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Höhensimulationen in VR

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Der Beitrag beschreibt experimentelle Studien mit VTplus VR-Szenarien zur Erforschung von Höhenangst, Gleichgewicht und Emotionsregulation in virtuellen Umgebungen.

Untersuchung des Angsterlebens in virtuellen Höhensituationen (JMU-Würzburg, 2013)

Aussichtspunkt-Konstruktion

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Virtuelles Hochhaus mit Außenaufzug (Prototyp 2013-05)

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Technische Umsetzung mit CAVE:

  • Visuelle Darstellung mit 12 Kanal Projektion (5-seitige CAVE mit stereoskopischer Darstellung)
  • Bewegungs- Orientierungsinformationen von Kopf und Navigationsdevice mittels PhaseSpace Kameratracking
  • Rendering der 3D Umgebung mit Valve Source SDK und Modifikation VrSessionMod 0.5
  • Interaktion: Laufen mit Joystick und durch eigene Bewegung
  • Simulationssoftware CyberSession CS-Research MP 5.6

Technische Umsetzung mit Head-Mounted-Display:

  • Visuelle Darstellung mit Trivisio VRvision oder eMagin Z800
  • Bewegungs- Orientierungsinformationen des Kopfes Polhemus Fastrak oder Patriot
  • Rendering der 3D Umgebung mit Valve Source SDK und Modifikation VrSessionMod 0.5
  • Interaktion: Laufen mit Joystick
  • Simulationssoftware CyberSession CS-Research MP 5.6

Emotionsregulation bei Höhenangst (Hettinger, M., 2008, JMU-Würzburg)

Technische Umsetzung:

  • Visuelle stereoskopische Informationen mit Head-Mounted Display VirtualResearch V6
  • Bewegungs- Orientierungsinformationen des Kopfes Polhemus Fastrak
  • Visuelle Darstellung der 3D Umgebung mit Valve Source SDK und Modifikation VrSessionMod 0.3
  • Physiologiedatenaufzeichnung
  • Simulationssoftware CyberSession

Ergebnisse:

  • Mühlberger, A., Neumann, R., Lozo, L., Müller, M. & Hettinger, M. (2012). Bottom-up and top-down influences of beliefs on emotional responses: Fear of heights in a virtual environment. In B.K. Wiederhold and G. Riva (Eds.), Annual Review of Cybertherapy and Telemedicine 2012 (pp 133-137). IOS Press. Amsterdam.

Visueller Einfluss auf Gleichgewicht und Angsterleben bei Höhenängstlichen (Bärmann, 2005, JMU-Würzburg)

Technische Umsetzung:

  • Visuelle stereoskopische Informationen mit Head-Mounted Display
  • Bewegungs- Orientierungsinformationen des Kopfes Polhemus Fastrak + TX2-Source
  • Visuelle Darstellung der 3D Umgebung mit Cortona3D Viewer
  • Interaktion / Laufen mit Joystick
  • Physiologiedatenaufzeichnung
  • Simulationssoftware CyberSession

Abstract:

