Отличительные особенности и преимущества виртуальной реальности перед традиционными методами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Отличительные особенности и преимущества виртуальной реальности перед традиционными методами

За последнее десятилетие в психологические исследования активно внедряется новая экспериментальная технология «виртуальной реальности» (ВР). К настоящему времени ее эффективность подтверждена данными медицины, нейропсихологии, когнитивной и социальной психологии. Технология виртуальной реальности оснащает экспериментальную психологию методами, имеющими ряд отличий от традиционных лабораторных инструментов.

Активная дискуссия относительно положительных и отрицательных особенностей систем ВР велась и ведется практически во всех обзорных и экспериментальных работах, ей посвященных. Перечислим и проанализируем некоторые несомненные преимущества этой технологии.

1. Технологии ВР выгодно отличаются от традиционных методов экспериментальной психологии, прежде всего, высокой степенью экологической валидности. В еще более упрощенном варианте для диагностики когнитивных процессов использовались стандартные тесты с использованием ручки и бумаги, а оценка когнитивных / функциональных процессов основывалась на двух критериях -- надежности и валидности. Однако существует множество факторов, значительно снижающих надежность и валидность традиционных методов. Например, субъективные особенности эксперта; функционирование одновременно нескольких когнитивных функций, приводящее к неясности относительно того, какая из них подвергается оценке. Поэтому для измерения ряда психологических характеристик методики опросников и тестов признавались не совсем адекватными. Сравнительно недавно в научной психологии появились такие понятия, как «практический интеллект» и «эмоциональный интеллект», которые определяют интеллект не как способность решать задачи, а как способность понимать действия и эмоции другого человека. Тестирование этих способностей требует новой стимульной среды, которая подобна естественной среде. Это должен быть сложный, меняющийся во времени и пространстве ряд визуальных сцен, «провоцирующий» естественное поведение наблюдателя в пределах естественно-подобного «виртуального» окружения.

2. Важным преимуществом технологии виртуальной среды является введение в их структуру фактора времени -- «стрелы времени». Субъективная временная шкала, заполненная переживаниями «прошлого», «настоящего» и «будущего», является одним из системообразующих «психологических стержней» реального целенаправленного поведения.

3. Технология виртуальной реальности отличается от классических методик еще и тем, что она позволяет осуществлять полный контроль за вниманием наблюдателя. Виртуальная среда является яркой, динамичной и интерактивной, поэтому в такой среде маловероятно отвлечение внимания на другие стимулы реального окружения.

4. Cреда ВР программируется, что делает ее гибкой и позволяет пластично менять параметры виртуальных объектов и происходящих с ними событий. Есть возможность предъявлять множество разнообразных стимулов (как неподвижных, так и движущихся) с контролируемыми параметрами (яркость, цвет, форма и др.). Кроме того, в ней программируется структура появления стимуляции и настройка этой структуры в зависимости от реакции наблюдателя. Следует отметить, что в понятие гибкости ВР включается возможность создавать не только «подобную реальному миру» среду, но и нереальные («лунные») миры с необычными свойствами виртуальных объектов. Такие миры также дают возможность поместить пользователя виртуальной среды в условия, которые в реальном мире были бы недостижимыми, опасными или стрессогенными.

5. Ещё одной особенностью систем ВР является возможность селективного выделения нужной стимуляции. В экспериментальной психологии существует большое количество задач, в которых экспериментатору необходимо привлечь внимание испытуемого к отдельным ключевым стимулам. В программируемой ВР в описание сценария можно ввести специальные способы визуального «усиления» ключевых стимулов -- увеличить частоту их появления, усилить яркость, окрасить их в цвет, который «привлекает взор» испытуемого. Можно использовать не только сенсорные характеристики стимуляции, но и встраивать в виртуальную среду стимулы, вызывающие у испытуемого сильные ассоциативные реакции: портреты близких людей, обстановку комнаты, в которой испытуемый провел детские годы, и т.п.

