Terwijl het gebruik van virtual reality (VR) voor gaming en entertainment blijft groeien, de technologie is ook veelbelovend voor het veranderen van het landschap van industrieën zoals de geneeskunde, opleiding en training van het personeel.

Met deze recente nadruk op het gebruik van VR in gebieden met veel impact, Onderzoekers van de Universiteit van Maryland voerden een van de eerste diepgaande analyses uit over de vraag of mensen beter leren via virtuele, meeslepende omgevingen, in tegenstelling tot meer traditionele platforms zoals een tweedimensionale desktopcomputer of draagbare tablet.

De onderzoekers ontdekten dat mensen informatie beter onthouden als deze in een virtuele omgeving aan hen wordt gepresenteerd. De resultaten van het onderzoek zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Virtuele realiteit .

"Deze gegevens zijn opwindend omdat het suggereert dat meeslepende omgevingen nieuwe wegen kunnen bieden voor betere resultaten in onderwijs en hoogvaardigheidstrainingen, " zegt Amitabh Varshney, hoogleraar informatica en decaan van het College of Computer, wiskundig, en Natuurwetenschappen aan de UMD. Varshney leidt verschillende grote onderzoeksinspanningen op de UMD-campus met betrekking tot virtual en augmented reality (AR), inclusief nauwe samenwerking met professionals in de gezondheidszorg die geïnteresseerd zijn in het ontwikkelen van op AR gebaseerde diagnostische hulpmiddelen voor spoedeisende geneeskunde en VR-training voor chirurgische bewoners.

Naast Varshney, de auteurs van het papier zijn onder meer Catherine Plaisant, een senior onderzoeker aan het University of Maryland Institute for Advanced Computer Studies, en Eric Krokos, een doctoraatsstudent in de informatica.

Voor de studie, gebruikte het UMD-team het concept van een "herinneringspaleis, " waarbij mensen zich een object of item herinneren door het op een denkbeeldige fysieke locatie zoals een gebouw of stad te plaatsen. Deze methode - onderzoekers noemen het ruimtelijke mnemonische codering - wordt al sinds de klassieke oudheid gebruikt, profiteren van het vermogen van het menselijk brein om gedachten en herinneringen ruimtelijk te ordenen.

"Mensen hebben altijd visuele methoden gebruikt om informatie te onthouden, of het nu grottekeningen zijn, klei tabletten, gedrukte tekst en afbeeldingen, of video, " zegt Krokos, wie was hoofdauteur op het papier. "We wilden zien of virtual reality de volgende logische stap in deze progressie zou kunnen zijn."

Voor de studie, de UMD-onderzoekers rekruteerden 40 vrijwilligers, voornamelijk UMD-studenten die niet bekend waren met virtual reality. De onderzoekers verdeelden de deelnemers in twee groepen:de ene bekeek informatie eerst via een VR-beeldscherm op het hoofd en vervolgens op een desktop; de ander deed het tegenovergestelde.

Beide groepen ontvingen afdrukken van bekende gezichten, waaronder Abraham Lincoln, de dalai lama, Arnold Schwarzenegger en Marilyn Monroe - en maakten kennis met de beelden. Volgende, de onderzoekers toonden de deelnemers de gezichten met behulp van het geheugenpaleisformaat met twee denkbeeldige locaties:een binnenkamer van een sierlijk paleis en een extern uitzicht op een middeleeuwse stad. Beide studiegroepen navigeerden vijf minuten lang door elk geheugenpaleis. Desktopdeelnemers gebruikten een muis om hun gezichtspunt te veranderen, terwijl VR-gebruikers hun hoofd heen en weer draaiden en op en neer keken.

Volgende, Krokos vroeg de gebruikers om de locatie van elk van de getoonde gezichten te onthouden. De helft van de gezichten bevond zich op verschillende locaties in de binnenruimte - Oprah Winfrey verscheen bovenaan een grote trap; Stephen Hawking was een paar treden naar beneden, gevolgd door Shrek. Op de begane grond, Napoleon Bonaparte's gezicht zat boven majestueuze houten tafel, terwijl ds. Martin Luther King Jr. in het midden van de kamer stond.

evenzo, voor de middeleeuwse stadsomgeving, gebruikers bekeken afbeeldingen met het gezicht van Hillary Clinton aan de linkerkant van een gebouw, met Mickey Mouse en Batman op verschillende hoogtes op nabijgelegen structuren.

Vervolgens, de scène ging leeg, en na een pauze van twee minuten, elk geheugenpaleis verscheen weer met genummerde dozen waar de gezichten hadden gezeten. De onderzoeksdeelnemers werden vervolgens gevraagd om zich te herinneren welk gezicht op elke locatie was geweest waar nu een nummer werd weergegeven.

De sleutel, zeggen de onderzoekers, was voor deelnemers om elk gezicht te identificeren aan de hand van zijn fysieke locatie en zijn relatie tot omliggende structuren en gezichten - en ook de locatie van het beeld ten opzichte van het eigen lichaam van de gebruiker.

"Door visueel door de scène te navigeren, gebruikers konden vaststellen dat 'Hillary Clinton zich in het linkerbovenvenster bevindt en het lijkt alsof ze ongeveer 20 meter verwijderd is van waar ik zit, '" zegt Krokos, die het gebruikersonderzoek in het Augmentarium heeft uitgevoerd, een visualisatie-testbedlab op de UMD-campus dat in 2015 werd gelanceerd met financiering van de National Science Foundation.

De resultaten toonden een algehele verbetering van 8,8 procent in terugroepnauwkeurigheid met behulp van de VR-headsets, een statistisch significant aantal volgens het onderzoeksteam.

In vragenlijsten na het onderzoek, alle 40 deelnemers zeiden dat ze volledig op hun gemak waren - en bedreven - in het navigeren op een desktopcomputer om toegang te krijgen tot informatie, maar op twee na zeiden ze allemaal dat ze de meeslepende VR-omgeving verkiezen als een potentieel leerplatform. Uit de vragenlijst bleek ook dat slechts twee mensen zeiden dat ze zich "ongemakkelijk" voelden bij het gebruik van VR.

Veel van de deelnemers zeiden dat de meeslepende "aanwezigheid" tijdens het gebruik van VR hen in staat stelde zich beter te concentreren. Dit werd weerspiegeld in de onderzoeksresultaten:40 procent van de deelnemers scoorde minstens 10 procent hoger in recall-capaciteit met VR over het desktopscherm.

Er is veel eerder psychologisch onderzoek gedaan naar de hoeveelheid herinnering die mensen doorgaans bezitten, merkt Plaisant op, die een expert is in mens-computer interactie. Recent onderzoek in de cognitieve psychologie suggereert dat de geest inherent belichaamd is, and that the way humans create and recall mental constructs is influenced by the way they perceive and move, she adds.

"This leads to the possibility that a spatial virtual memory palace—experienced in an immersive virtual environment—could enhance learning and recall by leveraging a person's overall sense of body position, movement and acceleration, " Plaisant says.

The UMD team believes this study will lay the groundwork for other scientific inquiry on the value of VR and AR for education.

"By showing that virtual reality can help improve recall, it opens the door to further studies that look at the impact of VR-based training modules at all levels—from elementary school children learning astronomy to trauma residents acquiring the latest knowledge in lifesaving procedures, " Varshney says. "We believe the future of education and innovation will benefit greatly from the use of these new visual technologies."

Het onderzoeksrapport, "Virtual memory palaces:immersion aids recall, " Eric Krokos, Catherine Plaisant and Amitabh Varshney, was published online in the journal Virtual Reality on May 16, 2018.