مراجعة لتقييمات بيئة العمل للواقع الافتراضي الجزء الأول

خلاصة

خلفية:الواقع الافتراضي (VR) هو مزيج من التقنيات التي تسمح للمستخدم بالتفاعل مع بيئة محاكاة مع تجربة الانغماس والتفاعل والخيال. ومع ذلك، فإن المشاكل المريحة المتعلقة بالواقع الافتراضي لها آثار سلبية على صحة المستخدمين وخبراتهم، مما يقيد تطبيق تكنولوجيا الواقع الافتراضي.

يمكن أن يعمل Cistanche كمضاد للتعب ومعزز للقدرة على التحمل، وقد أظهرت الدراسات التجريبية أن مغلي Cistanche tubulosa يمكن أن يحمي بشكل فعال خلايا الكبد والخلايا البطانية التالفة في الفئران الحاملة للوزن، وينظم التعبير عن NOS3، ويعزز الجليكوجين الكبدي. التوليف، وبالتالي ممارسة فعالية مضادة للتعب. يمكن لمستخلص Cistanche tubulosa الغني بالفينيليثانويد أن يقلل بشكل كبير من مستويات الكرياتين كيناز في الدم، ونازعة هيدروجين اللاكتات، ومستويات اللاكتات، ويزيد من مستويات الهيموجلوبين (HB) والجلوكوز في الفئران ICR، وهذا يمكن أن يلعب دورًا مضادًا للإرهاق عن طريق تقليل تلف العضلات. وتأخير تخصيب حامض اللبنيك لتخزين الطاقة في الفئران. تعمل أقراص Cistanche Tubulosa على إطالة وقت السباحة مع تحمل الوزن بشكل ملحوظ، وزيادة احتياطي الجليكوجين الكبدي، وانخفاض مستوى اليوريا في الدم بعد التمرين في الفئران، مما يظهر تأثيره المضاد للتعب. يمكن لمغلي Cistanchis تحسين القدرة على التحمل وتسريع القضاء على التعب في ممارسة الفئران، ويمكن أيضًا أن يقلل من ارتفاع كيناز الكرياتين في الدم بعد تمرين التحميل والحفاظ على البنية التحتية للعضلات الهيكلية للفئران طبيعية بعد التمرين، مما يشير إلى أن له تأثيرات. لتعزيز القوة البدنية ومكافحة التعب. كما أدى Cistanchis أيضًا إلى إطالة فترة بقاء الفئران المسمومة بالنتريت بشكل ملحوظ وعزز القدرة على التحمل ضد نقص الأكسجة والتعب.

انقر على استنفدت

【لمزيد من المعلومات:george.deng@wecistanche.com / واتساب:8613632399501】

موضوعي:تهدف هذه الورقة إلى تقديم لمحة عامة عن تقييم بيئة العمل للواقع الافتراضي لمواصلة تطوير برامج وأجهزة الواقع الافتراضي.

طُرق:تصف هذه الورقة وتناقش قضايا بيئة العمل المتعلقة ببرامج وأجهزة الواقع الافتراضي من ثلاثة جوانب: البصرية والفسيولوجية والمعرفية. وتلخص الورقة أيضًا طرق البحث ومعايير التقييم.

نتائج:تم إجراء العديد من المحاولات لدراسة قضايا بيئة العمل في الواقع الافتراضي، بما في ذلك بشكل رئيسي الضغط، وتعب العضلات، والراحة الحرارية، والتعب البصري، ودوار الحركة. تعتبر دراسات بيئة العمل ذات قيمة كبيرة للأبحاث المتعلقة بالواقع الافتراضي. يوجد جدول ملخص يسرد مقاييس وطرق التقييم الرئيسية.

الاستنتاجات:وفقًا للبحث الحالي، تقدم هذه المراجعة ثلاث توصيات لإجراء مزيد من الأبحاث حول الواقع الافتراضي، والتي ستكون مفيدة لمزيد من الأبحاث وأعمال التصميم التي تركز على الإنسان في صناعة الواقع الافتراضي.