6. Важное преимущество ВР -- возможность установления обратной связи в режиме реального времени. Быстродействующие компьютерные системы могут обсчитывать и выдавать результирующий визуальный образ в течение нескольких миллисекунд, что позволяет программно устанавливать быстрое интерактивное взаимодействие наблюдателя с ВР средой. Для этого вводится специальный дисплей, позволяющий осуществлять действия с виртуальными объектами, результат которых виден в режиме реального времени. Примером применения обратной связи в режиме реального времени является разработка продвинутых систем «управления взглядом», полезных, например, как дополнительный канал взаимодействия с интерфейсом при управлении объектами в условиях зашумленности. Аналогичные системы, осуществляющие фиксацию и передачу на расстояние направления взора партнеров, применяются при организации компьютерных видеоконференций. Это пример так называемых «внимательных к вниманию» технологий, которые разрабатываются для «координации ресурсов внимания». Введение систем обратной связи в ВР средах позволяет на новом уровне исследовать невербальное общение, включающее «контакт глаз» и синхронизацию микродвижений говорящих, сигналы «передачи очереди» говорения, а также особенности нарушений и отстаивания «личного пространства» взаимодействующими субъектами.

7. В отличие от классических методов экспериментальной психологии ВР предоставляет возможность создания полимодальной стимуляции. Чувство физической реальности конструируется на основе комплекса базовых ощущений: зрения, осязания, слуха, обоняния. В первую очередь исследователей привлекают зрительная, слуховая и гаптическая (тактильная) модальности восприятия. Проводятся исследования ольфакторного (или «теле-ольфакторного») восприятия, суть которого состоит в том, что пользователь подвергается воздействию запахов при «вдыхании смеси одорантов, состав которых соответствует смеси, представленной в ином месте, сколь угодно далеком». Таким образом, системы ВР позволяют имитировать одновременно зрительные, тактильные, слуховые образы, что едва ли достижимо в традиционной парадигме экспериментальной психологии и что усиливает «правдивость» виртуальной среды. Такие преимущества позволяют на более качественном уровне исследовать взаимодействие базовых сенсорных систем, например, изучение роли взаимодействия кинестетических и зрительных ощущений в условиях запаздывания зрительных сигналов. Кроме того, указанное преимущество позволяет решать ряд задач в реабилитации когнитивных способностей. Однако возможность создавать в средах ВР мультимодальную стимуляцию, полностью погружающую пациента во взаимодействие с виртуальной средой, позволяет значительно эффективнее моделировать его комплексное поведение.

Проблемы использовании технологии виртуальной реальности:

1. Применение технологий ВР, помогая решить «старые проблемы», поднимает новые, требующие специального теоретико-методологического рассмотрения. Прежде всего, это -- проблема разработки нового понятийного аппарата, возникающего в связи с внедрением в эксперимент ВР. В первую очередь это касается таких ключевых понятий, как «виртуальные миры» и «виртуальное сознание».

2. Наряду с проблемой определения собственно ВР существует проблема классификации форм (способов) погружения субъекта в виртуальный мир. Российский физиолог В.Б. Дорохов (2006), рассуждая о психофизиологических аспектах этой проблемы, отмечает: «Иммерсивность заключается в том, что участник погружается в мир виртуальной реальности, воспринимает себя и видимые им объекты частью этого мира. Возможны три формы иммерсии: прямая, опосредованная и зеркальная, когда участник, соответственно, чувствует себя частью виртуального мира, видит в виртуальном мире себя или часть своего тела или видит виртуальный мир и самого себя как бы в зеркале». Данное мнение должно быть признано справедливым, даже если практика применения ВР покажет, что на самом деле способов «погружения» окажется больше, чем было здесь перечислено.

3. Еще одна проблема, возникающая в связи с использованием ВР, -- это проблема эффективности представления объектов в виртуальной среде, т.е. определения минимального набора признаков, необходимых и достаточных для опознания объекта и «принятия» его в качестве реального. Решение этой проблемы тесно связано с решением другой важной задачи -- задачи разработки технологий психофизических измерений «виртуальных признаков» с целью организации целенаправленного воздействия на субъекта ВР среды и объективной оценки степени такого воздействия.

