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

Исследователи из Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne обнаружили, что виртуальная реальность (VR) влияет на детей не так, как на взрослых. Новое исследование имеет ключевое значение, учитывая, как мало работы было проделано в этой области как для взрослых, так и для детей. 

Интересное наблюдение на VR

Еще в 2016 году выпускница EPFL Дженнифер Милбрадт сделала интересное наблюдение. Мильбрадт позволяла пользователям управлять дронами в своей виртуальной реальности, перемещая их туловища, чтобы преодолевать ряд препятствий на виртуальном ландшафте.

«У взрослых не было проблем с использованием простых движений туловища, чтобы пролететь через виртуальные препятствия, но я заметил, что дети просто не могут этого сделать», — сказал Мильбрадт. — Именно тогда Сильвестро попросил меня зайти к нему в кабинет.

В то время Мильбрадтом руководил Сильвестро Микера, председатель Фонда Бертарелли по переводческой нейроинженерии. Пара поняла, что в эксперименте с торсом в виртуальной реальности есть нечто большее, и что он может кое-что рассказать о развитии нервной системы ребенка. На тот момент в литературе не было исследований о влиянии гарнитур виртуальной реальности на детей. 

Имея это в виду, команда решила изучить это в течение нескольких лет, сотрудничая с Итальянским технологическим институтом. В исследовании приняли участие 80 детей в возрасте от 6 до 10 лет, а результаты были опубликованы в прошлом месяце в Научные доклады.

«Это исследование подтверждает потенциал технологии для понимания управления двигателем», — говорит Микера.

Взрослые легко могут отделить движения головы от туловища для пилотирования, подобно тому, как они ездят на велосипеде. Этот процесс включает в себя сложную интеграцию нескольких сенсорных входов, таких как зрение внутреннего уха для равновесия и проприоцепция, которая представляет собой способность тела ощущать движение, действие и местоположение. 

У детей еще развивается координация движений туловища и головы, что сразу отличает их от взрослых. 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 однонаправленный переход от жесткого контроля к разъединению системы голова-туловище и указывает на то, что постуральный контроль становится зрелым в возрасте 8 лет.

Мильбрадт в настоящее время заканчивает постдокторантуру в Университете Лозанны (UNIL).

«Модель утверждает, что с момента приобретения навыков ходьбы в возрасте 1 года и до 6-7 лет дети будут контролировать верхнюю часть тела в целом с жесткими связями между туловищем, головой и руками. После этого возраста дети постепенно учатся самостоятельно управлять всеми своими суставами, но в сложных условиях прибегают к жесткой стратегии», — продолжает Мильбрадт. «Вместо этого мы обнаружили, что при использовании виртуальной системы, управляемой движениями тела, младшие дети пытаются двигать головой и телом по отдельности, в то время как взрослые используют жесткую стратегию».

Результаты экспериментов

Эксперимент, проведенный командой, заключался в том, чтобы надеть гарнитуру VR и датчик движения на ребенка, когда его попросили сыграть в две игры. В обоих экспериментах дети продемонстрировали способности управления, аналогичные взрослым, при использовании головы. Тем не менее, они не могли идти в ногу со взрослыми, когда дело дошло до использования их туловища для контроля.

Сначала детей попросили выровнять голову и туловище по линии, отображаемой в разных ориентациях в виртуальном ландшафте. В то же время измерялись ошибка выравнивания и координация головы и туловища. Эксперимент показал, что дети могут довольно легко освоить управление головой, но всякий раз, когда их просили выровнять свое туловище по виртуальной линии, самые маленькие дети переоценивали свои движения и пытались компенсировать это движением головы.

Во второй игре детей попросили принять участие в сценке полета. Ребенок сидит на спине летящего орла в виртуальном мире, и ему поручено ловить золотые монеты, расставленные вдоль пути. Детям снова стало намного легче управлять полетом птицы головой.

Для ученых все это указывало на то, что в виртуальной среде легче управлять головой, потому что желаемая ориентация согласуется с визуальным вводом. Когда дело доходит до управления туловищем, это требует от пользователя отделения зрения от фактического управления, что требует координации головы и туловища. Маленькие дети больше полагаются на зрительную информацию, чем на внутреннее ощущение положения тела, и виртуальная среда может быстро перегрузить мозг ребенка.

«Результаты показывают, что иммерсивная виртуальная реальность может нарушить стандартную стратегию координации детей, перевесив различные сенсорные входы — зрение, проприоцепцию и вестибулярный аппарат — в пользу зрения», — объясняет Мильбрадт.

«Виртуальная реальность набирает популярность не только для отдыха, но и для терапевтических применений, таких как реабилитация и нейрореабилитация, или лечение фобий или пугающих ситуаций. Разнообразие сценариев, которые можно создать, и игровой аспект, который можно привнести в обременительные действия, делают эту технологию особенно привлекательной для детей, и мы должны знать, что иммерсивная виртуальная реальность может нарушить стратегию координации ребенка по умолчанию», — говорит Мильбрадт.