Ausgehend von Befunden, dass Höhenphobiker bei Konfrontation mit einer Höhensituation eine stärkere Zunahme des Körperschwankens als nichtängstliche Personen aufweisen (Nakahara et al., 2000; Takeya et al., 1978), stellt sich die Frage, inwieweit die Destabilisierung situationsspezifisch durch Angst ausgelöst wird (Ohno et al., 2004) oder ob eine Beeinträchtigung der Gleichgewichtskontrolle beim Vorliegen visueller Konflikte auch unabhängig von der Höhensituation auftritt (Jacob et al., 1995).
Untersucht wurden 18 Höhenphobikern und 18 Personen ohne Höhenangst, denen über ein Head Mounted Display zuerst der virtuelle Eindruck einer ebenerdigen Szene auf der Straße und dann der eines Blicks in die Tiefe einer Straßenschlucht dargeboten wurde. Zur Induktion visueller Konflikte wurde in den virtuellen Umgebungen Parallaxe-Information in 3 Abstufungen manipuliert: Bei der Bedingung (1) mit der meisten Information wurde ein Fixkreuz 2 m vor den Probanden gezeigt, bei der Bedingung (2) mit geringerer Information befand sich das Fixkreuz in 22 m Entfernung. In der 3. Bedingung wurde jegliche Information verhindert (sway-reference). Während die Probanden in aufrechter Haltung möglichst ruhig standen und die drei verschiedenen Kreuze fixierten, wurden pro Bedingung sowohl das subjektive Angst- und Schwindelerleben erfasst als auch das Körperschwanken, die Herzrate, Herzratenvariabilität (HRV) und Hautleitfähigkeit. Explorativ wurden in der Höhensituation zusätzlich die Effekte einer gebeugten Kopfhaltung untersucht, bei der eine Verstärkung der sensorischen Konflikte durch Beeinträchtigung des Vestibularorgans angenommen wurde.
Die Ergebnisse zeigen bei den Höhenphobikern einen für die Höhensituation spezifischen Anstieg von subjektiv erlebter Angst und Schwindel. Dies kann im Sinne einer gegenseitigen Beeinflussung dieser beiden Erlebnisqualitäten interpretiert werden. Hinsichtlich der Variation von Parallaxe-Information zeigen sich bei den Kontrollpersonen keine Unterschiede. Die Höhenphobiker hingegen empfanden beim Sway-Reference-Kreuz in der Höhe deutlich mehr Schwindel als in den anderen beiden Bedingungen. Der Befund spricht dafür, dass Höhenängstliche situationsspezifisch eine erhöhte Sensitivität gegenüber visuellen Konflikten aufweisen. Die gebeugte Haltung führte bei den Höhenphobikern sowohl zu einem signifikanten Anstieg des Körperschwankens und der HRV als auch des Angsterlebens und der Schwindelgefühle. Dieses Ergebnis kann als Hinweis darauf gewertet werden, dass Höhenphobiker vestibuläre Informationen evtl. stärker gewichten. Insgesamt sprechen die Befunde für eine bei Höhenphobikern in der Höhensituation stärker ausgeprägte Empfindlichkeit gegenüber desorientierenden Wahrnehmungsbedingungen.

Aussteller auf der DGPs 2013 in Trier

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VTplus hat Einsatzmöglichkeiten von virtuellen Welten in Forschung und Therapie als Aussteller auf dem 8. Workshopkongress der DGPs Fachgruppe Klinische Psychologie und Psychotherapie präsentiert.

VT+ auf dem DGPs Kongress 2013

VT+ auf dem DGPs Kongress 2013

VT+ auf dem DGPs Kongress 2013

VT+ auf dem DGPs Kongress 2013

Wir bedanken uns für das große Interesse, die anregenden Gespräche und freuen uns auf den weiteren wissenschaftlichen Austausch zu Virtual Reality in Forschung und Therapie.

Höhenangst in Virtueller Realität – Dipl.-/Master-Thema zu vergeben am Lehrstuhl für Psychologie-1 der Uni-Würzburg

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Am Lehrstuhl für Psychologie-1 wird eine Dipl./Master-Arbeit zum Thema „Höhenangst in Virtueller Realität“ ausgeschrieben. Eine empirische Studie ist mit einer der beiden nachfolgend gezeigten Höhen-Situationen geplant. Zur Verfügung stehen zwei durch VT+ entwickelte VR-Szenarien „Aussichtspunkt Konstruktion“ und „Hochhaus mit Außenaufzug“ (Preview-Videos anbei).

Weitere Informationen und Kontakt-Infos unter: http://www.cybersession.info/papers/Aush_DiplArb_Pauli_300113.pdf

Folgende Videos sollen einen kurzen Eindruck vermitteln, mit welchen VR-Szenarien in der Studie gearbeitet werden kann:

Video „Aussichtspunkt Konstruktion“ (Dauer: 02:53 min):

Aussichtspunkt-Konstruktion

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Video „Hochhaus mit Außenaufzug“ (Dauer: 01:52 min):

Virtuelles Hochhaus mit Außenaufzug (Prototyp 2013-05)

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Autofahrt und Tunnelfahrt in VR

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Virtuelle Realität ermöglicht die realitätsnahe Untersuchung von Wahrnehmung und Emotion in sicherer Umgebung. Die hier vorgestellten Studien zeigen, wie Fahrsimulationen und virtuelle Tunnelfahrten genutzt wurden, um Angst, Präsenz und physiologische Reaktionen unter kontrollierten Bedingungen zu erforschen.

