Исследователи обнаружили, что виртуальная реальность влияет на детей и взрослых по-разному

Исследователи в Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne обнаружили, что виртуальная реальность (VR) влияет на детей по-другому, чем на взрослых. Это новое исследование является ключевым, учитывая, что было проведено очень мало работы в этой области, как для взрослых, так и для детей.

Интересное наблюдение о VR

В 2016 году выпускница EPFL Дженнифер Миехльбрадт сделала интересное наблюдение. Миехльбрадт позволила пользователям управлять беспилотниками на ее VR, двигая своими туловищами, чтобы ориентироваться в серии препятствий на виртуальном ландшафте.

«Взрослые не имели проблем с использованием простых движений туловища, чтобы летать через виртуальные препятствия, но я заметила, что дети просто не могли это сделать», – сказала Миехльбрадт. «Тогда Сильвестро попросил меня прийти в его офис».

В то время Миехльбрадт была под наблюдением Сильвестро Микеры, председателя Bertarelli Foundation в области трансляционной нейроинженерии. Дуэт понял, что есть больше, чем просто эксперимент с туловищем VR, и что это может раскрыть что-то о развитии нервной системы ребенка. На тот момент не было никаких исследований в литературе об влиянии шлемов VR на детей.

С учетом этого команда решила провести исследование в течение нескольких лет, сотрудничая с Итальянским технологическим институтом. Исследование включало 80 детей в возрасте от 6 до 10 лет, и результаты были опубликованы в прошлом месяце в Scientific Reports.

«Это исследование подтверждает потенциал технологий для понимания моторного контроля», – говорит Микера.

Взрослые легко могут отключить движения головы от туловища для пилотирования, подобно тому, как они ездят на велосипеде. Этот процесс включает сложную интеграцию множества сенсорных входов, таких как зрение из внутреннего уха для баланса и проприоцепция, которая является способностью тела чувствовать движение, действие и местоположение.

Для детей они еще развивают координацию туловища и головы, что делает их разными от взрослых сразу. Одним из интересных результатов этого исследования является то, что оно противоречит онтогенетической модели, которая использовалась в течение 25 лет для описания развития координации верхней части тела. Эта модель предсказывает односторонний переход от жесткого контроля к декуплингу системы головы и туловища и указывает, что постуральный контроль созревает в 8 лет.

Миехльбрадт в настоящее время завершает постдокторскую работу в Университете Лозанны (UNIL).

«Модель гласит, что от приобретения ходьбы около 1 года до 6-7 лет дети будут контролировать верхнюю часть тела как целое с жесткими связями между туловищем, головой и руками. После этого возраста дети постепенно учатся контролировать все суставы независимо, но прибегают к жесткой стратегии в сложных условиях», – продолжает Миехльбрадт. «Вместо этого мы обнаружили, что когда используются виртуальные системы, контролируемые движениями тела, младшие дети пытаются двигать головой и телом отдельно, в то время как взрослые используют жесткую стратегию».

Результаты экспериментов

Эксперимент, проведенный командой, включал размещение шлема VR и датчика движения на ребенке, когда они были приглашены сыграть в две игры. В обоих экспериментах дети продемонстрировали способности контроля, аналогичные способностям взрослых, когда использовали голову. Однако они не смогли поспевать за взрослыми, когда дело касалось использования туловища для контроля.

Детям сначала было предложено выровнять голову и туловище с линией, отображаемой на разных ориентациях в виртуальном ландшафте. В то же время измерялась ошибка выравнивания и координация головы и туловища. Эксперимент показал, что дети могут освоить контроль головы довольно легко, но когда их просили выровнять туловище с виртуальной линией, самые молодые дети переоценивали свои движения и пытались компенсировать, двигая головой.

Во второй игре детям было предложено участвовать в полетной сцене. Ребенок сидит на спине летящего орла в виртуальном мире, и ему предстоит поймать золотые монеты, расположенные вдоль пути. Дети снова имели гораздо больше времени, чтобы контролировать полет птицы головой.

Для ученых все это указывало на то, что контроль головы легче в виртуальных средах, потому что желаемая ориентация совпадает с зрительным входом. Когда дело касается контроля туловища, это требует от пользователя отделить зрение от фактического контроля, что требует координации головы и туловища. Молодые дети больше полагаются на зрительный вход, чем на внутреннее ощущение позы тела, и виртуальная среда может быстро перегрузить мозг ребенка.

«Результаты показывают, что погружающая виртуальная реальность может нарушить дефолтную стратегию координации детей, переоценивая различные сенсорные входы – зрение, проприоцепцию и вестибулярные входы – в пользу зрения», – объясняет Миехльбрадт.

«Виртуальная реальность набирает популярность не только для досуга, но и для терапевтических применений, таких как реабилитация и нейрореабилитация, или лечение фобий или страшных ситуаций. Разнообразие сценариев, которые можно создать, и игровой аспект, который можно внести в иначе утомительные занятия, делают эту технологию особенно привлекательной для детей, и мы должны быть осведомлены, что погружающая виртуальная реальность может нарушить дефолтную стратегию координации ребенка», – говорит Миехльбрадт.