Desenvolvendo habilidades em um mundo virtual: Immersive Training for the Modern Workforce (Treinamento imersivo para a força de trabalho moderna)
Stephen Elms é candidato a PhD na Faculdade Bartlett de Ambiente Construído da University College London. Sua pesquisa se concentra no desenvolvimento de habilidades da força de trabalho na construção fora do local, com ênfase na educação e no treinamento vocacional.
Nos momentos iniciais do épico de ficção científica Ready Player One, de Steven Spielberg, em 2018, o personagem principal, Parzival, nos apresenta o mundo virtual conhecido como OASIS. Ele o descreve como "um lugar onde os limites da realidade são sua imaginação". Esse futuro não muito distante de um universo imersivo repleto de jogos, fantasia e aventura é geralmente a forma como somos apresentados a tecnologias como a Realidade Estendida (XR), que inclui Realidade Virtual (VR), Realidade Aumentada (AR), Realidade Mista (MR) e Interfaces Tangíveis do Usuário (TUI). Quando Ready Player One foi publicado pela primeira vez em 2011, os mundos ricos e imersivos do autor e roteirista Ernest Cline - descritos por meio de tecnologia futurista - eram pouco mais que um sonho.
Passados doze anos, essa ficção científica não só se tornou realidade, como também é relativamente acessível. Em 2024, tanto a Meta (antiga Facebook) quanto a Apple lançaram fones de ouvido de alta qualidade que combinam VR e AR - o Quest 3s e o Vision Pro, respectivamente. A maioria dos smartphones e tablets é compatível com AR, com jogos como Pokémon Go.
Pode parecer um exagero relacionar um filme de grande sucesso e um jogo para celular - que seus filhos provavelmente não conseguem largar - à construção modular externa. No entanto, como exploraremos, a verdadeira conexão está no potencial de treinamento gamificado e imersivo dos funcionários, que pode ser igualmente envolvente.
Como o hardware e o software para o desenvolvimento e a implementação de aplicativos de XR continuam a se tornar mais acessíveis, o investimento nessa tecnologia como ferramenta de treinamento é cada vez mais atraente. A XR também oferece vários outros benefícios, incluindo a execução de tarefas potencialmente perigosas em um ambiente seguro e a aquisição de novas habilidades sem a necessidade imediata de materiais físicos. Para ilustrar melhor isso, examinaremos quatro estudos acadêmicos que utilizaram a tecnologia XR, destacando os benefícios de cada tipo: VR, AR, MR e TUI - no treinamento de trabalhadores do setor de construção.
Stephen Elms foi um dos três ganhadores do prêmio na conferência 2024 Transforming Construction with Off-site Methods and Technologies, apresentada pelo Centro de Pesquisa de Construção Fora do Local da Universidade de New Brunswick e patrocinada pelo Modular Building Institute.
Como o hardware e o software para o desenvolvimento e a implementação de aplicativos de XR continuam a se tornar mais acessíveis, o investimento nessa tecnologia como ferramenta de treinamento é cada vez mais atraente. A XR também oferece vários outros benefícios, incluindo a execução de tarefas potencialmente perigosas em um ambiente seguro e a aquisição de novas habilidades sem a necessidade imediata de materiais físicos. Para ilustrar melhor isso, examinaremos quatro estudos acadêmicos que utilizaram a tecnologia XR, destacando os benefícios de cada tipo: VR, AR, MR e TUI - no treinamento de trabalhadores do setor de construção.
Termos
Antes de mergulhar nos estudos de caso, é importante entender os diferentes tipos de tecnologias de XR que estão transformando o treinamento de trabalhadores na construção. Muitos leitores provavelmente já estão familiarizados com a RV e a RA, pois essas são as formas mais comuns e acessíveis de XR. É provável que você tenha encontrado a RV em representações de Hollywood (conforme discutido anteriormente) ou até mesmo em parques temáticos, onde ela está sendo incorporada a atrações existentes e passeios independentes - como o Star Wars: The Secrets of the Empire da Disney. De modo geral, os fones de ouvido do consumidor estão se tornando mais comuns para jogar, assistir a filmes ou até mesmo explorar o metaverso. Da mesma forma, além dos jogos para celular, a AR é usada por empresas como Amazon e Ikea, permitindo que você veja como os produtos ficariam em sua casa por meio de seu telefone ou tablet.
