Vliv stupně imerze na zapamatování obsahu virtuálního tréninku v průmyslových podnicích

Ing. Jan KUBR

Disertační práce

Anotace:

Úvod: Virtuální realita (VR) zvyšuje kognitivní a emocionální zapojení prostřednictvím pohlcujících zážitků a potenciálně zlepšuje uchování naučeného obsahu. Tato studie zkoumá, jak různé úrovně imerze ve VR ovlivňují krátkodobou a dlouhodobou paměť, zejména v prostředí průmyslového školení. Metodologie: Studie testovala dopad různých úrovní imerze ve VR simulace, konkrétně hašení požárů v průmyslovém prostředí. Účastníci byli vystaveni různým kombinacím imerzivních prvků, včetně grafiky vysoké nebo nízké kvality, hlasového doprovodu a vizuálního managementu. Tyto prvky se systematicky měnily v osmi úrovních imerze. Prostředí VR bylo vytvořeno pomocí enginu Unity 3D a účastníci používali náhlavní soupravy Oculus Quest 2. Zapamatování bylo hodnoceno bezprostředně po simulaci a znovu po třech měsících pomocí Pearsonova korelačního koeficientu a ukazatelů přesnosti, aby se vyhodnotilo, jak dobře si účastníci zapamatovali a správně seřadili kroky procesu hašení požáru. Výsledky: Studie ukázala, že uchování obsahu se lišilo v závislosti na různých úrovních imerze, přičemž nejlepší výsledky obecně přinesla imerze na střední úrovni. Ačkoli analýza ANOVA nezjistila statisticky významné rozdíly mezi všemi úrovněmi imerze, bylo zjištěno, že kombinace hlasového doprovodu a vizuálního managementu výrazně zlepšuje krátkodobé uchování paměti. Zajímavé je, že použití obou prvků dohromady někdy zapamatovatelnost snižovalo. Kromě toho typ vizuálního zobrazení (high-poly vs. low-poly) neměl významný vliv na zapamatování, což naznačuje, že vizuální detaily nejsou hlavním faktorem, který ovlivňuje výsledky učení. Diskuse: Studie zjistila, že zatímco celková imerze v aplikaci neměla významný vliv na uchování naučeného obsahu, specifické prvky, jako je hlasový doprovod a vizuální management, ano. Použití těchto prvků společně však mohlo snížit zapamatovatelnost, což naznačuje, že příliš mnoho imerzních prvků může působit rušivě. Typ vizuálního zobrazení neměl na uchování paměti vliv, což naznačuje, že vizuální detaily nejsou klíčovým faktorem. Tyto výsledky zdůrazňují důležitost pečlivého vyvážení imerzivních prvků ve VR tréninku, aby se zvýšilo uchování paměti, aniž by byl uživatel zahlcen. Závěr: Studie zdůrazňuje diferencovaný vztah mezi imerzí a zapamatováním obsahu ve VR. Efektivní školicí VR programy by se měly zaměřit spíše na optimalizaci konkrétních imerzivních prvků než na maximalizaci celkového pohlcení, z důvodu zlepšení výsledků učení.

Abstract:

Introduction: Virtual reality (VR) enhances cognitive and emotional engagement through immersive experiences, potentially improving memory retention. This study examines how different levels of immersion in VR impact short-term and long-term memory, particularly in industrial training settings. Methods: The study tested the impact of varying immersion levels in a VR simulation of firefighting in an industrial setting. Participants were exposed to different combinations of immersive elements, including high or low-quality graphics, voice guidance, and visual management cues. These elements were systematically varied across eight immersion levels. The VR environment was developed using the Unity 3D engine, and participants used Oculus Quest 2 headsets. Memory retention was assessed immediately after the simulation and again after three months, using Pearson's correlation coefficient and accuracy metrics to evaluate how well participants remembered and correctly ordered the steps of the firefighting process. Results: The study showed that memory retention varied with different levels of immersion, with mid-level immersion generally producing the best results. Although ANOVA didn't find statistically significant differences across all immersion levels, the combination of voice guidance and visual management was found to significantly enhance short-term memory retention. Interestingly, using both elements together sometimes decreased memorability. Additionally, the type of visual display (high-poly vs. low-poly) did not significantly affect retention, indicating that visual detail isn't the primary factor driving learning outcomes. Discussion: The study found that while overall immersion didn't significantly impact memory retention, specific elements like voice guidance and visual management did. However, using these elements together could reduce memorability, suggesting that too many immersive features might be distracting. The type of visual display didn't affect memory retention, indicating that visual detail isn't the key factor. These results highlight the importance of carefully balancing immersive elements in VR training to enhance memory retention without overwhelming the user. Conclusion: The study highlights the nuanced relationship between immersion and memory retention in VR. Effective VR training programs should focus on optimizing specific immersive elements rather than maximizing overall immersion, to enhance learning outcomes.

Klíčová slova

Virtual reality, Human/safety training, Safety, Training, Evaluation, Immersion, Analysis

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 31. 8. 2024

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Doc. Ing. Petr Hořejší, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta strojní

Doktorský studijní program / obor:
Průmyslové inženýrství a management / Průmyslové inženýrství a management