Stärke, Ausdauer und VR
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1. MOTIVATION/ZIELE
Das Thema Fitness und Training nimmt in den letzten Jahren eine immer größere Bedeutung in der deutschen Gesellschaft ein. Seit 2003 ist die Zahl von Mitgliedern in Fitnessstudios von 4,38 Millionen stetig gewachsen bis sie im Jahr 2017 bei 10,61 Millionen lag [Statista, 2018].
Bei diesem Trend stellt sich die Frage, ob der Bereich der Virtual Reality, welcher in den letzten Jahren ebenfalls immer mehr an Zuspruch gewonnen hat, damit in Beziehung gebracht werden kann. So wird der Umsatz, der mit Virtual Reality erzielt wird, im Jahre 2020 bereits auf 37,7 Milliarden US Dollar geschätzt [Statista, 2016].
Es gilt herauszufinden, ob diese Technik dazu genutzt werden kann, Training zu beeinflussen und vielleicht sogar dazu beitragen kann, bessere Leistungen im Sport zu erzielen. Im Speziellen soll hier einmal ein positives und einmal ein negatives Szenario erzeugt werden, um zu sehen, ob dies zur Leistungssteigerung oder zum Leistungsabfall fuhren kann. Zudem soll untersucht werden, inwiefern die virtuelle Erscheinung des Sportlers in der Simulation einen Einfluss auf die Leistung nimmt.
2. FORSCHUNGSSTAND
Zur relevanten Forschung für diese Studie sind mehrere Gebiete in Betracht zu ziehen.
Zum einen sind wissenschaftliche Arbeiten, die Virtual Reality und Sport bzw. Fitnesstraining in Zusammenhang bringen, zu betrachten. Hierzu findet man eine Untersuchung von Annesi und Mazas [1997], die eine Verbesserung der Teilnahme und Adhärenz in der Studiengruppe zeigte, die statt auf einem simplen Ergometer das Trainingsprogramm auf einem Ergometer mit zusätzlicher virtueller Darstellung einer Radstrecke absolvierte. Eine andere Gruppe Wissenschaftler stellte ein virtuelles Spiel-System namens Astrojumper vor, dass in der anschließenden Evaluation eine Verbesserung von Motivation und Intensität des Ganzkörper Workouts der Teilnehmer aufzeigen konnte. [Finkelstein u. a., 2011] Ein weiteres Themengebiet stellt die sportwissenschaftliche Theorie zu erfolgreichem Training dar. Dazu wurde von Helms [2015] die ”Muscle & Strength Pyramid” vorgestellt, die nach aktuellen Forschungen die beste Grundlage für den Muskel- und Kraftaufbau bietet. Dort steht an unterster und wichtigster Stelle die Adhärenz, also die Regelmäßigkeit, mit welcher die Person das Training absolviert. Dieser Faktor ist wichtiger als unter anderem die Übungsauswahl und die Trainingsintensität. Ein Hauptbestandteil für das Einhalten dieser Adhärenz ist die Motivation, die möglicherweise durch hier vorgestellten Versuchsaufbau gesteigert werden kann.
Bezüglich der Motivation in Zusammenhang mit dem Einsatz von VR fand man weiterhin, dass in einer Studie von Kindern mit Zerebralparese die Motivation wahrend Spielsitzungen durch den Einsatz verschiedener VR Umgebungen gesteigert wurde. [Harris & Reid, 2005] In einem anderen Setting mit Schülern wurde geprüft, ob der Einsatz von VR in einem Kunstkurs zur Steigerung der Motivation beitragen kann. Dies wurde allgemein sowie im Speziellen für die Faktoren der Aufmerksamkeit und Zufriedenheit bestätigt. [Di Serio, Ibanez, & Kloos, 2013]
Als nächstes stellt sich die Frage, inwiefern die virtuelle Verkörperung des Probanden einen Effekt auf dessen Leistung haben kann. Hierzu kann man eine Studie betrachten, in der der Avatar des Probanden einmal einen und einmal keinen Rucksack trug, während der Proband in der realen Welt ebenfalls einmal mit und einmal ohne Rucksack ausgestattet wurde. Zusätzlich wurde noch variiert, ob der Avatar selbst erstellt oder einfach zugeteilt wurde. Unter Kombinationen dieser Bedingungen lief der Proband mit einem Head Mounted Display ausgerüstet eine bestimmte Strecke. Das Ergebnis zeigte, dass Personen den Hügel auf der Strecke als steiler empfanden, wenn sie mit einem selbst erstellten Charakter einen virtuellen Rucksack trugen.[You & Sundar, 2013] Eine weitere Studie zeigte, dass personalisierte im Vergleich zu vorgefertigten Avataren ein höheres Maß an Körperschaftsempfinden, Handlungsempfinden und Präsenzempfinden beim Probanden hervorrufen. [Waltemate, Gall, Roth, Botsch, & Latoschik, 2018]
