Onderzoekers ontdekken dat VR kinderen en volwassenen anders beïnvloedt

Onderzoekers van de Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne hebben ontdekt dat virtuele realiteit (VR) kinderen anders beïnvloedt dan volwassenen. Dit nieuwe onderzoek is belangrijk, aangezien er weinig onderzoek is gedaan naar dit onderwerp, zowel voor volwassenen als kinderen.

Interessante observatie over VR

In 2016 maakte de afgestudeerde van de EPFL, Jennifer Miehlbradt, een interessante observatie. Miehlbradt liet gebruikers drones besturen met haar VR door hun torso te bewegen om door een serie obstakels in een virtueel landschap te navigeren.

“Volwassenen hadden geen problemen met het gebruik van eenvoudige torso-bewegingen om door de virtuele obstakels te vliegen, maar ik merkte dat kinderen het gewoon niet konden,” zei Miehlbradt. “Dat was toen Silvestro me vroeg om naar zijn kantoor te komen.”

Op dat moment werd Miehlbradt begeleid door Silvestro Micera, Bertarelli Foundation Chair in Translation Neuroengineering. Het duo realiseerde zich dat er meer was aan het VR-torso-experiment en dat het iets kon onthullen over de ontwikkeling van het zenuwstelsel van een kind. Op dat moment was er geen studie in de literatuur over het effect van VR-headsets op kinderen.

Met dit in gedachten besloot het team om dit onderwerp te bestuderen over een aantal jaar, in samenwerking met het Italiaanse Instituut voor Technologie. De studie omvatte 80 kinderen tussen de 6 en 10 jaar, en de resultaten werden vorige maand gepubliceerd in Scientific Reports.

“Deze studie bevestigt het potentieel van technologie om motorische controle te begrijpen,” zegt Micera.

Volwassenen kunnen gemakkelijk hun hoofdbewegingen loskoppelen van hun torso voor het besturen, net zoals ze een fiets berijden. Dit proces omvat de complexe integratie van meerdere sensorische inputs, zoals visie van het binnenoor voor evenwicht en proprioceptie, wat het vermogen van het lichaam is om beweging, actie en locatie te voelen.

Voor kinderen zijn ze nog steeds hun coördinatie van torso- en hoofdbeweging aan het ontwikkelen, wat hen onderscheidt van volwassenen. Een van de interessante bevindingen in deze studie is dat het in tegenspraak is met het ontogenetische model dat 25 jaar lang is gebruikt om de ontwikkeling van bovenlichaamcoördinatie te beschrijven. Dit model voorspelt een eenrichtingsovergang van rigide controle naar een loskoppeling van het hoofd-torso-systeem en geeft aan dat posturale controle volwassen is op 8-jarige leeftijd.

Miehlbradt rondt momenteel een postdoc af aan de Universiteit van Lausanne (UNIL).

“Het model stelt dat vanaf de verwerving van lopen rond 1 jaar tot 6-7 jaar, kinderen hun bovenlichaam als geheel controleren met rigide verbindingen tussen de romp, het hoofd en de armen. Na deze leeftijd leren kinderen langzaam om al hun gewrichten onafhankelijk te controleren, maar vallen terug op de rigide strategie in uitdagende situaties,” vervolgt Miehlbradt. “In plaats daarvan vonden we dat wanneer een virtueel systeem wordt gebruikt dat wordt bestuurd door lichaamsbewegingen, de jongere kinderen proberen om hun hoofd en lichaam afzonderlijk te bewegen, terwijl volwassenen de rigide strategie gebruiken.”

Resultaten van de experimenten

Het experiment dat door het team werd uitgevoerd, bestond uit het plaatsen van een VR-headset en een bewegingssensor op het kind terwijl ze werden gevraagd om twee spellen te spelen. In beide experimenten toonden de kinderen controlevaardigheden die vergelijkbaar waren met die van volwassenen toen ze hun hoofd gebruikten. Echter, konden ze niet concurreren met volwassenen toen het ging om het gebruik van hun torso om te controleren.

De kinderen werden eerst gevraagd om hun hoofd en torso uit te lijnen met een lijn die op verschillende oriëntaties binnen een virtueel landschap werd weergegeven. Tegelijkertijd werden de uitlijningsfout en de hoofd-torso-coördinatie gemeten. Het experiment toonde aan dat kinderen hoofdcontrole redelijk gemakkelijk kunnen beheersen, maar wanneer ze werden gevraagd om hun torso uit te lijnen met de virtuele lijn, overschatten de jongste kinderen hun bewegingen en probeerden ze te compenseren door hun hoofd te bewegen.

In het tweede spel werden de kinderen gevraagd om deel te nemen aan een vluchtsimulatie. Het kind zit op de rug van een vliegende arend in de virtuele wereld en moet gouden munten verzamelen die langs een pad zijn geplaatst. De kinderen hadden opnieuw veel meer moeite om de vlucht van de vogel te controleren met hun torso.

Voor de wetenschappers gaf dit aan dat hoofdcontrole gemakkelijker is in VR-omgevingen omdat de gewenste oriëntatie is uitgelijnd met de visuele input. Wanneer het gaat om torsocontrole, vereist dit dat de gebruiker visie scheidt van de daadwerkelijke controle, wat hoofd-torso-coördinatie vereist. Jonge kinderen vertrouwen meer op visuele input dan op interne gewaarwording van lichaamshouding, en de VR-omgeving kan snel een kinderbrein overweldigen.

“De resultaten laten zien dat immersive VR de standaardcoördinatie-strategie van kinderen kan verstoren, door de verschillende sensorische inputs – visie, proprioceptie en vestibulaire inputs – ten gunste van visie te herwegen,” legt Miehlbradt uit.

“VR wint aan populariteit, niet alleen voor vrijetijdsbesteding maar ook voor therapeutische toepassingen zoals revalidatie en neurorevalidatie, of de behandeling van fobieën of angstige situaties. De diversiteit aan scenario’s die kan worden gecreëerd en het speelse aspect dat kan worden gebracht in anders omslachtige activiteiten, maken deze technologie bijzonder aantrekkelijk voor kinderen, en we moeten ons ervan bewust zijn dat immersive VR de standaardcoördinatie-strategie van een kind kan verstoren,” zegt Miehlbradt.