A riveder le stelle. The development of an AR interaction for the filar micrometer designed for MARSS, the renovation project of Museo Astronomico di Brera

Augmented Reality technology shows great potential in becoming an instrument for improving teaching and enhancing storytelling. The reasons for this are many: intuitive controls that make information more accessible than ever, the fact that Augmented Reality does not require structural (and expensive) renovations, the ability to combine visual, textual and audio information with greater efficiency and of course, the possibility of merging the real world with refined digital information that can be accessed in real-time. As a matter of fact, several museums from across the world saw this potential and implemented in recent years systems of augmented reality in the hope of attracting new visitors and enrich what already was present. The main objective of this thesis consists in showcasing, through the active development of an AR interaction, how Augmented Reality can be further developed for didactic purposes and to remark that, despite the fact that such technology is commonly used in the entertainment industry, its true potential is fully realized in contexts where culture is promoted, such as museums, exhibitions and schools. The first section of this thesis consists in a research of Augmented Reality technologies in museums specifically dedicated to the astronomical field, passing from a theoretical approach to a more concrete analysis of what is already present in the field. After this analysis, the focus will shift on the Museo Astronomico di Brera, with which the thesis was constructed in close collaboration: The Board of the Museum allowed me to enter its premises when closed and provided me with useful information and reference texts from which I could improve my understanding of the scope of the project. The museum is in fact under renovations with the help of Politecnico di Milano, which is providing for the design and technical aspects of the exhibit, such as the implementation of the AR and VR technologies this thesis is based upon. Four personas, corresponding to the museum possible visitors, will be created, along with four different approaches about designing an Augmented reality interaction that works in an efficient manner and is not perceived as an external gimmick to the museum itself. The second part assimilates such theories and approaches in the creation of an AR interaction designed for the Museo Astronomico di Brera, presenting a Filar Micrometer, an essential instrument for astronomers before the digital era, that now often lies forgotten and unexplained in museums. The developed interaction consists in four main sections connected through a central main hub, represented by the micrometer itself. Each interaction corresponds to a different aspect of the object in question, presenting the user with different thematic point of views that are designed to deepen the user’s connection (empathetically and knowledge-wise) with the item displayed in the museum. Closing the thesis will be observations regarding the perception of the interaction by users who tested it. The final intent of the student is showing the great potential that Augmented Reality offers in the educational department, allowing students and visitors to interact with the objects of culture in ways that were previously forbidden or impossible, and to better understand the surrounding world thanks to the use of the same technologies that so often distract them.

Le tecnologie di Realtà Aumentata mostrano grandi potenzialità nel diventare uno strumento capace di migliorare l’insegnamento potenziandone il suo storytelling. Le ragioni di tale potenziale sono molte: controlli intuitivi che rendono l’informazione più accessibile che mai, il fatto che la Realtà Aumentata non richiede particolari rinnovamenti strutturali (di notevoli costi) per essere implementata ed affiancata a sistemi precedentemente esistenti, la capacità di combinare informazioni video, testuali e audio insieme con un’efficacia sempre maggiore e, soprattutto, la possibilità di fondere il mondo reale con informazioni digitali che si rendono accessibili istantaneamente. Non è un caso che diverse istituzioni museali nel mondo abbiano colto questo potenziale e abbiano implementato sistemi di realtà aumentata nelle proprie strutture nel corso degli ultimi anni, nella speranza di attrarre nuovi visitatori e di arricchire il patrimonio già esistente. Il principale obbiettivo di questo elaborato consiste nel mostrare, attraverso lo sviluppo di un’interazione AR, come la Realtà Aumentata possa essere ulteriormente sviluppato a fini didattici e di sottolineare come, nonostante tale tecnologia sia più comunemente usata nel mercato dell’intrattenimento, il suo potenziale possa svilupparsi pienamente in contesti dove la cultura viene promesso, come musei, esibizioni, e scuole La prima sezione di questa tesi consiste in una ricerca di tecnologie di Realtà Aumentata nei musei dedicati alla preservazione e alla divulgazione di informazioni legate all’ambito astronomico, passando da un approccio teorico a una più concreta analisi di cosa sia già presente al momento della scrittura dell’elaborato. In seguito a tale analisi, ci si concentrerà sul Museo Astronomico di Brera, con cui questo elaborato è stato elaborato in stretta collaborazione. L’amministrazione del Museo mi ha permesso di entrare per compiere determinate misurazioni nonostante la sua attuale chiusura, e mi ha offerto grandi quantità di informazioni e testi pertinenti alla mia ricerca attraverso cui ho potuto migliorare la mia comprensione relativamente al progetto MARSS Il Museo è infatti in fase di rinnovamento, in collaborazione con il Politecnico di Milano, il quale si occupa degli aspetti tecnici e di design dell’esibizione, quali l’implementazione delle tecnologie AR e VR su cui questa tesi è basata. Quattro “Personas”, corrispondenti ai possibili visitatori del museo, saranno create, assieme a quattro diversi approcci nei confronti del progettare un’interazione in Realtà Aumentata che funzioni in maniera efficiente e non sia percepita come un espediente esterno al museo stesso. La seconda parte dell’elaborato assimila tali teorie e affronta il processo di creazione di un’interazione AR progettata per il Museo Astronomico di Brera, presentando lo strumento noto come Micrometro Filare, uno strumento essenziale per gli astronomi precedentemente all’era digitale, che ora giace spesso dimenticato e poco valorizzato nei musei astronomici. L’interazione sviluppata consiste in quattro sezioni principali, connesse ciascuna attraverso una “main hub” centrale, rappresentata dal micrometro stesso. Ogni interazione corrisponde a un diverso aspetto dell’oggetto in questione, presentando all’utente diversi punti di vista tematici che sono stati progettati per approfondire la connessione (sia empatica che intellettuale) fra visitatore e oggetto esibito. A Chiudere la tesi saranno poste delle osservazioni relativamente alla percezione degli utenti a cui è stato permesso di testare l’applicazione in fase Beta. L’intento dell’autrice è di mostrare il grande potenziale che la Realtà Aumentata offre nel settore dell’educazione, permettendo a studenti e visitatori di interagire con gli oggetti della cultura in modi che erano precedentemente proibiti quando non possibili, e di meglio comprendere il mondo intorno a loro grazie all’uso delle stesse tecnologie che così spesso invece li distraggono da esso.