סקירה על הערכות ארגונומיות של מציאות מדומה חלק 1

תַקצִיר

רקע כללי:מציאות מדומה (VR) היא שילוב של טכנולוגיות המאפשרות למשתמש אינטראקציה עם סביבה מדומה עם חוויה של טבילה, אינטראקטיביות ודמיון. עם זאת, לבעיות ארגונומיות הקשורות למציאות מדומה יש השפעות שליליות על הבריאות והחוויה של המשתמשים, אשר מגבילות את היישום של טכנולוגיית מציאות מדומה.

Cistanche יכול לשמש כמשפר עייפות וסיבולת, ומחקרים ניסיוניים הראו שמרתח של Cistanche tubulosa יכול להגן ביעילות על הפטוציטים של הכבד ותאי האנדותל שניזוקו בעכברים שוחים נושאי משקל, להגביר את הביטוי של NOS3 ולקדם גליקוגן בכבד. סינתזה, ובכך מפעילה יעילות נגד עייפות. תמצית Cistanche tubulosa עשירה ב-Penylethanoid glycoside יכולה להפחית באופן משמעותי את רמות קריאטין קינאז בסרום, לקטאט דהידרוגנאז ולקטאט, ולהגביר את רמות ההמוגלובין (HB) והגלוקוז בעכברי ICR, וזה יכול למלא תפקיד אנטי עייפות על ידי הפחתת הנזק לשרירים ועיכוב העשרת חומצת החלב לאגירת אנרגיה בעכברים. Compound Cistanche Tubulosa Tablets האריכו באופן משמעותי את זמן השחייה נושא המשקל, הגדילו את מאגר הגליקוגן בכבד והפחיתו את רמת האוריאה בסרום לאחר פעילות גופנית בעכברים, מה שמראה את השפעתו נגד עייפות. המרתח של Cistanchis יכול לשפר את הסיבולת ולהאיץ את ביטול העייפות בעכברים מתאמנים, ויכול גם להפחית את העלייה של קריאטין קינאז בסרום לאחר פעילות גופנית ולשמור על מבנה האולטרה של שרירי השלד של עכברים תקין לאחר פעילות גופנית, מה שמצביע על כך שיש לו את ההשפעות של שיפור כוח פיזי ואנטי עייפות. Cistanchis גם האריך משמעותית את זמן ההישרדות של עכברים מורעלים בניטריט והגביר את הסבילות נגד היפוקסיה ועייפות.

לחץ על מותש

【למידע נוסף:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】

מַטָרָה:המאמר נועד לספק סקירה כללית של הערכת ארגונומיה של VR לפיתוח נוסף של תוכנה וחומרה של VR.

שיטות:מאמר זה מתאר ודן בבעיות הארגונומיה הכרוכות בתוכנה ובחומרה של VR משלושה היבטים: חזותיים, פיזיולוגיים וקוגניטיביים. המאמר גם מסכם את שיטות המחקר ומדדי ההערכה.

תוצאות:נעשו ניסיונות רבים לחקור בעיות ארגונומיה של VR, כולל לחץ, עייפות שרירים, נוחות תרמית, עייפות ראייה ומחלות תנועה. לימודי ארגונומיה הם בעלי ערך רב למחקר הקשור למציאות מדומה. יש טבלת סיכום המפרטת את מדדי ההערכה והשיטות העיקריים.

מסקנות:על פי המחקר הנוכחי, סקירה זו נותנת שלוש המלצות למחקר נוסף על VR, שיעזרו להמשך מחקר ועיצוב ממוקדים באדם בתעשיית ה-VR.

מילות מפתח:מציאות מדומה, תצוגת ראש, ארגונומיה/גורמים אנושיים, שיטות הערכה

1. הקדמה

בהתבסס על התפתחות טכנולוגיית המחשב, מציאות מדומה משלבת טכנולוגיית מידע אלקטרונית וטכנולוגיית סימולציה כדי ליצור סביבה דיגיטלית הדומה מאוד לסביבה האמיתית מבחינת ראייה, שמיעה ומגע. המשתמש מקיים אינטראקציה עם האובייקטים בסביבה הדיגיטלית עם הציוד הדרוש כדי לייצר חוויה סוחפת. לטכנולוגיית מציאות מדומה יש שלושה מאפיינים בסיסיים: טבילה, אינטראקציה ודמיון [1]. שלושת התכונות הבסיסיות הללו מכונות תכונות 3I של מציאות מדומה.