Untersuchung des Verhaltens bei Ereignissen im Tunnel

VT+Lab CAVE für VR-Forschung
VT+Lab CAVE Fahrsimulation

Technische Umsetzung:

  • Visuelle Informationen mit 12 Kanal Projektion (5-seitige CAVE mit stereoskopischer Darstellung) sowie per Head-Mounted-Display
  • Bewegungs- Orientierungsinformationen von Kopf und Navigationsdevice mittels PhaseSpace Kameratracking
  • Visuelle Darstellung der 3D Umgebung mit Valve Source SDK und Modifikation VrSessionMod 0.5
  • Interaktion: Laufen mit Joystick und Fahren mit Lenkrad, Gas/Bremse
  • HMD-Fahrt mit Bewegungssimulation
  • Simulationssoftware CyberSession CS-Research MP 5.6

Wahrnehmung von Tunnelnotausgängen in Abhängigkeit von Angst und der Gestaltung der Notausgänge (Pötzl, A., 2006, JMU-Würzburg)

Technische Umsetzung:

  • Visuelle Informationen mit Head-Mounted Display VirtualResearch V6
  • Bewegungs- Orientierungsinformationen des Kopfes Polhemus Fastrak
  • Visuelle Darstellung der 3D Umgebung mit Valve Source SDK und Modifikation VrSessionMod 0.3 und mit Cortona3D Viewer
  • Interaktion: Laufen mit Joystick und Fahren mit Lenkrad, Gas/Bremse
  • Physiologiedatenaufzeichnung
  • Simulationssoftware CyberSession

Kognitives und emotionales Erleben bei virtuellen Tunnelfahrten (König, M., 2003, JMU-Würzburg)

Technische Umsetzung:

Hintergrund:

Tunnelsicherheit ist spätestens seit den Unfällen im Montblanctunnel und im Tauerntunnel ein Diskussionsthema der Scientific Community auf internationaler Ebene. In Österreich gibt es eine fast permanent tagende Tunnelkommission, deren Tätigkeitsschwerpunkt in der Steigerung der Sicherheit besteht. Der Hauptfocus der Tunnelexperten und der Tunnelforschung besteht im Allgemeinen in der Optimierung der Verkehrsüberwachung, der Fluchtmöglichkeiten und der Brandschutzeinrichtungen und dem Tunnelsystem. Auf das emotionale Erleben während einer Tunnelfahrt konnte bisher in diesen Studien nur am Rande eingegangen werden.

Ziel:

Im Rahmen der Studie wurde die Wirkung der Tunnelbeleuchtung auf das emotionale Erleben der Autofahrer untersucht. Als objektives Maß dazu diente die Modulation des Schreckreflexes. Es wurde auch untersucht, wie Interaktion via Lenkrad das Erleben mit der virtuellen Realität beeinflusst. Außerdem ergab sich die Frage, ob die psychophysiologischen Reaktionen der Versuchspersonen, Vorhersagen über ihre Zuordnung zu den Konstrukten „Sensitizer“ und „Represser“ erlauben.

Methode:

Die vorliegende Untersuchung geht auf das kognitive und emotionale Erleben bei virtuellen Tunnelfahrten von klinisch unauffälligen Personen im Alter von 20-55 Jahren ein. Die Prüfung der Hypothesen basiert auf den Datensätzen von 19 Frauen und 31 Männern. Das durchschnittliche Alter der Versuchspersonen liegt bei 35,4 Jahren.
Die Versuchspersonen erlebten zwei virtuelle Tunnelfahrten, bei denen neben der Herzrate, der Hautleitfähigkeit und der Schreckreaktion auch kognitive Variablen erfasst wurden.

Ergebnisse:

Es kann festgehalten werden, dass die Tunnelbeleuchtung die Schreckreaktion variiert hat. Die Versuchspersonen weisen in der aktiven „Interaktionsbedingung“ keine höhere Aktivierung auf, als in der passiven „Zuschauerbedingung“.
Die Interaktion scheint das Ausmaß der Aktivierung (physiologisch und kognitiv) und somit die Präsenz nicht zu beeinflussen. Die statistische Hypothesenprüfung deutet darauf hin, dass Represser keine höheren psychophysiologischen Reaktionen (HR, GSR) während der Rezeption der Tunnelsequenzen zeigen.