الكلمات الدالة:الواقع الافتراضي، العرض المثبت على الرأس، بيئة العمل/العوامل البشرية، طرق التقييم

1 المقدمة

استناداً إلى تطور تكنولوجيا الكمبيوتر، يجمع الواقع الافتراضي بين تكنولوجيا المعلومات الإلكترونية وتكنولوجيا المحاكاة لتوليد بيئة رقمية تشبه إلى حد كبير البيئة الحقيقية من حيث الرؤية والسمع واللمس. يتفاعل المستخدم مع الكائنات الموجودة في البيئة الرقمية باستخدام المعدات اللازمة لإنتاج تجربة غامرة. تتميز تكنولوجيا الواقع الافتراضي بثلاث خصائص أساسية: الانغماس، والتفاعل، والخيال [1]. ويشار إلى هذه الميزات الأساسية الثلاثة باسم ميزات 3I للواقع الافتراضي.

مع تطور الإنتاجية والتقدم المستمر للتكنولوجيا، أصبح الطلب على تكنولوجيا الواقع الافتراضي قويًا بشكل متزايد في مختلف الصناعات. تُستخدم تقنية الواقع الافتراضي الآن على نطاق واسع في مجالات الدفاع الوطني والجيش والتعليم والتدريب والألعاب والترفيه والرعاية الصحية والتصنيع الصناعي وغيرها من المجالات. 5G هو جيل جديد من تكنولوجيا الاتصالات المتنقلة ذات النطاق العريض ذات السرعة العالية وزمن الوصول المنخفض والاتصال الكبير، وهي بنية تحتية للشبكة لتحقيق الترابط بين الأشخاص والآلات والأشياء. سيوفر تعقيد بنية 5G الناشئة الكثير من الفرص للممارسين ويفتح آفاقًا جديدة ومثيرة للبحث [2]. مع تطور 5G، سيكون التطبيق المستقبلي للواقع الافتراضي أوسع بكثير. في الوقت الحاضر، يعتبر الواقع الافتراضي أحد الاتجاهات التكنولوجية الرئيسية لتعزيز الرقمنة في جميع مجالات الحياة البشرية [3].

ومع ذلك، فإن تجربة مستخدم الواقع الافتراضي ليست مثالية بسبب القيود التقنية. تعاني منتجات الواقع الافتراضي نفسها من وزن المعدات الزائد، وارتفاع الضغط المحلي، وعدم الراحة الحرارية، والتعب البصري، ودوار الحركة، وما إلى ذلك، مما يجعل الناس يترددون في ارتداء سماعات الرأس لفترة طويلة. ولا تؤثر هذه المشكلات سلبًا على صحة المستخدمين واستخدامهم فحسب، بل تحد أيضًا من تطبيق تقنية الواقع الافتراضي وتنفيذها للجمهور. لذلك، مع بيئة صناعة الواقع الافتراضي التنافسية بشكل متزايد، من المهم إجراء أبحاث بيئة العمل للواقع الافتراضي. تستعرض هذه الورقة الأبحاث المريحة المتعلقة بأجهزة وبرامج الواقع الافتراضي وتهدف إلى المساعدة في أبحاث الواقع الافتراضي التي تركز على الإنسان وتطوير المنتجات.

2. أهمية بحوث بيئة العمل للواقع الافتراضي

وفقًا للتعريف الذي قدمته IEA (الجمعية الدولية لبيئة العمل) في عام 2000 [4]، فإن "بيئة العمل (أو العوامل البشرية) هي النظام العلمي المعني بفهم التفاعلات بين البشر والعناصر الأخرى للنظام، والمهنة التي تنطبق النظرية والمبادئ والبيانات وأساليب التصميم لتحسين رفاهية الإنسان والأداء العام للنظام." ستكون تقنية الواقع الافتراضي التي تبني بيئة غامرة حلاً مناسبًا لتحسين بيئة العمل في مكان العمل [5، 6].

لقد اجتذبت تكنولوجيا الواقع الافتراضي الكثير من الاهتمام من قبل خبراء بيئة العمل. في وقت مبكر من عام 1998، خلص ستاني إلى أن الأبحاث المتعلقة بالعوامل البشرية في الواقع الافتراضي تتعلق بكفاءة الأداء البشري، وقضايا الصحة والسلامة، والتأثير الاجتماعي، وأشار إلى أن الواقع الافتراضي يجب أن يأخذ في الاعتبار العوامل البشرية بشكل كامل [7]. تعد الآثار الجانبية والتأثير اللاحق للمشاركة في البيئات الافتراضية (VE)، وملاءمة واجهات أجهزة وبرامج الواقع الافتراضي، وفهم العوامل التي تحدد أداء المشاركين هي الموضوعات الرئيسية للدراسات المريحة للواقع الافتراضي مؤخرًا [8]. في هذه الورقة، نقوم بمراجعة الأبحاث المريحة حول أجهزة وبرامج الواقع الافتراضي من ثلاثة جوانب، بما في ذلك بيئة العمل الفيزيائية، وبيئة العمل البصرية، وبيئة العمل المعرفية، ونلخص القضايا المريحة والأساليب والمؤشرات والاتجاهات المستقبلية. ستكون هذه المراجعة المنهجية مفيدة لمزيد من التصميم الذي يركز على الإنسان في صناعة الواقع الافتراضي، ويمكنها تحسين شعبية الواقع الافتراضي.

