Echtzeit-Avatar-Feedback in Virtual-Reality-Übungen
Effekte von Echtzeit-Avatar-Feedback auf das Wohlbefinden und die Genauigkeit beim Training: Randomisierte Crossover-Studie in der virtuellen Realität
Ziel dieser Studie ist es, zu untersuchen, ob Echtzeit-Feedback, das durch einen virtuellen Trainer-Avatar während virtueller Realität (VR)-Übungen bereitgestellt wird, das Wohlbefinden und die Bewegungsgenauigkeit der Teilnehmer während des Trainings beeinflusst. Die Studie zielt auch darauf ab, verschiedene Arten von Feedback zu vergleichen, die durch den Avatar geliefert werden.
Die Hauptfragen, die diese Studie beantworten möchte, sind:
Verbessert Echtzeit-Avatar-Feedback das Wohlbefinden während des Trainings in VR-basiertem Training?
Verbessert Echtzeit-Avatar-Feedback die Bewegungsgenauigkeit während des Trainings?
Gibt es Unterschiede zwischen keinem Feedback, verbalem Feedback und kombiniertem verbal-gestischem Feedback?
Die Forscher werden drei VR-Übungsbedingungen vergleichen: kein Feedback, verbales Feedback und kombiniertes verbal-gestisches Feedback, wobei ein randomisiertes Crossover-Design verwendet wird, sodass jeder Teilnehmer alle Bedingungen erfährt.
Die Teilnehmer werden:
An drei VR-Übungssitzungen teilnehmen, die jeweils etwa 15 Minuten dauern
Die Sitzungen unter verschiedenen Feedback-Bedingungen abschließen, wobei die Reihenfolge randomisiert ist
Geführte körperliche Übungen durchführen, während sie ein VR-Headset tragen und einem virtuellen Trainer-Avatar folgen
Selbstberichtete Bewertungen des Trainingserlebnisses nach jeder Sitzung abgeben
Diese Studie ist eine Interventionsstudie, ein randomisierter Crossover-Versuch, der bei Erwachsenen durchgeführt wird, wobei alle Verfahren innerhalb einer einzigen Studienperiode abgeschlossen werden.
Studienübersicht
Status
Bedingungen
Detaillierte Beschreibung
Diese Studie untersucht die Auswirkungen von Echtzeit-Feedback, das von einem virtuellen Trainer-Avatar während des Trainings in einer virtuellen Realität (VR)-Umgebung geliefert wird. Die Intervention ist darauf ausgelegt zu prüfen, wie verschiedene Modi des Avatar-Feedbacks das Trainingerlebnis und die Bewegungsleistung während kurzer, angeleiteter Trainingseinheiten beeinflussen.
Die Studie verwendet ein randomisiertes Crossover-Design, bei dem jeder Teilnehmer mehrere VR-Trainingssitzungen unter verschiedenen Feedback-Bedingungen absolviert. Die Reihenfolge der Bedingungen wird randomisiert, um Sequenz- und Lerneffekte zu kontrollieren. Die Feedback-Bedingungen unterscheiden sich nur in der Art der vom Avatar bereitgestellten Informationen und umfassen: kein Feedback, verbales Feedback und kombiniertes verbales-gestisches Feedback. Alle anderen Aspekte der VR-Umgebung, des Trainingsinhalts und der Sitzungsdauer bleiben über alle Bedingungen hinweg konstant.
Die VR-Anwendung präsentiert einen virtuellen Trainer-Avatar, der einen standardisierten Satz von körperlichen Übungen demonstriert und anleitet. Ein benutzerdefinierter Algorithmus verarbeitet Echtzeit-Bewegungsdaten, die vom VR-System erfasst werden, einschließlich Parameter in Bezug auf Bewegungstempo und Bewegungsreichweite. Basierend auf dieser Analyse liefert der Avatar während der Trainingssitzung adaptives Feedback entsprechend der zugewiesenen Bedingung. In der Bedingung ohne Feedback führt der Avatar die Übungen durch, ohne korrigierende oder motivierende Eingaben zu liefern.
Jede VR-Sitzung dauert etwa 15 Minuten und ist von der nachfolgenden Sitzung durch ein festes 7-tägiges Intervall getrennt, um Übertragungseffekte zu minimieren. Die Studie wird innerhalb einer einzigen Studienperiode durchgeführt, und alle Verfahren werden abgeschlossen, nachdem die Teilnehmer die letzte VR-Sitzung beendet haben. Die Intervention beinhaltet keine pharmakologische Behandlung oder medizinische Geräte, die für den klinischen Einsatz reguliert sind; VR-Hardware wird ausschließlich als Forschungswerkzeug verwendet, um die Trainingsumgebung bereitzustellen und Bewegungsdaten zu erfassen.
