Design and evaluation of a multi-sensory representation of scientific data

Modern sciences and astrophysics in particular study objects and phenomena not visible in physical terms, that is they cannot be investigated with the eyes or analogous optical systems. Nevertheless, they make intensive use of visual representations, showing data in a figurative way, using lights, colors, and shapes familiar to the user and aesthetically pleasant. Besides being inaccessible for Blind and Visually Impaired (BVI) users, such figurative visual representation can lead to misunderstandings about the real nature of the represented object if the code of representation is not declared. We argue that multi-sensory representations clearly arbitrary, i.e., that do not aim to imitate reality, are a valid choice for an effective meaning-making process of astronomical science for all. In an equity perspective, multi-sensory representations also create an effective common ground for inclusion among people with diverse abilities, skills, and learning styles, in the framework of Universal Design for Learning. In order to investigate our hypothesis we designed two mono-sensory representation (one only haptic and the other only acoustic) and tested them in individual and group workshops with both sighted and BVI users. We then used our results to guide the design of a multi-sensory representation of non-visible astronomical data including visual, acoustic, and haptic stimuli. We tested this representation as well, in order to refine and propose it to the public. The result is the exhibit Sense the Universe, to be used for outreach and education. Sense the Universe was part of a museum exhibition attended both by sighted and BVI users. Our findings suggest the validity of multi-sensory representations for a truly and effective engagement in scientific learning, both in terms of intelligibility and persistence of scientific contents and of a more equal access to scientific culture.Comment: 24 pages, 3 figures, 2 table

How to tell about SETI: rectifications and new opportunities

The urgent feeling of having to specify the big difference with respect to ufology and other trendy pseudo-scientific beliefs inspired by the subject: these are the "rectifications" that SETI communicators need to deal with. However, once this issue has been addressed (possibly with very strong impact), a thousand opportunities open, to explain the research method, the involved disciplines and skills and to share all the status-of-the-art knowledge about life in the Universe outside the Earth, on all counts...

Visualizzazioni e rappresentazioni sensoriali della scienza non visibile

La visualizzazione scientifica è la resa in forma visuale di dati, al fine di meglio comprenderli per sé e più facilmente illustrarli ad altri. I dati visualizzati sono informazioni quantitative frutto di osservazione, astrazione o calcolo. Il processo di visualizzazione presuppone una serie di regole per la codifica e decodifica dell’informazione. Normalmente il codice rappresentativo è articolato, per gestire al meglio il compromesso tra la fedeltà di rappresentazione e i limiti del mezzo usato per rappresentarla; non di rado però è sottointeso. Nei casi in cui la rappresentazione visuale è densamente figurativa, cioè imita espressamente la realtà, questo può portare a una confusione tra significante e significato oppure a un’interpretazione errata da parte dell’utente guidata dall’analogia con la memoria e l’esperienza vissuta. Questo fraintendimento può dimostrarsi particolarmente rischioso nei casi in cui la rappresentazione visuale ha come oggetto qualcosa di fisicamente esistente ma, per cause legate alla natura fisica dell’oggetto, inaccessibile alla vista e agli strumenti ottici. Abbiamo argomentato come nel caso di rappresentazioni della realtà più arbitrarie e scarsamente figurative, la corrispondenza con il contenuto informativo è più cosciente nell’utilizzatore, permettendo di superare alcuni dei limiti cognitivi delle rappresentazioni visuali. Ci siamo quindi chiesti se non fosse possibile, e magari anche conveniente, realizzare rappresentazioni sensoriali che non fanno uso della vista e ne abbiamo studiato le potenzialità. Lo studio ha guidato la realizzazione di una resa in forma tattile e uditiva dell’emissione di onde radio da parte di oggetti celesti in una regione di cielo, attraverso parametri tattili e uditivi arbitrari e non necessariamente corrispondenti ad analoghi visuali. La sperimentazione, effettuata anche con l’aiuto di utenti non vedenti, ha evidenziato una notevole efficacia in termini di trasferimento di informazione e di coinvolgimento di un pubblico diversamente abile, mostrando interessanti spunti di ricerca futuri in ambito didattico, museale e sociale