Esses exemplos oferecem um contexto útil, mas o que realmente diferencia essas tecnologias é a forma como os usuários se envolvem com seus ambientes. Cada interface cria um tipo diferente de interação e imersão.
A RV cria um ambiente digital totalmente imersivo, no qual os usuários interagem como se estivessem fisicamente presentes, usando fones de ouvido que bloqueiam o mundo real. Isso permite que eles se envolvam com simulações ou experiências em um espaço virtual controlado. A AR, por outro lado, sobrepõe informações digitais ao mundo real, aprimorando o ambiente físico com camadas adicionais de conteúdo. A AR é mais frequentemente experimentada por meio de smartphones, tablets ou óculos de AR.
A RM leva essa imersão um passo adiante, combinando perfeitamente os mundos físico e digital em tempo real. Isso permite que os usuários interajam com os dois ambientes simultaneamente, permitindo que os objetos digitais coexistam e respondam ao mundo físico. Por fim, a TUI apresenta uma abordagem prática, em que objetos físicos são usados para manipular informações digitais. Isso permite que os usuários interajam com itens tangíveis que controlam os resultados digitais, criando uma conexão física e mais intuitiva com o conteúdo digital.
Se as diferenças entre essas tecnologias ainda parecerem obscuras, os próximos estudos de caso proporcionarão maior clareza à medida que explorarmos como cada uma delas é aplicada no treinamento de funcionários.
Estudo de caso: Realidade virtual para treinamento de segurança na construção
Em um estudo realizado por uma equipe de pesquisadores alemães e dinamarqueses (Jelonek et al., 2022), a RV foi explorada como uma ferramenta para melhorar o treinamento de segurança no setor de construção. Com 97 acidentes fatais relatados no setor de construção alemão somente em 2020, a necessidade de métodos de treinamento mais eficazes é necessária. O estudo teve como objetivo abordar esse problema criando simulações imersivas em que os trabalhadores pudessem vivenciar situações perigosas sem riscos no mundo real. A simulação de RV guiou os participantes - muitos dos quais já estavam familiarizados com os protocolos básicos de segurança - por uma série de tarefas. Ao longo do caminho, eles se depararam com vários perigos, desde a seleção do equipamento de proteção individual (EPI) correto até evitar superfícies escorregadias no local de trabalho. A simulação forneceu feedback instantâneo, reiniciando sempre que erros eram cometidos - assim como reiniciar um nível em um videogame - dando aos trabalhadores a oportunidade de aprender com segurança por meio da experiência.
De acordo com os pesquisadores (Jelonek et al., 2022), os trabalhadores que receberam treinamento usando a RV mostraram uma melhora notável em sua compreensão dos procedimentos de segurança, especialmente com ferramentas específicas como a esmerilhadeira angular. Além do conhecimento, muitos participantes expressaram um maior senso de confiança e conscientização após a experiência virtual. Alguns até preferiram a natureza imersiva e prática da RV em relação aos métodos de treinamento tradicionais. No entanto, o estudo também ressaltou a importância da precisão - quaisquer lacunas ou imprecisões na simulação poderiam levar ao aprendizado de lições erradas.
Estudo de caso: Realidade aumentada no ensino de construção
Na Escola de Gerenciamento de Construção da Universidade da Flórida, os pesquisadores investigaram o uso da AR para aprimorar a compreensão dos alunos sobre processos complexos de construção (Shanbari et al., 2016). O foco estava em como a AR poderia ajudar os alunos a compreender as restrições espaciais e de tempo envolvidas nas montagens de alvenaria e telhados - uma área geralmente difícil de transmitir por meio de métodos tradicionais de sala de aula.
O estudo utilizou a AR para sobrepor elementos de construção virtuais a imagens de vídeo do mundo real de um canteiro de obras. Isso permitiu que os alunos visualizassem detalhes ocultos da construção de alvenaria e telhado que, de outra forma, seriam difíceis de observar. O objetivo era simular o tipo de exposição no local de trabalho que normalmente se limita a viagens de campo ou estágios, ambos frequentemente desconectados dos tópicos específicos ensinados em sala de aula.