Diese Studie wird als Interventionsstudie im Verhaltensbereich klassifiziert und soll durch systematische Untersuchung der Rolle von Echtzeit-Avatar-Feedback in VR-basiertem Training zur Forschung über virtuelle Trainer, Mensch-Computer-Interaktion und technologiegestützte körperliche Aktivität beitragen.
Studientyp
Einschreibung (Tatsächlich)
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Studienorte
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Warsaw, Polen, 00-608
- National Information Processing Institute
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Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
- Erwachsene
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Erwachsene im Alter von 18–50 Jahren
- Fähigkeit zur Abgabe einer informierten Einwilligung
- Fähigkeit zur Durchführung von leichter bis moderater körperlicher Bewegung
- Keine Kontraindikationen für die Teilnahme an virtuell-realeritätsbasierter Bewegung
Ausschlusskriterien:
- Alter unter 18 oder über 50 Jahren
- Personen mit einem hohen Maß an gewohnheitsmäßiger körperlicher Aktivität, definiert als strukturierte körperliche Bewegung mehr als dreimal pro Woche
- Muskuloskelettale, neurologische oder kardiovaskuläre Erkrankungen, die eine sichere Teilnahme an Bewegung einschränken
- Bekannte Anfälligkeit für schwere Bewegungskrankheit oder unerwünschte Reaktionen auf virtuelle Realität
- Jegliche Erkrankung, die die sichere Nutzung eines VR-Headsets verhindert
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Grundlegende Wissenschaft
- Zuteilung: Zufällig
- Interventionsmodell: Crossover-Aufgabe
- Maskierung: Keine (Offenes Etikett)
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
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Experimental: Kein Feedback
Die Teilnehmer absolvieren eine Virtual-Reality-Übungssitzung, ohne Echtzeit-Feedback vom virtuellen Trainer-Avatar zu erhalten.
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Die Teilnehmer absolvieren eine standardisierte Übungseinheit in einer virtuellen Realitätsumgebung, die von einem virtuellen Trainer-Avatar geleitet wird.
Der Avatar demonstriert die Übungen, bietet aber während der Sitzung keine Echtzeit-Feedback in verbaler oder gestischer Form.
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Experimental: Verbales Feedback
Die Teilnehmer absolvieren eine virtuelle Realitätsübungssitzung und erhalten dabei Echtzeit-Feedback vom virtuellen Trainer-Avatar.
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Die Teilnehmer absolvieren eine standardisierte Trainingseinheit in einer virtuellen Realitätsumgebung, die von einem virtuellen Trainer-Avatar geleitet wird.
Echtzeit-Bewegungsdaten werden vom VR-System analysiert, und der Avatar gibt während der Trainingseinheit adaptives verbales Feedback.
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Experimental: Verbales und gestisches Feedback
Die Teilnehmer absolvieren eine Virtual-Reality-Trainingssitzung, während sie gleichzeitig kombinierte Echtzeit-Feedback in Form von verbalen und gestischen Rückmeldungen vom virtuellen Trainingsavatar erhalten.
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Die Teilnehmer führen eine standardisierte Trainingseinheit in einer virtuellen Realitätsumgebung durch, die von einem virtuellen Trainer-Avatar geleitet wird.
Echtzeit-Bewegungsdaten werden vom VR-System analysiert, und der Avatar gibt während der Trainingseinheit adaptives verbales und gestisches Feedback.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Exercise Accuracy Index (EAI) basierend auf Bewegungserfassung während VR-Übungen
Zeitfenster: Während jeder VR-Trainingssitzung über vierzehn Übungen mit mittlerer Intensität (bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer); nicht bewertet während der Ruhephasen zwischen den Übungen oder während der abschließenden Übung mit niedriger Intensität zum Abkühlen.
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Die Übungsgenauigkeit wurde mithilfe des Übungsgenauigkeitsindex (EAI) quantifiziert, der aus der Echtzeit-Bewegungsverfolgung abgeleitet wurde.
Der EAI spiegelt wider, wie genau die Teilnehmer die Bewegungen des virtuellen Trainers in Bezug auf Tempo und Bewegungsbereich bei vierzehn Übungen mit moderater Intensität reproduzierten.
