Proteus Effect and Escapism in a VR Application for Rehabilitation

Closed Human-Computer Interaction Bachelor Thesis No Affiliation

1. Einleitung und Motivation

Virtuelle Realität (VR) kann das Erleben und Verhalten des Menschen in der tatsächlichen Welt beeinflussen. Deswegen gab es Anstrengungen, VR im Bereich der Physiotherapie einzusetzen, um den Heilungsprozess zu unterstützen (Laver, George, Thomas, Deutsch, & Crotty, 2015). Aus genau dieser Motivation wird in dieser Arbeit untersucht ob durch unterschiedliche Avatare und Umgebungen die Physiotherapie nach einer Knieverletzung mit VR verbessert werden kann.

Nach einer Operation im Kniegelenk ist in der Regel eine lange und intensive Physiotherapie erforderlich, die bis zu sechs Monate dauern kann. Im Krankenhaus müssen die Patienten viel im Bett liegen und gehen nur wenigen Aktivitäten nach. Laut Chan, Wu,Yip, und Yau (2012) kommt dabei häufig Langeweile auf. Zudem können Patienten nach der Operation, also während der Phase der Rehabilitation, Frustration empfinden, da sie ihren gewohnten Tätigkeiten nicht mehr nachgehen können (Chan u. a., 2012). Diese oft empfundenen Emotionen der Patienten kommen auch in einem Effekt der Medienpsychologie vor, nämlich dem Eskapismus (Cohen & Taylor, 2003). Dort wurde untersucht, aus welchem Grund Menschen aus ihrem Alltag ausbrechen und welche Folgen daraus resultieren.

Warmelink, Harteveld, und Mayer (2009) entwickelten ein Konzept, welches versucht die Frage zu beantworten, aus welchen Gründen Menschen versuchen, in andere Welten zu flüchten. Sie stellten verschiedene Motivatoren vor, dabei sind in dem Zusammenhang dieser Arbeit vor allem Langeweile als auch Stress- und Frustrationsabbau entscheidend. Um diesen Gefühlen zu entkommen, künnte VR als Medium verwendet werden, um dem Patienten neue Reize zu setzen und ihm ein positives Gefühl zu vermitteln. In der Arbeit wurden deswegen zwei verschiedene Umgebungen in der virtuellen Welt untersucht. Zum einen ein Krankenhaus, welches der Patient mit den negativen Emotionen verbinden könnte. Zum anderen eine Insel mit Strand, bei der erwartet wurde, dass sie als eine angenehme Umgebung wahrgenommen wird. Der Strand soll dem Patienten ein gutes Gefühl vermitteln und die Möglichkeit geben aus seiner Situation zu entkommen.

In der verwendeten Anwendung besitzt der Nutzer einen Avatar. Die Verkörperung des Avatars ist der Prozess, bei dem die VR-Hardware und -Software den realen Körper einer Person durch einen virtuellen Körper ersetzt (Spanlang u. a.,2014). Der Nutzer trägt dabei am Kopf ein Head-Mounted Display (HMD), und weitere Sensoren an verschiedenen Körperteilen, wie z.B. Hand und Fuß, um die virtuelle Verkörperung zu gewährleisten. Das VR-System nimmt die Bewegungen des realen Körpers auf und verwendet diese, um den virtuellen Avatar zu animieren. Der Avatar wird in dieser Arbeit aus der Ich-Perspektive dargestellt, während der Nutzer das visuo-motorische Feedback seines Avatars sieht. Bei Nutzern wurden Veränderungen im Verhalten (Kilteni, Bergstrom, & Slater, 2013) und Einstellung (Peck, Seinfeld, Aglioti, & Slater, 2013) gefunden, wenn der virtuelle Körper dem realen Körper des Nutzers nicht ähnelte. Der Nutzer projeziert dabei die Eigenschaften des Avatars auf sich selbst. Das kann dazu führen, dass der Nutzer die Einstellung, Gefühle und das Verhalten des virtuellen Avatars adaptiert. Dieser Effekt wird von Yee und Bailenson (2007) Proteus-Effekt genannt. In dieser Arbeit wurde nun untersucht, ob der Proteus-Effekt auftritt, wenn der Nutzer einen vitalen bzw. nicht vitalen Avatar in VR besitzt, und welche Auswirkungen dieser hat.