Os alunos que foram expostos a vídeos aprimorados por RA demonstraram melhor compreensão dos principais elementos, como as amarras e os flashes das paredes de alvenaria, bem como a sequência envolvida na montagem de sistemas de telhado (Shanbari et al., 2016). A natureza imersiva da AR ajudou a preencher a lacuna entre o conhecimento teórico e a compreensão prática, oferecendo uma experiência de aprendizado mais interativa. Embora a tecnologia tenha sido considerada um complemento valioso para os métodos de ensino tradicionais, ela não foi planejada para substituí-los totalmente. O estudo concluiu que a integração da AR no ensino de gerenciamento de construção tem um grande potencial para aprofundar o entendimento dos alunos sobre processos complexos, preparando-os de forma mais eficaz para as demandas do setor.
Estudo de caso: Realidade mista para o ensino de construção
Na Bond University, na Austrália, os pesquisadores exploraram o potencial da realidade mista móvel (MMR) para aprimorar o ensino de construção (Vasilevski & Birt, 2020). Com a crescente adoção da modelagem de informações de construção (BIM) nos setores de arquitetura, engenharia e construção (AEC), o estudo teve como objetivo determinar se a MMR poderia melhorar a compreensão dos alunos sobre os complexos processos de construção por meio da criação de ambientes de aprendizagem imersivos.
O estudo usou uma combinação de dispositivos móveis e tecnologias de MMR, como o Microsoft HoloLens, para criar simulações interativas. Essas ferramentas permitiram que os alunos se envolvessem com elementos virtuais e do mundo real, proporcionando uma experiência de aprendizado mais dinâmica. Ao contrário dos métodos tradicionais de sala de aula, em que os alunos muitas vezes tinham dificuldade para visualizar as restrições espaciais e de tempo dos projetos de construção, a MMR permitiu que eles interagissem com modelos 3D e simulações em tempo real. Essa abordagem não apenas tornou a experiência de aprendizado mais prática, mas também promoveu maior envolvimento e motivação entre os alunos.
Os resultados foram promissores (Vasilevski & Birt, 2020). Os alunos relataram que se sentiram mais conectados ao material e mais capazes de compreender as complexidades das tarefas de gerenciamento de construção. Muitos participantes destacaram o aumento da motivação e do envolvimento decorrentes da natureza interativa e gamificada do MMR.
No entanto, o estudo também observou alguns desafios técnicos, como o enjoo causado por uma pequena porcentagem de usuários. De modo geral, os pesquisadores concluíram que a MMR tem um potencial significativo para aprimorar os resultados do aprendizado ao preencher a lacuna entre o conhecimento teórico e a aplicação prática no mundo real.
Estudo de caso: Interfaces de usuário tangíveis para aprendizes de carpinteiro
Em um esforço conjunto de pesquisa entre o Instituto Federal Suíço de Tecnologia, o Instituto Federal Suíço de Educação Profissional e a Universidade de Stanford, os pesquisadores exploraram como as TUIs poderiam aprimorar as habilidades espaciais dos aprendizes de carpinteiro (Cuendet et al., 2014). As habilidades espaciais são fundamentais na profissão de carpinteiro, pois as tarefas geralmente exigem a capacidade de visualizar e manipular objetos em três dimensões com base em planos bidimensionais. O objetivo do estudo foi avaliar se as UISs - interfaces que permitem que os usuários interajam com informações digitais por meio de objetos físicos - poderiam melhorar o raciocínio espacial e as habilidades práticas dos aprendizes.
Usando a tecnologia TUI, os aprendizes se envolveram em atividades práticas que espelhavam os métodos tradicionais de aprendizado na educação profissional. Ao manipular objetos físicos, os aprendizes puderam interagir com modelos digitais, oferecendo uma ponte entre a teoria e a prática. Essa abordagem permitiu que eles desenvolvessem habilidades espaciais de uma forma mais intuitiva e interativa, o que é particularmente importante na carpintaria, onde a compreensão das relações espaciais é fundamental.