Visual and sensory representation of invisible science

La visualizzazione scientifica è la resa in forma visuale di dati, al fine di meglio comprenderli per sé e più facilmente illustrarli ad altri. I dati visualizzati sono informazioni quantitative frutto di osservazione, astrazione o calcolo. Il processo di visualizzazione presuppone una serie di regole per la codifica e decodifica dell’informazione. Normalmente il codice rappresentativo è articolato, per gestire al meglio il compromesso tra la fedeltà di rappresentazione e i limiti del mezzo usato per rappresentarla; non di rado però è sottointeso. Nei casi in cui la rappresentazione visuale è densamente figurativa, cioè imita espressamente la realtà, questo può portare a una confusione tra significante e significato oppure a un’interpretazione errata da parte dell’utente guidata dall’analogia con la memoria e l’esperienza vissuta. Questo fraintendimento può dimostrarsi particolarmente rischioso nei casi in cui la rappresentazione visuale ha come oggetto qualcosa di fisicamente esistente ma, per cause legate alla natura fisica dell’oggetto, inaccessibile alla vista e agli strumenti ottici. Abbiamo argomentato come nel caso di rappresentazioni della realtà più arbitrarie e scarsamente figurative, la corrispondenza con il contenuto informativo è più cosciente nell’utilizzatore, permettendo di superare alcuni dei limiti cognitivi delle rappresentazioni visuali. Ci siamo quindi chiesti se non fosse possibile, e magari anche conveniente, realizzare rappresentazioni sensoriali che non fanno uso della vista e ne abbiamo studiato le potenzialità. Lo studio ha guidato la realizzazione di una resa in forma tattile e uditiva dell’emissione di onde radio da parte di oggetti celesti in una regione di cielo, attraverso parametri tattili e uditivi arbitrari e non necessariamente corrispondenti ad analoghi visuali. La sperimentazione, effettuata anche con l’aiuto di utenti non vedenti, ha evidenziato una notevole efficacia in termini di trasferimento di informazione e di coinvolgimento di un pubblico diversamente abile, mostrando interessanti spunti di ricerca futuri in ambito didattico, museale e sociale.Scientific visualization is the visual representation of data, in order to better understand and illustrate them. The displayed data is any quantitative information, resulting from observation, abstraction or calculation. The display process implies a set of rules for encoding information in a visual form. Normally the code is complex, in order to better compromise between the fidelity of representation and the limits of the medium used to represent it; not infrequently, however, it is tacit. In cases where the visual representation is densely figurative (i.e. a clear imitation of reality), this can lead to mistake signifier for signified, or to misinterpret the represented data, due to the analogy of the representation with real experience. This misunderstanding may be particularly risky in cases where the object of the visual representation is something physical, but inaccessible to the eye and to optical instruments. We argue that in the case of more arbitrary and less figurative representations, the fruition is more conscious, also allowing to overcome some of the cognitive limits of visual representations. We investigate whether it is possible, and maybe even more suitable, to create sensorial representations that do not use the view, therefore we studied the potential of such representations. This study led to the realization of a tactile and acoustic map of radio waves emitted from celestial objects in a region of the sky, using tactile and auditory parameters not necessarily corresponding to visual analogues. The experiment, carried out also with visually impaired users, showed a significant effect in terms of transfer of information and involvement of a disabled audience, presenting interesting cues for future research in education, implementations for science centers and creation of integrations projects about sensory impairment

Representing the Universe: a hands on challenge

Astronomical images are representations of reality mediated by observations, meaning an instrument with its characterization (resolution, sensitivity, etc.). We propose a hands-on approach that takes advantage of the fact that many children's toys use image sampling as a gaming tool, in order to reproduce images at different resolutions. The most innovative concept of this laboratory is the introduction of hard science subjects through a playful approach, and the use of toys as research instruments. This play-based learning activity takes place in a highly inclusive and participative environment, leaving much space to personal intuition and autonomous discovery. The use of familiar objects and ludic equipment, low tech, prevents literacy barriers and gender issues and encourages immediate commitment and engagement

