Virtual Reality with Omnidirectional Treadmills: The Impact on Immersion, Cybersickness, and Memory Retention

Abstract

Virtuell virkelighet (virtual reality, VR) har gjort store sprang i utvikling og popularitet i løpet av de siste årene. VR tilbyr fordypende (immersive) opplevelser innenfor en rekke områder som underholdning, utdanning og yrkesrettet opplæring. Likevel er det fortsatt utfordringer med å ha tilstrekkelig plass til fysisk bevegelse ved bruk av VR. I tillegg kan det oppstå ubehag som skyldes motstridende sensoriske inntrykk. Ubehaget som oppstår kalles cybersyke (cybersickness). En teknologi som kan bidra til å løse disse utfordringene er en omnidireksjonell tredemølle (omnidirectional treadmill, ODT). En ODT er en tredemølle som lar brukeren bevege seg fritt i alle retninger uten å forlate et definert fysisk område.

I vårt forskningsprosjekt har vi sammenlignet effekten av å bruke en ODT for å bevege seg, i forhold til å bruke joystick-basert bevegelse i VR. Vi fokuserte på tre hovedelementer: fordypning, cybersyke, og hukommelsesbevaring (memory retention). Vi utførte studien med 40 unge voksne, delt inn i to like store grupper. Den ene gruppen navigerte i det virtuelle miljøet ved hjelp av en ODT, mens den andre gruppen brukte en joystick. Med unntak av bevegelsesmetoden, var VR-oppsettet identisk for begge grupper. Hver deltaker gjennomførte tre separate tester. Etter testene, svarte deltakerne på et spørreskjema om deres individuelle opplevelser, inkludert eventuelle opplevde symptomer på cybersyke og graden av fordypning.

Vår studie avdekket ingen betydelige forskjeller mellom de to gruppene knyttet til fordypning. Begge gruppene rapporterte en høy grad av fordypning, men det var ingen statistisk signifikant forskjell mellom dem på dette området. Studien vår avdekket heller ingen forskjell mellom gruppene når det kom til hukommelsesbevarine og begge gruppene viste en lik ytelse i løpet av testene. Når det kommer til cybersyke, så ble det avdekket en forskjell på symptomene mellom gruppene. Gruppen som brukte en ODT rapporterte færre symptomer sammenlignet med gruppen som brukte joystick for bevegelse i VR.

Selv om funnene beskrevet evenfor er betydningsfulle, så er det viktig å påpeke at studien ble utført med noen begrensninger, som deltakernes aldersgruppe, kjønnsbalansen i testgruppen og begrenset geografiske spredning. Likevell kan studien fortsatt ha betydning på flere områder, som f.eks. innvirkning av design av VR-spill, simuleringer ved opplæring, og ved den generelle brukeropplevelse.

Virtual reality (VR) has seen rapid advancements and growing popularity in recent years, offering immersive experiences in a variety of fields such as entertainment, education, and training. However, VR still faces challenges related to movement within the virtual environment and the discomfort caused by conflicting senses, often called cybersickness. A technology that can help with these challenges is Omnidirectional treadmills (ODTs). An ODT is an infinite space solution that allows physical movement to mirror the virtual one. Our research compares the effects of ODTs to those of traditional joystick-based VR setups, focusing on three key aspects: immersion, cybersickness, and memory retention. We conducted the study with 40 young adults and divided them into two equally sized groups. One group navigated the VR environment using an ODT, while the other group employed a joystick for movement. Apart from the method of movement, both groups had an identical VR setup. Each participant was subjected to three distinct tests in virtual environments. Following these tests, participants filled out a questionnaire about their individual experiences, including any occurrences of cybersickness and their perceived level of immersion.

Our study found notable differences between the two groups regarding cybersickness. The group using the ODT reported fewer symptoms compared to the joystick-based movement group. The two groups both reported high levels of immersion, though the data showed no significant statistical difference between them in this aspect. Similarly, when it came to memory retention, both groups exhibited comparable performances in this study.

While there were certain limitations in our study, such as the specific age range of the participants and their geographical location, our findings provide a significant contribution to understanding the potential benefits of integrating an ODT with VR. The findings from this might have implications, including potential influences on VR game design, training simulations, and overall user comfort and accessibility of VR technology.