Beerend Hierck is Technology Innovator bij de Universiteit Utrecht. Hij leidt dit innovatieve project samen met Daniela Salvatori, hoofd van de afdeling Anatomie en Fysiologie bij de universiteit. "Onze technologische innovaties bieden grote voordelen ten opzichte van traditionele leermethoden, vooral vergeleken met leren uit boeken", vertelt Beerend.

"Ruimtelijke kennis binnen de diergeneeskunde is al honderd jaar een gegeven. Maar we weten nu dat 2D-kennis niet zomaar kan worden omgezet in 3D-kennis. Deze ‘transfer of knowledge’ vereist het gebruik van verschillende delen van ons brein. Niet iedereen is hier even goed in. Dit kan frustrerend zijn voor studenten wanneer zij in de praktijk aan de slag gaan en als onwetend worden gezien."

Technologie in de praktijk

Met de Mixed Reality bril van Microsoft (de 'HoloLens') kunnen studenten dierenanatomie op een volledig nieuwe manier verkennen. Mixed Reality is een mix van Virtual Reality (VR) en Augmented Reality (AR). De HoloLens ziet eruit als een enorme zonnebril en biedt een interactieve leerervaring door digitale 3D-modellen weer te geven in de analoge wereld die we zonder bril op ook zien. Met de bril kunnen studenten aan de slag in een digitale omgeving genaamd ‘Avatar Zoo’.

Studenten zien bijvoorbeeld een driedimensionale rat en kunnen de huid verwijderen om de spieren te bekijken. Elke spier kan worden aangetikt om te zien hoe deze heet. Beerend voegt enthousiast toe: "Dit scheelt tijd voor de docent, want die hoeft hierover verder geen toelichting te geven en kan zich focussen op dieper lesmateriaal. Elke spier kun je individueel of als geheel loshalen om alle lagen daaronder te zien. Van zenuwen tot botten en bloedvaten. Dit alles is ook weer op te pakken, aan de kant te schuiven en terug te plaatsen.”

Modellen van animatiestudio's

"Deze technologie stelt studenten in staat om anatomische structuren in 3D te bestuderen en met hun handen te manipuleren. Dit verhoogt het begrip en het zelfvertrouwen van de studenten", aldus Beerend. "We hebben nu een rat, Duitse herder, kat en dankzij Triodos Foundation een koe. Hier willen we in de toekomst meer dieren aan toevoegen, zoals een kip en een varken. We kopen hiervoor 3D-modellen van animatiestudio’s en configureren deze daarna met onze clinici."

Studenten aan de slag met Avatar Zoo

De implementatie van Avatar Zoo in het curriculum biedt studenten een geheel nieuwe manier van leren. "We bouwen ons onderzoeksproject op in twee richtingen: anatomie en het oefenen van klinische procedures", legt Beerend uit. "Je kunt de 3D-modellen bewegelijk maken en procedures oefenen, zoals het optillen van de staart van een koe en het inbrengen van een naald. De tool meet precies hoe diep je de naald prikt, waar en onder welke hoek. Daarin kun je zien hoe effectief een student de procedure heeft uitgevoerd."

De eerste reacties van studenten op het gebruik van deze technologie zijn zeer positief. "Het anatomieonderdeel vinden studenten fantastisch", zegt Beerend. "Hoe ze de procedures uitvoeren moeten we nog onderzoeken, maar de eerste indrukken zijn veelbelovend. De digitale avatars kunnen studenten helpen om zelfverzekerder en beter voorbereid te zijn bij het uitvoeren van procedures op echte dieren."

Implementatie kost tijd

Beerend legt uit dat deze technologie nog niet volledig is geïntegreerd in het curriculum: “Het kost tijd om het project als onderzoek op te nemen in het onderwijs. Daar moeten we eerst de benodigde stappen voor doorlopen. In de tussentijd hebben we een manier gevonden om te zorgen dat de studenten komend schooljaar al met de Avatar Zoo aan de slag kunnen. We bieden de techniek aan als labonderzoek en maken het daarmee geen onderdeel van het curriculum. Studenten mogen vrijwillig deelnemen. In het curriculum voeren we het vervolgens voor alle studenten in."