3. قضايا بيئة العمل للواقع الافتراضي

3.1. تكوين نظام الواقع الافتراضي

تم تصميم أنظمة الواقع الافتراضي لإنشاء بيئة افتراضية تفاعلية وتتضمن مكونات الأجهزة والبرامج. يمكن تقسيم الأجهزة إلى أجهزة الإدخال والإخراج. يشتمل البرنامج بشكل أساسي على برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد ومنصة الواقع الافتراضي المفتوحة ومحرك الواقع الافتراضي (الشكل 1).

3.1.1. مكونات الأجهزة

تشتمل مكونات أجهزة نظام الواقع الافتراضي على أجهزة الإدخال وأجهزة الإخراج. تشتمل أجهزة الإدخال بشكل أساسي على قفازات البيانات وعصا التحكم وأجهزة تتبع الحركة. تُستخدم أجهزة الإخراج لتقديم بيئة الواقع الافتراضي للمستخدم وتقديم الملاحظات، بما في ذلك العروض المرئية والسمعية واللمسية [9]. تشتمل أجهزة الإخراج بشكل أساسي على شاشة الواقع الافتراضي المثبتة على الرأس (HMD)، والكهف (البيئة الافتراضية التلقائية للكهف)، ونظارات الواقع الافتراضي، وسماعات الرأس. بالمقارنة مع HMD التقليدية، فإن سماعة الواقع الافتراضي الكل في واحد مزودة بمعالج مستقل لجعل النظام لاسلكيًا. اهن وآخرون. [10] اقترح أن أجهزة الواقع الافتراضي المستقبلية يجب أن تأخذ في الاعتبار بيئات الواقع الافتراضي متعددة المستخدمين ومشكلات الاتصال اللاسلكي. لقد اعتقدوا أن أجهزة الواقع الافتراضي اللاسلكية وغير التلامسية هي الاتجاهات المستقبلية لتقنية الواقع الافتراضي.

3.1.2. مكونات البرمجيات

يتكون برنامج نظام الواقع الافتراضي بشكل أساسي من برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد ومنصة الواقع الافتراضي المفتوحة والمحرك. نمذجة الواقع الافتراضي بالاعتماد على برامج الرسم ثنائية الأبعاد. تعد 3DS Max® وAutoCAD® وSoftimage 3D® وMaya® أمثلة على برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد شائعة الاستخدام والمتاحة تجاريًا. تحتوي منصة الواقع الافتراضي المفتوحة على مجموعة تطوير برامج الواقع الافتراضي (VR SDK) التي يمكن الوصول إليها. توفر Oculus حزمة SDK يتم تحديثها باستمرار لإنشاء نماذج أولية وإشراك الجمهور في عملية تطوير التطبيق. والمحرك هو أداة التطوير والإبداع العالمية للواقع الافتراضي. من أمثلة محركات الواقع الافتراضي السائدة Unreal Engine 4®، وUnity 3D®، وCry ENGINE®، وVR Platform®.

3.2. قضايا بيئة العمل المتعلقة بعوامل الأجهزة

يعتبر HMD أكثر أجهزة الواقع الافتراضي شهرة [11]. يعتمد على نظام تتبع الحركة في الوقت الفعلي الذي يقدم العالم الافتراضي في مجال رؤية المستخدم. ولذلك، فإن قضايا العوامل البشرية المتعلقة بعوامل أجهزة الواقع الافتراضي التي تمت مناقشتها هنا تخص HMD بشكل أساسي، مع التركيز على كل من بيئة العمل المادية وبيئة العمل البصرية.

3.2.1. بيئة العمل البدنية

3.2.1.1. ضغط.يمكن أن يؤدي الوزن وتوزيع الوزن وأسلوب الارتداء لمختلف أجهزة HMD إلى ضغوط مختلفة على نقطة تحمل الوجه، مما يؤثر على الانزعاج الشخصي العام للمستخدم [12]. ركزت الأبحاث حول ضغط HMD على كل من الحمل الجسدي وضغط التلامس.

