Tutkijat havaitsevat, että VR vaikuttaa eri tavoin lapsiin ja aikuisiin

Ecole Polytechnique Fédérale de Lausannen tutkijat ovat havainneet, että virtuaalitodellisuus (VR) vaikuttaa lapsiin toisin kuin aikuisiin. Tämä uusi tutkimus on avainasemassa, koska alalla on tehty vain vähän tutkimusta sekä aikuisten että lasten osalta.

Mielenkiintoinen havainto VR:stä

Vuonna 2016 EPFL:n valmistunut Jennifer Miehlbradt teki mielenkiintoisen havainnon. Miehlbradt antoi käyttäjien ohjata dronia VR:llä liikuttamalla vartaloaan navigoidakseen virtuaalimaastossa olevien esteiden läpi.

“Aikuisilla ei ollut ongelmia yksinkertaisten vartaloliikkeiden käytössä lentämiseen virtuaaliesteiden läpi, mutta huomasin, että lapset eivät pystyneet siihen”, Miehlbradt sanoi. “Silvestro pyysi minua tulemaan hänen toimistoonsa.”

Tuolloin Miehlbradtia valvoi Silvestro Micera, Bertarelli Foundationin puheenjohtaja käännösneuroteknologiassa. Parivaljakko toteutti, että VR-vartalokokeessa oli enemmän kuin aluksi näytti, ja se saattoi paljastaa jotain lasten hermoston kehityksestä. Tuolloin kirjallisuudessa ei ollut ollut yhtään tutkimusta VR-laitteiden vaikutuksesta lapsiin.

Tästä syystä tutkijaryhmä päätti aloittaa tutkimuksen usean vuoden ajaksi yhteistyössä Italian teknologian instituutin kanssa. Tutkimukseen osallistui 80 lasta ikäluokasta 6-10 vuotta, ja tulokset julkaistiin viime kuussa Scientific Reports-julkaisussa.

“Tämä tutkimus vahvistaa teknologian potentiaalia ymmärtää liikkeen ohjausta”, Micera sanoo.

Aikuiset pystyvät helposti irrottaamaan pääliikkeensä vartalostaan ohjaamiseen, samalla tavoin kuin he ajavat pyörällä. Tämä prosessi sisältää monien aistisignaalien monimutkaisen integraation, kuten näköaistin sisäkorvasta tasapainoa varten ja proprioceptionin, joka on kehon kyky aistia liikettä, toimintaa ja sijaintia.

Lapsilla vartalon ja pään liikkeen koordinaatio on vielä kehittymässä, mikä tekee heistä erilaisia kuin aikuiset. Yksi mielenkiintoisista havainnoista tässä tutkimuksessa on, että se vastaa ontogeneettista mallia, jota on käytetty 25 vuotta kuvaamaan ylävartalon koordinaation kehitystä. Tämä malli ennustaa yksisuuntaisen siirtymän jäykästä ohjauksesta pään ja vartalon erottamiseen, ja se osoittaa, että asentoaisti on kehittynyt 8-vuotiaana.

Miehlbradt on parhaillaan viimeistelemässä jatko-opintojaan Lausannen yliopistossa (UNIL).

“Malli osoittaa, että kävelyn oppimisesta noin 1-vuotiaana 6-7 vuoteen lapset ohjaavat ylävartaloaan kokonaisuutena jäykällä kytkennällä runkoon, päähän ja käsiin. Tämän iän jälkeen lapset oppivat vähitellen ohjaamaan kaikkia niveliään itsenäisesti, mutta turvautuvat jäykään strategiaan haastavissa olosuhteissa”, Miehlbradt jatkaa. “Sen sijaan me havaitsemme, että kun käytetään virtuaalijärjestelmää, jota ohjataan kehon liikkeillä, nuoremmat lapset yrittävät liikuttaa päätään ja vartaloaan erikseen, kun taas aikuiset käyttävät jäykän strategian.”

Kokeiden tulokset

Tutkijaryhmän suorittama koe sisälsi asettamalla VR-laitteen ja liiketunnistimen lapsen päähän, kun heidät pyydettiin pelaamaan kahta peliä. Molemmissa kokeissa lapset osoittivat samanlaisia ohjaustaitoja kuin aikuiset, kun he käyttivät päätään. He eivät kuitenkaan pystyneet ylläpitämään aikuisten tasoa, kun kyseessä oli vartalon käyttäminen ohjaamiseen.

Lapset pyydettiin ensin kohdistamaan päänsä ja vartalonsa viivaa, joka näytettiin eri kulmissa virtuaalimaastossa. Samalla mitattiin kohdistusvirhettä ja pään ja vartalon koordinaatiota. Koe osoitti, että lapset pystyvät hallitsemaan päänsä melko helposti, mutta kun heidät pyydettiin kohdistamaan vartaloaan virtuaaliviivaan, nuorimmat lapset yliarvioivat liikkeitään ja yrittivät korjata liikkeitään liikuttamalla päätään.

Toisessa pelissä lapset osallistuivat lentosimulaatioon. Lapsi istuu lentävän kotkan selässä virtuaalimaailmassa, ja heidän tehtävänään on kerätä kultaisia kolikoita, jotka on sijoiteltu polun varrelle. Lapset pystyivät jälleen ohjaamaan linnun lentämisen päällään melko helposti.

Tutkijoille kaikki tämä osoitti, että pään ohjaus on helpompaa VR-ympäristössä, koska haluttu suunta on kohdistettu visuaaliseen syötteeseen. Vartalon ohjaus vaatii käyttäjältä erottamaan näön todellisesta ohjauksesta, mikä edellyttää pään ja vartalon koordinaatiota. Nuoret lapset luottavat enemmän visuaaliseen syötteeseen kuin kehon sisäiseen asentotunteeseen, ja VR-ympäristö voi nopeasti hämätä lapsen aivoja.

“Tulokset osoittavat, että immersiivinen VR voi häiritä lasten oletusarvoisen koordinaatiestrategian, uudelleenpainottaen eri aistisyötteitä – näköaistia, proprioceptionia ja vestibulaarisia syötteitä – visuaalisen syötteen eduksi”, Miehlbradt selittää.

“VR on lisännyt suosiotaan, ei vain vapaa-ajan vaan myös terapeuttisissa sovelluksissa, kuten kuntoutumisessa ja neurorehabilitaatiossa tai fobian tai pelon tai pelottavien tilanteiden hoidossa. VR:n monipuolisuus ja leikkimielinen puoli, jota voidaan tuoda mukaan muuten raskaisiin toimintoihin, tekee tämän teknologian erityisen houkuttelevaksi lapsille, ja meidän tulisi olla tietoisia siitä, että immersiivinen VR voi häiritä lapsen oletusarvoisen koordinaatiestrategian”, Miehlbradt sanoo.