עם התפתחות הפרודוקטיביות וההתקדמות המתמשכת של הטכנולוגיה, הביקוש לטכנולוגיית מציאות מדומה הולך וגדל בתעשיות שונות. טכנולוגיית VR נמצאת כיום בשימוש נרחב בהגנה לאומית ובצבא, חינוך והדרכה, משחקים ובידור, בריאות, ייצור תעשייתי ותחומים אחרים. 5 G, הוא דור חדש של טכנולוגיית תקשורת ניידת בפס רחב עם מהירות גבוהה, זמן חביון נמוך וקישוריות גדולה, היא תשתית רשת למימוש החיבור בין אנשים, מכונות ודברים. המורכבות של ארכיטקטורת ה-5 G המתפתחת תספק הרבה הזדמנויות למתרגלים ותפתח אפשרויות חדשות ומרגשות למחקר [2]. עם הפיתוח של 5 G, היישום העתידי של VR יהיה רחב הרבה יותר. כיום, מציאות מדומה נחשבת לאחת המגמות הטכנולוגיות המרכזיות לקידום הדיגיטציה של כל תחומי חיי האדם [3].

עם זאת, חווית המשתמש של מציאות מדומה אינה מושלמת בשל מגבלות טכניות. מוצרי המציאות המדומה עצמם סובלים ממשקל ציוד מופרז, לחץ מקומי גבוה, אי נוחות תרמית, עייפות ראייה, מחלת תנועה ועוד, מה שגורם לאנשים להסס ללבוש את האוזניות לאורך זמן. בעיות אלו לא רק משפיעות לרעה על הבריאות והשימוש של המשתמשים אלא גם מגבילות את היישום של טכנולוגיית מציאות מדומה והטמעתה לציבור. לכן, עם סביבת תעשיית ה-VR התחרותית יותר ויותר, חשוב לבצע מחקר ארגונומיה עבור מציאות מדומה. מאמר זה סוקר את המחקר הארגונומי הקשור לחומרה ותוכנה של VR ומטרתו לסייע במחקר ופיתוח מוצר המתמקד ב-VR.

2. החשיבות של מחקר ארגונומיה למציאות מדומה

על פי ההגדרה שניתנה על ידי IEA (האגודה הבינלאומית לארגונומיה) בשנת 2000 [4], "ארגונומיה (או גורמים אנושיים) היא הדיסציפלינה המדעית העוסקת בהבנת האינטראקציות בין בני אדם ומרכיבים אחרים של מערכת, והמקצוע החלים תיאוריה, עקרונות, נתונים ושיטות לתכנון כדי לייעל את רווחת האדם ואת ביצועי המערכת הכוללים." טכנולוגיית מציאות מדומה בניית סביבה סוחפת תהיה פתרון ראוי לשיפור הארגונומיה של מקום העבודה [5, 6].

טכנולוגיית מציאות מדומה משכה תשומת לב רבה מצד ארגונומים. כבר בשנת 1998, סטאני הגיע למסקנה שמחקר על גורמים אנושיים במציאות מדומה קשור ליעילות ביצועים אנושית, בעיות בריאות ובטיחות והשפעה חברתית, והצביע על כך שמציאות מדומה צריכה לשקול באופן מלא גורמים אנושיים [7]. תופעות הלוואי וההשפעה שלאחר מכן של השתתפות בסביבות וירטואליות (VE), ההתאמה של ממשקי החומרה והתוכנה של VR והבנת הגורמים שקובעים את ביצועי המשתתפים הם הנושאים העיקריים למחקרים ארגונומיים של VR לאחרונה [8]. במאמר זה, אנו סוקרים את המחקר הארגונומי על החומרה והתוכנה של VR משלושה היבטים, כולל ארגונומיה פיזית, ארגונומיה חזותית וארגונומיה קוגניטיבית, ומסכמים את הנושאים הארגונומיים, השיטות, המדדים והמגמות העתידיות. סקירה שיטתית זו תועיל לעיצוב נוסף המתמקד באדם בתעשיית ה-VR, והיא יכולה לשפר את הפופולריות של VR.

