Психические состояния личности в дидактической vr-среде

610

Аннотация

Работа направлена на рассмотрение влияния современных дидактических программ в виртуальной реальности (ВР) на психические состояния в юношеском возрасте. Представлены материалы эмпирических исследований, полученные на выборке студентов 3—4-х курсов московского и смоленского вузов. В исследовании 1 (N=50) приняли участие респонденты в возрасте от 19 до 26 лет. Использовались методика АС Л.В. Куликова, в качестве инструктивных независимых переменных — дидактические ВР-программы. Полученные результаты свидетельствуют, что дидактическая ВР-среда высшего уровня существенно сказывается на психических состояниях, увеличивая показатели по шкалам активации, возбуждения, тонуса, эйфории, снижая показатели астении. Такие состояния, как самочувствие, обычное настроение, спокойствие, остаются устойчивыми в иммерсивной дидактической ВР. Эффективность ВР-программ при влиянии на психические состояния определяется успешным моделированием 3D-объектов, высокой анимацией, интерактивностью, изначально заложенными в содержание ВР высшего уровня. Принципиально значимыми выступают данные об увеличении переживания степени присутствия в ВР при использовании новых шлемов даже в непродолжительных ВР-программах. Это свидетельствует о возможности формирования аддикций к ВР при многократном, краткосрочном их использовании.

Общая информация

Ключевые слова: виртуальная реальность, обучающие программы в ВР, анимация, психические состояния, интерактивность

Рубрика издания: Психология цифровой реальности

DOI: https://doi.org/10.17759/exppsy.2021000002

Финансирование. Работа выполнена в рамках госзадания Министерства просвещения РФ № 730000Ф.99.1.БВ09АА00006 «Влияние технологий виртуальной реальности высшего уровня на психическое развитие в юношеском возрасте».

Благодарности. Автор благодарит за помощь в создании высокотехнологичных продуктов ВР программистов В.П. Титова, Е.М. Агафонова.

Для цитаты: Селиванов В.В. Психические состояния личности в дидактической vr-среде // Экспериментальная психология. 2021. Том 14. № 1. С. 20–28. DOI: 10.17759/exppsy.2021000002

Полный текст

 

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 [2]. 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 [4]. Эти положения предопределяют значимость психических состояний в учебно-воспитательном процессе [4].

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 [18].

В отечественной психологии технологии ВР активно используются: при научном изучении влияния виртуальных образов и симулированных действий на мышление, память, обучение, психические состояния человека [5; 6]; при исследовании зрительных иллюзий [3; 11]; параметров вестибулярного аппарата [12]; при исследовании эффекта присутствия [1]; ВР (комната виртуальной реальности) выступает в качестве ценного инструмента для социальных исследований, включая изучение этнических отношений [13]. 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 [8].

Сегодня можно говорить о быстрых темпах развития новой компьютерной онтологии [6; 9; 14], 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).

 