يعد عزم مفصل الرقبة مؤشرًا مهمًا لتقييم حمل الجسم، ويتأثر بشكل كبير بالوزن ومركز الكتلة، ويزداد مع كتلة HMD [13]. يختلف الحد الأدنى لموضع مركز كتلة عزم دوران مفصل الرقبة باختلاف وضعية الاختبار ويتم تحديد النطاق الموصى به لمركز الكتلة وفقًا للوضعية. الوزن ومركز الثقل لهما تأثير كبير على الإدراك الشخصي لمستوى حمل الجسم [14]. ليكلير وآخرون. [15] ذكر أن الحد الأقصى للكتلة المقبولة للخوذة يبلغ حوالي 1000 جرام، لذا يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لكتلة الشاشة المثبتة على الرأس 1000 جرام.

يتم إنشاء ضغط التلامس بشكل أساسي من سبع مناطق رئيسية في الرأس وملامسة الوجه لـ HMD، بما في ذلك جسر الأنف وعظام الخد والحاجبين والجبهة والعظم الصدغي وأعلى الرأس ومؤخرة الرأس [16]. يكون ضغط التلامس بين الرأس والوجه أكثر حساسية لموضع مركز ثقل HMD. أنتج HMD ذو مركز ثقل أمامي ضغطًا أعلى بكثير عند ملامسة الأنف وانزعاجًا عامًا مقارنةً بمركز ثقل خلفي [17]. أظهرت الدراسات أن الانزعاج العام والشخصي الأنفي كان مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بضغط التلامس الأنفي، وكانت الأذن هي الأكثر حساسية للانزعاج بسبب التصميم مع مركز الثقل على الأذن [17]. لي وآخرون. [18] وجدت أن سماعات الواقع الافتراضي ذات أشكال مختلفة من المنحنيات التي تتلامس مع منطقة الوجه تمارس مستويات مختلفة من الضغط على الأنف. يان وآخرون. [19] بحثوا في العلاقة بين وزن سماعة الواقع الافتراضي والانزعاج الشخصي في الرأس وحمل الضغط، وخلصوا إلى أن الوزن الأخف يمكن أن يجعل المستخدمين يشعرون بتحسن. وفي الوقت نفسه، تعد سماعة الرأس المدمجة أكثر راحة من سماعة الرأس الناعمة.

3.2.1.2. التعب العضلي.يرتبط التعب في الغالب بنشاط العضلات [20]. حركة العين هي عادة طبيعية ونادرا ما يحدث تعب عضلي، لذلك فإن التعب البصري يختلف بطبيعته عن التعب العضلي المعتاد، والذي يرتبط بنشاط الجهاز العصبي المركزي [21]. لذلك، تناقش هذه الورقة دراسة التعب البصري لـ HMD بشكل منفصل عن دراسة التعب العضلي لـ HMD.

يمكن أن يسبب وزن HMD نفسه التعب. الوزن الإضافي على الخوذة يمكن أن يجعل مركز ثقل الرأس والخوذة يتحركان للأمام. وفي الوقت نفسه، يمكن أيضًا أن يزيد من جمود الرقبة [22]. وفقًا لتحليل Surface EMG، خلال كل تدريب، يكون مستوى التعب في الساعات القليلة الماضية أعلى بكثير من مستوى الساعات القليلة الأولى بعد ارتداء HMD [22].

يمكن أن تؤثر المواضع المستهدفة المختلفة في تفاعل الواقع الافتراضي أيضًا على الحمل العضلي الهيكلي وأداء المهام [23]. يجب تجنب المواضع المستهدفة الرأسية الزائدة في تفاعل الواقع الافتراضي لتقليل الانزعاج العضلي الهيكلي وخطر الإصابة. أشار نيكولز [24] إلى أنه ينبغي إجراء تجارب طويلة الأمد لتقييم مشاكل التعب العضلي بشكل فعال.

بالإضافة إلى ذلك، أثناء التفاعل، يمكن أن تؤدي حركات الإيماءات الحرة للأطراف العلوية دون دعم الذراع والوضعيات الثابتة الطويلة إلى عدم الراحة والتعب في الكتف [25]. يمكن أن يؤدي وضع الذراع المتكرر والمستمر أثناء التفاعلات أيضًا إلى إرهاق عضلات الكتف [26].