3. בעיות ארגונומיה למציאות מדומה

3.1. הרכב מערכת של VR

מערכות מציאות מדומה נועדו ליצור סביבה וירטואלית אינטראקטיבית וכוללות רכיבי חומרה ותוכנה כאחד. ניתן לחלק את החומרה להתקני קלט ופלט. התוכנה כוללת בעיקר תוכנת מידול תלת מימד, פלטפורמת מציאות מדומה פתוחה ומנוע מציאות מדומה (איור 1).

3.1.1. רכיבי חומרה

רכיבי החומרה של מערכת מציאות מדומה כוללים התקני קלט והתקני פלט. התקני קלט כוללים בעיקר כפפות נתונים, ג'ויסטיקים ועוקבי תנועה. התקני פלט משמשים כדי להציג את סביבת ה-VR למשתמש ולספק משוב, כולל תצוגות חזותיות, שמיעתיות והאפטיות [9]. התקני פלט כוללים בעיקר תצוגת מציאות מדומה (HMD), מערה (Cave Automatic Virtual Environment), משקפי VR ואוזניות. בהשוואה ל-HMD המסורתי, אוזניות All-in-one Virtual Reality עמוסות במעבד עצמאי כדי להפוך את המערכת לאלחוטית. אהן וחב'. [10] הציע שמכשירי מציאות מדומה עתידיים צריכים לשקול סביבות מציאות מדומה מרובות משתמשים ובעיות קישוריות אלחוטית. הם האמינו שמכשירי מציאות מדומה אלחוטיים וללא מגע הם הטרנדים העתידיים של טכנולוגיית ה-VR.

3.1.2. רכיבי תוכנה

תוכנת מערכת מציאות מדומה מורכבת בעיקר מתוכנת מידול תלת מימד, פלטפורמת מציאות מדומה פתוחה ומנוע. דוגמנות מציאות מדומה המבוססת על תוכנת ציור דו מימד. 3DS Max®, AutoCAD®, Softimage 3D® ו-Maya® הן דוגמאות לתוכנות דוגמנות תלת-ממדיות זמינות באופן נפוץ. לפלטפורמה הפתוחה של VR יש ערכת פיתוח תוכנה למציאות מדומה נגישה (VR SDK). Oculus מספקת SDK מתעדכנת כל הזמן כדי ליצור אבות טיפוס ולערב את הציבור בתהליך פיתוח האפליקציות. והמנוע הוא כלי הפיתוח והיצירה האוניברסלי למציאות מדומה. דוגמאות למנועי VR מיינסטרים הם Unreal Engine 4®, Unity 3D®, Cry ENGINE® ו-VR Platform®.

3.2. בעיות ארגונומיות הקשורות לגורמי חומרה

HMD נחשב למכשיר המציאות המדומה הפופולרי ביותר [11]. הוא מבוסס על מערכת מעקב תנועה בזמן אמת המציגה את העולם הוירטואלי בשדה הראייה של המשתמש. לכן, סוגיות הגורמים האנושיות הקשורות לגורמי חומרת VR שנדונו כאן הן בעיקר עבור HMD, תוך התמקדות הן בארגונומיה פיזית והן בארגונומיה חזותית.

3.2.1. ארגונומיה פיזית

3.2.1.1. לַחַץ.המשקל, חלוקת המשקל וסגנון הלבישה של HMDs שונים יכולים להביא לחצים שונים על נקודת נשיאת הפנים, ובכך להשפיע על אי הנוחות הסובייקטיבית הכוללת של המשתמש [12]. מחקר על לחץ HMD התמקד הן בעומס פיזי והן בלחץ מגע.

