Onderzoekers ontdekken dat VR kinderen en volwassenen op verschillende manieren beïnvloedt

Onderzoekers aan de Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne hebben ontdekt dat virtual reality (VR) kinderen op een andere manier beïnvloedt dan volwassenen. Dit nieuwe onderzoek is belangrijk, gezien de geringe hoeveelheid onderzoek dat in dit gebied is gedaan, zowel voor volwassenen als kinderen.

Interessante observatie over VR

In 2016 deed EPFL-afgestudeerde Jennifer Miehlbradt een interessante observatie. Miehlbradt liet gebruikers drones besturen op haar VR door hun torso te bewegen om door een reeks 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 is wanneer 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 het onderwerp te bestuderen over een periode van meerdere jaren, 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 de mogelijkheid 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, waardoor ze vanaf het begin anders zijn dan volwassenen. Een van de interessante bevindingen in deze studie is dat het in strijd is met het ontogenetische model dat 25 jaar is gebruikt om de ontwikkeling van bovenlichaamcoördinatie te beschrijven. Dit model voorspelt een éénrichtingsovergang van starre controle naar een ontkoppeling van het hoofd-torso-systeem, en het 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 een geheel controleren met starre verbindingen tussen de romp, het hoofd en de armen. Na deze leeftijd leren kinderen langzaam om al hun gewrichten onafhankelijk te controleren, maar vallen ze terug op de starre strategie in moeilijke omstandigheden,” vervolgt Miehlbradt. “In plaats daarvan vonden we dat wanneer ze een virtueel systeem gebruiken dat wordt gecontroleerd door lichaamsbewegingen, de jongere kinderen proberen om hun hoofd en lichaam afzonderlijk te bewegen, terwijl volwassenen de starre strategie gebruiken.”

Resultaten van de experimenten

Het experiment dat door het team werd uitgevoerd, hield in dat een VR-headset en een bewegingssensor op het kind werden geplaatst 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 bijbenen 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 torso-controle, 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 de interne gewaarwording van lichaamshouding, en de VR-omgeving kan het brein van een kind snel overweldigen.

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

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