Palaute- ja ikääntymisen vaikutukset tähtäysliikkeisiin virtuaalitodellisuudessa

Osallistujat suorittavat 3D Fittsin tehtävän hallitsevalla oikealla kädellään, liikuttaen käsiä kiinteästä lähtönapista kohteeseen, joka sijaitsee kehon sagittaalisen keskiviivan varrella. Kohde sijoitetaan 32 cm eteenpäin (anterior-posterior) ja 24 cm ylöspäin (vertikaalinen) lähtöasennosta, jolloin tuloksena oleva liikkeen etäisyys on 40 cm Pythagoraan lauseen mukaan (a²+b²=c²). Tämä etäisyys vastaa korkeintaan noin 80 % maksimaalisesta eteenpäin ulottuvasta etäisyydestä. Osallistujat istuvat mukavasti selkänojaa vasten pöydän edessä, ja tuolin ja pöydän korkeus sekä laitteiston sijainti säädetään yksilöllisesti siten, että lähtönappi on kohdistettu ergonomisesti optimaaliseen pöydän korkeuteen, verrattavissa kirjoittamiseen käytettyyn korkeuteen. Liikkeet suoritetaan kädessä pidettävällä ohjaimella, jota seurataan päähän kiinnitetyn näytön (HMD) sisäänrakennetulla järjestelmällä. HMD:ää käytetään kaikissa olosuhteissa: todellisen maailman laboratorio-olosuhteessa (R) osallistujat näkevät fyysisen laitteiston läpäisy-tilassa VR:n aikana, kun taas VR:ssä he näkevät visuaalisesti identtisen virtuaalisen kopion. Osallistujat käyttävät vain hallitsevaa oikeaa kättään. Ennen jokaista tähtäysliikettä oikea käsi lepää pöydällä osoittaen lähtönappia. R-olosuhteessa lähtönappia edustaa avoin runko, joka on kiinnitetty pöytään osallistujan edessä. Runko hahmottaa osittaisen pallomaisen ääriviivan, joka osoittaa pallon täyden koon, ja se on suunnattu osittain kohti osallistujaa ja osittain ylöspäin, mahdollistaen eteen- ja ylöspäin suuntautuvat liikkeet kohti kohdetta ilman, että kosketaan kiinteää pintaa. Kohde on pyöreä pallo, joka on kiinnitetty ohueseen pystysuoraan tankoon, ja osallistujien on osoitettava siihen koskematta sen pintaan. Molemmat lähtönappi- ja kohderakenteet valmistetaan kevyestä 3D-tulostetusta muovista (2-3 mm paksuus) pyöristetyillä reunoilla. Kohteen halkaisijat vastaavat 4 eri arvoa (14,1, 7,1, 3,5 tai 1,8 cm), ja lähtönappi on neutraalin keltainen keskikokoisella halkaisijalla (3 cm). VR-olosuhteessa järjestely toistetaan visuaalisesti ja tilallisesti. Lähtönappi esitetään täysinäisenä harmaana pallona, joka vastaa todellisen maailman runkon osoittamaa kokoa, kun taas kohdepallo ja pystysuora tanko renderöidään identtisesti. Toisin kuin R-olosuhteessa, täysi pallo on näkyvissä VR:ssä, koska fyysistä esteitä ei ole, jotka estäisivät osallistujia kulkemasta sen läpi. Tehtävän vaikeutta manipuloidaan kohteen leveyden kautta (14,1, 7,1, 3,5 tai 1,8 cm), tuottaen vaikeusindeksejä (ID) 2,5, 3,5, 4,5 ja 5,5 bittiä. Jokainen yritys alkaa, kun ohjaimen kärki lepää lähtöpallolla, ja osallistujat liikkuvat mahdollisimman nopeasti ja tarkasti kohti kohdetta. Yritystä pidetään onnistuneena, jos ohjain pysyy jatkuvasti kohdepallon sisällä 0,5 sekuntia. Tulee olemaan neljä erilaista palautetilaa, joita kuvataan yksityiskohtaisesti kohdassa 'Arms and Interventions'. Osallistujat rekrytoidaan kahdesta ikäryhmästä: joko nuorista aikuisista (18-28 vuotta) tai terveistä vanhemmista aikuisista (65-75 vuotta). Ennen kokeen aloittamista (eli tietojen tallentamista) osallistujat suorittavat tutustumisvaiheen kaikissa neljässä palautetilassa, jotka esitetään satunnaisessa järjestyksessä. Jokaisessa tilassa he suorittavat kaksi 10 yrityksen sarjaa ID-arvoilla 3 ja 5 (etäisyys 40 cm ja kohteen koot 10,0 cm ja 2,5 cm), ja ID-arvojen järjestys tasapainotetaan. Tämä tutustuminen koostuu yhteensä 80 tutustumisyrityksestä ja sen tarkoituksena on tutustuttaa osallistujat laitteistoon ja ohjaimeen, VR-upotukseen sekä palautetiloihin. Jokaisen tilan jälkeen osallistujat antavat lyhyen liikepahoinvoinnin arvion Simulator Sickness -kyselylomakkeella ja pitävät lyhyen tauon (noin 60 s, pidempi tarvittaessa). Pääkokeeseen kuuluu 160 yritystä per osallistuja (4 palautetilaa × 4 ID-arvoa × 10 yritystä). Yritykset järjestetään 40 yrityksen sarjoihin, joista jokainen koostuu neljästä peräkkäisestä 10 yrityksen suorituksesta yhdellä ID-arvolla (esim. 10 yritystä ID:llä 3, sitten ID:llä 4 jne.). ID-arvojen järjestys kussakin sarjassa arvotaan, ja tilojen järjestys tasapainotetaan osallistujien kesken käyttäen latinalaista neliötä. Meta Quest 3:n liikkeen seuraamisjärjestelmää käytetään käsiohjaimen 3D-paikkatietojen tallentamiseen jokaisen yrityksen aikana (nimellinen näytteenottotaajuus = 120 Hz). Liikkeen alkamiseksi katsotaan tapahtuvan, kun ohjaimen nopeus ylittää 3 cm/s kynnyksen, ja liikkeen päättymiseksi määritellään hetki, jolloin nopeus laskee alle 3 cm/s (onnistuneiden yritysten kohdalla kohdesisääntulon jälkeen). Näitä kynnyksiä, joita on käytetty aiemmissa kokeissa, varmistetaan, että vain tahallisista liikkeen jaksoista otetaan talteen. Liikeaika määritellään ajaksi, joka kuluu liikkeen alkamisesta sen päättymiseen.