Untersuchungsgegenstand:

• Variationsmöglichkeiten zwischen realer und virtueller Welt innerhalb eines Experiments.
• Simulation einer Greifübung in virtueller Realität.
• Anwendungsmöglichkeiten für Expositionstherapie bei Spinnenangst.

Technische Umsetzung:

• Visuelle Informationen mit Head-Mounted Display eMagin 3DVisor Z800
• Bewegungs- Beschleunigungsinformationen des Kopfes und der Hand mit Polhemus Fastrak
• Visuelle Darstellung der 3D Umgebung mit Cortona3D Viewer
• Interaktion mit virtuellen Reizen (3D Spinne / Würfel) bei simultanem realen Feedback (Kunststoff Spinne / Holzwürfel in Realität).
• Physiologiedatenaufzeichnung mit Brainproducts V-Amp-16
• Simulationssoftware CyberSession

Aufgabe der Versuchsteilnehmer:

• Mit der Hand die Spinne berühren (2 Versuchsbedingungen)
• Unspezifische taktile Informationen: haptisches Feedback entspricht nicht visueller Darstellung (virtuelle Spinne – realer Holzwürfel)
• Spezifische taktile Informationen: haptisches Feedback entspricht visueller Darstellung (virtuelle Spinne – reales Spinnenmodell)

Erfasste Daten im dargestellten Beispiel:

• Kopfposition und Orientierung
• Handposition und Orientierung
• Dauer der Greifbewegung
• Hautleitfähigkeit und Herzrate

Hier ist ein Video zum vorgestellten Experiment:

Ergebnisse der Studie:

• Spezifische taktile Informationen (Spinnenmodell) führten im Vergleich zu unspezifischen taktilen Informationen (Holzwürfel) zu deutlich gesteigerten Angstreaktionen der Versuchsteilnehmer während der Konfrontation im Experiment.
• Das Präsenzempfinden, das Gefühl in der VR gegenwärtig zu sein, war ebenfalls bei spezifischen taktilen Informationen deutlich erhöht.
• Insgesamt konnte durch Konfrontation mit einer Spinne in VR eine Reduktion der Spinnenangst bei den Studienteilnehmern erreicht werden.

• Peperkorn HM, Mühlberger A. (2013). The impact of different perceptual cues on fear and presence in virtual reality. Studies in Health Technololgy and Informatics. 2013;191:75-9

Die Studie verdeutlicht, wie gezielte taktile Reize in virtueller Realität das Angst- und Präsenzempfinden beeinflussen können und liefert wichtige Erkenntnisse für zukünftige VR-gestützte Expositionstherapien.

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Besucher erleben ein 3D Höhenszenario

Im Rahmen des Abschluss-Symposiums der Forschergruppe „Emotion & Verhalten“ besuchten Forscher aus verschiedenen Bereichen der psychologischen Forschung das CAVE System des Lehrstuhls für Psychologie I an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU).

Die nach sechsjähriger DFG-Förderung endende Forschergruppe hat sich in einer Vielzahl von Untersuchungen um die Differenzierung reflektiver und impulsiver psychischer Prozesse und die verstärkte Kooperation von sozialpsychologischer und biopsychologischer Forschung verdient gemacht (Publikationsliste der Forschergruppe).

Das CAVE System in Aktion

Ein Projekt der Forschergruppe (Furcht in virtueller Realität: Wie beeinflusst die „Präsenz“ die emotionale Reaktion?) behandelte hierbei wichtige Aspekte und Voraussetzungen für bewusstes emotionales Erleben in VR. Im Anschluss an die Vorstellung der komplexen und interessanten Forschungsergebnisse und eine intensive Diskussion mit dem kanadischen VR-Experten Stéphane Bouchard (Cyberpsychology Lab of the University of Quebec in Outaouais) wurde allen Interessierten die Möglichkeit geboten, VR selbst zu erleben. Präsentiert wurde ein von VT+ erstelltes virtuelles Szenario zum Erleben von Höhen-Situationen auf einer Aussichtplattform.

Auf eine ausführliche Besichtigung und das Sammeln ganz individueller Eindrücke in VR durch alle Besucher wurde anschließend lebhaft über Immersion und Präsenz in VR, technische Aspekte des CAVE Systems und dessen Anwendung auf neue Untersuchungsfragen diskutiert.

Statement von Mathias Müller (VTplus GmbH)
Wir freuen uns sehr über die positiven Rückmeldungen zur Wirkung des präsentierten VR-Szenarios. An dieser Stelle möchten wir uns auch bei der Julius Maximilians Universität Würzburg (JMU) für die fortwährend gute Zusammenarbeit im Kooperationsprojekt CyberSession, aus welchem die VTplus GmbH als Ausgründung der JMU hervorgegangen ist, bedanken.

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Untersuchung des Verhaltens bei Ereignissen im Tunnel

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:

• Visuelle Informationen mit Head-Mounted Display VirtualResearch V6
• Bewegungs- Orientierungsinformationen des Kopfes Polhemus Fastrak mit Longranger-Source
• Visuelle Darstellung der 3D Umgebung mit Cortona3D Viewer
• Interaktion: Lenken und Gas/Bremse
• Bewegungssimulation mit 6DOF KMW MicroMotionSystem
• Physiologiedatenaufzeichnung
• Simulationssoftware CyberSession

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.

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