Le risposte fisiologiche sono influenzate dalla qualità dell’ambiente interno:

In media, le persone trascorrono circa il 90% del loro tempo all’interno di edifici e consumano una quantità enorme di energia per mantenere un ambiente interno confortevole.

La maggior parte dell’energia consumata negli edifici è impiegata per mantenere la qualità dell’ambiente interno (IEQ), e una riduzione eccessiva del consumo energetico può degradare l’IEQ necessaria per una vita confortevole (De Rosa et al., 2014). Pertanto, nella società moderna, minimizzare il consumo energetico negli edifici mantenendo al contempo un’IEQ soddisfacente non è più un’opzione, ma una necessità (ˇSujanov´a et al., 2019).

Nel frattempo, le tecnologie e i metodi per il monitoraggio del consumo energetico continuano a svilupparsi. I sistemi di gestione dell’energia aiutano ad aumentare l’efficienza energetica, e si prevede che in futuro emergeranno processi più efficienti e tecnologie innovative (Aliero et al., 2022). Ricerche precedenti suggeriscono che il consumo energetico può essere ridotto visualizzando il consumo stesso tramite la tecnologia della realtà aumentata (AR) (Bekaro et al., 2018).

La realtà aumentata (AR) sta rapidamente diventando uno strumento trasformativo nell’educazione scientifica, specialmente per rendere più accessibili agli studenti delle scuole superiori sistemi biologici complessi come il cervello. Un’applicazione particolarmente interessante è l’uso dell’AR per simulare le risposte cognitive e neurologiche alla luce, come la dilatazione della pupilla, il tempo di reazione e l’attività neurale simulata. Questi sono indicatori chiave di come il cervello elabora gli stimoli luminosi ambientali e adatta di conseguenza il proprio comportamento.

L’esposizione alla luce innesca varie risposte fisiologiche e neurologiche nel cervello. Ad esempio, la luce che entra nell’occhio attiva i fotorecettori retinici, dando il via a una cascata che raggiunge le regioni cerebrali responsabili della vigilanza e della regolazione circadiana. Una risposta ben documentata è il cambiamento della dimensione della pupilla, che riflette sia la luminanza che lo sforzo cognitivo. Come spiega Mathôt (2018), la pupilometria, ovvero la misurazione del diametro pupillare, offre una finestra sul carico cognitivo e sull’elaborazione sensoriale, rendendola uno strumento prezioso per studiare la funzione cerebrale in condizioni di luce variabile.

Sebbene le piattaforme AR non possano registrare direttamente l’attività cerebrale, possono essere programmate per simulare risultati neurologici basati su dati scientifici consolidati. La ricerca di Chang et al. (2012) ha dimostrato che anche brevi esposizioni a luce intensa possono migliorare significativamente la vigilanza cognitiva e modificare la sonnolenza soggettiva, risultati che possono essere integrati in ambienti AR interattivi per modellare effetti cognitivi realistici. 

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

Nel design incentrato sull’uomo, è fondamentale considerare come l’ambiente interno influenzi sia le risposte fisiologiche che quelle cognitive. Elementi come illuminazione, comfort termico, qualità dell’aria e acustica hanno un impatto significativo sul comfort, la produttività e il benessere degli occupanti (Al Horr et al., 2016; Frontczak & Wargocki, 2011). Questi fattori ambientali modellano come gli individui si sentono fisicamente e influenzano la funzione cognitiva, l’attenzione e gli stati emotivi. Ad esempio, Mendell e Heath (2005) hanno scoperto che la qualità degli ambienti interni nelle scuole influisce direttamente sulle prestazioni e sulla salute degli studenti, sottolineando la necessità di dare priorità all’esperienza dell’utente nella progettazione degli edifici.

Risultati recenti hanno dimostrato che la visualizzazione del consumo energetico tramite AR non influisce in modo significativo sulla soddisfazione soggettiva della qualità ambientale interna (IEQ) mentre riduce il consumo energetico interno. Un sistema AR monitora le reazioni e i comportamenti degli occupanti per modificare il consumo energetico. Tuttavia, è anche essenziale indagare gli effetti di queste misure sulla soddisfazione degli occupanti, poiché l’IEQ influisce in modo significativo sulla soddisfazione, la salute e la produttività degli occupanti (Mirzaei et al., 2020). Queste risposte fisiologiche includono la variabilità della frequenza cardiaca (HRV), l’elettroencefalogramma (EEG), l’attività elettrodermica (EDA) e la temperatura cutanea (SKT), che sono utilizzate in molti studi relativi all’IEQ per valutare quantitativamente la soddisfazione soggettiva degli occupanti (Sun et al., 2020).