Литература

  1. Величковский Б.Б., Гусев А.Н., Виноградова В.Ф., Арбекова О.А. Когнитивный контроль и чувство присутствия в виртуальных средах // Экспериментальная психология, 2016. Tом 9. № 1. С. 5—20. DOI:10.17759 / exppsy.2016090102
  2. Взаимодействие личности и виртуальной реальности: психическое развитие и личностная детерминация: монография / Под ред. В.А. Барабанщикова, В.В. Селиванова. М.: Универсум, 2019. 479 c.
  3. Меньшикова Г.Я. Зрительные иллюзии: психологические механизмы и модели: дисс. ... д-ра психол. наук: 19.00.02. М., 2014. 01 с.: 74 ил.
  4. Психические состояния: учеб. пособие /Ред. А.О. Прохоров. М.: Когито-Центр, 2011. 623 c.
  5. Селиванов В.В., Селиванова Л.Н. Эффективность использования виртуальной реальности в обучении в юношеском и взрослом возрастах // Непрерывное образование: ХХI век (эл. журнал). 2015. № 1 (9) DOI:10.15393/j5.art.2015.2729
  6. Селиванов В.В., Селиванова Л.Н. Влияние средств виртуальной реальности на формирование личности // Непрерывное образование: ХХ1 век (эл. журнал). 2016. № 2 (14). DOI:10.15393/j5.art.2016.3128
  7. Сорокова М.Г. Электронный курс как цифровой образовательный ресурс смешанного обучения в условиях высшего образования // Психологическая наука и образование. 2020. Том 25. № 1. С. 36— 50. DOI:10.17759/pse.20202501042020
  8. Смирнова Е.О., Матушкина Н.Ю., Смирнова С.Ю. Виртуальная реальность в раннем и дошкольном детстве // Психологическая наука и образование. 2018. Том 23. № 3. С. 42—53. DIOI:10.17759/ pse.2018230304
  9. Chalmers D.J. The virtual and the real // Disputatio. 2017. 9. P. 309—352. DOI:10.1515/disp-2017-0009 CrossRef Full Text | Google Scholar).
  10. Hodges L.F., Anderson P., Burdea G.C., Hoffman H.G., Rothbaum B.O. Treating Psychological and Physical Disorders with VR // IEEE Computer Graphics and Applications. 2001. Vol. 21 (6). P. 25—33.
  11. Menshikova Galina Ya. An investigation of 3D images of the simultaneous-lightness- contrast illusion using a virtual-reality technique // Psychology in Russia: State of the Art. 2013. Vol. 6. Iss.3. Р. 49—59. DOI:10.11621/pir.2013.0305
  12. Menshikova Galina Ya., Kovalev Artem I., Klimova Oxana A., Barabanschikova Valentina V. The application of virtual reality technology to testing resistance to motion sickness // Psychology in Russia: State of the Art. 2017. Vol. 10. Iss. 3. Р. 151—163. DOI:10.11621/pir.2017.0310
  13. Menshikova, Galina Ya., Saveleva, Olga A., Zinchenko, Yury P. The study of ethnic attitudes during interactions with avatars in virtual environments // Psychology in Russia: State of the Art. 2018. Vol. 11. Iss. 1. Р. 20—31. DOI:10.11621/pir.2018.0102
  14. 14.     Metzinger T.K. Why is Virtual Reality interesting for Philosophers? Frontiers in Psychology, 2018. Front. Robot. AI, 13 September 2018. DOI:10.3389/frobt.2018.00101
  15. Meyerbroeker K., Emmelkamp M.G. Therapeutic processes in virtual reality exposure therapy: The role of cognitions and the theraupeutic alliance // CyberTherapy & Rehabilitation. 2008. Vol. (1). Iss. 3. P. 247—257.
  16. Rothbaum B.O., Hodges L.F. The Use of Virtual Reality Exposure in the Treatment of Anxiety Disorders // Behavior Modification. 1990. Vol. 23 (4). P. 507—525.
  17. Slater M., and Sanchez-Vives M.V. Enhancing our lives with Immersive virtual reality // Frontiers in Psychology. 2016. Front. Robot. DOI:10.3389/frobt.2016.00074
  18. Zinchenko Yury P., Kovalev Artem I., Menshikova Galina Ya., Shaigerova Ludmila A. Postnonclassical methodology and application of virtual reality technologies in social research // Psychology in Russia: State of the Art. 2015. Vol. 8. Iss. 4. P. 60—71. DOI:10.11621/pir.2015.0405

Информация об авторах

Селиванов Владимир Владимирович, доктор психологических наук, профессор, заведующий кафедрой общей психологии, Московский государственный психолого-педагогический университет (ФГБОУ ВО МГППУ), заведующий кафедрой общей психологии, Смоленский государственный университет (ФГБОУ ВО СмолГУ), Смоленск, Россия, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8386-591X, e-mail: vvsel@list.ru

Метрики

Просмотров

Всего: 1167
В прошлом месяце: 24
В текущем месяце: 1

Скачиваний

Всего: 610
В прошлом месяце: 4
В текущем месяце: 1