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Comprendre la mal des transports en VR et les problèmes d'équilibre

Cet article examine comment le mal de la réalité virtuelle affecte l'équilibre en marchant dans des environnements virtuels.

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La réalité virtuelle (VR) est devenue super populaire, avec plein de gens qui utilisent des casques pour plonger dans des mondes numériques immersifs. Mais, un bon nombre d'utilisateurs se sentent encore malades en utilisant la VR. Cet article examine comment la maladie VR se manifeste et comment elle affecte l'Équilibre en marchant dans ces espaces virtuels.

Qu'est-ce que la maladie VR ?

La maladie VR se produit quand tu te sens dizzy ou nauséeux en utilisant un casque VR. Ça a des symptômes similaires au mal des transports, mais la désorientation peut être plus intense. Les symptômes courants incluent des maux de tête, des nausées et une sensation de déconnexion avec la réalité. Des études ont montré que entre 30% et 80% des gens qui utilisent des casques VR rapportent ressentir des symptômes de malaise.

Marcher naturellement dans un environnement VR pourrait réduire ces symptômes, mais beaucoup d'utilisateurs ressentent quand même de l'inconfort, même dans un environnement contrôlé en laboratoire. Comprendre les causes de la maladie VR est crucial pour améliorer l'expérience utilisateur.

L'Expérience

Le but de cette expérience était d'étudier comment la maladie VR se produit et comment elle affecte l'équilibre d'une personne quand elle marche dans un environnement virtuel. Les chercheurs ont utilisé des casques EEG (électroencéphalogramme) pour surveiller l'Activité cérébrale et des systèmes de capture de mouvement pour suivre les mouvements des participants en VR. L'expérience a consisté à augmenter progressivement les écarts visuels et physiques dans le monde virtuel pour voir comment l'équilibre et l'activité cérébrale des utilisateurs changeaient.

Mise en Place

Vingt et un adultes en bonne santé (17 hommes et 4 femmes) ont participé à cette étude. Ils ont marché sur un chemin droit dans une ville virtuelle en portant un casque VR. Les chercheurs ont créé un environnement virtuel qui a permis aux participants de marcher et d'interagir naturellement. L'espace physique où l'expérience a eu lieu mesurait 3 par 5 mètres.

L'expérience a conçu une série de tâches de marche qui augmentaient la difficulté de la façon dont le monde virtuel réagissait aux mouvements des participants. Ils ont marché entre deux points appelés A et B, la distance étant fixée à 5 mètres. Différents niveaux de gain de translation (TG) ont été appliqués, rendant les participants plus conscients des disparités entre leurs mouvements réels et ce qu'ils voyaient dans le monde VR.

Deux Groupes

Après l'étude, les participants ont été divisés en deux groupes en fonction de combien ils se sentaient malades pendant l'expérience. Le "Groupe VRS" incluait ceux qui ont ressenti de forts symptômes de maladie VR, tandis que le "Groupe NoVRS" consistait en ceux qui ont signalé peu ou pas de malaise.

Collecte de Données

Les chercheurs ont rassemblé des données dans trois domaines principaux : l'activité cérébrale, le Mouvement physique et les ressentis auto-reportés.

  1. Activité Cérébrale : Ils ont utilisé l'EEG pour mesurer l'activité électrique dans le cerveau. Ces données aident à montrer comment le cerveau réagit à l'expérience VR.

  2. Mouvement Physique : Un système de capture de mouvement a enregistré comment chaque participant se déplaçait en marchant en VR. Cela incluait le calcul de leur centre de masse et comment ils marchaient (modèles de démarche).

  3. Ressentis Auto-Reportés : Les participants ont rempli des questionnaires avant, pendant et après l'expérience pour signaler des symptômes comme des étourdissements et des nausées.

Résultats

Découvertes Comportementales

Globalement, tous les participants ont rapporté des symptômes comme des étourdissements et de l'inconfort. Le groupe VRS a signalé des niveaux plus élevés de nausées et d'inconfort que le groupe NoVRS. Par exemple, les symptômes comme les vertiges et les nausées étaient plus intenses pour ceux qui ressentaient la maladie VR, surtout dans certains blocs de l'expérience.

Changements de Mouvement

Les résultats ont montré qu'il y avait des changements dans le centre de masse (CoM) pour le groupe VRS. Les décalages de CoM indiquent des problèmes de contrôle de l'équilibre, surtout dans les premiers blocs de l'étude quand les participants ressentaient le plus d'inconfort. Les participants du groupe VRS avaient plus de mal à ajuster leurs mouvements en réponse aux changements des niveaux TG.