L’allestimento del Centro Visite “M. Ceccarelli” dal 2010 al 2020

Il presente report illustra le modifiche e le variazioni intervenute all’allestimento del Centro Visite “Marcello Ceccarelli” negli anni dal 2010, data del report n. 433/10 descrittivo dello stato dell’arte a oggi, in riferimento alle necessità che sono state evidenziate in fase di autovalutazione e valutazione da parte del pubblico. Viene presentato il progetto per l’allestimento implementato nel 2014 e sono illustrate anche le prime valutazioni sul nuovo assetto dell’esposizione

Talkin' about the resolution

How do astronomical images work? Astronomical images (and, actually, all the digital images we are used to) are representation of reality mediated by an instrument that has its own characterisation (resolution, sensitivity, etc.). We developed a series of new creative and fun educational hands-on activities to play with children aimed at communicating the science of digital images and understanding concepts like image resolution in a multidisciplinary, participative environment. The educational activities we are proposing have a learning by doing approach and use favorite children’s toys (e.g. pegs and bricks) as a research tool in order to introduce forefront science concept in a playful and inclusive environment. The use of familiar objects and ludic equipment prevents gender barriers and encourages immediate commitment and engagement of all the participants. The project we will present is carried out in the framework of Italian National Institute of Astrophysics (INAF) SKA related projects (e.g. “SKA-Genesis”, “ESKApe-HI”, “FORECaST”). SKA (Square Kilometer Array) is one of the most ambitious international science projects and so we think that for astronomers it is of crucial importance to communicate its science, starting from the fundamentals. It’ll be the world’s biggest (radio) telescope and it’ll give us insight into the major open problems: formation and evolution of the first stars and galaxies, the role of magnetism, the nature of gravity, possibility of life beyond Earth

Officina degli Errori: Un esperimento esteso di co-design con le scuole - Officina degli Errori: a co-design extended experiment with primary schools

We describe an extended experiment to carry on constructionist approaches at school with an attentive eye to social and gender inclusion for Astrophysics and STEM (Science Technology Engineering Math) disciplines and with a co-design approach with teachers. The “Officina degli Errori” was originally born from the collaboration between the Astronomical Observatory and Space Science of Bologna (OAS), which is part of the National Institute of Astrophysics (INAF), the Museum of Industrial Heritage of Bologna and the “Istituto Comprensivo 12” of Bologna. This type of collaboration is expanding and enriching with various contributions both within INAF, with the creation of dedicated working groups and in schools with further co-design processe

Esplorando la luce

Arriva la terza uscita de "I quaderni EduINAF": esploriamo la luce con una raccolta di esperimenti, giochi, laboratori, letture e altre proposte

Realizzazione di un nuovo sito web per l’INAF - Istituto di Radioastronomia

Questo report illustra l'attivita` del gruppo di lavoro incaricato della progettazione e sviluppo del nuovo sito web dell'INAF - Istituto di Radioastronomia. L'utilizzo di tecnologie di sviluppo web basate su CMS ha consentito di superare le difficolta` nell'aggiornamento e gestione del precedente sito basato su pagine html statiche. Con il nuovo approccio si è ottenuto da un lato un notevole miglioramento dell'aspetto grafico e della coerenza tra le pagine, dall’altro una notevole semplificazione nella produzione e nell’aggiornamento delle pagine stesse. Cio` consentira` ai diversi gruppi di ricerca, servizi e uffici di farsi carico delle pagine di competenza e di poter facilmente apportare modifiche ai contenuti via via che queste si renderanno necessarie, garantendo allo stesso tempo una maggiore sicurezza informatica. Nel report vengono descritte le varie fasi dell'attivita` del gruppo di lavoro: dalla iniziale identificazione delle linee guida e progettazione di struttura e contenuti, sino alla realizzazione vera e propria delle pagine web e ai successivi step di verifica conclusi con la pubblicazione online del sito