Виртуальная реальность как эффективный метод психотерапии для лечения личностных и ментальных расстройств

виртуальная реальность психотерапия

Социально важная и наиболее развитая в настоящее время область применения систем ВР в психологии и медицине -- это психотерапевтическая помощь при страхах, фобиях, посттравматических расстройствах, психологической реабилитации, хронических болях, в борьбе с наркотическими привязанностями и болезнями стресса. Так, в ряде американских клиник уже несколько лет реализуется программа по использованию виртуальных технологий в качестве нефармакологического обезболивающего средства. Эффективность такого психотерапевтического виртуального «лекарства», превышающая эффективность классических опиоидных средств обезболивания (в два и более раз), продемонстрирована на больных с сильными ожогами. В этих же исследованиях обнаружен важный для технологий ВР факт: погружение в двумерный виртуальный мир (видеоигры) оказывается менее эффективным для преодоления мучительных болей, нежели погружение в трехмерную виртуальную среду. Трехмерная виртуальная среда создавалась с помощью специальной анальгетической терапевтической компьютерной программы «Мир снега» (Snow World), разработанной для ожоговых пациентов сотрудниками фирмы Microsoft и Национального института здравоохранения США. Программа вызывала заметное снижение ощущений боли у больных, поглощая их внимание иллюзией полета через заснеженный каньон с пингвинами, снеговиками и прочим.

В контрольной серии экспериментов здоровые испытуемые-добровольцы подвергались болевым (тепловым) воздействиям и затем «погружались» в интерактивную версию ВР «Мир снега», имея на голове волоконно-оптический шлем виртуальной реальности, наушники для прослушивания звуковых эффектов и датчик, отслеживающий положение головы. Методом фМРТ показано, что снижение ощущений боли в виртуальной среде «Мир снега» сопровождается понижением активности центров мозга, связанных с восприятием боли: островка, таламуса, первичной и вторичной соматосенсорной коры, поясной коры. При этом выявлена положительная корреляция между силой иллюзии, т.е. убежденностью испытуемых в том, что они пребывают в виртуальном мире, и ослаблением болевых ощущений..

Еще одна область терапевтического использования ВР -- лечение фобий путем демонстрации пациентам виртуальных изображений объектов, вызывающих у них непреодолимый страх (фобию). Этот прием впервые был использован в 1990-х г.г. учеными США для лечения людей, боящихся высоты, воздушных полетов, вождения автомобиля после аварии, публичных выступлений, а также ветеранов Вьетнамской войны с хроническим посттравматическим стрессом. Как и другие формы экспозиционной терапии, лечение страхов с помощью ВР протекает по схеме оперантного обучения, предполагающей постепенное приучение человека к объектам и ситуациям, вызывающим у него страх. По мере привыкания боязнь исчезает, и пациент возвращается к нормальной жизни. Эта идея положена в основу разработки специальных тренинговых программ, поставляемых компанией Virtually Better психологам и психиатрам для терапии страха перед публичными выступлениями. Погружение в мир ВР эффективно помогает избавиться от страха перед насекомыми. Например, специальная программа ВР «Мир паука» позволяет пациенту приближаться к виртуальному пауку, дотрагиваться до него «киберрукой» и ощущать эти прикосновения. Дисплей, встроенный в шлем на голове пациента/ки, демонстрирует изображение иллюзорного паука. Для обеспечения тактильной обратной связи с ВР программа отслеживает положение игрушечного паука (в руке терапевта), благодаря чему больной/ая может «дотронуться» до виртуального тарантула.