מומנט מפרק הצוואר הוא מדד חשוב להערכה של עומס הגוף, המושפע באופן משמעותי ממשקל ומרכז המסה, ועולה עם מסת HMD [13]. המיקום המינימלי של מרכז המסה של מומנט מפרק הצוואר משתנה עם תנוחת הבדיקה והטווח המומלץ של מרכז המסה נקבע בהתאם ליציבה. למשקל ולמיקום מרכז הכובד יש השפעה משמעותית על התפיסה הסובייקטיבית של רמת עומס הגוף [14]. LeClair et al. [15] הזכיר שהמסה המקסימלית המקובלת של קסדה היא כ-1000 גרם, ולכן המסה המרבית של צג מותקן על הראש לא תעלה על 1000 גרם.

לחץ מגע נוצר בעיקר משבעה אזורים עיקריים במגע של הראש והפנים עם ה-HMD, כולל גשר האף, עצמות הלחיים, הגבות, המצח, העצם הטמפורלית, החלק העליון של הראש והחלק האחורי של הראש [16]. לחץ מגע ראש-פנים רגיש יותר למיקום מרכז הכובד של HMD. HMD עם מרכז כובד קדימה יצר לחץ מגע באף גבוה משמעותית ואי נוחות כללית מאשר אחד עם מרכז כובד אחורה [17]. מחקרים הראו כי אי הנוחות הסובייקטיבית הכללית והאפית הייתה קשורה קשר הדוק ללחץ המגע באף, והאוזן הייתה הרגישה ביותר לאי הנוחות עבור העיצוב עם מרכז הכובד על האוזן [17]. לי וחב'. [18] מצאו שאוזניות מציאות מדומה עם צורות שונות של קימורים במגע עם אזור הפנים הפעילו רמות שונות של לחץ על האף. יאן וחב'. [19] חקרו את הקשר בין משקל אוזניות המציאות המדומה לאי הנוחות הסובייקטיבית של הראש ועומס הלחץ, והם הגיעו למסקנה שהמשקל הקל יותר יכול לגרום למשתמשים להרגיש טוב יותר. יחד עם זאת, האוזנייה המשולבת נוחה יותר מזו הרכה.

3.2.1.2. עייפות שרירים.עייפות קשורה בעיקר לפעילות שרירים [20]. תנועת עיניים היא הרגל טבעי ועייפות שרירים מתרחשת לעיתים רחוקות, ולכן עייפות הראייה שונה מטבעה מעייפות השרירים הרגילה, הקשורה לפעילות מערכת העצבים המרכזית [21]. לכן, מאמר זה דן במחקר העייפות החזותית של HMD בנפרד ממחקר עייפות השרירים של HMD.

משקל ה-HMD עצמו עלול לגרום לעייפות. תוספת המשקל על הקסדה יכולה לגרום למרכז הכובד של הראש והקסדה לנוע קדימה. במקביל, זה יכול גם להגביר את האינרציה של הצוואר [22]. על פי הניתוח של ה- Surface EMG, במהלך כל אימון, רמת העייפות של השעות האחרונות גבוהה משמעותית מזו של השעות הראשונות לאחר לבישת HMD [22].

מיקומי מטרה שונים באינטראקציה של מציאות מדומה יכולים גם להשפיע על עומס שרירים ושלד וביצוע משימות [23]. יש להימנע ממצבי יעד אנכיים מיותרים באינטראקציה של VR כדי להפחית אי נוחות בשרירים ושלד וסיכון לפציעה. ניקולס [24] ציין שיש לערוך ניסויים ארוכי שנים כדי להעריך ביעילות בעיות עייפות שרירים.

בנוסף, במהלך האינטראקציה, תנועות מחוות חופשיות של הגפיים העליונות ללא תמיכת זרוע ותנוחות סטטיות ממושכות עלולות להוביל לאי נוחות ועייפות בכתפיים [25]. תנוחת זרוע חוזרת ומתמשכת במהלך אינטראקציות יכולה גם להוביל לעייפות שרירי הכתפיים [26].