3.2.1.3. الراحة الحرارية.الراحة الحرارية لـ HMD مهمة. وقد أظهرت الدراسات السابقة أن ارتداء أغطية الرأس في الظروف الدافئة يمكن أن يؤدي إلى اضطرابات حرارية ذاتية (STD) [27، 28]. تعمل HMD على عزل منطقة الرأس ويمكن أن تسبب عدم الراحة الحرارية، مما يقلل بدوره من نية المستخدم في الارتداء [29]. تلعب الراحة الحرارية لرأس المستخدم دورًا حاسمًا في الراحة الشخصية الشاملة. بناءً على مساحة السطح، يتبدد جزء من حرارة الجسم عبر الرأس [30، 31]. بالإضافة إلى ذلك، تولد سماعات الواقع الافتراضي الكثير من الحرارة أثناء التشغيل، مما يعني أن المستخدم سيشعر بحرارة أكبر من ارتداء أغطية الرأس الأخرى (مثل الخوذة) [32].

اجتذب التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء (IRT) اهتمامًا متزايدًا في الوقت الحاضر في الدراسات الفسيولوجية نظرًا لقدرته الكبيرة على قياس توزيع درجة حرارة السطح بسهولة وبدون تدخل جراحي وإنشاء صور حرارية مقابلة [31، 33، 34]. دوتي وآخرون. [31، 33، 34] مقارنة تطبيق مسجلات البيانات المصغرة والتصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء (IRT) في أبحاث الراحة البشرية. وانغ وآخرون. [35] درس الخصائص الحرارية والانزعاج الحراري الشخصي لسماعات الواقع الافتراضي. وقاموا بقياس درجة حرارة المناخ المحلي والرطوبة النسبية باستخدام أجهزة تسجيل البيانات المصغرة، وتوزيع درجة الحرارة بين وجه المستخدم ونقطة الاتصال بسماعة الرأس باستخدام كاميرا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء. وجدت الدراسة أن الانزعاج الحراري الشخصي كان مرتبطًا بشكل إيجابي بوقت الاستخدام ودرجة حرارة المناخ المحلي والرطوبة النسبية ومنطقة تغطية الشاشة. واقترحوا أن يأخذ تصميم HMD بعين الاعتبار تقليل مساحة تغطية الشاشة لوجه المستخدم، خاصة المنطقة التي ترتفع فيها نسبة التعرق.

3.2.2. بيئة العمل البصرية

يعتمد الانغماس الذي يحصل عليه المستخدمون في بيئات الواقع الافتراضي إلى حد كبير على تجربتهم البصرية. ونتيجة لذلك، فإن البحث في بيئة العمل البصرية للواقع الافتراضي له أهمية خاصة. يشير زمن الوصول إلى الفرق بين الوقت اللازم لجهاز الواقع الافتراضي للاستجابة لإدخال الإشارة السلوكية من قبل المستخدم والوقت اللازم لجهاز الواقع الافتراضي لتقديم الإشارة. في سبتمبر 2020، قام معهد IEEE (معهد الهندسة الكهربائية والإلكترونية) بتطوير معيار HMD لتقليل أمراض الواقع الافتراضي. وذكرت أن زمن الوصول للواقع الافتراضي يمكن أن يؤثر على انغماس المستخدم ويسبب الإزعاج، مما يطرح متطلبات جديدة لأجهزة HMD. يجب أن يكون زمن الوصول منخفضًا قدر الإمكان، وسيكون زمن الوصول 20 مللي ثانية أو حتى أقل مقبولًا [36]. معدل الإطارات هو عدد الإطارات في الثانية التي يتم فيها تحديث الصورة، وقد تؤدي معدلات الإطارات المنخفضة إلى حدوث وميض. نظرًا لأن الخفقان ومعدلات الإطارات المنخفضة قد تسبب أعراضًا مثل الصداع وإرهاق العين والنوبات لدى المستخدمين الحساسين، فيجب مزامنة معدل الإطارات في محتوى الواقع الافتراضي مع معدل تحديث VR HMD. من المستحسن ألا يقل معدل الإطارات الأدنى عن 30 إطارًا في الثانية (إطارًا في الثانية) للصور، و60 إطارًا في الثانية للرسومات، و90 إطارًا في الثانية للمحتوى التفاعلي. كلما زادت نسبة البكسل في البوصة (PPI) في دقة صورة الواقع الافتراضي، أصبح المحتوى المعروض على الشاشة أكثر وضوحًا.

