Видеоигры виртуальной реальности (VR), которые сочетают время, проведенное за экраном, с физическими упражнениями, являются отличным способом обрести форму, но разработчики игр сталкиваются с серьёзной проблемой: как и в случае с регулярными упражнениями, приверженность «игр-тренировок» низкая, и большинство пользователей бросают занятия, как только начинают чувствовать дискомфорт или скуку.

Учёные-компьютерщики из Университета Бата полагают, что нашли решение: создать экзеригры, которые используют датчики для постоянного измерения эмоционального состояния человека во время упражнений, а затем вносить изменения в игру — например, упрощая или усложняя её — чтобы поддерживать интерес пользователя.

Доктор Доминик Поттс, ведущий автор нового исследования по использованию передовых сенсорных технологий для поддержания мотивации тренирующихся, сказал: «Когда дело касается физических упражнений во всех формах, мотивация и соблюдение режима упражнений являются огромными проблемами. С помощью exergaming мы можем решить эту проблему и максимизировать удовольствие и производительность человека, адаптируя уровень сложности в соответствии со способностями и настроением пользователя».

«Игры-упражнения, которые полностью адаптивны, будут чувствовать эмоции человека и давать ему больше «вознаграждений», когда он испытывает трудности, и больше препятствий, когда он готов к новому вызову».

Результаты исследования опубликованы в материалах конференции CHI по человеческому фактору в вычислительных системах.

Разработчики игр давно стремятся разработать более персонализированные exergames, т. е. программы, которые подстраиваются под человека, пока он тренируется, адаптируясь к его трудностям и амбициям в ходе игры. Однако найти надёжный метод измерения меняющегося эмоционального состояния пользователя оказалось нелегко.

Команда из Бата совершила прорыв, применив новый ряд датчиков, которые можно встраивать в гарнитуры виртуальной реальности и носимые устройства, такие как смарт-часы, для отслеживания физических изменений, испытываемых занимающимися во время тренировок.

Работа группы получила почётную награду на конференции CHI по человеческому фактору в вычислительных системах.

Исследователи надеются, что их результаты будут использованы разработчиками игр для создания захватывающих программ, которые позволят человеку продолжать крутить педали, бегать или поднимать тяжести ещё долгое время после того, как он обычно решил бы прекратить это занятие.

Фоновый шум

До сих пор датчики, которые могут быть чрезвычайно эффективны при отслеживании эмоционального состояния человека, ведущего малоподвижный образ жизни, оказывались ненадежными при измерении эмоционального ландшафта человека, занимающегося физической активностью , что затрудняло определение того, испытывает ли человек счастье, стресс или скуку.

«Традиционно эти сенсорные устройства встраиваются в гарнитуры виртуальной реальности для отслеживания моргания и расширения зрачков, но, как правило, они очень восприимчивы к физиологическому и фоновому шуму », — пояснил доктор Поттс.

Нежелательный «шум» генерируется двумя способами: когда человек движется непредсказуемым образом — как это часто бывает во время упражнений — и когда тренирующийся реагирует на виртуальную среду (ВС), в которую он погружен. Так, например, датчик, который показывает, как зрачки человека расширяются во время упражнений, может отражать изменения яркости в ВС, а не меняющееся эмоциональное состояние пользователя.

Надёжное отслеживание

В новом исследовании 72 участника приняли участие в статической гонке на велосипеде с использованием виртуальной реальности, в то время как учёные из Бата использовали специальную комбинацию датчиков для измерения размера зрачка, выражения лица, частоты сердечных сокращений, уровня потоотделения, воспаления кожи и электродермальной активности (которая измеряет способность кожи проводить электричество, отражая уровень стресса).

Данные собирались с помощью датчиков, пока гонщики тренировались в четырёх различных VE, где каждая среда была разработана для того, чтобы вызывать определенную эмоцию (счастье, грусть, стресс и спокойствие). Участники проходили эти VE с тремя различными уровнями интенсивности упражнений (низкая, средняя и высокая).

Для каждой тренировки исследователи смогли составить точную картину эмоционального состояния пользователя, сопоставив уровень сложности игры и характер виртуального опыта с физиологическими изменениями, которые испытывает пользователь и которые фиксируются его датчиками.

На основе этого исследования были сформулированы восемь рекомендаций для создателей VR exergames, направленных на повышение эмоциональной вовлеченности пользователей. Среди этих рекомендаций следующие:

• Датчики, определяющие положение зрачка, должны быть спроектированы таким образом, чтобы корректировать изменения яркости в виртуальной среде.
• Для прогнозирования стресса и возбуждения нервной системы следует учитывать существующий уровень потоотделения у пользователя.
• Данные датчиков следует очищать до и во время экзергейма (т. е. удалять сигналы, не связанные с эмоциональными изменениями), чтобы измерить межличностные различия и дать возможность адаптировать игру под каждого пользователя.
• Для улучшения прогнозирования эмоционального состояния пользователя следует использовать несколько физиологических датчиков .

Доктор Кристоф Люттерот, который руководит исследованиями exergame в качестве директора исследовательского центра REVEAL и является соисследователем CAMERA (оба центра базируются в Университете Бата), сказал: «В долгосрочной перспективе наша цель — сделать упражнения виртуальной реальности эмоционально осмысленными».

«Мы ожидаем, что в ближайшие годы популярность физических упражнений с использованием виртуальной реальности резко возрастет — школьники уже используют их в своих программах упражнений, а также в реабилитации и спортивной науке. Поэтому важно сосредоточиться на создании технологий, которые будут эмоционально интеллектуальными и смогут адаптироваться к различиям между пользователями».

Бессменный главный редактор, в незапамятные времена работал в издании РБК