3.2.1.3. נוחות תרמית.הנוחות התרמית של HMD חשובה. מחקרים קודמים הוכיחו כי לבישת כיסויי ראש בתנאים חמים עלולה להוביל להפרעות תרמיות סובייקטיביות (STD) [27, 28]. HMD מבודד את אזור הראש ועלול לגרום לאי נוחות תרמית, אשר בתורה מפחית את כוונת המשתמש ללובש [29]. הנוחות התרמית של ראש המשתמש משחקת תפקיד מכריע בנוחות האישית הכוללת. בהתבסס על שטח הפנים, חלק מחום הגוף מתפזר דרך הראש [30, 31]. בנוסף, אוזניות מציאות מדומה מייצרות חום רב במהלך הפעולה, מה שאומר שהמשתמש ירגיש חם יותר מאשר ללבוש כיסויי ראש אחרים (כגון קסדה) [32].

תרמוגרפיה אינפרא אדום (IRT) משכה תשומת לב גוברת בימינו במחקרים פיזיולוגיים בגלל הפוטנציאל הגדול שלה לכמת התפלגות טמפרטורת פני השטח בקלות ולא פולשנית וליצור תמונות תרמיות מתאימות [31, 33, 34]. דוטי וחב'. [31, 33, 34] השוו את היישום של אוגרי נתונים מיניאטוריים ותרמוגרפיה אינפרא אדום (IRT) במחקר נוחות אנושי. וואנג וחב'. [35] חקר את המאפיינים התרמיים ואי הנוחות התרמית הסובייקטיבית של אוזניות מציאות מדומה. הם מדדו טמפרטורת מיקרו-אקלים ולחות יחסית באמצעות אוגרי נתונים מיניאטוריים, ואת התפלגות הטמפרטורה בין הפנים של המשתמש לנקודת המגע של האוזניות באמצעות מצלמת הדמיה תרמית אינפרא אדום. המחקר מצא כי אי נוחות תרמית סובייקטיבית הייתה בקורלציה חיובית עם זמן שימוש, טמפרטורת מיקרו אקלים, לחות יחסית ושטח כיסוי התצוגה. הם הציעו שהעיצוב של HMD צריך לשקול צמצום אזור כיסוי התצוגה של הפנים של המשתמש, במיוחד האזור עם קצב הזעה גבוה.

3.2.2. ארגונומיה חזותית

ההתעמקות שמשתמשים מקבלים בסביבות VR תלויה במידה רבה בחוויה החזותית שלהם. כתוצאה מכך, המחקר על ארגונומיה חזותית של מציאות מדומה חשוב במיוחד. חביון מתייחס להבדל בין הזמן הדרוש למכשיר מציאות מדומה להגיב לקלט אות התנהגותי על ידי המשתמש לבין הזמן של מכשיר VR להציג את האות. בספטמבר 2020, IEEE (המכון להנדסת חשמל ואלקטרוניקה) פיתח תקן HMD להפחתת מחלות מציאות מדומה. הוא הזכיר שהשהייה של מציאות מדומה יכולה להשפיע על התעמקות המשתמש ולגרום לאי נוחות, מה שמציב דרישות חדשות לחומרת HMD. חביון צריך להיות נמוך ככל האפשר, 20 ms או אפילו פחות בהשהיה יהיה מקובל [36]. קצב פריימים הוא מספר הפריימים לשנייה שהתמונה מתרעננת, וקצבי פריימים נמוכים עלולים לגרום להבהוב. מכיוון שהבהוב וקצבי פריימים נמוכים עלולים לגרום לתסמינים כמו כאבי ראש, עייפות עיניים והתקפים אצל משתמשים רגישים, יש לסנכרן את קצב הפריימים בתוכן VR עם קצב הרענון של ה-VR HMD. מומלץ שקצב הפריימים המינימלי יהיה לא פחות מ-30 פריימים לשנייה (פריימים לשנייה) עבור תמונות, 60 פריימים לשנייה עבור גרפיקה ו-90 פריימים לשנייה עבור תוכן אינטראקטיבי. ככל שהפיקסלים לאינץ' (PPI) ברזולוציית תמונת ה-VR יהיו גבוהים יותר, כך התוכן המוצג על המסך יהיה ברור יותר.

בעיות הארגונומיה החזותית הנגרמות על ידי VR באות לידי ביטוי בעיקר בשני היבטים של עייפות חזותית ומחלת תנועה.