تنعكس مشاكل بيئة العمل البصرية التي يسببها الواقع الافتراضي بشكل أساسي في جانبين من التعب البصري ودوار الحركة.

3.2.2.1. التعب البصري.HMD يمكن أن يسبب التعب البصري [36]. شيدي وآخرون. [37] تم تصنيف أعراض إجهاد العين إلى أعراض خارجية وداخلية بناءً على الموقع. الأعراض الخارجية الرئيسية هي الحرق والتهيج والتمزق والجفاف. تنجم هذه الأعراض عن مجموعة متنوعة من العوامل، مثل فتح الجفن، والتحديق، والتحديق إلى الأعلى، وقراءة الحروف الصغيرة، والخفقان في مقدمة وأسفل العين. الأعراض الداخلية هي بشكل رئيسي الألم والتوتر والصداع.

عند تحليل أسباب الإرهاق البصري الناجم عن HMD، اقترح بيلي [38] أن السبب هو عدم التطابق بين مسافة تقارب العينين والبعد البؤري. يانو وآخرون. [39] اقترح أنه عند عرض الصور المجسمة، فإن الفرق بين متطلبات التكييف والتقارب يمكن أن يضع الكثير من الضغط على النظام البصري، مما يؤدي إلى إرهاق العين وتغييرات قابلة للقياس في الوظيفة البصرية. باندو وآخرون. [40] لاحظ أن التجارب في بيئة الواقع الافتراضي كانت أكثر عرضة للإرهاق البصري من التجارب في بيئة شاشات الكريستال السائل، ويرجع ذلك أساسًا إلى تشويه الصورة أو الحديث المتبادل في العرض المجسم والقرب بين مصدر الإضاءة والعينين.

3.2.2.2. دوار الحركة الناجم عن البصر.قد يحدث دوار الحركة الناجم عن البصر (VIMS) أثناء أو بعد التعرض لبيئة افتراضية، مما يسبب عدم الراحة للمستخدم، ويتميز بأعراض مثل الغثيان والصداع والارتباك [41]. VIMS هي العقبة الرئيسية التي يجب التغلب عليها في الواقع الافتراضي. تشير التقديرات إلى أن حوالي 30-80% من الأشخاص سيعانون من درجة معينة من المرض عند استخدام الواقع الافتراضي [42]. ولذلك، سيركز هذا القسم على نظام إدارة المعلومات (VIMS) في بيئة افتراضية.

تشير النظريات السابقة إلى أن دوار الحركة ينبع من آلية استجابة الجسم للتسمم الغذائي، فعندما يتم اكتشاف السموم في الطعام، يؤدي الدماغ إلى اضطراب إدراكي يجبر الجسم على تقيؤ الطعام السام. وبطبيعة الحال، من الصعب إثبات مثل هذه الادعاءات، وتركز النظريات العامة الحالية بشكل أساسي على الخلط بين إشارات الحركة المرئية. تشمل الأسباب الرئيسية لدوار الحركة الصراعات بين المعلومات البصرية ومعلومات حركة الأطراف، والصراعات في تنظيم التجانح البصري، والمنظر المفرط للعينين، والتغيرات المتقطعة في المنظر [43]. تفترض نظرية الصراع الحسي أن دوار الحركة يحدث عندما تتعارض الإشارات الحسية، وخاصة الإشارات المتعلقة بالحركة الذاتية، من الأنظمة الحسية المختلفة (مثل الجهاز البصري، والجهاز الدهليزي، ومستقبلات الحس العميق) مع بعضها البعض أو تنتهك بشدة التوقعات القائمة على التوقعات السابقة الخبرة [44] . ولذلك، فإن الحد من الصراع أمر ضروري لتجنب دوار الحركة [45]. للحد من دوار الحركة، ميزوكوشي وآخرون. [45] طور طريقة قياس لأنظمة التحكم عن بعد الرئيسية والتابعة بناءً على حركة نظرة الرأس تجاه الجسم أو بعيدًا عنه.

يتأثر VIMS بالعوامل الفردية [46]. تشمل هذه العوامل العمر (الأفراد الأصغر سنًا أكثر عرضة للإصابة من الأفراد الأكبر سنًا)، والجنس (الإناث أكثر عرضة للإصابة من الذكور)، وعوامل الشخصية (الأفراد المنخفضون في الانبساط، والمرتفعون في العصابية، و/أو المرتفعون في القلق، جميعهم أكثر عرضة للإصابة) [41، 47].

