Development of methodologies to support Sustainable Behavior through Virtual and Augmented Reality

Sustainable development is nowadays a major concern, requiring to reach a series of urgent environmental, social, and economic targets. To achieve them, technical and legislative interventions are not sufficient: there is a need for individual, collective, and systemic change rooted in human behavior. As consumers, communities, in our institutional and professional roles, we all contribute to sustainability-related issues, and we should participate in their resolution. In this situation, the role of design and engineering disciplines and practitioners is becoming increasingly important. By developing artifacts, interfaces, and environments, designers and engineers shape the contexts where people take actions and make decisions and inevitably affect users’ behavior. Ultimately, this can have a great impact on resources’ consumption, conservation, and distribution. Hence, it implies great responsibility and power, as acknowledged by the field of Design for Sustainable Behavior (DfSB). However, the study of human behavior is not a typical subject in technical fields and education. DfSB researchers have accomplished a great effort to take this knowledge from psychology to design and engineering, leading to the creation of a variety of design tools. Nevertheless, the integration of DfSB approaches in the industries is not immediate and trivial. Designing for behavior change merges two extremely complex subjects: human behavior and product development. The former is hard to define, including deliberate choices and habits that we mindlessly replicate, both affected by several variables and difficult to predict. The latter includes a set of tasks, stages, specific technical and legislative standards, it is influenced by the market, and conducted under time pressure. Involving sustainability objectives in the equation makes it even more challenging, implying multiple interrelated social, environmental, and economic problems. Augmented and Virtual Reality (AR and VR) can support designers, researchers, and organizations facing this complexity. AR adds information and stimuli into existing contexts, including environments and artifacts. It is a tool to directly affect users’ interaction with the surroundings, their actions, and choices, with an impact on the environment and society. VR allows creating new hypothetical scenarios, replicate and manipulate present and future ones. It is a tool to create awareness and make people experience possible, desired, or undesirable situations, related to sustainability issues. Both these technologies have a great potential to affect human behavior. Moreover, they both can support a variety of product development activities, from concept design to testing and validation of new solutions, improving decision-making processes and collaboration. This thesis regards the development of methodologies for designers to support sustainable behavior through AR and VR, contributing to enable change in design and companies’ practices, as well as in users and society.

Lo sviluppo sostenibile richiede di raggiungere una serie di obiettivi ambientali, sociali ed economici. Per farlo, misure di natura tecnica e legislativa non sono sufficienti: c'è bisogno di intervenire con un cambiamento a livello individuale, collettivo e sistemico, a partire dal comportamento umano. Come consumatori, ma anche nei nostri ruoli sociali, istituzionali e professionali, tutti contribuiamo alle problematiche legate alla sostenibilità, e dobbiamo partecipare alla loro risoluzione. In questa situazione, il ruolo del design e dell'ingegneria sta diventando sempre più importante. Sviluppando prodotti, interfacce e ambienti, designer e ingegneri danno forma ai contesti in cui le persone agiscono e prendono decisioni, e inevitabilmente ne influenzano il comportamento. Questo può avere un grande impatto su consumo, conservazione e distribuzione delle risorse, ed implica una grande responsabilità per i progettisti, come riconosciuto dal campo del Design for Sustainable Behavior (DfSB). Tuttavia, lo studio del comportamento umano non è un argomento tipicamente affrontato nella formazione dei progettisti. L'area del DfSB ha portato questa conoscenza dal campo della psicologia a quelli del design e dell'ingegneria, sviluppando vari strumenti per la progettazione. Tuttavia, l'integrazione di approcci DfSB in ambito industriale non è immediata. Progettare per il cambiamento comportamentale fonde due argomenti estremamente complessi: il comportamento umano lo sviluppo di prodotti. Il primo è difficile da definire, include scelte consapevoli e abitudini che ripetiamo inconsciamente, entrambe condizionate da molte variabili difficili da prevedere. Il secondo comprende un insieme di aspetti e fasi, ed è soggetto a standard tecnici e legislativi, e a tempistiche stringenti. Introdurre nell'equazione degli obiettivi di sostenibilità rende il tutto ancora più impegnativo, coinvolgendo molteplici problematiche interconnesse di carattere sociale, ambientale ed economico. La realtà aumentata e virtuale possono supportare il lavoro di designer, ricercatori e organizzazioni che affrontano questa complessità. La realtà aumentata aggiunge informazioni e stimoli a contesti esistenti, compresi ambienti e prodotti. È uno strumento per influenzare direttamente l'interazione degli utenti con l'ambiente circostante, le loro azioni e scelte, con un impatto ambientale e sociale. La realtà virtuale consente di creare nuovi scenari ipotetici, ma anche di replicare e manipolare situazioni presenti e future. È uno strumento per creare consapevolezza e permettere alle persone di vivere possibili situazioni desiderate o indesiderabili, relative all'impatto del comportamento umano. Entrambe queste tecnologie hanno un grande potenziale per influenzarlo. Inoltre, entrambe possono essere strumenti per svolgere varie attività progettuali, dalle prime fasi del design a quelle di test e validazione di nuove soluzioni, migliorando i processi decisionali e la collaborazione. Questa tesi riguarda lo sviluppo di metodologie per i progettisti per favorire il comportamento sostenibile attraverso la realtà virtuale ed aumentata, contribuendo ad un cambiamento nelle attività di design, così come negli utenti e nella società.