Психические состояния личности в дидактической vr-среде

Введение

В данной статье рассматриваются изменения психических состояний личности при работе с краткосрочной виртуальной реальностью. Это часть комплексных исследований по изменению личности (и психического в целом) в дидактических и тренинговых ВР-программах. Ранее нами получены данные о том, что личностные черты (прежде всего показатели базовых шкал MMPI) не изменяются во время непродолжительной работы в ВР. Наиболее подверженными изменению в ВР оказываются познавательные процессы (мышление, память, восприятие), познавательные способности, когнитивные стили [Взаимодействие личности и, 2019]. В данной статье такой проверке подверглись психические состояния, которые, как известно, находятся по критерию подвижности, изменчивости между познавательными процессами (более подвижные) и чертами, свойствами (менее изменчивые). Психические состояния имеют системную структуру, в которой выделяются физиологический, психофизиологический, психологический и социально-психологический уровни (В.А. Ганзен), они выполняют много функций — от сопроводительной, фоновой до антиципирующей, регуляторной [Психические состояния: учеб, 2011]. Эти положения предопределяют значимость психических состояний в учебно-воспитательном процессе [Психические состояния: учеб, 2011].

Под ВР в нашем исследовании понималось высшее техническое развитие программирования и психологии, воплощенное в мнимой, искусственной среде, создаваемой на основе имитационно-симуляционных технологий путем их воздействия на органы чувств в зависимости от того, кто их воспринимает. Основное содержание такой ВР сводится к четырем компонентам: 1) насыщение информационной среды трехмерными изображениями объектов; 2) анимация (предметы в ВР могут совершать действия, субъект симулирует действия предметов и свои действия); 3) интерактивность (субъект в информационной среде осуществляет действия, которые изменяют эту среду (в режиме реального времени изменение наклона головы, меняет виртуальную сцену; в современных шлемах vive отслеживается и ходьба пользователя, которая меняет виртуальную ситуацию); 4) создание средствами программирования эффекта присутствия (ргезепсе) (ощущение человеком иллюзии содействия в искусственно созданной информационной реальности с предметами и/или субъектами).

Технологии ВР высшего уровня относятся к критическим с позиции экономического развития нашей страны и других государств, Использование технологий виртуальной реальности оказывается эффективным для разрешения актуальных задач психологических, педагогических, социальных исследований [Zinchenko Yury, 2015].

В отечественной психологии технологии ВР активно используются: при научном изучении влияния виртуальных образов и симулированных действий на мышление, память, обучение, психические состояния человека [Селиванов, 2015; Селиванов, 2016]; при исследовании зрительных иллюзий [Меньшикова, 2014; Menshikova Galina, 2013]; параметров вестибулярного аппарата [Menshikova Galina, 2017]; при исследовании эффекта присутствия [Величковский, 2016]; ВР (комната виртуальной реальности) выступает в качестве ценного инструмента для социальных исследований, включая изучение этнических отношений [Menshikova, Galina Ya, 2018]. Исследования проводятся на факультете психологии МГУ, в том числе с использованием комнаты виртуальной реальности (CAVE). Сфера образования так же становится все больше восприимчивой к технологиям ВР разного уровня [Смирнова, 2018].

Сегодня можно говорить о быстрых темпах развития новой компьютерной онтологии [Селиванов, 2016; Chalmers, 2017; 14.     Metzinger, 2018], в основе которой лежит виртуальная реальность. Создается новая информационная феноменология, где факты переживаются как непосредственная и реалистичная данность. В настоящее время существует ВР-эпистемология, ВР-гносеология. Важной проблемой для современного общества является определение характера позитивного, экологического взаимодействия личности с ВР-онтологией, особенно с дидактическими и тренин­говыми ВР-программами в высшем образовании.

Ранее нами получены данные о позитивном влиянии ВР-обучающих и ВР-тренинговых программ на личность и познавательные процессы, но эти эксперименты осуществлены в основном с использованием 3D мониторов и шлема E-magin Z 800 3D Visor, исследования по изменению психических состояний были недостаточными. Принципиально новые возможности для визуализации и интерактивности обеспечивают более современные шлемы ВР vive и Oculus (высокое разрешение изображения, отслеживание не только поворота головы, но и движений человека и др.). В статье представлены эти новые данные о влиянии работы в краткосрочных дидактических ВР-программах на основные компоненты психических состояний при работе со шлемами vive.

Общей целью нашего исследования является раскрытие и описание основных изменений психических состояний личности в краткосрочных образовательных ВР-программах.

