Вплив вібрації, що проводиться кісткою, на хворобу симулятора у віртуальній реальності

Ролі Концептуалізація, курація даних, офіційний аналіз, залучення фінансування, розслідування, методологія, адміністрування проектів, ресурси, програмне забезпечення, нагляд, перевірка, візуалізація, написання - оригінальний проект, написання - огляд та редагування

кісткою

Поточна адреса: кафедра кінезіології, Університет Ватерлоо, Онтаріо, Канада

Філіальний відділ психології, Університет Квінз, Кінгстон, Онтаріо, Канада

Ролі Концептуалізація, формальний аналіз, розслідування, адміністрування проектів, програмне забезпечення, візуалізація, написання - огляд та редагування

Поточна адреса: Інститут біоматеріалів та біомедичної інженерії, Університет Торонто, Онтаріо, Канада

Партнерський центр з вивчення неврології, Університет Квінз, Кінгстон, Онтаріо, Канада

Ролі Концептуалізація, придбання фінансування, розслідування, методологія, адміністрування проектів, ресурси, програмне забезпечення, нагляд, написання - огляд та редагування

Філіальний відділ психології, Університет Квінз, Кінгстон, Онтаріо, Канада, Центр неврологічних досліджень, Університет Квінз, Кінгстон, Онтаріо, Канада, Департамент біології, Університет Квінз, Кінгстон, Онтаріо, Канада, Школа обчислювальної техніки, Університет Королеви, Кінгстон, Онтаріо, Канада

  • Séamas Weech,
  • Дже Мун,
  • Ніколаус Ф. Трое

Цифри

Анотація

Цитування: Weech S, Moon J, Troje NF (2018) Вплив вібрації, що проводиться кісткою, на хворобу симулятора у віртуальній реальності. PLOS ONE 13 (3): e0194137. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0194137

Редактор: Томас А. Стоффреген, Університет Міннесоти, США

Отримано: 19 липня 2017 р .; Прийнято: 9 лютого 2018 р .; Опубліковано: 28 квітня 2018 р

Наявність даних: Усі файли даних стали загальнодоступними. URL-адреса цього набору даних така: http://dx.doi.org/10.5683/SP/FNFGDU. DOI для цього набору даних такий: 10.5683/SP/FNFGDU.

Фінансування: Ця робота була профінансована грантом Discovery від Ради природничих наук та технічних досліджень Канади (NSERC, номер гранту 298198-11-388699, URL: http://www.nserc-crsng.gc.ca/Professors-Professeurs/Grants- Subs/DGIGP-PSIGP_eng.asp), присуджений NFT, та грант NSERC для спільних досліджень та підготовки (номер гранту 575375, URL: www.nserc-crsng.gc.ca/Professors-Professeurs/Grants-Subs/CREATE-FONCER_eng. asp), присуджений NFT. Фінансисти не мали жодної ролі у розробці досліджень, зборі та аналізі даних, прийнятті рішення про публікацію чи підготовці рукопису.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Нещодавно технологічні досягнення підтримали поширення недорогих і потужних апаратних пристроїв віртуальної реальності (VR), орієнтованих на споживача. Цей прогрес створює нагальну потребу у вирішенні деяких ключових проблем впливу VR. Можливо, основною проблемою є явище, відоме як «хвороба симулятора» (також відоме як «кіберхвороба» [1–2]). Близько 80% користувачів VR зазвичай відчувають деякі симптоми хвороби, при цьому близько 50% відчувають симптоми з такою важкістю, що вони змушені достроково припинити сеанс VR [3]. Найпоширеніші негативні наслідки занурення у віртуальне середовище включають нудоту, головний біль, пітливість і блювоту. Ці симптоми можуть зберігатися протягом декількох годин після впливу навколишнього середовища [4–5]. Симптомів часто буває достатньо, щоб змусити користувачів уникнути подальшого використання VR [6–7]. Враховуючи, що технологія VR пропонує цінний метод для використання у навчанні навичках, навчанні та клінічній реабілітації, було проведено значну кількість досліджень причин симуляторної хвороби у VR [3].