3.2.2.1. עייפות חזותית.HMD יכול לגרום לעייפות ראייה [36]. שידי וחב'. [37] סיווג תסמיני מאמץ בעיניים לתסמינים חיצוניים ופנימיים בהתבסס על מיקום. התסמינים החיצוניים העיקריים הם צריבה, גירוי, קריעה ויובש. תסמינים אלו נגרמים ממגוון גורמים, כגון פתיחת עפעפיים, בהייה, מבט כלפי מעלה, קריאת אותיות קטנות והבהוב בחלק הקדמי והתחתון של העין. תסמינים פנימיים הם בעיקר כאב, מתח וכאב ראש.

בניתוח הסיבות לעייפות חזותית הנגרמת על ידי HMD, פלי [38] הציע שהיא נגרמת על ידי חוסר ההתאמה בין מרחק ההתכנסות של העיניים ואורך המוקד. יאנו וחב'. [39] הציע כי בעת צפייה בתמונות סטריאוסקופיות, ההבדל בין דרישות ההתניה וההתכנסות עלול להפעיל לחץ רב על מערכת הראייה, להוביל לעייפות עיניים ולשינויים מדידים בתפקוד הראייה. Bando et al. [40] ראה שניסויים בסביבת VR היו מועדים יותר לעייפות חזותית מאשר ניסויים בסביבת LCD, בעיקר עקב עיוות תמונה או הצלבה בצפייה הסטריאוסקופית והקרבה בין מקור ההארה לעיניים.

3.2.2.2. מחלת תנועה הנגרמת חזותית.מחלת תנועה הנגרמת חזותית (VIMS) עשויה להתרחש במהלך או לאחר חשיפה לסביבה וירטואלית, ולגרום לאי נוחות למשתמש, המאופיינת בסימפטומים כגון בחילה, כאבי ראש וחוסר התמצאות [41]. VIMS הוא המכשול העיקרי שיש להתגבר עליו במציאות מדומה. ההערכה היא שכ-30-80% מהאנשים יחוו מידה מסוימת של מחלה בעת שימוש במציאות מדומה [42]. לכן, חלק זה יתמקד ב-VIMS בסביבה וירטואלית.

תיאוריות קודמות מצביעות על כך שמחלת תנועה נובעת ממנגנון התגובה של הגוף להרעלת מזון – כאשר מתגלים רעלים במזון, המוח מעורר הפרעה תפיסתית המאלצת את הגוף להקיא את המזון הרעיל. כמובן שקשה לבסס טענות כאלה, והתיאוריות הכלליות הנוכחיות מתמקדות בעיקר בבלבול של אותות תנועה חזותיים. הסיבות העיקריות למחלת תנועה כוללות התנגשויות בין מידע חזותי ומידע על תנועת הגפיים, קונפליקטים בוויסות הוורגנציה החזותית, פרלקסה דו-עינית מוגזמת ושינויים בלתי רציפים בפרלקסה [43]. תיאוריית הקונפליקט החושי טוענת כי מחלת תנועה מתרחשת כאשר אותות תחושתיים, במיוחד אותות הקשורים לתנועה עצמית, ממערכות החוש השונות (למשל מערכת הראייה, מערכת הווסטיבולרית, פרופריוצפטורים) נמצאים בקונפליקט זה עם זה או מפרים באופן חזק ציפיות על סמך קודמות. ניסיון [44]. לכן, הפחתת קונפליקטים חיונית כדי למנוע מחלת תנועה [45]. כדי להפחית את מחלת התנועה, Mizukoshi et al. [45] פיתח שיטת קנה מידה למערכות שלט רחוק מאסטר-עבד המבוססת על תנועת המבט של הראש לעבר האובייקט או ממנו.

VIMS מושפע מגורמים בודדים [46]. גורמים אלה כוללים גיל (פרטים צעירים יותר רגישים יותר מאנשים מבוגרים), מין (נשים רגישות יותר מגברים), וגורמי אישיות (אנשים בעלי חוסר מוחצנות, גבוה בנוירוטיקה ו/או גבוה בחרדה, כולם רגישים יותר) [41, 47].