Os resultados mostraram que os aprendizes com acesso ao treinamento aprimorado pela UIS tinham um nível mais alto de desenvolvimento de habilidades espaciais em comparação com aqueles que dependiam apenas dos métodos tradicionais de aprendizagem (Cuendet et al., 2014). O estudo também observou que essas ferramentas poderiam ajudar a preencher a lacuna para aprendizes cujas habilidades espaciais podem não ser tão fortes inicialmente, oferecendo uma abordagem mais inclusiva e eficaz para o desenvolvimento de habilidades. De modo geral, o uso de UISs no treinamento vocacional é promissor como método para aprimorar o aprendizado e a aplicação prática em profissões que exigem altos níveis de inteligência espacial.
Conclusão: O futuro da XR no treinamento em construção externa
Os estudos de caso apresentados, embora não estejam diretamente relacionados à construção fora do local, fornecem exemplos claros de como as tecnologias XR - seja VR, AR, MR ou TUI - já estão transformando o treinamento de trabalhadores em vários setores da construção. Essas tecnologias oferecem experiências de aprendizagem imersivas e interativas que preenchem a lacuna entre a teoria e a prática, permitindo que os trabalhadores desenvolvam habilidades cruciais em um ambiente seguro e controlado. À medida que o setor de construção fora do canteiro de obras adota a automação e a robótica, essas tecnologias oferecem um complemento natural às habilidades necessárias para gerenciar e operar sistemas avançados.
No entanto, a literatura acadêmica ainda não explorou totalmente como a XR pode ser aplicada especificamente ao treinamento de construção fora do local. Essa é uma área que os pesquisadores, inclusive eu, estão apenas começando a investigar. O potencial é vasto - a XR poderia revolucionar a forma como os trabalhadores são treinados para lidar com as complexidades da construção externa, desde a produção em fábrica até a montagem de componentes modulares no local. A integração da XR com a automação e a robótica representa uma oportunidade significativa de inovação tanto no treinamento quanto na eficiência operacional.
À medida que avançamos, há uma necessidade crescente de colaboração entre o meio acadêmico e o setor para liberar todo o potencial da XR nesse espaço. Ao trabalharmos juntos, podemos desenvolver soluções de treinamento que não apenas atendam às necessidades em evolução da força de trabalho, mas também ampliem os limites do que é possível na construção fora do local. O futuro do treinamento de trabalhadores nesse setor é imersivo, interativo e cheio de oportunidades - e a XR está na vanguarda dessa transformação.
Bibliografia
Cuendet, S., Dehler-Zufferey, J., Arn, C., Bumbacher, E., & Dillenbourg, P. (2014). A Study of Carpenter Apprentices' Spatial Skills (Estudo das habilidades espaciais dos aprendizes de carpinteiro). Empirical Research in Vocational Education and Training, 6(1), 1-16. https://doi.org/10.1186/s40461-014-0003-3
Jelonek, M., Fiala, E., Herrmann, T., Teizer, J., Embers, S., König, M., & Mathis, A. (2022). Evaluating Virtual Reality Simulations for Construction Safety Training (Avaliação de simulações de realidade virtual para treinamento de segurança na construção). I-Com, 21(2), 269-281. https://doi.org/10.1515/icom-2022-0006
Shanbari, H., Blinn, N., & Issa, R. R. A. (2016). Using Augmented Reality Video in Enhancing Masonry and Roof Component Comprehension for Construction Management Students (Usando vídeo de realidade aumentada para melhorar a compreensão de componentes de alvenaria e telhado para estudantes de gestão de construção). Engineering Construction and Architectural Management, 23(6), 765-781. https://doi.org/10.1108/ecam-01-2016-0028
Vasilevski, N., & Birt, J. (2020). Analisando as experiências dos alunos da construção civil com o aprendizado aprimorado por realidade mista móvel em ambientes de realidade virtual e aumentada. Pesquisa em Tecnologia de Aprendizagem, 28(0). https://doi.org/10.25304/rlt.v28.2329
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