Untersuchung der Auswirkungen zweier Fortbewegungsarten in der virtuellen Umgebung

Virtual Reality (VR) ist eine Technologie, die es Einzelpersonen ermöglicht, mithilfe spezieller elektronischer Geräte in einer computergenerierten, dreidimensionalen (3D) Umgebung einzutauchen. Diese Technologie ermöglicht es Benutzern, eine Vielzahl von Objekten und Ereignissen zu erkunden und mit ihnen zu interagieren, wodurch sie perspektivische und motorische Aufgaben ausführen können (Frederick P. Brooks, 1999). VR-Head-Mounted-Displays (HMDs) ermöglichen ein vollständiges Eintauchen in die virtuelle Umgebung, indem sie Bilder auf Bildschirme projizieren, die sehr nahe an den Augen positioniert sind (Turnbull & Phillips, 2017).

Die schnelle Entwicklung dieser Technologie hat sie erschwinglicher und verfügbarer gemacht, weshalb auch ihre Nutzung zunimmt. Es findet Anwendung in verschiedenen Bereichen, beispielsweise wird es häufig als Trainingsplattform für Astronauten, Soldaten und zu Behandlungszwecken in der Rehabilitation eingesetzt (Xie et al., 2021). Der Grund, warum viele Branchen darauf drängen, die Vorteile von VR zu nutzen, liegt darin, dass sie das motorische Lernen fördern könnten, indem sie eine Umgebung, ein Szenario oder eine Aktivität erzeugen, die es dem Benutzer ermöglicht, motorische Fähigkeiten mit einfachen Werkzeugen zu üben. Gleichzeitig bietet VR die Möglichkeit, die gleiche Aufgabe jederzeit zu wiederholen und dabei Faktoren wie Komplexitätsgrad, Zeit und Intensität der Übung zu verändern (Lledó et al., 2016).

Trotz der starken Verbreitung virtueller Technologie bleibt Cybersickness ein Problem, das eine reibungslose Nutzung dieser Technologie verhindert (Tian et al., 2022). Cybersickness ist ein etablierter Begriff zur Beschreibung des unangenehmen Gefühls, das durch den Einsatz von Virtual-Reality-Technologie hervorgerufen wird (McCauley & Sharkey, 1992). Cybersickness tritt mit Symptomen wie Reisekrankheit auf, die wir beim Fahren eines Fahrzeugs verspüren, wie Übelkeit, Schwindel, Müdigkeit und verschwommenes Sehen (Laviola, 2000). In verschiedenen Forschungsstudien wurde dieses Phänomen unter unterschiedlichen Begriffen erwähnt, beispielsweise als Simulatorkrankheit oder VR-Krankheit. Es gibt mehrere Theorien, die versuchen zu erklären, warum Personen diese Symptome entwickeln, wenn sie im Auto sitzen oder HMDs verwenden. Allerdings gelten nur zwei Theorien als die am meisten akzeptierten. Die erste Theorie ist die Sensory Conflict Theory, die von Reason & Brand (1975) vorgeschlagen wurde, während die andere die Postural Instability Theory ist, die von Riccio & Stoffregen (1991) entwickelt wurde.

Es gibt mehrere Faktoren, die den Schweregrad der Cyberkrankheit bei der Nutzung von HMDs beeinflussen, und einige Studien haben sie bereits diskutiert (Tian et al., 2022). Einer der Hauptfaktoren bei der Interaktion; Navigationsmethode und Steuerbarkeit. Verschiedene Fortbewegungsstile, wie etwa lenkendes Gehen oder Teleportation, wurden zum Zweck der Navigation in die virtuelle Umgebung untersucht und zeigten, dass die Wahl des Fortbewegungsstils die Benutzererfahrung stark beeinflussen würde (Al Zayer et al., 2020).

Von diesem Punkt aus zielt unsere Studie darauf ab, den Unterschied zwischen dem am häufigsten verwendeten Fortbewegungsstil, der steuerungsbasierten Steuerung, und dem Walk in Place (WIP) im Zusammenhang mit Haltungskontrolle und Cyberkrankheit zu vergleichen. Wir planen auch, andere Faktoren zu untersuchen, die die Ergebnisse beeinflussen, wie zum Beispiel persönliche Faktoren; Geschlecht, Vorerfahrung und individuelle Anfälligkeit für Reisekrankheit.

An dieser Studie nahmen gesunde junge Freiwillige (18–30 Jahre) teil. Die Sammlung begann im November 2023 und wird bis Februar 2024 im Labor der Abteilung für Physiotherapie und Rehabilitation der Yeditepe-Universität fortgesetzt.

Die Teilnehmer werden gebeten, ein Online-Formular auszufüllen oder ein kurzes Interview zu führen, um ihre demografischen Informationen zu sammeln. Sie werden nach Alter, Größe (cm), Gewicht (kg), Body-Mass-Index (BMI), Geschlecht (weiblich/männlich), Krankengeschichte, Spielerfahrung, Hand- und Beinpräferenz und Anfälligkeit für Reisekrankheit befragt. Anschließend werden Haltungsstabilität, Reisekrankheitsmessungen und Herzfrequenz (HR) vor und nach jedem experimentellen Versuch durchgeführt.

Alle Teilnehmer spielen ein Spiel namens „Freedom locomotion VR“, eine virtuelle 3D-Umgebung, in der der Spieler verschiedene Aktivitäten ausführen kann. Alle Teilnehmer tauchen zweimal (zwei Sitzungen) in diese virtuelle Umgebung ein und haben die Freiheit, darin zu tun, was sie wollen. Allerdings werden sie in jeder Sitzung eine der beiden Fortbewegungsarten verwenden, die das Spiel bietet, die auf dem Hand-Controller (HC) basierende und die auf dem Walking-in-Place (WIP) basierende Fortbewegung. Um die Wirkung der beiden Fortbewegungsarten vergleichen zu können, wird jeder Teilnehmer das Spiel zweimal spielen, um beide Fortbewegungsarten ausprobieren zu können. Nach jeder Sitzung werden Haltungskontrolle, Reisekrankheitssymptome und Herzfrequenz getestet, um die unterschiedliche Wirkung der einzelnen Fortbewegungsarten zu messen.

Da diese Forschung eine Gruppe umfasst, die im Experiment mehrmals gemessen wird, wäre die einfaktorielle Varianzanalyse mit wiederholten Messungen (ANOVA) der beste statistische Test zur Untersuchung des Unterschieds.