Für jede Übung diente die Bewegung des Trainers als Referenzmuster.
Die akzeptable Variabilität wurde mithilfe der Verteilung der Gruppenleistung definiert: Das Tempo war genau, wenn es innerhalb von ±1 SD vom Ausgangswert des Trainers lag, und der Bewegungsbereich, der in absoluten Werten aufgezeichnet wurde, war genau, wenn er +1 SD vom Referenzwert des Trainers nicht überschritt.
Dies berücksichtigt natürliche individuelle Unterschiede, während bedeutungsvolle Abweichungen identifiziert werden.
Eine Übung wurde nur dann als korrekt eingestuft, wenn beide Kriterien erfüllt waren.
Der EAI reicht von 0 bis 14, wobei 0 keine korrekten Übungen und 14 alle Übungen anzeigt, die während der Sitzung genau ausgeführt wurden.
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Während jeder VR-Trainingssitzung über vierzehn Übungen mit mittlerer Intensität (bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer); nicht bewertet während der Ruhephasen zwischen den Übungen oder während der abschließenden Übung mit niedriger Intensität zum Abkühlen.
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Wohlbefinden durch Bewegung
Zeitfenster: Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Das Wohlbefinden während der Übung wurde als unmittelbarer emotionaler Zustand der Teilnehmer während der VR-Übungssitzung bewertet.
Das Maß basiert auf dem kurzen Stimmungsbewertungsinstrument von Wilhelm und Schoebi (2007) und erfasst momentane Affekte anstelle von stabilen Merkmalen des Wohlbefindens.
Die Skala besteht aus vier bipolaren Items: unzufrieden-zufrieden, unwohl-wohl, angespannt-entspannt und unruhig-ruhig.
Jedes Item wird auf einer 7-stufigen semantischen Differentialskala bewertet, als Antwort auf die Aufforderung: "Während der soeben durchgeführten Trainingseinheit habe ich mich gefühlt…".
Die Item-Werte werden gemittelt, um einen einzigen affektiven Wohlbefindenswert zu erzeugen, wobei höhere Werte einen positiveren Affekt während der Übung anzeigen.
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Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Affektive Einstellung zur Bewegung Bewertung
Zeitfenster: Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Die affektive Einstellung gegenüber Bewegung wurde mithilfe einer vierstufigen semantischen Differenzialskala auf Basis von Crites et al. (1994) bewertet.
Die Skala umfasste die bipolaren Items: "nicht entspannt – äußerst entspannt", "nicht zufrieden – äußerst zufrieden", "nicht glücklich – äußerst glücklich" und "unbehaglich – äußerst behaglich".
Die Teilnehmer antworteten auf einer 9-Punkte-Skala auf die Aufforderung: "Wenn ich an Bewegung denke, fühle ich mich...".
Die Itemwerte wurden gemittelt, um einen einzigen affektiven Einstellungswert zu erhalten, wobei höhere Werte eine positivere affektive Bewertung von Bewegung anzeigen.
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Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Trainee-Trainer-Nähe-Score
Zeitfenster: Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Die wahrgenommene Nähe zum Avatar-Trainer wurde mithilfe der Nähe-Subskala des Coach-Athlete Relationship Questionnaire (CART-Q; Jowett & Ntoumanis, 2004) in seiner polnischen Adaptation (PLCART-Q) bewertet.
Die Subskala besteht aus vier Items (z. B. "Ich vertraue meinem Trainer", "Ich respektiere meinen Trainer"), die auf einer 7-stufigen Likert-Skala bewertet wurden (1 = definitiv nein, 7 = definitiv ja).
Die Item-Werte werden gemittelt, um einen einzelnen Nähe-Wert zu erzeugen, wobei höhere Werte eine stärker wahrgenommene emotionale Bindung zum Trainer anzeigen.
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Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Trainee - Trainer Komplementaritätswert
Zeitfenster: Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Die wahrgenommene Komplementarität in der Interaktion zwischen Trainee und Trainer wurde mithilfe der Komplementaritäts-Subskala des CART-Q (Jowett & Ntoumanis, 2004; polnische Version PLCART-Q) bewertet.
Die Subskala umfasst vier Items (z.B. „Wenn ich von meinem Trainer trainiert werde, bin ich bereit, mein Bestes zu geben“, „Wenn ich von meinem Trainer trainiert werde, nehme ich eine freundliche Haltung ein“), die auf einer 7-stufigen Likert-Skala bewertet werden (1 = definitiv nein, 7 = definitiv ja).
