Forskare upptäcker att VR påverkar barn och vuxna olika

Forskare vid Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne har upptäckt att virtuell verklighet (VR) påverkar barn på ett annat sätt än vuxna. Den nya forskningen är viktig med tanke på hur lite arbete som har gjorts inom detta område, både för vuxna och barn.

Intressant observation om VR

Redan 2016 gjorde EPFL-utexaminerade Jennifer Miehlbradt en intressant observation. Miehlbradt tillät användare att styra drönare på hennes VR genom att flytta på sina kroppar för att navigera genom en serie hinder i en virtuell landskap.

“Vuxna hade inga problem med att använda enkla kroppsrörelser för att flyga genom de virtuella hindren, men jag märkte att barnen inte kunde göra det”, sa Miehlbradt. “Det var då Silvestro bad mig att komma till hans kontor.”

På den tiden var Miehlbradt under överinseende av Silvestro Micera, Bertarelli Foundation Chair i Translation Neuroengineering. Paret insåg att det fanns mer att VR-kroppsexperimentet och att det kunde avslöja något om utvecklingen av ett barns nervsystem. Vid den tidpunkten hade det inte funnits någon studie i litteraturen om effekten av VR-huvudenheter på barn.

Med detta i åtanke beslutade teamet att studera detta under flera år, i samarbete med det italienska teknologinstitutet. Studien omfattade 80 barn i åldrarna 6-10 år, och resultaten publicerades förra månaden i Scientific Reports.

“Denna studie bekräftar potentialen för teknologi att förstå motorisk kontroll”, säger Micera.

Vuxna kan lätt koppla loss sina huvudrörelser från sina kroppar för att styra, liknande det sätt de kör en cykel. Denna process innefattar den komplexa integrationen av flera sensoriska indata, såsom syn från innerörat för balans och proprioception, som är kroppens förmåga att känna rörelse, handling och läge.

För barn är de fortfarande i färd med att utveckla sin koordination av kropp och huvudrörelse, vilket gör dem annorlunda än vuxna från början. En av de intressanta resultaten i denna studie är att den går emot den ontogenetiska modellen som har använts i 25 år för att beskriva utvecklingen av överkropps koordination. Denna modell förutsäger en ensidig övergång från rigid kontroll till en koppling av huvud-kroppssystemet, och den indikerar att postural kontroll är mogen vid 8 års ålder.

Miehlbradt avslutar för närvarande en postdoc vid Universitetet i Lausanne (UNIL).

“Modellen säger att från förvärvandet av att gå runt 1 år till 6-7 år kommer barn att kontrollera sin överkropp som en helhet med rigida länkar mellan torso, huvud och armar. Efter denna ålder lär sig barnen gradvis att kontrollera alla sina leder oberoende, men använder den rigida strategin i utmanande förhållanden”, fortsätter Miehlbradt. “Istället fann vi att när vi använder ett virtuellt system som styrs av kroppsrörelser, försöker de yngsta barnen att flytta sina huvuden och kroppar separat, medan vuxna använder den rigida strategin.”

Resultat av experimenten

Experimentet som genomfördes av teamet innebar att en VR-huvud enhet och en rörelsesensor placerades på barnet medan de bad dem spela två spel. I båda experimenten visade barnen kontrollförmågor liknande vuxnas när de använde sina huvuden. Men de kunde inte hålla jämna steg med vuxna när det gällde att använda sina kroppar för att styra.

Barnen bads först att justera sina huvuden och kroppar med en linje som visades i olika riktningar inom en virtuell landskap. Samtidigt mättes justeringsfelet och huvud-kroppskoordineringen. Experimentet visade att barn kan bemästra huvudkontroll ganska lätt, men när de bads att justera sina kroppar med den virtuella linjen, överestimerade de yngsta barnen sina rörelser och försökte kompensera genom att flytta på sina huvuden.

I det andra spelet bads barnen att delta i en flygscen. Barnet sitter på ryggen av en flygande örn i den virtuella världen, och de får i uppgift att samla in guldmynt som placeras utmed en bana. Barnen hade återigen mycket lättare att kontrollera fågelns flygning med sina huvuden.

För forskarna indikerade allt detta att huvudkontroll är lättare i VR-miljöer eftersom den önskade riktningen är i linje med den visuella inmatningen. När det gäller kroppskontroll krävs det att användaren separerar synen från den faktiska kontrollen, vilket kräver huvud-kroppskoordinering. Unga barn förlitar sig mer på visuell inmatning än på intern känsla av kroppsställning, och VR-miljön kan snabbt överväldiga ett barns hjärna.

“Resultaten visar att immersiv VR kan störa barnens standardkoordineringsstrategi, omviktning av de olika sensoriska indata – syn, proprioception och vestibulära indata – till fördel för syn”, förklarar Miehlbradt.

“VR har blivit alltmer populärt, inte bara för fritid utan också för terapeutiska tillämpningar som rehabilitering och neurorehabilitering, eller behandling av fobier eller rädda situationer. Mångfalden av scenarier som kan skapas och det lekfulla inslaget som kan föras in i annars mödosamma aktiviteter gör denna teknik särskilt tilltalande för barn, och vi bör vara medvetna om att immersiv VR kan störa barnets standardkoordineringsstrategi”, säger Miehlbradt.