Diskussion:

Mit dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Beleuchtung in Tunnelanlagen einen bedeutenden Einfluss auf die Intensität der Schreckreaktionen hat. Bei den Versuchspersonen konnten keine Hinweise auf ein erhöhtes Präsenzgefühl hervorgerufen durch Interaktion gefunden werden.

Die Ergebnisse verdeutlichen das Potenzial virtueller Realität, psychophysiologische Reaktionen und Sicherheitsaspekte realitätsnah zu untersuchen. VR-Simulationen eröffnen neue Perspektiven für die Erforschung von Wahrnehmung, Angst und Verhalten in komplexen Verkehrssituationen.

VR-System Präsentation auf der GAF 2012

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Auf der Tagung der Gesellschaft für Angstforschung (GAF) am Universitätsklinikum Würzburg führte VTplus ein 3D-Simulationssystem mit Head-Mounted-Display zur Anwendung von virtuellen Welten in der empirischen Forschung vor.

In der Posterpräsentation des wissenschaftlichen Programms wurden unter anderem fünf Studien vorgestellt, für welche virtuelle Welten als Präsentationsmethode mit der von VTplus angebotenen Simulationssoftware verwendet wurden.

 

 

Sicherheit in Straßentunneln: Teilnehmer für Umfrage gesucht

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Die Universität Würzburg bittet um Teilnahme an einer Umfrage zu einem aktuellen Forschungsthema:

Zum Thema „Sicherheit in Straßentunneln“ möchten wir Sie gerne zu einer interessanten Online-Umfrage einladen.
Die Umfrage dauert ca. 10 – 15 Minuten und findet sich hier: https://www.soscisurvey.de/tunnel

Wir würden uns sehr über Ihre Unterstützung freuen! Die Umfrage enthält auch einige Fragen aus der aktuellen theoretischen Führerscheinprüfung.
Wer also sein Wissen ein wenig prüfen möchte und noch nicht an unserer Online-Umfrage teilgenommen hat, ist hier goldrichtig.

Wir würden uns natürlich auch freuen, wenn Sie diesen Fragebogen weiterleiten könnten!

Der Fragebogen ist im Rahmen des Forschungsprojektes SKRIBT+ „http://www.skribt.org/“ entstanden. In diesem Projekt untersucht der Lehrstuhl für Psychologie I der Universität Würzburg menschliches Verhalten in Krisensituationen wie zum Beispiel Bränden in Tunneln.

Sollten Sie Fragen zum Projekt oder der Studie haben, können Sie sich gerne an Max Kinateder (max.kinateder@uni-wuerzburg.de) wenden.

Vielen Dank für Ihr Interesse und Grüße, Max Kinateder

Virtuelles Fliegen mit Bewegungssimulation

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Therapie-Forschung der Hochschulambulanz für Psychotherapie der Uni-Würzburg

Das Training beeinhaltet:

  • allgemeine Informationen über Fliegen und Angst
  • eine individuelle Analyse der Flugangst
  • die Vermittlung von darauf abgestimmten Bewältigungsfertigkeiten
  • das therapeutische Gespräch
  • und Übung im Flugsimulator.

Das Flugangsttraining baut auf verhaltenstherapeutischen Konzepten auf, die sich bei der Behandlung von Angststörungen als wirksam erwiesen haben.
Ziel ist es, dass die Betroffenen nach individueller Vorbereitung durch einen Psychologen einen Flug unternehmen und die Erfahrung machen, dass Sie gut mit der Angst umgehen können und die befürchteten Konsequenzen nicht eintreten.

Zur Vorbereitung und Planung des Trainings im Flugsimulator bekommen Betroffene ein Informationsheft und einen Fragebogen zugesandt.
Mit Hilfe der Broschüre können sie sich neue Informationen zur Angst und zum Fliegen aneignen und sich auf unser Trainingsprogramm vorbereiten.
Der Fragebogen wird genutzt, um ein genaues Bild der Flugangst zu erhalten und darauf aufbauend eine möglichst effektive Therapie zu planen.