Die Itemwerte werden gemittelt, um einen einzigen Komplementaritätswert zu erhalten, wobei höhere Werte eine stärkere wahrgenommene Gegenseitigkeit und Koordination mit dem Trainer anzeigen.
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Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Trainee-Trainer-Verpflichtungsscore
Zeitfenster: Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über einen computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Die wahrgenommene Verpflichtung in der Beziehung zwischen Auszubildendem und Ausbilder wurde mithilfe der Verpflichtungs-Unterkala des CART-Q (Jowett & Ntoumanis, 2004; polnische PLCART-Q) bewertet.
Die Unterkala besteht aus drei Items (z. B. „Ich fühle mich meinem Ausbilder nahe“, „Ich bin meinem Ausbilder verpflichtet“), die auf einer 7-stufigen Likert-Skala bewertet werden (1 = definitiv nein, 7 = definitiv ja).
Die Item-Werte werden gemittelt, um einen einzigen Verpflichtungs-Wert zu erzeugen, wobei höhere Werte eine stärkere wahrgenommene Bindung und Bereitschaft zur Zusammenarbeit mit dem Ausbilder anzeigen.
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Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über einen computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Wahrgenommene Anstrengungsbewertung
Zeitfenster: Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Die wahrgenommene Anstrengung wurde mithilfe einer 7-Punkte-Skala nach Borg (1982) bewertet.
Die Teilnehmer beantworteten die Frage: „Wie anstrengend empfanden Sie die soeben absolvierte Trainingseinheit?“.
Die Antwortmöglichkeiten reichten von 1 („sehr leicht“) bis 7 („sehr anstrengend“).
Das berichtete Ergebnis ist die einzelne Anstrengungsbewertung, die nach jeder Sitzung abgegeben wurde, wobei höhere Werte eine größere wahrgenommene körperliche Anstrengung anzeigen.
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Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Wahrgenommene Kompetenzbewertung
Zeitfenster: Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Die wahrgenommene Kompetenz während des Trainings wurde anhand von drei Items bewertet, die von der Psychological Need Satisfaction in Exercise Scale (Wilson et al., 2006) adaptiert wurden: „in der Lage, meine persönliche Trainingsherausforderung zu bewältigen“, „zuversichtlich in meiner Trainingsfähigkeit“ und „zufrieden mit meiner Trainingsfähigkeit“. Die Teilnehmer bewerteten jedes Item auf einer 7-stufigen Likert-Skala (1 = falsch, 7 = wahr) in Reaktion auf die Aufforderung: „Wie haben Sie sich während der soeben durchgeführten Trainingseinheit gefühlt?“. Die Item-Werte werden gemittelt, um einen einzigen Wert für die wahrgenommene Kompetenz zu ergeben, wobei höhere Werte eine größere wahrgenommene Kompetenz während des Trainings anzeigen.
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Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über computerunterstützten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Spatial Presence Score in Virtual Reality
Zeitfenster: Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über einen computerbasierten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Die räumliche Präsenz wurde anhand des MEC Spatial Presence Questionnaire (MEC-SPQ; Vorderer et al., 2004) bewertet.
Der Score wurde aus vier ausgewählten Items abgeleitet.
Beispielitems umfassen „Es schien, als ob ich tatsächlich am Geschehen der Präsentation teilnahm“ und „Es schien mir, dass ich in der Umgebung der Präsentation tun konnte, was ich wollte“.
Die Items werden auf einer 7-stufigen Likert-Skala bewertet (1 = definitiv nein, 7 = definitiv ja).
Alle Items werden gemittelt, um einen einzigen räumlichen Präsenzscore zu erzeugen, wobei höhere Werte eine stärker wahrgenommene Präsenz in der virtuellen Umgebung anzeigen.
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Unmittelbar nach jeder VR-Trainingssitzung über einen computerbasierten webbasierten Fragebogen (CAWI), bis zu drei Sitzungen pro Teilnehmer.
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Mitarbeiter und Ermittler
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
Primärer Abschluss (Tatsächlich)
Studienabschluss (Tatsächlich)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
Mehr Informationen
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Schlüsselwörter
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Andere Studien-ID-Nummern
- 4959.13336.14519
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Beschreibung des IPD-Plans
IPD-Sharing-Zeitrahmen
IPD-Sharing-Zugriffskriterien
Art der unterstützenden IPD-Freigabeinformationen
- STUDIENPROTOKOLL
Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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