ترتبط العديد من العوامل التي تسبب دوار الحركة بأجهزة وشاشات محاكاة الواقع الافتراضي [44]. تشمل الدراسات حول العوامل المتعلقة بأجهزة HMD التي تؤدي إلى دوار الحركة بشكل أساسي أنواع أجهزة العرض (الشاشة، والشاشة، وشاشة العرض بالخوذة) [48-50]، ومجال الرؤية (FoV) [51، 52]، والتأخير الزمني [53]، معدل الإطار [54] والخفقان [55]. يشير مجال الرؤية إلى حجم المنطقة التي يمكن للمستخدم مراقبتها. تشير مجال الرؤية الصغير إلى منطقة عرض ضيقة ويجب على المستخدم تحريك الشاشة بشكل متكرر. في حين أن مجال الرؤية الصغير يتميز بانخفاض انغماس الصورة والإدراك البصري، فإن مجال الرؤية الكبير يمكن أن يؤدي إلى تشويه الشاشة، مما يتسبب في شعور المستخدمين بالدوار أو عدم الراحة [56].

يمكن أن يؤدي زمن الوصول إلى الواقع الافتراضي إلى تشتيت انتباه المستخدمين، مما يؤثر على راحتهم وشدة دوار الحركة [57]. لي وآخرون. استخدمت منهجية دلفي لتقييم تأثير HMD على دوار الحركة ووجدت أن زمن الوصول كان الاعتبار الأكثر أهمية لتجربة راحة عرض الخوذة [56]. يؤدي تراكم الوميض إلى دوار الحركة لدى المستخدم.

ينقسم تقييم VIMS بشكل أساسي إلى تقييم شخصي وتقييم موضوعي. التقييم الذاتي هو في الأساس دراسة لآراء غالبية مجموعة الموضوع ويمكن أن يعكس مشاعر المستخدم بشكل مباشر. الاستبيان الشائع الاستخدام لتقييم دوار الحركة هو استبيان دوار الحركة (SSQ) الذي اقترحه كينيدي في عام 1993 [41]. يقوم SSQ بتقييم دوار الحركة من خلال مجموع النقاط بناءً على ثلاثة عوامل: الغثيان، والحركة العينية، والارتباك.

تم استخدام SSQ على نطاق واسع لقياس العلامات والأعراض المرتبطة بمحاكاة الواقع الافتراضي العسكري [41، 58]. ومع ذلك، فإن بعض العناصر في SSQ لها ارتباط ضئيل بقياس دوار الحركة في بيئات الواقع الافتراضي [59]. تم تحسين SSQ بشكل مستمر في السنوات الأخيرة، كيم وآخرون. [60] جادل بأن بعض العناصر الموجودة في SSQ ليست ذات صلة بالأعراض في بيئات الواقع الافتراضي واقترح استبيان مرض الواقع الافتراضي (VRSQ). يتكون اختبار VRSQ من جزأين: انزعاج العين واضطراب التوجه، والذي يستبعد الغثيان، حيث أن الغثيان له تأثير بسيط على دوار الحركة في بيئة الواقع الافتراضي.

التقييم الذاتي مناسب ويستخدم على نطاق واسع. ومع ذلك، فهو يخضع للتأثير الفردي ولا يمكنه الحصول إلا على تغييرات تقريبية. وفي المقابل، يتمتع التقييم الموضوعي بمزايا تقليل أخطاء القياس والقياس المباشر لاستجابة جسم الإنسان. ولكن لديها أيضًا قيود على استخدام الجهاز والبيانات غير البديهية. ولذلك، غالبا ما يستخدم الباحثون أسلوب الجمع بين التقييم الذاتي والقياس الموضوعي.

تم تحديد عدم الاستقرار الوضعي باعتباره مؤشرا رئيسيا لدوار الحركة [61]. يتضمن قياس عدم الاستقرار الوضعي نوعين من الأساليب: طريقة الحكم على مركز الجاذبية وطريقة الحكم على المسار. وفي طريقة تحديد مركز الثقل، يمكن استخدام لوحة القوة لاختبار عدم ثبات وضعية الجسم عند الوقوف[62]. يتم تسجيل التغييرات في مركز موضع الضغط في المحاور الأمامية الخلفية (AP) والوسطى الجانبي (ML) على تردد 50 هرتز. تتركز تأثيرات المهمة البصرية وحالة دوار الحركة بشكل رئيسي في المحور الأمامي الخلفي. في طريقة الحكم على المسار، يتم استخدام مستشعر مغناطيسي لتسجيل بيانات وضعية الشخص وتثبيتها في منتصف ظهر المشارك [63]، وجمع بيانات المسار على المحورين X وY بتردد 120 هرتز. تمت دراسة التعقيد الزمني لعدم استقرار الوضع باستخدام إنتروبيا العينة وطول المسار الطبيعي، وتمت دراسة حجم عدم استقرار الوضع باستخدام المنطقة الإهليلجية وطول المسار.

