Wpływ informacji zwrotnej i starzenia się na ruchy celowania w rzeczywistości wirtualnej

Uczestnicy wykonają zadanie Fittsa w 3D dominującą prawą ręką, sięgając od stałego przycisku startowego do celu umieszczonego wzdłuż strzałkowej linii środkowej ciała. Cel zostanie umieszczony 32 cm do przodu (przednio-tylnie) i 24 cm w górę (pionowo) od pozycji startowej, co daje wypadkową odległość ruchu 40 cm zgodnie z twierdzeniem Pitagorasa (a²+b²=c²). Ta odległość będzie odpowiadać co najwyżej około 80% maksymalnego zasięgu do przodu. Uczestnicy będą siedzieć wygodnie oparci o oparcie przed stołem, z indywidualnie dostosowaną wysokością krzesła i stołu oraz pozycją aparatury, tak aby przycisk startowy był wyrównany z ergonomicznie optymalną wysokością biurka, porównywalną do tej używanej do pisania. Ruchy będą wykonywane za pomocą ręcznego kontrolera śledzonego przez wbudowany system okularów do rzeczywistości wirtualnej (HMD). HMD będzie noszony we wszystkich warunkach: w warunkach rzeczywistego laboratorium (R) uczestnicy będą widzieć fizyczną aparaturę w trybie passthrough, podczas gdy w VR zobaczą wizualnie identyczną wirtualną replikę. Uczestnicy będą używać wyłącznie dominującej prawej ręki. Przed każdym ruchem celowniczym prawa ręka będzie spoczywać na stole, wskazując na przycisk startowy. W warunku R przycisk startowy będzie reprezentowany przez otwartą ramkę zamontowaną na stole przed uczestnikiem. Ramka zarysowuje częściowy sferyczny kontur wskazujący pełny rozmiar kuli i jest częściowo skierowana w stronę uczestnika, a częściowo w górę, umożliwiając ruchy do przodu i w górę w kierunku celu bez kontaktu z twardą powierzchnią. Celem będzie okrągła kula zamontowana na cienkim pionowym pręcie, w którą uczestnicy muszą wskazać bez dotykania jej powierzchni. Obie struktury – przycisk startowy i cel – zostaną wykonane z lekkiego plastiku drukowanego 3D (grubość 2-3 mm) z zaokrąglonymi krawędziami. Średnice celu odpowiadają 4 różnym wartościom (14,1, 7,1, 3,5 lub 1,8 cm), a przycisk startowy będzie miał neutralny żółty kolor ze średnią średnicą (3 cm). W warunku VR konfiguracja jest wizualnie i przestrzennie zreplikowana. Przycisk startowy jest reprezentowany jako pełna szara kula odpowiadająca rozmiarowi wskazanemu przez ramkę w świecie rzeczywistym, podczas gdy kula celu i pionowy pręt są renderowane identycznie. W przeciwieństwie do warunku R, pełna kula jest widoczna w VR, ponieważ nie ma fizycznej przeszkody uniemożliwiającej uczestnikom przejście przez nią. Trudność zadania będzie manipulowana poprzez szerokość celu (14,1, 7,1, 3,5 lub 1,8 cm), dając wskaźniki trudności (ID) wynoszące 2,5, 3,5, 4,5 i 5,5 bitów. Każda próba rozpocznie się od spoczynku końcówki kontrolera na kuli startowej, a uczestnicy będą poruszać się jak najszybciej i najdokładniej w kierunku celu. Próba będzie uznana za udaną, jeśli kontroler pozostanie wewnątrz kuli celu nieprzerwanie przez 0,5 sekundy. Będą cztery różne warunki sprzężenia zwrotnego, które są szczegółowo opisane w sekcji „Ramy i interwencje”. Uczestnicy będą rekrutowani z dwóch grup wiekowych: albo młodzi dorośli w wieku 18-28 lat, albo zdrowi starsi dorośli w wieku 65-75 lat. Przed rozpoczęciem eksperymentu (tj. rejestracji danych) uczestnicy przejdą fazę zapoznawczą we wszystkich czterech warunkach sprzężenia zwrotnego przedstawionych w losowej kolejności. W każdym warunku wykonają dwa bloki po 10 prób każdy przy ID 3 i 5 (odległość 40 cm i rozmiary celu odpowiednio 10,0 cm i 2,5 cm), z przeciwważoną kolejnością ID. Ta faza zapoznawcza obejmie łącznie 80 prób zapoznawczych i posłuży do zapoznania uczestników z aparaturą, kontrolerem, immersją VR i warunkami sprzężenia zwrotnego. Po każdym warunku uczestnicy podadzą krótką ocenę choroby lokomocyjnej za pomocą kwestionariusza Simulator Sickness Questionnaire i będą mieli krótką przerwę (około 60 s, dłużej jeśli potrzeba). Główny eksperyment będzie składał się z 160 prób na uczestnika (4 warunki sprzężenia zwrotnego × 4 ID × 10 prób). Próby będą zorganizowane w bloki po 40, każdy składający się z czterech kolejnych serii po 10 prób przy jednym ID (np. 10 prób przy ID 3, potem ID 4 itd.). Kolejność ID w każdym bloku będzie losowana, a kolejność warunków będzie przeciwważona między uczestnikami za pomocą projektu kwadratu łacińskiego. System śledzenia ruchu Meta Quest 3 będzie używany do rejestracji danych pozycyjnych 3D ręcznego kontrolera w każdej próbie (nominalna częstotliwość próbkowania = 120 Hz). Początek ruchu będzie uznany za moment, gdy prędkość kontrolera przekroczy próg 3 cm/s, a koniec ruchu będzie zdefiniowany jako moment, gdy prędkość spadnie poniżej 3 cm/s (po wejściu do celu dla udanych prób). Te progi, używane w poprzednich eksperymentach, zapewniają, że rejestrowane są tylko okresy celowego ruchu. Czas ruchu definiuje się jako czas między początkiem a końcem ruchu.