Das Programm vor Ort dauert einen halben Tag und wird an einem Blocktermin in Würzburg an der Hochschulambulanz durchgeführt.
In einem therapeutischen Gespräch werden die Flugangst und mögliche weitere Probleme genauer besprochen. Darauf aufbauend werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie die Betroffenen Ihre individuelle Angst bewältigen können.
Diese Strategien werden dann in einem Flugsimulator erprobt und geübt.
Dadurch können sie die Flugsituation aus einer neuen Perspektive erleben und lernen, diese Situation immer besser zu bewältigen.

An einem dem Training folgenden Tag wenden die Betroffenen diese Fertigkeiten während eines realen Linienfluges an und machen dadurch die Erfahrung, dass sie gut mit der Angst umgehen können.
Dieser Flug wird ohne Therapeut stattfinden, wie dies ja auch bei späteren Flügen der Fall sein wird. Abschließend wird diese neue Erfahrung persönlich ausgewertet.

Weitere Informationen erhalten sie auf den Webseiten der Hochschulambulanz.

Flugangststudien der JMU-Würzburg

  • Einfluss von visueller Ablenkung auf die Angstreduktion von Flugphobikern während einer Expositionsbehandlung in virtuellen Welten (Brütting, J., 2006)
  • Einfluss von Aufmerksamkeit und Ablenkung bei der Exposition von flugängstlichen Personen in virtuellen Welten (Weigand, D., 2004)
  • Kognitive und physiologische Unterschiede zwischen Flugphobikern und Kontrollpersonen bei der Exposition in virtueller Realität (Petrusek, S., 2003)

Technische Umsetzung:

Ergebnisse:

  • Mühlberger, A., Weik, A., Pauli, P. & Wiedemann, G. (2006). One-session virtual reality exposure treatment for fear of flying: one year follow-up and graduation flight accompaniment effects. Psychotherapy Research. 16, 26-40.
  • Mühlberger, A., Petrusek, S., Herrmann, M. J. & Pauli, P. (2005). Biocyberpsychologie: Subjektive und physiologische Reaktionen von Flugphobikern und Gesunden bei Exposition mit virtuellen Flügen [Biocyber psychology: subjective and physiological reactions in flight phobics and normal subjects during flight simulations]. Zeitschrift für Klinische Psychologie und Psychotherapie. 34, 133-143.
  • Mühlberger, A., Wiedemann, G. & Pauli, P. (2005). Subjective and physiologic reactions of flight phobics during VR exposure and treatment outcome: What adds motion simulation? Annual Review of CyberTherapy and Telemedicine: A decade of VR, 3, 185-192.
  • Mühlberger, A., Wiedemann, G. and Pauli, P. (2003). Efficacy of a one-session virtual reality exposure treatment for fear of flying. Psychotherapy Research, 13(3), 323-336.
  • Mühlberger, A., Herrmann, M. J., Wiedemann, G., Ellgring, H. & Pauli, P. (2001). Repeated exposure of flight phobics to flights in virtual reality. Behaviour Research and Therapy, 39, 1033-1050.

VTplus wird diese Anwendungen – portiert auf eine neue Grafik-Engine – basierend auf einem Kooperationsrahmenvertrag mit der Universität Würzburg zur VR-Forschung und VR-Therapie weiter entwickeln.

Sozialer Einfluss in VR

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Annäherungs- und Vermeidungsverhalten bei sozialer Ängstlichkeit (Großeibl, M., 2007, JMU-Würzburg)

Technische Umsetzung:

  • Visuelle stereoskopische Informationen mit Head-Mounted Display eMagin Z800
  • Bewegungs- Orientierungsinformationen des KopfesPolhemus Fastrak mit Longranger-Source
  • Visuelle Darstellung der 3D Umgebung mit Valve Source SDK und Modifikation VrSessionMod 0.3
  • Interaktion: selbstständiges Laufen
  • Eyetracking, Gazepoint, Hitzone Berechnung
  • Physiologiedatenaufzeichnung
  • Simulationssoftware CyberSession

VTplus wird diese Anwendungen – portiert auf eine neue Grafik-Engine – basierend auf einem Kooperationsrahmenvertrag mit der Universität Würzburg zur VR-Forschung und VR-Therapie weiter entwickeln.

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