In einem Experiment von Dahlquist, Herbert, Weiss, und Jimeno [2010] wurde untersucht, inwiefern Schmerzempfinden in der virtuellen Realität durch die Perspektive des Avatars (Erste Person vs. Dritte Person) beeinflusst wird. Dabei zeigte sich, dass es zwar keinen Unterschied im Schmerzempfinden während des Versuches gab, jedoch das Präsenzempfinden der Probandengruppe mit Sicht aus der ersten Person als höher beurteilt wurde. Weiterhin wurde untersucht, inwiefern das Wahrnehmen der eigenen Präsenz in der virtuellen Realität einen Einfluss auf die Leistung des Probanden hat. Dies wurde anhand eines Settings durchgeführt, bei dem die Probanden den Umgang mit einem Maschinengewehr erlenen sollten. Dabei wurde festgestellt, dass es einen moderaten Zusammenhang zwischen der wahrgenommenen Präsenz des Probanden und dessen Leistung bei anschließenden Tests des Erlernten gab. [Stevens & Kincaid, 2015]
3. ZIELE
- Erstellung einer virtuellen Umgebung in welcher ein reales Rack nachgebildet ist
- Registrierung des virtuellen und realen Racks
- Unterstützung einer Trainingseinheit am realen Rack, während die virtuelle Umgebung wahrgenommen wird
- Verkörperung des Nutzers während dieser Trainingseinheit
- Alternative Verkörperung und integration von Methoden zur Motivationssteigerung
- Untersuchung der Auswirkung der Verkörperungen und der Methoden zur Motivationssteigerung
Literatur
Annesi, J. J. & Mazas, J. (1997). Effects of virtual reality-enhanced exercise equipment on adherence and exercise-induced feeling states. Perceptual and motor skills, 85 (3), 835–844.
Dahlquist, L. M., Herbert, L. J., Weiss, K. E., & Jimeno, M. (2010). Virtual-reality distraction and cold-pressor pain tolerance: does avatar point of view matter? Cyberpsychology, Behavior, and Social Networking, 13 (5), 587–591.
Di Serio, A., Ibanez, M. B., & Kloos, C. D. (2013). Impact of an augmented reality system on students’ motivation for a visual art course. Computers & Education, 68 , 586–596.
Finkelstein, S., Nickel, A., Lipps, Z., Barnes, T., Wartell, Z., & Suma, E. A. (2011). Astrojumper: Motivating exercise with an immersive virtual reality exergame. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 20 (1), 78–92.
Harris, K. & Reid, D. (2005). The influence of virtual reality play on children’s motivation. Canadian Journal of Occupational Therapy, 72 (1), 21–29.
Hart, S. G. & Staveland, L. E. (1988). Development of NASA-TLX (Task Load Index): Results of empirical and theoretical research. In Advances in psychology(Bd. 52, S. 139–183). Elsevier.
Helms, E. (2015). The Muscle & Strength Pyramid - Training. ebook.
Roth, D., Lugrin, J.-L., Latoschik, M. E., & Huber, S. (2017). Alpha IVBO-Construction of a Scale to Measure the Illusion of Virtual Body Ownership. In Proceedings of the 2017 CHI Conference Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems(S. 2875–2883). ACM.
Statista. (2016). Prognose zum Umsatz mit Virtual Reality weltweit in den Jahren 2016 bis 2020 (in Milliarden US-Dollar). Website. Online erhältlich unter https://de.statista.com/statistik/daten/studie/318536/umfrage/prognose-zum-umsatz-mit-virtual-reality-weltweit/; abgerufen am 26.04.2018.
Statista. (2018). Mitgliederzahl der Fitnessstudios in Deutschland von 2003 bis 2017 (in Millionen). Website. Online erhältlich unter https://de.statista.com/statistik/daten/studie/5966/umfrage/mitglieder-der-deutschen-fitnessclubs/; abgerufen am 26.04.2018.
Stevens, J. A. & Kincaid, J. P. (2015). The relationship between presence and performance in virtual simulation training. Open Journal of Modelling and Simulation, 3 (02), 41.
Waltemate, T., Gall, D., Roth, D., Botsch, M., & Latoschik, M. E. (2018). The Impact of Avatar Personalization and Immersion on Virtual Body Ownership, Presence, and Emotional Response. IEEE transactions on visualization and computer graphics, 24 (4), 1643–1652.
You, S. & Sundar, S. S. (2013). I feel for my avatar: Embodied perception in VEs. In Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems (S. 3135–3138). ACM.
Contact Persons at the University Würzburg
Sebastian OberdörferMensch-Computer-Interaktion, Universität Würzburg
sebastian.oberdoerfer@uni-wuerzburg.de
