Hogyan befolyásolják a helyváltoztatási technikák a felhasználói teljesítményt az immerszív virtuális környezetekben?

A virtuális valóság (VR) és más immerszív rendszerek fejlődésével egyre nagyobb szerepe van annak, hogyan érjük el a felhasználói interakciók hatékonyságát különböző navigációs és helyváltoztatási módszerekkel. Egy ilyen típusú kutatásban, amelyet a torinói Műszaki Intézet végezett, különböző helyváltoztatási technikák hatásait vizsgálták, miközben különféle feladatok elvégzésére kérték a résztvevőket. A kutatás során a vizsgált technikák közé tartozott az arm swinging (kar swinging), helyben járás (walking in place), a Cyberith virtuális platform használata, valamint a joystick-alapú navigáció.

A kutatás négy különböző helyváltoztatási módszert alkalmazott: az arm swinging (AS), a helyben járás (WIP), a Cyberith virtuális rendszer (CV), és a joystick (JS) alapú navigáció. Az AS technika során a résztvevők ritmusos karhintáztatással mozogtak, amelynek sebességét a karok mozgásának frekvenciája határozta meg. Ebben az esetben a lábak nem vettek részt a mozgásban, ugyanakkor a karhintázás természetes mozgásformának számított, amelyet könnyedén alkalmaztak a felhasználók. Az irányt a vezérlők elfordulásával lehetett szabályozni, így a felhasználó bármerre nézhetett anélkül, hogy a mozgás irányát is befolyásolta volna.

A WIP technika helyben történő járást jelentett, ahol a lábak és három különböző érzékelő (tracker) segítettek a sebesség és az irány meghatározásában. Ebben a megközelítésben, hasonlóan az AS technikához, a szemmozgás és a testmozgás külön volt választva, így lehetőség nyílt arra, hogy a résztvevő szabadon nézzen körbe, miközben haladt a virtuális környezetben.

A Cyberith virtuális platform, amelyet omnidirekcionális mozgásra terveztek, a lábak mozgásával szabályozza a sebességet, míg az irányt egy biztonsági gyűrűvel lehetett irányítani a deréknál. Ez az eszköz hasonlított az AS és WIP módszerekhez abban, hogy a fejmozgás nem befolyásolta a haladás irányát, így a felhasználó szabadon mozoghatott és interakcióba léphetett a virtuális világ elemeivel.

A joystick alapú navigáció, ahol a sebesség az eszköz érintőpadjának elmozdításával szabályozható, szintén egy újabb lehetőséget kínált a felhasználóknak a virtuális térben való mozgásra. A gyorsabb haladáshoz a joystick ravaszának lenyomása váltotta ki a futásra váltást, miközben az irányt a vezérlő elfordításával lehetett szabályozni.

A teszt során különböző feladatokat kellett a résztvevőknek teljesíteniük, amelyek különböző típusú interakciókat igényeltek. Például a "straight locomotion" feladat során egyenes vonalon kellett haladniuk, miközben a sebesség és a célpontok között különböző változtatásokat végeztek. Az "interaction with objects" feladatban a résztvevőknek objektumokat kellett kiválasztaniuk és a megfelelő helyekre helyezniük, miközben navigáltak egy akadályokkal teli térben. A feladatok egyre nehezedtek, ahogy a felhasználóknak több objektummal kellett interakcióba lépniük.

A kutatás eredményei egyértelműen megmutatták, hogy a legjobb teljesítményeket azok a résztvevők érték el, akik a GO navigációt és a Head-Up text elrendezést alkalmazták, míg a HOMER navigációval és WWD elrendezéssel a legrosszabb eredményeket mérték. A tesztadatok alapján a HOMER navigációs módszer esetén az objektumok kiválasztása több időt vett igénybe, míg a GO navigáció gyorsabb és könnyebb alternatívát kínált.

Ezek a megállapítások világosan mutatják, hogy az immerszív virtuális rendszerek tervezésekor a navigációs módszerek kiválasztása kulcsfontosságú lehet a felhasználói élmény javításában. A különböző helyváltoztatási technikák mind más típusú fizikai és kognitív terhelést jelentenek a felhasználóknak, és mindegyik módszer más típusú interakciókat tesz lehetővé a virtuális környezetekben. A tervezőknek tehát figyelembe kell venniük, hogy az optimális helyváltoztatási technika nemcsak a felhasználók preferenciáitól, hanem az adott virtuális tér funkcióitól és céljaitól is függ.

Hogyan segítheti a virtuális valóság (VR) a mentális és kognitív rehabilitációt autizmussal és demenciával élők számára?

A virtuális valóság (VR) alkalmazása a rehabilitációban, különösen az autizmussal és demenciával élő betegek számára, egyre inkább az érdeklődés középpontjába kerül. Az autizmus spektrum zavarai és a demenciák, különösen az Alzheimer-kór, világszerte jelentős közegészségügyi problémát jelentenek. Az autizmussal élők gyakran küzdenek a szociális interakciók, a napi életvitelhez szükséges készségek és a kognitív funkciók fejlesztésével. Ezzel szemben a demenciával küzdő idősek, különösen az Alzheimer-kóros betegek, fokozatosan veszítik el önállóságukat és kognitív képességeiket. A VR technológia új lehetőségeket kínál mindkét csoport számára, és különféle kutatások kimutatták, hogy a VR alapú tréningek hatékonyan segíthetnek a rehabilitációs folyamatban.

