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 droniensa VR:ää kääntämällä vartaloaan navigoidakseen virtuaalimaastossa olevien esteiden läpi.

”Aikuiset pystyivät käyttämään yksinkertaisia vartaloliikkeitä lentääkseen virtuaaliesteiden läpi, mutta huomasin, että lapset eivät pystyneet siihen”, sanoi Miehlbradt. “Silvestro pyysi minua tulemaan hänen toimistoonsa.”

Tuolloin Miehlbradtia valvoi Silvestro Micera, Bertarelli-säätiön puheenjohtaja käännöslääketieteessä. He käsittivät, että VR-vartalokokeessa oli enemmän kuin aluksi näytti, ja se saattaisi paljastaa jotain lasten hermoston kehityksestä. Tuolloin kirjallisuudessa ei ollut ollut yhtään tutkimusta VR-laitteiden vaikutuksesta lapsiin. 

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

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

Aikuiset pystyvät helposti irrottaamaan pääliikkeensä vartalosta ohjausta varten, samalla tavalla kuin he ajavat pyörällä. Tämä prosessi vaatii monien aistisignaalien monimutkaisen integroinnin, kuten sisäkorvan näköaistimusta tasapainoon ja proprioceptionia, 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 vuoden ajan kuvaamaan ylävartalon koordinaation kehitystä. Tämä malli ennustaa yksisuuntaisen siirtymän jäykästä ohjauksesta pään ja vartalon järjestelmän irtautumiseen, ja se osoittaa, että asentoaisti on kehittynyt 8-vuotiaana.

Miehlbradt on parhaillaan viimeistelemässä post doc -tutkintoa Lausannen yliopistossa (UNIL).

“Malli osoittaa, että kävelyn omaksumisesta noin 1-vuotiaana 6-7-vuotiaaksi, lapset ohjaavat ylävartaloaan kokonaisuutena jäykällä kytkennällä vartalon, pään ja käsien välillä. Tämän iän jälkeen lapset oppivat ohjaamaan niveljänsä itsenäisesti, mutta turvautuvat jäykän strategiaan haastavissa olosuhteissa”, jatkaa Miehlbradt. “Sen sijaan havaitsemme, että kun käytetään virtuaalijärjestelmää, jota ohjataan kehon liikkeillä, nuoremmat lapset yrittävät liikuttaa päätään ja vartaloaan erikseen, kun taas aikuiset käyttävät jäykän strategiaa.”

Kokeiden tulokset

Tutkijoiden tekemä koe sisälsi lapsen asettamisen VR-laitteeseen ja liikkeentunnistimeen, kun heidät pyydettiin pelaamaan kahta peliä. Molemmissa kokeissa lapset osoittivat aikuisten kaltaisia taitoja pään käytössä, mutta eivät pystyneet pitämään aikuisten tahdissa vartalonsa käytössä.

Lapsia pyydettiin ensin kohdistamaan päänsä ja vartaloaan virtuaalimaastossa näytettävään linjaan eri kulmissa. Samalla mitattiin linjan kohdistusvirhettä ja pään ja vartalon koordinaatiota. Koe osoitti, että lapset pystyvät hallitsemaan pään ohjausta melko helposti, mutta kun heitä pyydettiin kohdistamaan vartaloaan virtuaalilinjalle, nuorimmat lapset yliarvioivat liikkeitään ja yrittivät korjata sitä liikuttamalla päätään.

Toisessa pelissä lapset osallistuivat lentosimulaatioon. Lapsi istuu lentävän kotkan selässä virtuaalimaailmassa, ja heidän on tarkoitus kerätä kultaisia kolikoita, jotka on sijoiteltu polun varrelle. Lapset pystyivät jälleen ohjaamaan linnun lentämistä päänsä avulla.

Tutkijoille kaikki tämä osoitti, että pään ohjaus on helpompaa VR-ympäristössä, koska haluttu suunta on kohdistettu visuaaliseen syötteeseen. Vartalon ohjaus vaatii käyttäjältä visuaalisen syötteen ja todellisen ohjauksen erottamista, mikä edellyttää pään ja vartalon koordinaatiota. Nuoret lapset luottavat visuaaliseen syötteeseen enemmän kuin kehon asennon sisäiseen aistiin, ja VR-ympäristö voi nopeasti hämätä lapsen aivoja.

“Tulokset osoittavat, että immersiivinen VR voi häiritä lasten oletusarvoisen koordinaatiestrategian uudelleenpainottamalla eri aistisyötteitä – näköaistimusta, proprioceptionia ja vestibulaarisia syötteitä – näön eduksi”, selittää Miehlbradt.

“VR on lisännyt suosiotaan, ei ainoastaan vapaa-ajanviettoon, vaan myös terapeuttisiin sovelluksiin, kuten kuntoutukseen ja neurokuntoutukseen tai fobian tai pelottavien tilanteiden hoitoon. Luotujen skenaarioiden monipuolisuus ja leikkisä 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”, sanoo Miehlbradt.