Vliv zpětné vazby a stárnutí na cílené pohyby ve virtuální realitě

Účastníci budou provádět 3D Fittsův úkol dominantní pravou rukou, dosahujíce z pevného startovního tlačítka k cíli umístěnému podél sagitální střední linie těla. Cíl bude umístěn 32 cm vpřed (anterior-posteriorně) a 24 cm nahoru (vertikálně) od startovní pozice, což dle Pythagorovy věty (a²+b²=c²) dává výslednou vzdálenost pohybu 40 cm. Tato vzdálenost bude odpovídat maximálně asi 80 % maximálního dosahu vpřed. Účastníci budou pohodlně sedět opřeni o opěradlo před stolem, přičemž výška židle a stolu i poloha aparatury budou individuálně nastaveny tak, aby startovní tlačítko bylo zarovnáno na ergonomicky optimální výšku pracovní plochy, srovnatelnou s výškou používanou pro psaní. Pohyby budou prováděny pomocí ručního ovladače sledovaného vestavěným systémem head-mounted display (HMD). HMD bude nošeno ve všech podmínkách: v podmínce reálného světa laboratoře (R) účastníci uvidí fyzickou aparaturu přes režim průchodu, zatímco ve VR uvidí vizuálně identickou virtuální replikaci. Účastníci budou používat pouze svou dominantní pravou ruku. Před každým zaměřovacím pohybem bude pravá ruka odpočívat na stole a mířit na startovní tlačítko. V podmínce R bude startovní tlačítko reprezentováno otevřeným rámem upevněným na stole před účastníkem. Rám obkresluje částečný sférický obrys, který naznačuje plnou velikost koule, a je částečně orientován směrem k účastníkovi a částečně nahoru, což umožňuje pohyby vpřed a nahoru k cíli bez kontaktu s pevným povrchem. Cíl bude kulatá koule upevněná na tenké svislé tyči, do které musí účastníci mířit bez dotyku jejího povrchu. Jak startovní tlačítko, tak cílové struktury budou vyrobeny z lehkého plastu vytištěného na 3D tiskárně (tloušťka 2-3 mm) se zaoblenými hranami. Průměry cílů odpovídají 4 různým hodnotám (14,1, 7,1, 3,5 nebo 1,8 cm) a startovní tlačítko bude neutrálně žluté se středním průměrem (3 cm). V podmínce VR je uspořádání vizuálně a prostorově replikováno. Startovací tlačítko je reprezentováno jako plná šedá koule odpovídající velikosti naznačené rámem v reálném světě, zatímco cílový cíl a svislá tyč jsou vykresleny identicky. Na rozdíl od podmínky R je plná koule ve VR viditelná, protože neexistuje fyzická překážka, která by bránila účastníkům projít skrz ni. Obtížnost úkolu bude manipulována pomocí šířky cíle (14,1, 7,1, 3,5 nebo 1,8 cm), což dává indexy obtížnosti (IDs) 2,5, 3,5, 4,5 a 5,5 bitů. Každý pokus začne s hrotem ovladače spočívajícím na startovní kouli a účastníci se budou pohybovat co nejrychleji a nejpřesněji směrem k cíli. Pokus bude považován za úspěšný, pokud ovladač zůstane uvnitř cílové koule nepřetržitě po dobu 0,5 sekundy. Budou existovat čtyři různé podmínky zpětné vazby, které jsou podrobně popsány v části 'Arms and Interventions'. Účastníci budou rekrutováni ze dvou věkových skupin: buď mladí dospělí ve věku 18-28 let, nebo zdraví starší dospělí ve věku 65-75 let. Před zahájením experimentu (tj. záznamu dat) účastníci absolvují seznamovací fázi ve všech čtyřech podmínkách zpětné vazby prezentovaných v náhodném pořadí. V každé podmínce provedou dva bloky po 10 pokusech při IDs 3 a 5 (vzdálenost 40 cm a velikosti cílů 10,0 cm a 2,5 cm), přičemž pořadí IDs bude vyváženo. Tato seznamovací fáze bude zahrnovat celkem 80 seznamovacích pokusů a slouží k seznámení účastníků s aparaturou a ovladačem, VR imerzí a podmínkami zpětné vazby. Po každé podmínce účastníci poskytnou krátké hodnocení kinetózy pomocí Simulator Sickness Questionnaire a budou mít krátkou přestávku (asi 60 s, delší pokud je potřeba). Hlavní experiment bude sestávat z 160 pokusů na účastníka (4 podmínky zpětné vazby × 4 IDs × 10 pokusů). Pokusy budou organizovány do bloků po 40, z nichž každý bude obsahovat čtyři po sobě jdoucí série po 10 pokusech s jedním ID (např. 10 pokusů s ID 3, poté ID 4 atd.). Pořadí IDs v rámci každého bloku bude náhodné a pořadí podmínek bude vyváženo napříč účastníky pomocí latinského čtverce. Systém sledování pohybu Meta Quest 3 bude použit k zachycení 3D polohových dat ručního ovladače během každého pokusu (nominální vzorkovací frekvence = 120 Hz). Za počátek pohybu bude považován okamžik, kdy rychlost ovladače překročí práh 3 cm/s, a konec pohybu bude definován jako okamžik, kdy rychlost klesne pod 3 cm/s (po vstupu do cíle u úspěšných pokusů). Tyto prahy, použité v předchozích experimentech, zajišťují, že jsou zachycena pouze období úmyslného pohybu. Čas pohybu je definován jako čas uplynulý mezi počátkem a koncem pohybu.