Программы ВР можно использовать и для лечения таких серьезных психических нарушений, как посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР). Симптомы этого заболевания включают в себя навязчивые воспоминания о травматическом событии (насилие, смерть близкого человека и т.п.); сильные эмоциональные реакции на любые объекты или ситуации, напоминающие о травме; замкнутость, эмоциональную глухоту и хроническую раздражительность. Изнурительное состояние ПТС самым драматическим образом отражается на личной жизни и работе человека и, в отличие от фобий, с трудом поддается лечению традиционными методами психотерапии и психиатрии. Программы ВР помогают пациентам осознать и ослабить эмоции, связанные с памятью о травматическом событии. Постепенно пациенты привыкают к реалистичным образам и звукам, характерным для травматической ситуации, что в итоге помогает им бороться с мучающими их воспоминаниями о реальных событиях.

В 1980-90-х годах технологии ВР стали использоваться в нейропсихологии для восстановления движений и когнитивных функций у больных с поражениями головного мозга. Важным преимуществом применения ВР в реабилитационной практике является, то, что эта технология предусматривает активное взаимодействие пациента с виртуальной средой, заметно повышающее его мотивацию к выздоровлению.

Использование виртуальной реальности в инженерной психологии, организационной психологии, спортивной психологии и психологии безопасности

Внедрение в практическую психологию технологий ВР ставит перед инженерной психологией и психологией труда новые задачи, связанные с исследованием и разработкой эргономических норм для разного рода специальных систем ВР: тренажеров для обучения операторов, виртуальных сред для инвалидов. В работе Galimberti et al. (2006) отмечается, что проведение подобных исследований в рамках «юзабилити» и разработка нормативных методик оценки качества и безопасности применения человеком систем ВР являются содержанием отдельного самостоятельного направления в современной психологии труда. Большие новые разделы в современной эргономике и инженерной психологии посвящены разработке на основе виртуальных сред тренажеров и систем-симуляторов для обучения разного рода специалистов (операторов) по управлению сложными техническими системами (атомная станция; воздушное судно; ракетные установки) в типовых и нештатных ситуациях. Как правило, такие тренажеры оснащены датчиками и специальными программами для мониторинга функционального состояния оператора (электроэнцефалография, электрокардиография, электромиография, стабилография, реография, оксигемометрия).

Не меньшее значение для современной промышленности имеет проектно-исследовательское применение систем ВР в целях организации трехмерной среды и исследования эффективности продуктивной (например, конструкторской) деятельности погруженного в эту среду человека. Созданием прототипов новых объектов и разработкой их эксплуатации активно интересуются промышленные корпорации, занимающиеся проектированием транспортных средств (автомобилей или самолетов) и архитектурных сооружений. Например, в трехмерном пространстве наблюдатель видит виртуальную модель (самолета, автомобиля, здания) и в течение нескольких минут имеет возможность разобрать ее, изменить ее дизайн, добавить новые компоненты, т.е. сделать то, что в реальности потребовало бы значительных затрат времени и денег. Кроме того, в виртуальной среде можно протестировать любые параметры созданной модели.

Организационная психология вплотную подошла к разработке и внедрению нового поколения систем ВР, предназначенных для проведения видеоконференций и дистанционных рабочих совещаний. На таких совещаниях докладчик видит нескольких виртуальных собеседников, каждый из которых, в свою очередь, видит и слышит виртуального докладчика. В связи с этим возникает проблема организации общения и эффективного обмена мнениями в условиях «виртуального контакта», т.е. отсутствия реального контакта «глаза в глаза». Для решения этой проблемы необходима разработка новых психологических методов организации дискуссий. Например, в современных исследованиях все большее внимание уделяется невербальным сигналам, на основе которых можно понять, кто из участников готов «взять слово» (мимика) или на какую деталь чертежа следует обратить внимание участников (фиксация взгляда говорящего).

Новые возможности для организационной психологии открываются при использовании «виртуальных аватаров», которые уже начинают служить посредниками в торговой рекламе для демонстрации новых товаров, примерки изделий легкой промышленности, выбора способов расстановки мебели в некотором пространстве. Насколько хорошо они могут исполнять свои обязанности, убедительно ли они рекламируют товары, доверяет ли им потенциальный покупатель? Это лишь некоторые из многочисленных вопросов, которые будут решать психологи.

