City Walk: Preliminary Insights into Embodied Immersive VR for Spatial Navigation

Andare da un posto all'altro è una capacità umana fondamentale, eppure il modo in cui il nostro cervello costruisce una mappa mentale del mondo rimane un mistero complesso. Per navigare efficacemente, ci affidiamo a due tipi distinti di strategie mentali. Una è un approccio semplice, passo dopo passo, come ricordare di girare a sinistra alla panetteria e a destra al parco; questo è un metodo basato sul percorso che funziona bene quando si è familiari con un tragitto, ma fallisce se ci si viene spostati in un nuovo punto di partenza. L'altro è una strategia più flessibile, con una visione dall'alto, dove il cervello costruisce una mappa cognitiva dell'intera area, permettendoti di capire come i punti di riferimento siano correlati tra loro e di pianificare un nuovo percorso anche da un punto non familiare. Gli scienziati hanno a lungo cercato di studiare come le persone sviluppino queste mappe flessibili, ma farlo nel mondo reale è difficile perché è complicato controllare ogni variabile, dal traffico al meteo. La realtà virtuale offre una soluzione, creando un mondo digitale sicuro e ripetibile in cui i ricercatori possono osservare come le persone imparano e si muovono senza il caos della realtà.

Un team di ricercatori italiani ha sviluppato un nuovo strumento digitale chiamato "City Walk" per esplorare proprio questa questione. Hanno costruito un "serious game" — un videogioco progettato per l'apprendimento piuttosto che solo per l'intrattenimento — che colloca i giocatori in una piccola e realistica città costiera. L'obiettivo era vedere come diversi modi di muoversi attraverso questo mondo virtuale influenzassero la capacità di una persona di apprendere la disposizione dei luoghi e ricordare dove si trovano le cose. I ricercatori hanno confrontato due configurazioni molto diverse. Nella prima configurazione, i partecipanti sedevano a una scrivania e usavano una tastiera e un mouse per muovere un personaggio su uno schermo piatto, proprio come in un normale gioco per computer. Nella seconda configurazione, più immersiva, i partecipanti indossavano un visore che copriva la loro visione e stavano su un tapis roulant speciale che permetteva loro di camminare fisicamente in qualsiasi direzione pur rimanendo sul posto. Questo secondo gruppo poteva guardarsi intorno naturalmente e camminare in avanti, girare e fermarsi proprio come farebbero nel mondo reale, coinvolgendo il corpo nel processo di navigazione.

Lo studio ha coinvolto venti giovani adulti sani che sono stati assegnati casualmente a uno dei due gruppi. Tutti hanno giocato attraverso la stessa sequenza di sei livelli nella città virtuale. L'esperienza è iniziata con un tour guidato in cui il gioco indicava esattamente dove andare, aiutandoli ad abituarsi all'ambiente. Man mano che procedevano, la guida scompariva e dovevano orientarsi da soli. Le sfide diventavano più difficili: dovevano navigare di notte, correre contro il tempo, trovare un nuovo percorso quando una strada era bloccata dai lavori in corso e, infine, partire da una posizione che non avevano mai visitato prima. Il test finale non era un compito di navigazione, ma un test di memoria. I partecipanti venivano collocati in una stanza virtuale con una grande mappa della città sulla parete e venivano loro chiesto di posizionare dei post-it sulla mappa per mostrare dove ricordavano che si trovassero determinati punti di riferimento, come un ospedale o una sala bowling.

I risultati hanno offerto un quadro chiaro di come le due esperienze differissero. Il gruppo che utilizzava il tapis roulant immersivo e il visore commetteva meno errori nei percorsi. Si discostava meno dal percorso più diretto verso la destinazione, suggerendo che stessero costruendo una migliore mappa mentale della disposizione della città. Questo vantaggio era più evidente quando dovevano navigare senza aiuto, invertire un percorso appena effettuato o trovare una deviazione attorno a un ostacolo. Per quanto riguarda il test di memoria finale, il gruppo immersivo è stato significativamente più performante. Ha posizionato una percentuale molto più alta di punti di riferimento nei posti corretti sulla mappa e ha commesso meno errori nel posizionamento. Ciò indica che il camminare fisicamente attraverso l'ambiente virtuale ha aiutato loro a codificare le relazioni tra i diversi luoghi in modo più efficace rispetto al semplice movimento di un personaggio con un mouse.

Tuttavia, questo miglioramento nell'apprendimento spaziale comportava un compromesso. I partecipanti nel gruppo immersivo hanno impiegato più tempo per completare i compiti di navigazione. Muovere il proprio corpo e girarsi con tutto il proprio essere è naturalmente più lento rispetto alla pressione di un tasto su una tastiera, e questo vincolo fisico ha reso i loro tempi di percorrenza più lunghi. Hanno anche riferito un carico mentale leggermente superiore, probabilmente perché dovevano coordinare il cammino con l'attenzione visiva. Nonostante queste richieste extra, l'esperienza immersiva è stata ben accolta; i partecipanti l'hanno trovata utilizzabile e piacevole e, cosa importante, non hanno sofferto di nausea da movimento, un problema comune nella realtà virtuale. I ricercatori hanno osservato che, sebbene la configurazione immersiva sembrasse favorire una comprensione più profonda dello spazio, lo studio era un test preliminare con un numero limitato di persone, quindi i risultati sono un segnale forte piuttosto che una prova definitiva.

Lo studio ha anche esaminato dove il gruppo immersivo guardasse mentre camminava, utilizzando la tecnologia di eye-tracking integrata nel visore. Volevano vedere se il tempo trascorso a fissare un punto di riferimento predicesse quanto bene la persona lo avrebbe ricordato in seguito. I dati non hanno mostrato un legame semplice tra il fissare più a lungo e il ricordare meglio. In effetti, per alcuni punti di riferimento, guardare più a lungo era associato a una maggiore confusione, suggerendo che una persona potrebbe fissare un edificio perché non è sicura di dove si trovi, non perché stia memorizzando con successo. Questo reperto suggerisce che il modo in cui usiamo gli occhi per apprendere uno spazio è complesso e non può essere misurato semplicemente contando i secondi di attenzione.

In definitiva, il progetto "City Walk" dimostra che un sistema di realtà virtuale che combina un visore con un tapis roulant per camminare è un modo fattibile ed efficace per studiare come gli esseri umani imparano il proprio ambiente. Suggerisce che quando ci muoviamo fisicamente attraverso uno spazio, anche digitale, il nostro cervello può costruire una mappa del mondo più robusta e flessibile rispetto a quando ci muoviamo in modo passivo. Sebbene il metodo immersivo richieda più tempo e sforzo fisico, sembra produrre una comprensione più ricca delle relazioni spaziali. I ricercatori intendono espandere questo lavoro in futuro, testando se questi benefici si mantengono anche negli adulti più anziani e perfezionando gli strumenti per comprendere meglio le dinamiche specifiche di come impariamo a navigare. Per ora, lo studio fornisce uno sguardo affascinante su come il corpo e la mente lavorino insieme per trovare la nostra strada.