Migliorare la Collaborazione Virtuale con SPARC

I sistemi di Realtà Virtuale (VR) per telepresenza permettono alle persone di comunicare come se fossero faccia a faccia. Questo aiuta gli utenti a sentirsi presenti e a cogliere segnali non verbali come gesti e linguaggio del corpo. Tuttavia, quando si parla di oggetti 3D, la sensazione di presenza può perdersi. Questo succede perché diversi utenti vedono le cose da angolazioni diverse, rendendo i gesti meno significativi. I metodi attuali cercano di risolvere questo sovrapponendo Avatar, ma questo può creare confusione e disagio, specialmente con più utenti.

Proponiamo un nuovo modo di condividere la prospettiva in una Collaborazione multi-utente. In questo metodo, gli avatar non sono nello stesso posto ma attorno a un tavolo virtuale. Ognuno può vedere gli altri avatar nei propri spazi, avendo anche una vista diretta dell'area di lavoro. Quando un utente si avvicina a un oggetto, gli altri vedranno le sue braccia adattarsi per puntare a quell'oggetto dalla propria prospettiva. Questo metodo, chiamato SPARC, combina orientamento condiviso con comunicazione non verbale, riducendo le occlusioni e migliorando la collaborazione. Uno studio con 18 partecipanti ha mostrato che SPARC ha migliorato le prestazioni nei compiti e ridotto la domanda mentale rispetto alle impostazioni normali.

#L'impatto del lavoro da remoto

Il lavoro da remoto influisce notevolmente su aziende e dipendenti risparmiando tempo e denaro. È chiaro che il lavoro da remoto è diventato più comune dall'inizio della pandemia, principalmente attraverso vari strumenti di videoconferenza. Tuttavia, questi strumenti possono limitare l'interazione e creare barriere alla comunicazione. Anche con sistemi di videoconferenza popolari, gli utenti spesso devono seguire processi complicati per ottenere ciò che potrebbe essere fatto facilmente faccia a faccia, come puntare a diagrammi durante una presentazione.

Queste barriere comunicative nascono dal trascurare i modi naturali di comunicare di persona. Questi includono gesti, consapevolezza della postura corporea e dove gli altri stanno guardando, che sono assenti nelle riunioni online.

Ricerche precedenti mostrano che la VR può facilitare meglio la cooperazione tra gli utenti perché consente loro di visualizzare e interagire con oggetti e ambienti in modo più naturale. Questo è particolarmente utile quando gli utenti devono discutere e manipolare modelli 3D, comune in settori come ingegneria, architettura e medicina. Una collaborazione remota efficace si basa sulla chiara comprensione reciproca degli utenti e sul sapere cosa stanno facendo gli altri.

La tecnologia VR attuale può imitare bene le conversazioni faccia a faccia. Eppure, quando gli utenti collaborano su contenuti condivisi, i loro diversi punti di vista portano a malintesi. Questo è particolarmente vero quando gli utenti sono a un tavolo a lavorare su compiti. Sebbene questo problema si verifichi anche in contesti fisici, la VR può simulare ambienti in modi unici.

Per affrontare il problema della prospettiva condivisa, possiamo progettare ambienti virtuali che permettano agli utenti di avere una vista comune mantenendo traccia delle loro posizioni individuali. In questo modo, quando gli utenti puntano a oggetti, i loro colleghi vedranno i loro movimenti delle mani rappresentati con precisione nelle loro viste. Il nostro approccio alla prospettiva condivisa, SPARC, mira a migliorare la comunicazione riducendo il disordine visivo.

#L'approccio SPARC

Il nostro approccio alla prospettiva condivisa in VR consente a più utenti di collaborare facilmente mantenendo i loro avatar posizionati in luoghi diversi. Questo consente a tutti di vedere gli avatar degli altri dalle proprie posizioni mantenendo un punto di vista in prima persona dello spazio di lavoro.

Quando un utente manipola un oggetto, le sue azioni vengono replicate nelle viste degli altri utenti estendendo la rappresentazione del suo braccio per puntare verso l'oggetto. Questo permette una connessione senza soluzione di continuità di due aspetti chiave della collaborazione: orientamento condiviso e comunicazione non verbale.

Nel nostro studio, ci siamo proposti di vedere come SPARC influisce sulle prestazioni nei compiti e sulla consapevolezza dello spazio di lavoro. Abbiamo scoperto che SPARC è più efficiente e meno mentalmente impegnativo rispetto alle impostazioni VR tradizionali. Gli utenti hanno lavorato attorno a un tavolo virtuale dove potevano vedersi a vicenda e anche vedere lo spazio di lavoro dalla stessa prospettiva.

#Concetti di base

L'idea di consapevolezza nel lavoro collaborativo è stata studiata nel contesto del lavoro cooperativo supportato da computer (CSCW). La Consapevolezza dello Spazio di Lavoro (WA) si riferisce a sapere dove si trovano gli altri e cosa stanno facendo all'interno di un ambiente condiviso. Mantenere la WA in VR è più difficile rispetto a contesti faccia a faccia perché richiede considerazioni di design esplicite.

Ricerche precedenti evidenziano l'importanza di mantenere la WA per una collaborazione efficace. Sono stati suggeriti diversi metodi, come l'uso di segnali non verbali legati al linguaggio del corpo e ai gesti. Questi sono naturalmente presenti nella vita reale, ma devono essere progettati intenzionalmente nelle esperienze VR.