רבים מהגורמים המעוררים מחלת תנועה קשורים לחומרה ולתצוגות של סימולטור VR [44]. מחקרים על גורמים הקשורים לחומרה HMD המובילים למחלת תנועה כוללים בעיקר סוגי מכשירי תצוגה (מסך, צג ותצוגת קסדה) [48–50], שדה הראייה (FoV) [51, 52], עיכוב זמן [53], קצב פריימים [54] והבהוב [55]. שדה ראייה מתייחס לגודל השטח שהמשתמש יכול לצפות בו. FoV קטן מציין אזור צפייה צר והמשתמש חייב להזיז את המסך לעתים קרובות. בעוד FoV קטן מאופיין בטבילת תמונה מופחתת וקוגניציה חזותית, FoV גדול יכול להוביל לעיוות מסך, ולגרום למשתמשים לחוש סחרחורת או אי נוחות [56].

חביון VR יכול להסיח את דעת המשתמשים, להשפיע על הנוחות שלהם ועל עוצמת מחלת התנועה [57]. לי וחב'. השתמש במתודולוגיית Delphi כדי להעריך את ההשפעה של HMD על מחלת תנועה ומצא כי חביון היה השיקול הקריטי ביותר לחוויית נוחות תצוגת הקסדה [56]. הצטברות הבהוב מעוררת מחלת תנועה אצל המשתמש.

ההערכה של VIMS מחולקת בעיקר להערכה סובייקטיבית והערכה אובייקטיבית. הערכה סובייקטיבית היא בעצם מחקר של הדעות של רוב קבוצת הנבדק ויכולה לשקף ישירות את רגשות המשתמש. השאלון הנפוץ להערכת מחלת תנועה הוא השאלון Simulator Sickness Questionnaire (SSQ) שהוצע על ידי קנדי ​​ב-1993 [41]. ה-SSQ מעריך את מחלת התנועה לפי ציון כולל המבוסס על שלושה גורמים: בחילות, אוקולומוטורי וחוסר התמצאות.

נעשה שימוש נרחב ב-SSQ למדידת סימנים ותסמינים הקשורים לסימולטורים צבאיים של מציאות מדומה [41, 58]. עם זאת, לפריטים מסוימים ב-SSQ יש מתאם קטן למדידת מחלת תנועה בסביבות מציאות מדומה [59]. ה-SSQ השתפר ללא הרף בשנים האחרונות, Kim et al. [60] טען שחלק מהפריטים ב-SSQ אינם רלוונטיים לתסמינים בסביבות VR והציעו את שאלון מחלת המציאות המדומה (VRSQ). ה-VRSQ מורכב משני חלקים: אי נוחות בעיניים והפרעת התמצאות, אשר אינה כוללת בחילות, שכן לבחילות יש השפעה קטנה על מחלת תנועה בסביבת ה-VR.

הערכה סובייקטיבית נוחה ונמצאת בשימוש נרחב. עם זאת, הוא נתון להשפעה אינדיבידואלית ויכול להשיג רק שינויים גסים. לעומת זאת, להערכה אובייקטיבית יש את היתרונות של פחות שגיאות מדידה ומדידה ישירה של תגובת גוף האדם. אבל יש לו גם מגבלות של שימוש במכשיר ונתונים לא אינטואיטיביים. לכן, חוקרים מרבים להשתמש בשיטה של ​​שילוב הערכה סובייקטיבית עם מדידה אובייקטיבית.

חוסר יציבות יציבה זוהה כמנבא מפתח של מחלת תנועה [61]. מדידת חוסר היציבות התנוחה כוללת שני סוגים של שיטות: שיטת שיפוט מרכז הכובד ושיטת שיפוט נתיב. בשיטת קביעת מרכז הכובד ניתן להשתמש בלוחית הכוח לבדיקת חוסר היציבות של מנח הגוף בעמידה [62]. שינויים במיקום מרכז הלחץ בצירים קדמי-אחורי (AP) ו-Medal-Lateral (ML) נרשמים בתדר של 50 הרץ. ההשפעות של משימת הראייה ומצב מחלת התנועה מתרכזות בעיקר בציר הקדמי-אחורי. בשיטת שיפוט הנתיב, חיישן מגנטי משמש כדי להקליט את נתוני היציבה של הנבדק ולקבוע אותם למרכז הגב של המשתתף [63], תוך איסוף נתוני הנתיב על צירי X ו-Y בתדר של 120 הרץ. המורכבות הזמנית של אי יציבות התנוחה נחקרת באמצעות אנטרופיה מדגם ואורך נתיב מנורמל, וגודל אי היציבות התנוחה נחקר באמצעות שטח אליפטי ואורך נתיב.