Новые области применения обучающих ВР-систем -- организация спортивных тренировок, в частности, с моделированием и разыгрыванием тактического противоборства в будущих поединках. Так, в университете штата Мичиган разработана виртуальная CAVE-система как подспорье для тренировок футболистов. С ее помощью можно отрабатывать варианты тактического расположения на поле игроков своей команды и команды противника, учиться распознавать конкретных игроков и подаваемые ими сигналы, а также сигналы, подаваемые тренером, находящимся за пределами поля. Другая область применения систем ВР в спортивных целях связана с рекламной и выставочной деятельностью. Таковы, например, не имеющие собственно спортивного значения популярные шоу с участием сильнейших шахматистов, которые соревнуются с компьютерными программами, наблюдая игровое поле при помощи очков ВР (без реальной доски и фигур).

Психофизиология и технология виртуальной реальности

Методы психофизиологии в свете проблем технологии виртуальной реальности

Особое место в системах ВР разного целевого назначения отводится психофизиологии. По предварительным данным, в виртуальных средах доступны для регистрации такие широко используемые в психофизиологии показатели, как электрокардиограмма, кожно-гальваническая реакция, электромиограмма, электроэнцефалограмма, плетизмограмма.

В задачи психофизиологического сопровождения программ ВР входит:

· объективизация степени погружения человека в виртуальный мир и адаптации к новой реальности,

· объективная оценка эффективности концентрации внимания пациента/ки на конкретных «мишенях» для виртуального воздействия (страхи; боли; процесс обучения).

Технология виртуальной реальности в свете проблем психофизиологии и нейронауки

Проблемы души и тела, мозга и тела, разума и тела являются традиционными для наук о человеке в целом и для психофизиологии, в частности. Эти проблемы периодически становятся первоочередными и активно обсуждаемыми, после чего на время отходят как бы на второй план. В очередной раз указанная проблема выходит на первый план в последние два года в связи с экспериментами по отчуждению тела (опыт out-ofbody) с применением систем ВР. Эти эксперименты, проводящиеся преимущественно в Швеции, связаны с проверкой значения зрительной и проприоцептивной (ощущения, источником которых являются рецепторы, расположенные в мышцах, связках и сухожилиях. Проприоцептивные ощущения играют важнейшую роль в регуляции движений, а также дают информацию о положении в пространстве тела и его частей) информации в восприятии собственного тела. Работы, посвященные виртуальному феномену out-of-body, поднимают вопрос о роли полимодальной стимуляции в формировании субъективных представлений о собственном «физическом Я» и, более широко, о механизмах «саморефлексии» и «самосознания».

Крайне важным для фундаментальной психологии и нейронаук является использование ВР-технологий для изучения функций мозга. Особенно перспективным здесь является совмещение методов ВР с современными методами неинвазивной визуализации активности мозга (ПЭТ, фМРТ).

Анализ технологии виртуальной реальности свидетельствует о том, что она обладает целым рядом методологических особенностей, отличающих ее от методов традиционного психологического лабораторного эксперимента. Одни особенности методов ВР могут быть оценены как «преимущества» перед методами классической экспериментальной психологии, а другие -- как новые проблемы, требующие специального, в том числе и методологического, анализа.

Экспериментальные исследования, проведенные при помощи технологии ВР, свидетельствуют о том, что она может использоваться как эффективное средство в психотерапии и психологической реабилитации, а также для решения задач организационной психологии, спортивной психологии и психологии безопасности.

Особое место в системах ВР отводится психофизиологии. С одной стороны, использование психофизиологических показателей позволяет объективно оценить степень погружения человека в виртуальный мир и уровень адаптации к нему. С другой стороны, технологии ВР открывают перед психофизиологией новые возможности в исследовании взаимоотношений между душой и телом, мозгом и психикой.

Размещено на Allbest.ru