Kinetic-functional Analysis of an Immersive Virtual Reality Serious Game and Investigation of Cybersickness Symptoms

虚拟现实技术已从游戏厅走向了物理康复这一安静且专注的世界。多年来，治疗师一直利用计算机生成的环境来帮助患者重新训练身体，提供安全的空间来练习平衡和运动，而无需担心跌倒的风险。然而，这项技术背后始终笼罩着一个阴影：一种被称为“晕动症”（cybersickness）的现象。就像在船上产生的晕船感一样，这是由于眼睛看到的运动与内耳感受到的感觉不一致而导致的，会让使用者感到头晕、恶心或迷失方向。这种副作用往往限制了这些工具在诊所中的广泛应用，因为治疗师很难判断患者的挣扎是因为身体虚弱，还是仅仅因为虚拟世界的这种不适感。为了向前迈进，研究人员需要一种方法来观察人们在这些数字空间中实际是如何移动的，并准确理解虚拟眩晕何时以及为何会发生。

来自巴西里奥格兰德黑特联邦大学的一个研究小组致力于使用一款名为 VIRTUALTER 的特定虚拟现实游戏来探讨这些问题。这款游戏旨在帮助人们练习坐姿平衡，通过在数字森林中伸手捕捉发光的萤火虫来进行练习。研究人员邀请了 32 名健康的年轻人（主要是物理治疗专业的学生）佩戴头显并进行游戏。他们想观察两件事：首先，玩家在尝试捕捉目标时，身体是如何移动和调整的；其次，这款游戏是否让他们感到不适。为了测量晕动程度，团队要求玩家在戴上头显前填写问卷，并在摘下头显后立即再次填写。这些调查询问了关于恶心、头晕和眼睛疲劳的情况。研究人员还密切观察了玩家，记录了他们如何移动头部、如何在椅子上转移重心，以及伸手抓取虚拟目标时的动作是否平滑。

研究结果为这项技术的未来描绘了一幅令人安心的图景。研究发现，玩沉浸式版本的 VIRTUALTER 并未导致该群体整体出现显著的晕动症状增加。虽然少数参与者报告了在环节结束后持续了短暂时间的轻微头晕或恶心，但绝大多数人都能很好地耐受这一体验。研究人员注意到，曾经玩过虚拟现实的人比初次接触该技术的人感觉更不容易生病，这表明熟悉感有助于大脑适应视觉与物理信号之间的奇特组合。有趣的是，研究发现男女之间的晕动程度没有差异，挑战了认为某一性别在特定情境下天生更容易产生此类症状的观点。

除了晕动问题外，团队还开发了一种详细描述玩家移动方式的方法，将他们的动作与医生用于分类人类功能的标准系统联系起来。他们观察到，玩家以协调且高效的方式使用身体。为了捕捉萤火虫，玩家会转动头部、扭转躯干，并以平滑连续的动作伸手去抓。他们在椅子上保持稳定的姿势，即使在向前或向侧面倾斜以触及目标时，也能保持头部和脊柱的对齐。研究人员指出，玩家的动作是对称的，这意味着他们能均衡地使用身体两侧，并且能够准确判断伸手位置而不会踉跄。这种细致的观察让治疗师不仅能看到患者是否能完成一项任务，还能看到他们是如何组织身体来完成任务的。

研究结论认为，这款特定的虚拟现实游戏是观察和训练运动的一种安全且有效的工具。它并未产生经常阻碍患者使用此类技术的严重不适感。研究人员建议，该游戏的这种设计——即保持摄像机稳定并让玩家控制动作——可能有助于防止导致晕动症的感觉混乱。通过将物理运动的观察与症状追踪相结合，该团队展示了虚拟现实可以更深入地理解人类功能。他们强调，尽管这次初步测试取得了成功，但仍需要通过更大规模的群体和不同类型的患者进行更多研究，以完善这些工具在现实世界疗法中的应用方式。目前来看，研究结果表明，通过精心的设计，这片虚拟森林可以成为身体学习与康复的安全之地。