Влияние обратной связи и старения на прицельные движения в виртуальной реальности

Участники будут выполнять 3D-задачу Фиттса своей доминирующей правой рукой, совершая движения от фиксированной кнопки старта к цели, расположенной вдоль сагиттальной линии тела. Цель будет находиться на расстоянии 32 см вперед (передне-заднее направление) и 24 см вверх (вертикальное направление) от стартовой позиции, что дает результирующую дистанцию движения 40 см согласно теореме Пифагора (a²+b²=c²). Эта дистанция будет соответствовать максимум примерно 80% от максимальной досягаемости вперед. Участники будут удобно сидеть со спинкой перед столом, при этом высота стула и стола, а также положение аппаратуры будут индивидуально отрегулированы так, чтобы кнопка старта находилась на эргономически оптимальной высоте стола, сравнимой с высотой для письма. Движения будут выполняться с помощью ручного контроллера, отслеживаемого встроенной системой гарнитуры виртуальной реальности (HMD). HMD будет использоваться во всех условиях: в условии реальной лаборатории (R) участники будут видеть физическую аппаратуру через режим сквозного обзора, а в VR они увидят визуально идентичную виртуальную копию. Участники будут использовать только свою доминирующую правую руку. Перед каждым прицельным движением правая рука будет отдыхать на столе, указывая на кнопку старта. В условии R кнопка старта будет представлена открытой рамкой, закрепленной на столе перед участником. Рамка очерчивает частичную сферическую форму, указывающую на полный размер сферы, и ориентирована частично к участнику и частично вверх, позволяя совершать движения вперед и вверх к цели без контакта с твердой поверхностью. Целью будет круглая сфера, закрепленная на тонком вертикальном стержне, в которую участники должны указать, не касаясь ее поверхности. Как кнопка старта, так и конструкции цели будут изготовлены из легкого пластика, напечатанного на 3D-принтере (толщина 2-3 мм), с закругленными краями. Диаметры целей соответствуют 4 различным значениям (14,1, 7,1, 3,5 или 1,8 см), а кнопка старта будет нейтрального желтого цвета со средним диаметром (3 см). В условии VR установка визуально и пространственно воспроизводится. Кнопка старта представлена как полная серая сфера, соответствующая размеру, указанному рамкой в реальном мире, в то время как сфера цели и вертикальный стержень отображаются идентично. В отличие от условия R, полная сфера видна в VR, так как нет физического препятствия, мешающего участникам проходить сквозь нее. Сложность задачи будет варьироваться через ширину цели (14,1, 7,1, 3,5 или 1,8 см), что дает индексы сложности (IDs) 2,5, 3,5, 4,5 и 5,5 бит. Каждое испытание начнется с того, что кончик контроллера будет находиться на стартовой сфере, и участники будут двигаться как можно быстрее и точнее к цели. Испытание будет считаться успешным, если контроллер непрерывно остается внутри целевой сферы в течение 0,5 секунды. Будут четыре различных условия обратной связи, которые подробно описаны в разделе 'Вмешательства и методы'. Участники будут набраны из двух возрастных групп: либо молодые взрослые в возрасте 18-28 лет, либо здоровые пожилые взрослые в возрасте 65-75 лет. Перед началом эксперимента (т.е. записи данных) участники пройдут фазу ознакомления во всех четырех условиях обратной связи, представленных в случайном порядке. В каждом условии они выполнят два блока по 10 испытаний каждый при IDs 3 и 5 (дистанция 40 см и размеры цели 10,0 см и 2,5 см соответственно), при этом порядок IDs будет сбалансирован. Это ознакомление будет включать в себя всего 80 ознакомительных испытаний и послужит для ознакомления участников с аппаратурой и контроллером, погружением в VR и условиями обратной связи. После каждого условия участники будут давать краткую оценку укачивания с использованием опросника Simulator Sickness Questionnaire и делать короткий перерыв (около 60 секунд, дольше при необходимости). Основной эксперимент будет состоять из 160 испытаний на участника (4 условия обратной связи × 4 IDs × 10 испытаний). Испытания будут организованы в блоки по 40, каждый из которых включает четыре последовательных серии по 10 испытаний с одним ID (например, 10 испытаний при ID 3, затем ID 4 и т.д.). Порядок IDs в каждом блоке будет рандомизирован, а порядок условий будет сбалансирован между участниками с использованием латинского квадрата. Система отслеживания движений Meta Quest 3 будет использоваться для захвата 3D-позиционных данных ручного контроллера на протяжении каждого испытания (номинальная частота дискретизации = 120 Гц). Начало движения будет считаться наступившим, когда скорость контроллера превысит порог 3 см/с, а окончание движения будет определено как момент, когда скорость опустится ниже 3 см/с (после входа в цель для успешных испытаний). Эти пороги, использовавшиеся в предыдущих экспериментах, гарантируют, что будут захвачены только периоды целенаправленных движений. Время движения определяется как время, прошедшее между началом и окончанием движения.