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VR-Forschung – Beiträge

VR-Forschung beschäftigt sich mit dem wissenschaftlichen Einsatz von virtueller Realität als Methode und Technologie in Psychologie, Medizin, Neurorehabilitation sowie in weiteren Bereichen der experimentellen und angewandten Forschung. Virtuelle Realität ermöglicht kontrollierte, standardisierte und dennoch hochgradig realitätsnahe Untersuchungsbedingungen, die mit klassischen Labor- oder Fragebogenmethoden nicht erreichbar sind.

Virtuelle Realität als Forschungsmethode

In der VR-Forschung werden virtuelle Umgebungen, Simulationen und interaktive Szenarien eingesetzt, um Verhalten, Emotionen, physiologische Reaktionen und kognitive Prozesse präzise zu messen. Dazu zählen unter anderem Annäherungs- und Vermeidungsverhalten, Blick- und Bewegungsmuster, motorische Funktionen sowie neurophysiologische Zustände.

VR bietet dabei die Möglichkeit, komplexe Situationen sicher, wiederholbar und variierbar darzustellen – von sozialen Interaktionen über phobische Situationen bis hin zu neuropsychologischen und trainingsbasierten Paradigmen.

Virtuelle Realität wird sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der angewandten Forschung eingesetzt. Relevante Einsatzfelder sind unter anderem Angstforschung, Therapieforschung, Neurorehabilitation, Schmerzforschung, Sicherheitsforschung, psychophysiologische Forschung sowie die Entwicklung und Evaluation neuer digitaler Therapie- und Trainingsmethoden.

Einen vertiefenden Einstieg in methodische Grundlagen, beispielhafte VR-Paradigmen, Forschungsanwendungen und ausgewählte Studien bietet der Beitrag Empirische Forschung mit Virtueller Realität.

VTplus VR-Plattform und VR-Forschungssysteme

VTplus entwickelt seit vielen Jahren spezialisierte VR-Forschungs- und Therapiesysteme und arbeitet mit wissenschaftlichen, klinischen und industriellen Partnern zusammen.

Die VTplus VR-Plattform bildet die technologische Grundlage für VR-gestützte Therapie- und Forschungssysteme von VTplus. Sie verbindet VR-Simulationssoftware, abgestimmte VR-Technik, interaktive virtuelle Umgebungen sowie Schnittstellen zu Mess-, Interaktions- und Stimulationssystemen.

Auf dieser Basis können virtuelle Szenarien mit Eye-Tracking, Biosignalen, Bewegungserfassung, EEG-/BCI-Systemen, Stimulationssystemen oder weiteren projektspezifischen Peripheriegeräten kombiniert werden. Dadurch entstehen kontrollierbare Forschungsaufbauten für empirische VR-Forschung, Therapieforschung, neurophysiologische Forschung und anwendungsnahe Entwicklungsprojekte.

Technische Systemlösungen für empirische VR-Forschung finden Sie auf der Seite Virtual Reality Forschungssysteme.

Forschungsprojekte, Verbundvorhaben und technologische Plattformweiterentwicklungen sind im Bereich Forschung und Entwicklung dargestellt.

Das übergeordnete VR-XR Fachportal bietet weitere Praxisberichte, Projektbeiträge und fachliche Hintergrundinformationen zum Einsatz virtueller Realität in Therapie, Rehabilitation und Forschung.

Nachfolgend finden Sie Beiträge, Publikationen und Anwendungen aus der empirischen VR-Forschung, der klinischen Evaluation sowie der Entwicklung neuer VR-basierter Methoden.

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
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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)

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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)

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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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VTplus VR-System Präsentation auf der GAF 2012 am Universitätsklinikum Würzburg

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.

Virtuelle Spinnen

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Einfluss von Annäherungs- und Vermeidungsverhalten auf die Angstreaktion von Spinnenphobikern (Sperber, M., 2004, JMU-Würzburg)

Virtual Spider Exposition (2004)

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Technische Umsetzung:

Ergebnisse:

  • Mühlberger, A., Sperber, M., Wieser, M. J., Pauli, P. (2008).“A virtual reality behavior avoidance test (VR-BAT) for the assessment of spider phobia.“ Journal of CyberTherapy & Rehabilitation 1,2.

VTplus wird diese Anwendungen und Weiterentwicklungen dieser Forschungsergebnisse – portiert auf eine neue Grafik-Engine – basierend auf einem Kooperationsrahmenvertrag mit der Universität Würzburg zum Einsatz in der VR-Forschung und VR-Therapie weiter entwickeln.

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