Vari approcci sono stati sviluppati per facilitare la consapevolezza in spazi condivisi. Ad esempio, i partecipanti possono condividere uno spazio di compito comune ma devono spostare la loro attenzione per leggere il linguaggio del corpo e i segnali. Questo spesso crea tensione, rendendo la comunicazione più difficile. Altri sistemi mirano a incorporare il linguaggio del corpo nelle attività collaborative, ma molti affrontano limitazioni su come rappresentano gli utenti remoti e le loro interazioni.

#SPARC in azione

Nella nostra implementazione di SPARC, abbiamo sviluppato un proof of concept utilizzando una piattaforma VR che supporta il networking multiplayer. Questo sistema può ospitare più utenti simultaneamente, consentendo loro di lavorare insieme mantenendo il loro spazio personale e la visibilità delle azioni individuali.

In SPARC, quando un utente punta a un oggetto, regoliamo la rappresentazione del suo avatar nelle viste degli altri. Questo viene fatto attraverso un processo di trasformazione delle referenze in base alla posizione di ciascun utente attorno al tavolo.

Gli utenti possono interagire con lo spazio di lavoro in due modi principali: attraverso l'interazione diretta con le mani o tramite puntatori virtuali. Quando un utente punta a un oggetto nel proprio spazio di lavoro, applichiamo trasformazioni in modo che gli altri vedano il punto correttamente nella loro vista.

Abbiamo condotto uno studio sugli utenti per valutare gli effetti di SPARC su vari aspetti come le prestazioni nel compito, la consapevolezza dello spazio di lavoro e l'esperienza complessiva nell'ambiente VR.

#Progettazione dello studio sugli utenti

Nel nostro studio, avevamo l'intenzione di confrontare SPARC con un'impostazione tipica di collaborazione VR. I partecipanti sono stati organizzati in gruppi di tre e impegnati in un compito collaborativo che prevedeva l'assemblaggio di un puzzle 3D noto come Bedlam Cube.

In una condizione, chiamata collaborazione veridica, i partecipanti operavano sotto le proprie prospettive individuali senza alcun orientamento condiviso. Nell'altra condizione, SPARC utilizzava una prospettiva comune e manipolazioni degli avatar.

Il compito collaborativo prevedeva l'assemblatore, che manipola fisicamente i pezzi del puzzle, e due istruttori, che forniscono indicazioni ma non possono toccare i pezzi. Gli istruttori dovevano comunicare chiaramente per garantire che l'assemblatore posizionasse correttamente ogni pezzo nella giusta posizione.

I partecipanti hanno completato i compiti di assemblaggio e, successivamente, hanno compilato questionari riguardanti le loro esperienze.

#Misurazione delle prestazioni

Abbiamo misurato le prestazioni nei compiti utilizzando diversi parametri, tra cui il tempo totale di completamento, il numero di errori per pezzo e il numero totale di mosse effettuate durante il compito. Abbiamo anche valutato le preferenze degli utenti attraverso un questionario che analizzava aspetti come la domanda mentale, il senso di co-presenza e la consapevolezza dello spazio di lavoro.

Dopo aver analizzato i dati, abbiamo scoperto che la condizione SPARC tendeva a essere più efficiente in termini di tempo totale di completamento e numero di errori, anche se queste differenze non erano statisticamente significative. Tuttavia, i risultati medi suggerivano che SPARC potrebbe offrire vantaggi nelle prestazioni rispetto alla condizione veridica.

#Feedback e osservazioni degli utenti

Durante lo studio, i partecipanti hanno riportato le loro esperienze e offerto spunti su come le due condizioni hanno influenzato le loro interazioni. Molti hanno trovato che l'uso di SPARC riducesse il carico mentale. Questo potrebbe essere spiegato dall'orientamento comune dello spazio di lavoro, permettendo ai partecipanti di dare e seguire istruzioni più facilmente senza ripensamenti.

Al contrario, nella condizione veridica, gli istruttori spesso si muovevano attorno al tavolo per vedere meglio il puzzle. Questo movimento fisico disturbava la loro concentrazione e contribuiva a una sensazione di disconnessione.

I partecipanti hanno anche sottolineato i vantaggi di poter vedere gli avatar degli altri in modo faccia a faccia. Questo ha facilitato una comunicazione ricca attraverso gesti e altri segnali non verbali, che erano meno efficaci nella condizione VR standard.

#Conclusioni e lavori futuri

SPARC mostra promesse per migliorare i compiti collaborativi negli ambienti virtuali fornendo una prospettiva condivisa e mantenendo la comunicazione faccia a faccia. Riducendo il disordine visivo e preservando il significato dei gesti, SPARC consente agli utenti di interagire in modo più intuitivo ed efficiente.

Le nostre scoperte indicano che SPARC migliora la collaborazione riducendo anche la domanda mentale rispetto alle impostazioni tradizionali. Anche se sono necessarie ulteriori ricerche per convalidare questi risultati con un campione più ampio, il nostro studio contribuisce a preziose intuizioni su come la prospettiva e le manipolazioni degli avatar influenzano la collaborazione negli spazi virtuali.

Lavori futuri mirano ad ampliare questi risultati conducendo uno studio più ampio sugli utenti e esaminando come supportare più utenti all'interno dell'ambiente VR. Inoltre, prevediamo di indagare caratteristiche aggiuntive come audio spaziale e tracciamento dello sguardo per migliorare ulteriormente la comunicazione e la consapevolezza dello spazio di lavoro nelle impostazioni collaborative.

In generale, questo approccio ha il potenziale per rendere la VR un'alternativa migliore per la collaborazione remota rispetto ai tradizionali strumenti di videoconferenza, permettendo agli utenti di comunicare in modo più naturale ed efficace.