Effects of Immersion Level and Gender on Cognitive Load and Task Performance in Virtual Reality Crane Operation Training
تُظهر هذه الدراسة أنه في حين أن الواقع الافتراضي الغامر (IVR) والواقع الافتراضي المكتبي يُنتجان أحمالاً معرفية إجمالية متقاربة، فإن الواقع الافتراضي الغامر يقلل بشكل كبير من وقت إنجاز المهام وقد يدعم استراتيجيات المعالجة المكانية لدى النساء بشكل أفضل من خلال خفض مستويات الإحباط والاستفادة من الإشارات البيئية، مما يشير إلى إمكاناته كمنصة شاملة للتدريب على تشغيل الرافعات.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل موقع بناء حيث ترفع رافعة ضخمة عوارض فولاذية ثقيلة عالياً فوق الأرض. يجلس المشغل في مقصورة صغيرة، غالباً ما تكون على ارتفاع مئات الأقدام، معتمداً كلياً على عينيه ويديه لتوجيه حمولة عبر مساحة ثلاثية الأبعاد معقدة. حركة واحدة خاطئة قد تعني سقوط الحمولة، أو تلف المعدات، أو وقوع إصابة خطيرة. ولأن التدريب باستخدام رافعات حقيقية أمر خطير ومكلف ومرتبط بالظروف الجوية، لجأ المدربون إلى الواقع الافتراضي. تخلق هذه التكنولوجيا نسخة رقمية آمنة من الوظيفة، مما يسمح للمتعلمين بارتكاب الأخطاء دون عواقب في العالم الحقيقي. لكن ليس كل واقع افتراضي متشابهاً؛ فبعض الأنظمة تبدو كأنها لعبة كمبيوتر عادية على شاشة مسطحة، بينما تستخدم أنظمة أخرى سماعة رأس تملأ رؤيتك بالكامل، وتحجب العالم الحقيقي وتجعلك تشعر وكأنك تجلس بالفعل داخل مقصورة الرافعة.
لسنوات، ناقش الخبراء أي نسخة تساعد الناس على التعلم بشكل أفضل. نسخة الشاشة المسطحة مألوفة وسهلة الاستخدام، لكن نسخة سماعة الرأس توفر رؤية أغنى بكثير مع عمق ومجال رؤية أوسع. والسؤال هو ما إذا كان هذا الانغماس الإضافي يساعد الدماغ على التعلم بشكل أسرع، أم أنه ببساطة يغمر المتعلم بكم هائل من المعلومات. وهذا أمر مهم بشكل خاص لصناعة البناء، التي تتطلع إلى تدريب المزيد من الناس، بما في ذلك النساء اللواتي تم تمثيلهن تاريخياً بشكل ناقص في هذا المجال. وضع باحثون من جامعة ولاية بنسلفانيا نصب أعينهم إيجاد الإجابة من خلال اختبار كيف تؤثر هذه البيئات الافتراضية المختلفة على الجهد العقلي المطلوب لتشغيل الرافعة وعلى مدى جودة أداء الرجال والنساء فيها.
بنى الباحثون برنامجاً تدريبياً يحاكي الوظيفة الحقيقية بأكبر قدر ممكن من الدقة. استعانوا بأربعة وعشرين طالباً جامعياً، نصفهم من الرجال والنصف الآخر من النساء، وقسموهم إلى مجموعتين. تدربت مجموعة واحدة باستخدام شاشة كمبيوتر قياسية، بينما ارتدت المجموعة الأخرى سماعة رأس تغمرهم بالكامل في مقصورة الرافعة الافتراضية. وقبل أن يبدأ التدريب الفعلي، شاهد الجميع فيديوهات تعليمية وأكملوا جلسة تدريب قصيرة للتعود على أدوات التحكم. كان هذا "التدريب المسبق" أمراً حاسماً، لأنه ضمن أن يبدأ الجميع الاختبار الرئيسي بفهم أساسي لكيفية تحرك الرافعة، بغض النظر عن التكنولوجيا التي يستخدمونها.
بمجرد بدء التدريب، تعين على المشاركين إكمال خمس سيناريوهات مختلفة. بدأوا بعملية رفع عادية، ثم انتقلوا إلى مواقف أكثر صعوبة تتضمن رياحاً عالية، وحمولة لا يمكنهم رؤيتها مباشرة، وإضاءة ضعيفة، وعملية رفع بالقرب من خط طاقة خطير. قاس الباحثون شيئين رئيسيين: مدى الجهد الذهني الذي شعرت به المهمة للمشاركين، ومدى جودة أدائهم للوظيفة فعلياً. ولقياس الجهد الذهني، ملأ الطلاب استبياناً لتقييم مستويات التوتر والإحباط والشعور بضغط الوقت لديهم. ولقياس الأداء، تتبع الكمبيوتر بدقة الوقت الذي استغرقه كل منهم لإنهاء كل مهمة، ومدى استقامة مسار الحمولة، وما إذا كانوا قد اصطدموا بعوائق، ومدى دقة وضعهم للجسم الثقيل.