2. Forschungsstand

Der Proteus-Effekt wurde bei verschiedenen Arbeiten untersucht, aber nach dem aktuellen Forschungsstand nicht im Zusammenhang mit der Physiotherapie. Es zeigte ein Experiment von Peña, Hancock, und Merola (2009), dass durch die Veränderung der Kleidung des Avatars ein Einfluss auf das Verhalten einer Person entstehen kann. Der Proteus-Effekt wurde auch im Zusammenhang mit physischen Aktivitäten untersucht. So haben zum Beispiel Peña und Kim (2014) den Einfluss des Proteus-Effekts beim Tennisspielen in VR untersucht. Es stellte sich heraus, dass Probanden mit einem übergewichtigen Avatar signifikant geringere Aktivität aufwiesen, als Probanden mit einem normalgewichtigen Avatar. In einer Arbeit von Li, Lwin, und Jung (2014) stellte sich heraus, dass übergewichtige Kinder mit einem normalgewichtigen Avatar signifikant motivierter waren Sport zu treiben, als mit einem übergewichtigen Avatar. Es lässt sich zusammenfassen, dass der Proteus-Effekt einen Einfluss auf die physische Aktivität, Einstellung zum Training, Trainingsmotivation und auf die generelle Motivation haben kann.

Zum besten Wissen des Autors existiert derzeit keine wissenschaftliche Arbeit, die sich mit Eskapismus in VR befasst. Bei der Forschung zum Medienkonsum gibt es Arbeiten, die Eskapismus und Computerspielen näher betrachten (Hellström, Nilsson, Leppert, & Aslund, 2012). Dabei wurde herausgearbeitet, dass die Motivation, die hinter der Fluchtaktivität steckt, entscheidend dafür ist, ob diese Aktivität negative oder positive Folgen hat. Bei Calleja (2010) wurde damit argumentiert, dass die gleichen Aktivitäten bei unterschiedlichen Personen unterschiedliche Auswirkungen haben können, da sie sich in unterschiedlichen Lebenssituationen befinden. Deswegen ist es schwierig, eine allgemeingültige Anwendung zu erstellen, die für verschiedenste Personen einen positiven Effekt hat. In dem Zusammenhang der Physiotherapie liegt es aber nahe, dass die Patienten sich in einer ähnlichen Situation befinden. So wird davon ausgegangen, dass Eskapismus in diesem Zusammenhang für die meisten Patienten positive Folgen haben kann.Daher wurde von der Annahme ausgegangen, dass Eskapismus einen positiven Effekt auf die Physiotherapie in VR haben kann.

3. Hypothesen

Es werden zum Eskapsimus folgende Hypothesen aufgestellt:

• Die Probanden haben am Strand eine höhere Motivation Trainingsübungen in VR auszuführen als im Krankenhaus.
• Die aktuelle Aktiviertheit ist am Strand höher als im Krankenhaus.
• Die wahrgenommene Belastung ist am Strand geringer als im Krankenhaus.

Es werden zum Proteus-Effekt folgende Hypothesen aufgestellt:

• Die Probanden haben mit einem vitalen Avatar eine höhere Motivation Trainingsübungen in VR auszuführen als mit einem nicht vitalen Avatar.
• Die aktuelle Aktiviertheit ist bei einem vitalen Avatar höher als bei einem nicht vitalen Avatar.
• Die wahrgenommene Belastung ist bei einem vitalen Avatar geringer als bei einem nicht vitalen Avatar.

4. Studie

In der empirischen Studie wird ein 2x2 gemischt faktorielles Studiendesign verwendet. Es werden zwei unabhängige Variablen mit jeweils zwei Ausprägungen manipuliert. Der Zwischensubjektfaktor ist die Darstellung des Avatars und der Innersubjektfaktor ist die Umgebung.