Inclusiever onderwijs

Een van de belangrijkste voordelen van deze technologie is dat het inclusief onderwijs bevordert. "Uit werken met een 3D-model haal je voldoende kennis", zegt Beerend. "We kunnen met een ‘mental rotation test’ meten of een student gevoelig is voor leren met een ronddraaiend model op een beeldscherm zoals een telefoon of laptop. Als een student onder gemiddeld test, betekent dit dat ze heel slecht leren van modellen op een beeldscherm. Uit de test blijkt dat ongeveer de helft van de studenten onder gemiddeld scoort, zonder dat ze dit zelf weten."

"We willen als universiteit inclusief onderwijs aanbieden en niet 50 procent van de studenten uitsluiten. De Hololens sluit niemand uit. Een student zelf een 3D-model laten downloaden op zijn of haar telefoon en vanaf daar leren is daarom minder efficiënt dan dat een student naar mij toe komt om een HoloLens te lenen om daarmee te oefenen", voegt Beerend toe.

Minder proefdieren, meer alternatieven

Het gebruik van proefdieren blijft een gevoelig onderwerp. In 2022 werden maar liefst 492.380 proefdieren gebruikt in Nederland, waarvan 15.000 uitsluitend voor onderwijsdoeleinden. Dit is voornamelijk voor het opleiden van dierenartsen aan de faculteit Diergeneeskunde in Utrecht, de enige in Nederland. Dit aantal vormt een ethische en maatschappelijke uitdaging. Het onderwijs en de opleiding van dierenartsen en onderzoekers zijn nog grotendeels gebaseerd op het gebruik van levende dieren. Maar de Universiteit Utrecht werkt hard aan het ontwikkelen en implementeren van proefdiervrije innovaties. 

De maatschappelijke impact van dit project is daarom enorm. Door het gebruik van digitale avatars en de HoloLens kunnen studenten de anatomie en procedures op een ethisch verantwoorde manier leren. De faculteit is vastberaden om het gebruik van gezonde dieren als proefdieren te verminderen. Beerend: "Binnenkort wordt het gebouw waarin onze koeien staan, gesloopt en komt er geen nieuw gebouw voor koeien terug. We willen geen gezonde dieren meer gebruiken als proefdier. Dit betekent dat we ons onderwijs moeten aanpassen en alternatieven zoals Avatar Zoo moeten omarmen."

De toekomst van 3D-leren

Hoewel je de dieren tot op de zenuw kunt zien, voelen studenten daar niets van. Met een student onderzoekt Beerend daarom of met 'haptische feedback', 3D-prints en de HoloLens een combinatie kan worden gemaakt van zien en voelen. Door dit element toe te voegen, levert deze manier van leren nog meer waarde op en lijkt de virtuele wereld bijna op de echte wereld. "Je kunt dan bijvoorbeeld een 3D-printmodel hebben en het digitale 3D-model eroverheen tonen met de bril", vertelt Beerend.

Het succes van de digitale avatars blijft niet beperkt tot Nederland. Beerend: "We zijn bezig onze modellen internationaal aan te bieden aan andere diergeneeskundige faculteiten. Er is interesse vanuit onder andere België, maar vaak ontbreekt het aan financiering om met deze technologie aan de slag te gaan."

Een voorbeeld voor onderwijs wereldwijd

Universiteit Utrecht toont aan dat technologische innovaties kunnen bijdragen aan het welzijn van dieren. Met de steun van Triodos Foundation is de faculteit Diergeneeskunde goed op weg om een proefdier-vrij curriculum te realiseren en een voorbeeld te zijn voor andere onderwijsinstellingen wereldwijd.

Inspiratie en impact van Triodos Foundation

Het project 'Vrienden Diergeneeskunde' wordt ontwikkeld en uitgevoerd door de onderzoekers van de faculteit Diergeneeskunde Universiteit Utrecht en is mede mogelijk gemaakt door donaties van Triodos Foundation. Beerend benadrukt het belang van deze steun: "Met de bijdrage van Triodos Foundation hebben we de Hololenzen kunnen aanschaffen en de eerste stappen in dit project gezet. We willen als faculteit zo proefdiervrij mogelijk onze opleiding aanbieden. We zijn daarom ook aangesloten bij organisaties als EAEVE en AVMA. Zij stellen dat je altijd een simulatie moet hebben voordat je op een levend dier aan de slag gaat. De maatschappelijke impact van dit project is voor ons enorm belangrijk."