Cependant, aucune différence significative n'a été trouvée dans d'autres mesures de marche, comme la distance des pas et la cadence, ce qui indique qu'au final, leurs mécaniques de marche globales n'ont pas changé de façon drastique malgré l'inconfort.

Aperçus de l'Activité Cérébrale

Les données EEG ont montré que le groupe VRS avait une puissance alpha plus basse pendant l'expérience, ce qui suggère qu'ils étaient sous une charge mentale plus lourde. Une baisse des ondes alpha signifie souvent que le cerveau travaille plus dur, probablement pour maintenir l'équilibre en marchant en VR.

En revanche, le groupe NoVRS a montré des schémas cérébraux suggérant qu'ils pouvaient gérer la tâche de marche plus facilement, ce qui a entraîné moins d'effort mental en naviguant dans le monde VR.

Implications de l'Étude

Contrôle Postural et Maladie VR

Les résultats de l'étude soutiennent l'idée que le contrôle de l'équilibre est étroitement lié à la maladie VR. Les participants qui se sentaient malades devaient fournir plus d'efforts pour maintenir leur équilibre, comme en témoigne leur activité cérébrale. Cela signifie que, bien qu'ils puissent marcher normalement, ils étaient mentalement sollicités par l'expérience, ce qui pourrait mener à une sensation de malaise.

Cette recherche ouvre aussi la voie à de meilleurs designs de casques VR. En comprenant comment l'activité cérébrale est corrélée avec la maladie et l'équilibre, les développeurs peuvent créer des expériences plus confortables pour les utilisateurs.

Pour l'Avenir

Limitations

Une limitation de cette étude était le petit nombre de participants en raison de préoccupations sanitaires liées à la pandémie. Un groupe plus large pourrait aider à fournir des conclusions plus solides.

En plus, l'étude n'a pas exploré l'impact du confort au niveau des poignets et des yeux en portant des casques. Des facteurs comme le poids du casque et comment il affecte le mouvement pourraient aussi contribuer à la maladie VR.

Recherches Futures

Les études futures pourraient inclure une plus grande variété de participants et tester différentes applications VR pour voir comment les types d'expériences variés affectent la maladie. Les chercheurs pourraient aussi examiner comment l'ergonomie et le confort de l'utilisateur influencent les niveaux de confort en VR.

Utiliser une combinaison d'EEG et d'autres méthodes pourrait donner plus d'insights sur les aspects cognitifs de la maladie VR. Des questionnaires plus complets pourraient permettre une compréhension plus approfondie de la façon dont différents facteurs contribuent à la maladie VR.

Conclusion

Cette étude a été la première de son genre à se concentrer sur comment la maladie VR affecte l'équilibre quand les utilisateurs marchent activement dans un environnement virtuel. Bien que les participants aient réussi à compléter leurs tâches de marche, les résultats EEG suggèrent que ceux qui ressentaient la maladie VR devaient travailler plus dur sur le plan cognitif pour maintenir l'équilibre, mettant en avant deux éléments importants : la maladie VR et le contrôle postural.

En continuant à explorer ces concepts, les chercheurs peuvent contribuer au développement d'environnements VR plus agréables et accessibles pour les utilisateurs, favorisant une meilleure expérience globale et moins d'inconfort.

Source originale

Titre: An EEG-based Experiment on VR Sickness and Postural Instability While Walking in Virtual Environments

Résumé: Previous studies showed that natural walking reduces the susceptibility to VR sickness. However, many users still experience VR sickness when wearing VR headsets that allow free walking in room-scale spaces. This paper studies VR sickness and postural instability while the user walks in an immersive virtual environment using an electroencephalogram (EEG) headset and a full-body motion capture system. The experiment induced VR sickness by gradually increasing the translation gain beyond the user's detection threshold. A between-group comparison between participants with and without VR sickness symptoms found some significant differences in postural stability but found none on gait patterns during the walking. In the EEG analysis, the group with VR sickness showed a reduction of alpha power, a phenomenon previously linked to a higher workload and efforts to maintain postural control. In contrast, the group without VR sickness exhibited brain activities linked to fine cognitive-motor control. The EEG result provides new insights into the postural instability theory: participants with VR sickness could maintain their postural stability at the cost of a higher cognitive workload. Our result also indicates that the analysis of lower-frequency power could complement behavioural data for continuous VR sickness detection in both stationary and mobile VR setups.

Auteurs: Carlos Alfredo Tirado Cortes, Chin-Teng Lin, Tien-Thong Nguyen Do, Hsiang-Ting Chen

Dernière mise à jour: 2023-02-21 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2302.11129

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2302.11129

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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