Realtà virtuale per esperienze immersive in un laboratorio di ingegneria chimica: Simulazione della reazione di sintesi del biodiesel. = Virtual Reality for immersive experiences in a chemical engineering laboratory: Biodiesel synthesis reaction simulation.

La realtà virtuale o, in inglese, virtual reality (VR), nonostante non sia una tecnologia così recente come si potrebbe pensare, in questi ultimi anni ha raggiunto un rinnovato picco di interesse nell’ambito della ricerca grazie all’abbassamento dei costi della strumentazione. Ciò ha permesso di scoprirne le potenzialità e ha fatto sì che sempre più settori, oltre a quello ludico, iniziassero ad integrare la VR nel loro operato. In particolare, una forte incidenza della permeazione di questa tecnologia è riscontrabile nel settore dell’educazione a partire dall’anno 2020. Infatti, con lo scoppio della pandemia da Covid-19 sono stati messi in discussione i tradizionali metodi di insegnamento, richiedendo necessariamente un rinnovamento fondato anche sull’uso di nuovi mezzi tecnologici. Alla base di questa scelta c’è la volontà di garantire agli studenti un senso di coinvolgimento nelle attività simile o pari a quello raggiunto nello svolgimento delle stesse in presenza. Proprio nel trovare una soluzione a questo quesito, la VR si è dimostrata vincente. Grazie a questa tecnologia, infatti, gli utenti possono immergersi in scenari virtuali in grado di restituire feedback molto simili ad un analogo ambiente reale. Nel caso specifico delle materie STEM (Science, Technology, Engineering e Mathematics), fruire di un’esperienza mediante questa modalità permette anche di effettuare operazioni pericolose garantendo la totale incolumità degli operatori. Il progetto di tesi è stato portato avanti alla luce di queste considerazioni e si pone come obiettivo la realizzazione di un’applicazione VR che permetta la simulazione dello svolgimento della reazione di sintesi del biodiesel all’interno di un laboratorio virtuale. Questo lavoro è nato da una collaborazione tra il laboratorio VR@POLITO del Politecnico di Torino, il Dipartimento di Automatica e Informatica (DAUIN) ed il Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia (DISAT), con la volontà di proporre questa esperienza agli studenti del corso di Ingegneria Chimica in una modalità che consentisse loro un approccio basato sul concetto di learning-by-doing, azzerando però i rischi derivati dalla natura delle operazioni e dei materiali coinvolti. L’utente potrà quindi replicare le procedure laboratoriali, mantenendo un certo grado di libertà all’interno dell’applicazione, al termine della quale riceverà una valutazione del proprio operato. La progettazione dell’applicazione ha avuto come obiettivo la definizione delle diverse fasi dell’esperienza. A seguito dell’osservazione dell’esperienza dal vivo, è stata definita la struttura generale della simulazione e i conseguenti criteri di valutazione. La fase di realizzazione ha compreso la ricerca e la creazione della strumentazione virtuale tramite modelli 3D, e la successiva applicazione di materiali e shader, al fine di ottenere un buon compromesso fra la fedeltà con l’ambiente reale e l’usabilità dell’applicazione tramite un visore VR.