قدمت النتائج مزيجاً مفاجئاً من النتائج. عند النظر إلى الجهد الذهني الإجمالي، شعرت المجموعتان بشيء متقارب؛ فلم تجعل سماعة الرأس الغامرة المهمة تبدو أصعب أو أسهل بشكل ملحوظ من الشاشة المسطحة. ومع ذلك، عندما نظر الباحثون عن كثب إلى أنواع محددة من الضغط الذهني، ظهرت اختلافات. فقد شعرت المجموعة التي استخدمت سماعة الرأس بضغط وقت أكبر؛ شعروا وكأنهم يسابقون الزمن، رغم أنهم لم يكونوا كذلك. وهذا عرض جانبي شائع للبيئات الغامرة، حيث يجعل الشعور بـ "التواجد هناك" الوقت يبدو وكأنه يمر بسرعة أكبر.
كان الاكتشاف الأكثر إثارة للاهتمام يتعلق بكيفية تفاعل الجنسين مع التقنيات المختلفة. فبينما لم تتغير مشاعر الإحباط لدى الرجال كثيراً بين الشاشة المسطحة وسماعة الرأس، أفادت النساء بأنهن شعرن بإحباط أقل بكثير عند استخدام سماعة الرأس الغامرة. وأوضحت النساء في المقابلات أنهن اعتمدن بشكل كبير على الإشارات البصرية في البيئة، مثل الظلال أو موقع المباني المجاورة، لتقدير المسافات. وقد وفرت سماعة الرأس رؤية أغنى لهذه الإشارات، مما جعل من السهل عليهن فهم موقع الحمولة في الفضاء. أما الشاشة المسطحة، برؤيتها المحدودة، فقد جعلت من الصعب استخدام هذه الاستراتيجيات الطبيعية، مما أدى إلى مزيد من الإحباط.
من حيث الأداء الفعلي للوظيفة، أنهت مجموعة سماعة الرأس الغامرة مهامها بشكل أسرع من مجموعة الشاشة المسطحة. لقد حركوا الحمولات بسرعة أكبر دون ارتكاب المزيد من الأخطاء أو الاصطدام بمزيد من العوائق. وهذا يشير إلى أن المعلومات البصرية الإضافية التي توفرها سماعة الرأس ساعدتهم على اتخاذ القرارات بكفاءة أكبر. ومن المثير للاهتمام أنه لم يكن هناك فرق في سرعة الأداء بين الرجال والنساء؛ فقد حقق كلا الطرفين نتائج مماثلة بمجرد تدريبهم. وهذا يشير إلى أن البيئة الغامرة لم تكن تفضل جنساً على آخر من حيث النتيجة النهائية، لكنها جعلت التجربة أكثر راحة وأقل إحباطاً للنساء.
اختبرت الدراسة أيضاً ما إذا كان الجهد الذهني الذي شعره الطلاب هو السبب في اختلافات أدائهم. أراد الباحثون معرفة ما إذا كانت سماعة الرأس قد ساعدت لأنها قللت الحمل الذهني، أم أنها ساعدت لسبب آخر. ووجدوا أن الجهد الذهني لم يفسر الفرق في السرعة. لم يكن الطلاب الذين يستخدمون سماعة الرأس يفكرون بشكل أقل بالضرورة؛ بل كانوا ببساطة قادرين على التحرك بسلاسة أكبر. وهذا يشير إلى أن فائدة سماعة الرأس تأتي من الطريقة التي تعرض بها المعلومات البصرية، مما يسمح للدماغ بمعالجة العلاقات المكانية بشكل طبيعي أكثر، بدلاً من تقليل كمية التفكير المطلوبة.
تشير هذه النتائج إلى أن الواقع الافتراضي الغامر هو أداة قوية للتدريب، خاصة للمهام المعقدة التي تتطلب تقدير المسافات والعمق. وبينما قد يخلق شعوراً ذاتياً بضغط الوقت، إلا أنه لا يرهق دماغ المتعلم. والأهم من ذلك، يبدو أنه تكنولوجيا شاملة تدعم طرقاً مختلفة للتعلم. فمن خلال توفير بيئة بصرية أغنى، فإنه يساعد المتعلمين الذين يعتمدون على الإشارات البيئية للتنقل في الفضاء، مما يسمح لهم بالأداء بنفس كفاءة أولئك الذين قد يستخدمون استراتيجيات مختلفة. وبالنسبة لصناعة البناء، يعني هذا أن التدريب بالواقع الافتراضي يمكن أن يكون مفتاحاً لتوسيع القوى العاملة، مما يوفر طريقة آمنة وفعالة لتدريب مجموعة متنوعة من مشغلي الرافعات في المستقبل.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.