Процедура исследования

Схема проведения эксперимента. В основной группе у испытуемых измерялись 8 параметров психических состояний (активация, возбуждение, самочувствие, тонус, спокойствие, обычное настроение, астеническое состояние, эйфория) по методике АС Л.В. Куликова Каждый испытуемый тестировался и по авторской методике (валидизированной) ТИСВ на степень выраженности эффекта присутствия. После этого через 5 мин отдыха испытуемые работали в дидактических программах (часть — по геометрии, часть — по географии «Подводный мир Национального парка») со шлемом vive. Проводились еще две диагностики по методике АС: сразу после работы в программе, а также после работы после 15 минут отдыха — и две диагностики в то же время на эффект присутствия.

ВР-оборудование: ВР-программа по геометрии «Теорема о трех перпендикулярах»; по географии «сгенерирована в мультиплатформенном приложении для создания 3D-изображений Unity; высокая анимация, интерактивность; средняя продолжительность погружения 15—23 мин. Предъявление ВР-программ осуществлялось через шлемы vive. В vive используется Full HD экран OLED, разрешение общее: 2880 х 1600 на каждый глаз: 1440 х 1600; частота обновления 90 Гц; угол обзора 110°. Изображение четкое и контрастное, проекция изображения осуществляется на все поле зрения. Низкое время отклика (2 мс) и высокая частота обновления матрицы позволили существенно сократить размытость и дрожание изображения при резких движениях. Этот шлем способен отслеживать не только ориентацию в пространстве, но также наклоны в стороны, вперед—назад, вверх—вниз, передвижение человека. Изображение проецируется на все поле зрения. Эффект присутствия в виртуальной реальности в шлеме vive больше, чем в шлеме eMagin Z800. Шлем располагается между станциями, которые синхронизируют свое и его инфракрасное изучение; за счет этого осуществляются регистрация и учет передвижения субъекта в виртуальной среде. Шлем работает при сопровождении ресурса Steam в Интернете. Быстрое передвижение в ВР-ситуации реализуется с помощью двух контроллеров (флайстиков): пользователь направляет из флайстика луч в зону виртуальной сцены, субъект оказывается в этой точке.

В качестве зависимой переменной в эксперименте выступили 8 проявлений психических состояний. Инструктивными независимыми переменными являлись параметры работы испытуемых с дидактическими ВР-программами.

Испытуемые

Выборка — молодые люди, 28 — девушки, 22 — юноши; возраст 19—25 лет, в основном студенты гуманитарных направлений подготовки; испытуемые уравнены по успеваемости, ранее не работали со шлемами ВР.

Результаты

В качестве примера приведем изменения по возбуждению на гистограмме до и после работы с кратковременной ВР-программой (рис. 1).

Рис. 1. Гистограмма выраженности возбуждения до и после работы с ВР

На гистограмме наглядно представлено резкое увеличение повышенного уровня возбуждения (на 92%), высокий уровень увеличивается на 2%, низкий снижается на 14%.

Возбуждение

■ До работы с программой ■ Через 15 мин

Рис. 2. Гистограмма выраженности возбуждения до работы с ВР и после 15 минут отдыха

В этом случае, через 15 минут отдыха происходит существенное снижение возбуждения, повышенного в 1,8 раза, пониженное увеличивается в 11 раз по отношению к состоянию сразу после работы в шлеме ВР, достигает половины того, что было до работы с программой (рис. 2).

По критерию Вилкоксона установлены достоверные различия в изменении активации, возбуждения (рис. 3). P-value = 0,000000 < p< 0,05, следовательно, результаты по изменению возбуждения достоверны не менее 95%, по критерию Вилкоксона.

Рис. 3. Достоверность различий по возбуждению до работы с программой и сразу после работы с vive

Произошли существенные изменения (увеличение показателей) по следующим шкалам: активация, тонус, самочувствие, эйфория. Они были менее значительными, чем по возбуждению. Например, сразу после работы со шлемом повышенный уровень активации увеличился на 8%, а высокий уровень на 58% (в 10 раз). Не изменились такие параметры, как самочувствие, обычное настроение и, как ни странно, спокойствие. Астеническое состояние значимо уменьшилось.

Контрольная выборка: молодые люди, 15 — девушки, 8 — юноши; возраст 18—21 год, студенты Смоленского государственного университета гуманитарных направлений подготовки; испытуемые уравнены по успеваемости. В контрольном эксперименте группа работала с ВР-программой «Теорема о трех перпендикулярах» на обычных мониторах.

Достоверные различия в изменении установлены в тех же компонентах психических состояний, что и в экспериментальной группе, — активации, тонусе, самочувствии, эйфории (по критерию Вилкоксона: P— value = 0,000000 < p< 0,05). Однако показатели данных шкал претерпели меньшее изменение в пределах 15—20%).