البيانات الفسيولوجية الموضوعية الأخرى مثل مخطط كهربية العين (EEG)، ومخطط كهربية القلب (ECG)، ومخطط كهربية الدماغ (EOG)، واستجابة الجلد الكلفانية (GSR)، ومخطط التحجم الضوئي (PPG)، وضغط الدم (BP)، ومعدل ضربات القلب (HR)، ومعدل النبض، ومعدل الرمش يمكن استخدامها أيضًا كمؤشرات تقييم موضوعية لدوار الحركة [43، 64، 65].

3.3. قضايا بيئة العمل المتعلقة بالعوامل البرمجية

إن محتوى برنامج الواقع الافتراضي له تأثير ضئيل على الجوانب المادية المريحة ولن تتم مناقشته هنا. تستمر المشكلات الإدراكية والتعب البصري بل وتمتد أثناء استخدام HMDs مع شاشات العرض القريبة من العين المضمنة [66]. ولذلك، تتم مناقشة قضايا بيئة العمل المتعلقة بعوامل البرمجيات بشكل رئيسي في بعدين: بيئة العمل البصرية وبيئة العمل المعرفية.

3.3.1. بيئة العمل البصرية

3.3.1.1. التعب البصري:يمكن أن يؤثر محتوى الواقع الافتراضي أيضًا على الراحة البصرية ويسبب إرهاقًا بصريًا. تشوي وآخرون. [67] أظهر أن المشاركين الذين يشاهدون ثلاثي الأبعاد مجسمًا (S3D) باستخدام جهاز الواقع الافتراضي أظهروا درجات SSQ أعلى من المشاركين الذين يستخدمون أجهزة أخرى. قام Kooi and Toet [68] بالتحقيق في تأثير عيوب الصورة المجهرية على التعب البصري لنظام الرؤية المجسمة. ووجدوا أن جميع حالات عدم تناسق الصور المجهرية تقريبًا تقلل بشدة من الراحة البصرية.

3.3.1.2. نظام إدارة المعلومات الحيوية:بالإضافة إلى الفروق الفردية وعوامل أجهزة HMD، فإن العوامل التي قد تسبب دوار الحركة هي العوامل السليمة والمحتوى [69]. ولذلك، فإن حدوث دوار الحركة الناجم عن الواقع الافتراضي يرتبط بتصميم محتوى البرمجيات. ذكر معيار IEEE [36] أن حركات الكاميرا الافتراضية غير الطبيعية والمفاجئة والسلوكيات غير المتزامنة التي لا تتطابق مع التجربة المرئية لمحتوى الواقع الافتراضي يمكن أن تسبب دوخة وانزعاج المستخدم، وتقترح أن معدل الإطارات في محتوى الواقع الافتراضي يجب أن يتزامن مع معدل تحديث اتش ام دي. في حالة محتوى الواقع الافتراضي ذي التعقيد العالي للصور، يضطر المستخدمون إلى التعرف على كمية كبيرة من المعلومات المرئية، مما قد يؤدي أيضًا إلى مرض الواقع الافتراضي. ولذلك، فإن المشاهد الديناميكية عرضة للتسبب في أعراض دوار الحركة، مما يؤدي إلى انسحاب المستخدمين من التقييم [70]، في حين تم الإبلاغ عن عدد قليل من المضايقات الكبيرة في المشاهد الثابتة [71].

وجد كيشافارز وهيشت [72] أن الأصوات اللطيفة في بيئة المحاكاة يمكن أن تقلل من دوار الحركة، خاصة عندما تجعل الأصوات اللطيفة المشاركين يشعرون بالاسترخاء. ومع ذلك، يجب تحديد اتجاه الصوت من خلال وضع رأس المستخدم، ويمكن أن يؤدي عدم التطابق بين مصدر الصوت وتشغيل الصوت الفعلي أيضًا إلى مرض الواقع الافتراضي [36].

【لمزيد من المعلومات:george.deng@wecistanche.com / واتساب:8613632399501】