Οι φυσιολογικές αντιδράσεις επηρεάζονται από την ποιότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος:

Κατά μέσο όρο, οι άνθρωποι περνούν περίπου το 90% του χρόνου τους σε κτίρια και καταναλώνουν τεράστια ποσότητα ενέργειας για να διατηρήσουν ένα άνετο εσωτερικό περιβάλλον.

Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που καταναλώνεται στα κτίρια δαπανάται για τη διατήρηση της ποιότητας του εσωτερικού περιβάλλοντος (IEQ), και η υπερβολική μείωση της κατανάλωσης ενέργειας μπορεί να υποβαθμίσει την IEQ για μια άνετη ζωή (De Rosa et al., 2014). Επομένως, στη σύγχρονη κοινωνία, η ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας στα κτίρια ενώ διατηρείται ικανοποιητική IEQ δεν αποτελεί πλέον επιλογή αλλά αναγκαιότητα (ˇSujanov´a et al., 2019).

Την ίδια στιγμή, οι τεχνολογίες και οι μέθοδοι παρακολούθησης της κατανάλωσης ενέργειας συνεχίζουν να εξελίσσονται. Τα συστήματα διαχείρισης ενέργειας βοηθούν στην αύξηση της ενεργειακής απόδοσης, και αναμένεται να εμφανιστούν πιο αποδοτικές διαδικασίες και καινοτόμες τεχνολογίες στο μέλλον (Aliero et al., 2022). Προηγούμενες έρευνες υποδηλώνουν ότι η κατανάλωση ενέργειας μπορεί να μειωθεί με την οπτικοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας χρησιμοποιώντας τεχνολογία επαυξημένης πραγματικότητας (AR) (Bekaro et al., 2018).

Η Επαυξημένη Πραγματικότητα (AR) γίνεται γρήγορα ένα μετασχηματιστικό εργαλείο στην επιστημονική εκπαίδευση, ειδικά για να κάνει πολύπλοκα βιολογικά συστήματα όπως ο εγκέφαλος πιο προσβάσιμα στους μαθητές λυκείου. Μια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα εφαρμογή είναι η χρήση της AR για τη προσομοίωση γνωστικών και νευρολογικών αντιδράσεων στο φως, όπως η διαστολή της κόρης, ο χρόνος αντίδρασης και η προσομοιωμένη νευρική δραστηριότητα. Αυτές είναι βασικοί δείκτες για το πώς ο εγκέφαλος επεξεργάζεται τα περιβαλλοντικά ερεθίσματα φωτός και προσαρμόζει τη συμπεριφορά του αντίστοιχα.

Η έκθεση στο φως προκαλεί διάφορες φυσιολογικές και νευρολογικές αντιδράσεις στον εγκέφαλο. Για παράδειγμα, το φως που εισέρχεται στο μάτι ενεργοποιεί τους φωτοϋποδοχείς του αμφιβληστροειδούς, προκαλώντας μια αλληλουχία που φτάνει σε περιοχές του εγκεφάλου υπεύθυνες για την εγρήγορση και τη ρύθμιση του κιρκάδιου ρυθμού. Μια καλά τεκμηριωμένη αντίδραση είναι η αλλαγή στο μέγεθος της κόρης, που αντανακλά τόσο τη φωτεινότητα όσο και τη γνωστική προσπάθεια. Όπως εξηγεί ο Mathôt (2018), η μελέτη της διαμέτρου της κόρης (pupillometry) προσφέρει ένα παράθυρο στο γνωστικό φορτίο και την αισθητηριακή επεξεργασία, καθιστώντας την πολύτιμο εργαλείο για τη μελέτη της λειτουργίας του εγκεφάλου υπό μεταβαλλόμενες συνθήκες φωτός.

Αν και οι πλατφόρμες AR δεν μπορούν να καταγράψουν άμεσα τη δραστηριότητα του εγκεφάλου, μπορούν να προγραμματιστούν ώστε να προσομοιώνουν νευρολογικά αποτελέσματα βάσει καθιερωμένων επιστημονικών δεδομένων. Έρευνα των Chang et al. (2012) έδειξε ότι ακόμη και σύντομη έκθεση σε έντονο φως μπορεί να ενισχύσει σημαντικά την γνωστική εγρήγορση και να αλλάξει την υποκειμενική υπνηλία, ευρήματα που μπορούν να ενσωματωθούν σε διαδραστικά περιβάλλοντα AR για τη μοντελοποίηση ρεαλιστικών γνωστικών επιδράσεων. 

Εικόνα 9. Εργαλεία AR, Πηγή: https://delta2020.com/blog/142-how-augmented-and-virtual-reality-could-help-bring-the-classroom-to-life  

Στον σχεδιασμό με επίκεντρο τον άνθρωπο, είναι κρίσιμο να λαμβάνεται υπόψη πώς το εσωτερικό περιβάλλον επηρεάζει τόσο τις φυσιολογικές όσο και τις γνωστικές αντιδράσεις. Στοιχεία όπως ο φωτισμός, η θερμική άνεση, η ποιότητα του αέρα και η ακουστική έχουν σημαντική επίδραση στην άνεση, την παραγωγικότητα και την ευεξία των ενοίκων (Al Horr et al., 2016; Frontczak & Wargocki, 2011). Αυτοί οι περιβαλλοντικοί παράγοντες διαμορφώνουν το πώς αισθάνονται οι άνθρωποι σωματικά και επηρεάζουν τη γνωστική λειτουργία, την προσοχή και τις συναισθηματικές καταστάσεις. Για παράδειγμα, οι Mendell και Heath (2005) διαπίστωσαν ότι η ποιότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος στα σχολεία επηρεάζει άμεσα την απόδοση και την υγεία των μαθητών, υπογραμμίζοντας την ανάγκη να δοθεί προτεραιότητα στην εμπειρία των χρηστών στον σχεδιασμό κτιρίων.

Πρόσφατα ευρήματα έδειξαν ότι η οπτικοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας μέσω AR δεν επηρεάζει σημαντικά την υποκειμενική ικανοποίηση από την ποιότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος (IEQ) ενώ μειώνει την εσωτερική κατανάλωση ενέργειας. Ένα σύστημα AR παρακολουθεί τις αντιδράσεις και τις συμπεριφορές των ενοίκων για να αλλάξει την κατανάλωση ενέργειας. Ωστόσο, είναι επίσης σημαντικό να διερευνηθούν οι επιδράσεις αυτών των μέτρων στην ικανοποίηση των ενοίκων, επειδή η IEQ επηρεάζει σημαντικά την ικανοποίηση, την υγεία και την παραγωγικότητα των ενοίκων (Mirzaei et al., 2020). Αυτές οι φυσιολογικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν τη μεταβλητότητα του καρδιακού ρυθμού (HRV), το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (EEG), τη ηλεκτροδερμική δραστηριότητα (EDA) και τη θερμοκρασία του δέρματος (SKT), που χρησιμοποιούνται σε πολλές μελέτες σχετικά με την IEQ για την ποσοτική αξιολόγηση της υποκειμενικής ικανοποίησης των ενοίκων (Sun et al., 2020).