Контрольной выборкой для нашего исследования условно могут быть экспериментальные группы в исследованиях П.В. Сорочинского (выполненных под нашим руководством), где старшеклассники общеобразовательных школ (15—17 лет) работали с иммерсивными ВР-программами по биологии «Синтез белка» и др. на обычных мониторах. Работа с виртуальной обучающей программой значимо повышает уровень эйфорического состояния, тонуса, активации, самочувствия и возбуждения по сравнению с обычным уроком. Однако повышение этих показателей существенно ниже, чем при работе в шлемах vive (от 5 до 20,37%).

На наш взгляд, принципиально значимые результаты получены по изменению степени эффекта присутствия при работе со шлемами vive. Сразу после работы в ВР высшего порядка высокая степень присутствия увеличивается с 16 до 80%. По истечении 15-минутного расслабления она остается также на высоком уровне — 72%. Эффект присутствия можно рассматривать либо в качестве отдельного психического состояния (как соучастие в виртуальных событиях, переживание их как в той или иной мере реальных), либо в качестве компонента психического состояния. До и после работы с ВР и через 15 минут отдыха p-value = 0,000026 < p< 0,05, следовательно, результаты по степени присутствия в ВР достоверны не менее 95%, по критерию Вилкоксона.

Все участники исследований дали свое согласие на включение их в эксперимент до того, как они участвовали в исследовании. Исследование проводилось в соответствии с Хельсинкской декларацией 1975 года, пересмотренной в 2013 году. Все участники были старше 18 лет и дали письменное согласие на участие в экспериментах с VR-гарнитурами. Содержание всех программных продуктов, используемых в экспериментах, гарнитура ВР экологичны, обладают потенциалом психического развития.

Обсуждение результатов

Результаты проведенных экспериментов свидетельствуюто том, что при работе в дидактической ВР высшего уровня психические состояния изменяются в гораздо большей степени, чем личностные черты, которые в целом являются устойчивыми. Данные существенные изменения, происходящие за короткий промежуток времени, свидетельствуют, что современная ВР несет в себе функции онтологии, бытия. Теоретически и экспериментально обоснованный тезис — бытие определяет сознание — в этом случае находит собственное подтверждение. Это определяется тем, что погружаясь в ВР, человек существенно изменяет свои психические состояния, т. е. данные изменения — показатель новых онтологических характеристик (нового бытия), именно онтологические («бытийственные») свойства могут привести к таким изменениям. ВР оказывает влияние на психические состояния субъекта диф­ференцированно — в зависимости от физических показателей предъявляемых объектов, от реализации анимационных, интерактивных ресурсов, от степени иммерсивности. Очевидно, промежуточное положение психических состояний между личностью и познавательными процессами (более устойчивы, чем процессы, более подвижны, чем свойства) предопределяет возможность через изменение состояний изменять личность и процессы.

Если раньше считалось, что ВР не обеспечивает уровень эффекта присутствия (только его наличие—отсутствие), то сейчас приведенные результаты экспериментов говорят в пользу возможности регулирования уровня и степени присутствия в ВР, погружения в информационную среду, особенно при использовании современных шлемов. Такого рода данные должны учитываться при решении вопросов закупки шлемов ВР в учреждения различных социальных систем, характера использования в данных системах технологий ВР.

Эффективность ВР-программ при влиянии на психические состояния определяется успешным моделированием 3D-объектов, высокой анимацией, интерактивностью, изначально заложенными в содержание ВР высшего уровня. Эти характеристики позволяют использовать гарнитуру ВР в самых разных социальных практиках.

Выводы

Необходимо сформулировать следующие предварительные выводы о влиянии дидактических программ в ВР при использовании шлемов типа vive на психические состояния субъекта.

1.   Среди компонентов психических состояний существуют те, которые подвержены изменениям при работе в кратковременных, дидактических ВР-программах с использованием современных шлемов, т.е. которые остаются относительно стабильными.

2.   Такие состояния, как самочувствие, обычное настроение, спокойствие, остаются устойчивыми в иммерсивной дидактической ВР.

3.   Даже непродолжительная работа субъекта в дидактических программах в ВР с использованием современных шлемов обеспечивает существенные изменения (увеличение) по таким показателям, как активация, тонус, самочувствие, эйфория.

4.   Дидактическая ВР-среда высшего уровня существенно сказывается на переживании личности эффекта присутствия, увеличивая его степень даже при непродолжительном воздействии.

5.   Осуществляется перенос психических состояний личностью в ВР-среду, происходит трансляция «виртуальных» переживаний, установок в реальные отношения личности.

6.   Необходима подготовка человека к взаимодействию с комплексными, иммерсив­ными ВР-программами виртуального обучения (в современном контенте VR-образования, где рука является VR-контроллером).