes，旨在引导小学生学习“空间编程”。

早在今年5月的ART-AI大会上，MIT研究团队就探讨了其利用人工智能及AR技术开发AR教育平台的想法。Anna表示：“这是让孩子们了解空间计算概念的好机会。我迫不及待地看到孩子身上无限的可能性，或许他们在未来会成为一名艺术家、一名编码员和各种创意人才。”

为何学习空间计算思维？

随着 科技 的飞速发展，计算思维越来越受到重视，甚至被很多人认为是应纳入教育课程的基本技能。在过去的几十年中，各企业已经开发了几种用于学习计算思维的在线平台。

MIT研究团队提出了体验空间编程的概念，作为一种新的，可能改进的编程范式，用于指导学生学习空间计算思维。通过一组定性用户研究，我们评估了用户参与AR编程后的潜在学习成果。用户能够修改基本的编程概念，从而更好地采用计算思维技能。

AR空间编程平台HyperCubes

HyperCubes是一个AR创造平台，可帮助儿童了解从最直接和最切实的现实世界中获取的物理环境中的计算概念。儿童将作为创造者，发出诸如控制小字符或几何形状的空间变换等命令。

HyperCubes是由Paper Cubes的演变而来的，这是Google Creative Lab开发的一项AR实验。Paper Cubes原型设计为DIY AR套件。你只需要一些纸、剪刀、胶水和 手机 就可以探索如何在实体的纸质立方体上叠加虚拟对象（可爱的虚拟小人）。

纸质立方体可以控制小人的操作，传达包括跳跃、转弯、停止等指令，其中甚至还加入了AI技术，让这些小人在遇到障碍物的时候知道如何躲避。孩子可以更加自由地去操控立方体，与小人互动，并发出指令。

反馈效果

研究团队邀请英国Sandfield Close小学的三组学生进行了实验，每组分为15人，培训时间为一个半小时。实验分为四个部分：10-15分钟讲述要创造的作品；30分钟制作纸立方；30-40分钟体验AR编程；10-15分钟反馈与发言。

最后，科研人员进行了反馈调查，结果发现孩子们对制作纸质立方体的过程很感兴趣。孩子们会主动了解立方体的各项功能，学会如何去使用立方体，并从中获得乐趣。

研究发现，孩子们在主动去制作对自己有意义的东西时，学习效率最高，积极性最强。而学会计算思维正是帮助孩子们构建这种学习框架的一个很好的途径，尤其是学习STEM基础学科时。STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写。

借助HyperCubes，学生可以通过发出一系列命令和构建AR内容获得更多创作灵感。HyperCubes支持曲面跟踪以及对立方体的基本跟踪。基于ARKit和ARCore SDK，用户可以在任何地方放置立方体，并开始在空间中构建流动系统，类似于传统的可视化编程接口。

通过iPad或其他移动设备上的摄像头，用户能够在空间中标记立方体，与其交互。

我们还远未充分利用AR的全部潜力，大多数AR应用都没有利用空间感知或尝试在物理环境中将设备和对象连接。正如  Baron Webster所说的那样，很多这些“叠加演示”仅限于一种“Additive AR”，比如只是将非常多的内容全部叠加在用户眼前。不过，物理环境的丰富性为开发更多创意性AR应用提供了更多可能性。

团队表示，这款AR应用将很快上线 苹果 App store。

来源：87870