UVs:

• Umgebungen (Strand/Krankenhaus)
• Avatare (vital/nicht vital)

AVs:

• NASA Task Load Index (Hart & Staveland, 1988)
• Adjektiv-Checkliste (Imhof, 1998)
• Trainingsmotivation (Li u. a., 2014)

Kontrollvariablen:

• Illusion of Virtual Body Ownership (Roth, Lugrin, Latoschik, & Huber, 2017)
• Presence (Witmer & Singer, 1998)
• Simulator Sickness Questionnaire (Kennedy, Lane, Berbaum, & Lilienthal, 1993)

4.1 Ablauf:

• Einverständnis-, Datenschutzerklärung & Allgemeine Teilnehmerinformation über die Untersuchung

• Pre-Fragebögen

• Einführung

• Training in VR (erste Umgebung)
• Fragebögen zum Training in VR
• Training in VR (zweite Umgebung)
• Fragebögen zum Training in VR
• Post-Fragebogen

Referenzen

Laver, K., George, S., Thomas, S., Deutsch, J., & Crotty, M. (2015). Virtual reality for stroke rehabilitation: an abridged version of a Cochrane review.Europeanjournal of physical and rehabilitation medicine,51(4), 497-506.

Chan, Z. C., Wu, C. M., Yip, C. H., & Yau, K. K. (2012). Getting through the day: exploring patient’s leisure experiences in a private hospital. Journal of clinicalnursing, 21(21-22), 3257-3267.

Cohen, S. & Taylor, L. (2003). Escape attempts: The theory and practice of resistance in everyday life. Routledge.

Warmelink, H., Harteveld, C., & Mayer, I. (2009). Press Enter or Escape to Play - Deconstructing Escapism in Multiplayer Gaming. InDiGRA Conference.

Spanlang, B., Normand, J. M., Borland, D., Kilteni, K., Giannopoulos, E., Pomés, A., … & Slater, M. (2014). How to build an embodiment lab: achieving body representation illusions in virtual reality. Frontiers in Robotics and AI, 1, 9.

Kilteni, K., Bergstrom, I., & Slater, M. (2013). Drumming in immersive virtualreality: the body shapes the way we play. IEEE Transactions on Visualization & Computer Graphics, (4), 597-605.

Peck, T. C., Seinfeld, S., Aglioti, S. M., & Slater, M. (2013). Putting yourself in the skin of a black avatar reduces implicit racial bias. Consciousness and cognition, 22(3), 779-787.

Yee, N. & Bailenson, J. (2007). The Proteus effect: The effect of transformed self-representation on behavior. Human communication research, 33(3), 271-290.

Peña, J., Hancock, J. T., & Merola, N. A. (2009). The priming effects of avatars invirtual settings. Communication Research, 36(6), 838-856.

Peña, J. & Kim, E. (2014). Increasing exergame physical activity through self andopponent avatar appearance. Computers in Human Behavior, 41, 262-267.

Li, B. J., Lwin, M. O., & Jung, Y. (2014). Wii, myself, and size: The influence of proteus effect and stereotype threat on overweight childrenís exercise motivation and behavior in exergames. Games for Health: Research, Development, and Clinical Applications, 3(1), 40-48.

Hellström, C., Nilsson, K. W., Leppert, J., & Aslund, C. (2012). Influences of motivesto play and time spent gaming on the negative consequences of adolescentonline computer gaming. Computers in human behavior, 28(4), 1379-1387.

Calleja, G. (2010). Digital games and escapism. Games and Culture, 5(4), 335-353.

Hart, S. G. & Staveland, L. E. (1988). Development of NASA-TLX (Task LoadIndex): Results of empirical and theoretical research. In Advances in psychology (Bd. 52, S. 139-183). Elsevier.

Imhof, M. (1998). Erprobung der deutschen Version der Adjektiv-Checkliste nach Thayer (1989) zur Erfassung der aktuellen Aktiviertheit. Zeitschrift für differentielle und diagnostische Psychologie.

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.

Witmer, B. G. & Singer, M. J. (1998). Measuring presence in virtual environments: A presence questionnaire. Presence, 7(3), 225-240.

Kennedy, R. S., Lane, N. E., Berbaum, K. S., & Lilienthal, M. G. (1993). Simulator sickness questionnaire: An enhanced method for quantifying simulator sickness. The international journal of aviation psychology, 3(3), 203-220.

Contact Persons at the University Würzburg