Причини хвороби тренажера

Методи зменшення хвороби тренажера

Підхід візуально-вестибулярного відновлення до симуляторної хвороби призвів до розробки попередніх пристроїв GVS, орієнтованих на споживача [35]. Тим не менше, залишається низка практичних питань щодо використання GVS у досвіді VR. Попередні дослідження вказують на те, що використання ГВС пов’язане із симптомами дискомфорту у деяких здорових користувачів [36]. Для певних людей, таких як користувачі кардіостимулятора, існує серйозний ризик застосування стимуляції постійним струмом до поверхні тіла, як це має місце при ГВС [37]. Додатковою перешкодою для широкого поширення ГВС є чітка відповідність зору та вестибулярної стимуляції, необхідна для точної заміни очікуваних вестибулярних сигналів. Невеликі помилки між спрямованими сигналами, отриманими із зору, та тими, що застосовуються за допомогою GVS, можуть спричинити сенсорні невідповідності, що суттєво впливають на ефективність та комфорт [37].

Результати попередньої роботи, проведеної нашою групою [44], дали вагомі докази того, що BCV - стимуляція отоліту [38, 43] - полегшує швидшу векцію при застосуванні в умовах, в яких не очікується стимуляція отоліту (наприклад, обертання повороту біля вертикальна вісь). Цей висновок вказує на загальний вплив BCV на вестибулярну обробку, яку ми приписували зниженню вестибулярної надійності. У цьому ж дослідженні також заперечується можливість того, що шумна вестибулярна стимуляція просто маскує вхід у вестибулярні органи, оскільки ми спостерігали подібні ефекти між BCV (отоліт) та шумною GVS (неспецифічна вестибулярна аферентна стимуляція [48]). В контексті взаємозв'язку між сенсорним конфліктом та симуляторною хворобою, запропонованим Reason and Brand [13], ми очікували, що зменшення вестибулярної надійності таким чином призведе до зменшення конфлікту та поліпшення комфорту у VR. Ми розробили поточне дослідження, щоб перевірити цю можливість.

Цілі дослідження

Метою поточного дослідження було використання BCV як нової методики зменшення симуляторної хвороби. Ми перевірили вплив двох версій BCV на хворобу симулятора, поки учасники виконували завдання навігації по шляху, яке було багате на імітацію саморуху. Ми поєднали терміни стимуляції BCV з візуальними кутовими прискореннями в одній умові, а в іншій умові застосували BCV через випадкові інтервали.

На додаток до нашої головної мети, у цьому дослідженні було дві другорядні цілі. По-перше, ми мали на меті перевірити, чи знижує BCV хворобу симулятора як в активних, так і в пасивних умовах управління рухом; тобто коли учасники контролюють власний рух у середовищі VR, а коли вони пасивно рухаються по середовищу. Ступінь керування рухами учасників у ВР, як правило, пов’язана з показниками симуляторної хвороби [49–51]. Цей фактор нас в основному зацікавив через поширеність пасивного модельованого саморуху в орієнтованому на споживача досвіді VR [23]. По-друге, ми хотіли оцінити, чи буде типове лінійне збільшення тяжкості симптомів, яке спостерігається з часом під час впливу ВР [52–54], впливати на стимуляцію BCV.

В експерименті 1 ми розробили навігаційне завдання VR, щоб перевірити вплив BCV на хворобу симулятора. Враховуючи запропонований зв’язок між хворобою тренажера та помилками в оцінках зорового та вестибулярного саморуху [12–13], ми розробили завдання просторової навігації, яка включала модельований рух спостерігача. Для презентації завдання ми використали високоякісну проекційну VR-систему з відстеженням руху. У трьох групах ми: 1) застосовували BCV, коли візуальний потік мав на увазі кутові прискорення більше 3 град/с; 2) застосовували BCV випадково протягом усього дослідження, або 3) не застосовували стимуляцію. В усіх умовах учасники проводили як активні випробування (учасник контролював рух), так і пасивні випробування (автоматичний рух). Після кожного випробування ми вимірювали хворобу симулятора за допомогою SSQ. Ми були зацікавлені в загальному впливі стимуляції на показники SSQ, але ми також хотіли оцінити, чи збільшиться хвороба симулятора протягом серії випробувань для учасників, які отримували стимуляцію BCV.