Karami et al. (2021) meta-analízisében 33 különböző kutatás eredményeit elemezték, amelyek az autizmussal élő személyek VR-alapú tréningjeinek hatékonyságát vizsgálták. Az eredmények azt mutatták, hogy a VR tréningek szignifikáns javulást eredményeztek, különösen a napi életviteli készségeknél. A Hedges g statisztikai mutató segítségével mérték a tréning hatékonyságát, amely 0,74-es értéket mutatott, ami közepes mértékű hatásnak felel meg. A legnagyobb javulás a napi életvitelhez szükséges készségeknél (Hedges g = 1,15) volt, míg a szociális készségek és kognitív készségek javulása mérsékeltebb volt. A kutatók arra bátorítanak, hogy a VR technológia alkalmazása különösen hasznos lehet az autizmus spektrum zavarokkal élők számára, mivel az interaktív környezet segíti a készségek fejlesztését és a szociális kapcsolatok javítását.

A demenciás betegek rehabilitációja szintén nagy kihívás elé állítja a társadalmat, mivel a hagyományos kezelési módok, például a gyógyszeres kezelés, nem képesek megállítani vagy visszafordítani a kognitív hanyatlást. Az Alzheimer-kór nem reagál jól a gyógyszerekre, és jelenleg nem létezik gyógymódja. A VR technológia, mint kiegészítő terápiás eszköz, egyre nagyobb szerepet kap a demenciás betegek rehabilitációjában. Burdea et al. (2015a) elsődleges vizsgálatában a BrightBrainer rendszer alkalmazásával végeztek kognitív tréninget 10 demenciás beteg számára, akik egy New Jersey-i Adult Day Care programban vettek részt. A betegek különböző szintű demenciával küzdöttek, a mértéktől függően az enyhe kognitív zavaroktól a súlyos formákig, például az elsődleges progresszív afáziában szenvedő betegig, aki képtelen volt olvasni vagy megnevezni a színeket. A nyolchetes tréning során a résztvevők különféle kognitív funkciókat céloztak meg, mint figyelem, végrehajtó funkciók, rövidtávú memória és nyelvi megértés.

A kutatás eredményei azt mutatták, hogy a VR tréning jelentős kognitív fejlődést eredményezett. A legjobb eredményeket a nyelvi funkciók javulásában figyelték meg, és az egyik résztvevő, aki először képtelen volt megnevezni a színeket, két hét után már képes volt erre. A kutatás megerősíti, hogy a VR rendszer alkalmazása jelentős előrelépést hozhat az Alzheimer-kór kezelésében és a beteg mindennapi tevékenységekben való önállóságának fenntartásában.

Egy későbbi, Portugalban végzett pilot RCT (randomizált kontrollált vizsgálat) szintén eredményesnek bizonyult. Ebben a kutatásban 83 éves átlagéletkorú Alzheimer-kóros betegek vettek részt, akik heti két alkalommal VR kognitív tréningben részesültek, míg a kontroll csoport hagyományos szociális ellátást kapott. Az eredmények azt mutatták, hogy a VR tréning javította a végrehajtó funkciókat, míg a kontroll csoportban nem volt jelentős változás. A kutatók megfigyelték, hogy a félig immerszív VR rendszerek hatékonyabbak voltak, mint a teljesen immerszív rendszerek, ami részben annak tudható be, hogy az idősebb betegek gyakran küzdenek szenzoros deficitusokkal, például rossz látással.

Kim et al. (2019) meta-analízisében 11, összesen 271 résztvevőt érintő kutatást vizsgáltak meg, hogy meghatározzák a VR tréningek hatékonyságát a MCI (enyhe kognitív zavar) és előrehaladott demenciában szenvedő betegek esetében. Az eredmények azt mutatták, hogy a félig immerszív VR rendszerek kognitív előnyöket hoztak, bár az eredmény csak kis-közepes hatásméretet mutatott (0,42). A kutatók úgy vélik, hogy a félig immerszív VR rendszerek előnyösek lehetnek, mivel kevésbé terhelik a betegeket szenzoros szinten, így jobban alkalmazkodnak a demenciás személyek kognitív állapotához.

A fent említett kutatások alapján egyértelmű, hogy a VR technológia, különösen félig immerszív rendszerek formájában, nagy potenciállal bír a kognitív rehabilitációban, és hatékonyan alkalmazható mind az autizmussal, mind a demenciával élő betegek számára. A VR nemcsak a kognitív készségeket fejleszti, hanem hozzájárulhat a betegek mindennapi életvitelének javításához, növelve önállóságukat és életminőségüket. A jövőbeli kutatások további információkat adhatnak arról, hogyan lehet a VR-t hatékonyan integrálni a rehabilitációs programokba, és hogyan lehet optimalizálni az egyes rendszerek használatát a különböző betegségcsoportok számára.