נתונים פיזיולוגיים אובייקטיביים אחרים כגון אלקטרוקולוגרמה (EEG), אלקטרוקרדיוגרמה (ECG), אלקטרואנצפלוגרמה (EOG), תגובת עור גלוונית (GSR) ופוטופלתיסמוגרפיה (PPG), לחץ דם (BP), קצב לב (HR), קצב דופק, קצב מצמוץ יכול לשמש גם כאינדיקטורים להערכה אובייקטיבית של מחלת תנועה [43, 64, 65].

3.3. בעיות ארגונומיות הקשורות לגורמי תוכנה

לתוכן התוכנה של מציאות מדומה יש השפעה מועטה על ההיבטים הארגונומיים הפיזיים ולא נדון כאן. הבעיות התפיסתיות ועייפות הראייה ממשיכות ואף מתארכות תוך שימוש במכשירי HMD עם תצוגות קרובות לעין [66]. לכן, נושאי הארגונומיה הקשורים לגורמי תוכנה נדונים בעיקר בשני ממדים: ארגונומיה חזותית וארגונומיה קוגניטיבית.

3.3.1. ארגונומיה חזותית

3.3.1.1. עייפות חזותית:תוכן VR יכול גם להשפיע על הנוחות החזותית ולגרום לעייפות חזותית. צ'וי ואח'. [67] הוכיחו שמשתתפים שצפו בתלת מימד סטריאוסקופי (S3D) עם מכשיר מציאות מדומה הציגו ציוני SSQ גבוהים יותר מאשר משתתפים המשתמשים במכשירים אחרים. Kooi ו-Toet [68] חקרו את ההשפעה של פגמים בתמונה דו-עינית על עייפות הראייה של מערכת הראייה הסטריאו. הם גילו שכמעט כל אסימטריות התמונה המשקפת הפחיתו מאוד את הנוחות החזותית.

3.3.1.2. VIMS:בנוסף להבדלים אינדיבידואליים וגורמי חומרה של HMD, גורמים שעלולים לגרום למחלת תנועה הם קול ותוכן [69]. לכן, ההתרחשות של מחלת תנועה הנגרמת על ידי מציאות מדומה נמצאת בקורלציה עם עיצוב תוכן תוכנה. תקן IEEE [36] קבע כי תנועות מצלמה וירטואליות לא טבעיות ופתאומיות והתנהגויות אסינכרוניות שאינן תואמות את החוויה החזותית של תוכן VR עלולות לגרום לסחרחורת ואי נוחות למשתמש, ומציע כי יש לסנכרן את קצב הפריימים בתוכן VR עם קצב הרענון של ה-HMD. במקרה של תוכן VR עם מורכבות תמונה גבוהה, המשתמשים נאלצים לזהות כמות גדולה של מידע חזותי, מה שעלול להוביל גם למחלת VR. לכן, סצנות דינמיות נוטות לגרום לתסמינים של מחלת תנועה, וכתוצאה מכך משתמשים עזבו את ההערכה [70], בעוד שמספר אי נוחות משמעותיות מדווח בסצנות סטטיות [71].

קשווארז והכט [72] מצאו שצלילים נעימים בסביבת סימולטור יכולים להפחית מחלת תנועה, במיוחד כאשר הצלילים הנעימים גורמים למשתתפים להרגיש רגועים. עם זאת, כיוון הצליל צריך להיקבע לפי תנוחת הראש של המשתמש, וחוסר התאמה בין מקור הקול להשמעת האודיו בפועל יכולה להוביל גם למחלת מציאות מדומה [36].

【למידע נוסף:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】