Использование виртуальных экскурсий для помощи людям с ограниченными возможностями здоровья

Использование виртуальных экскурсий для помощи людям с ограниченными возможностями здоровья

Кларк Герман, Технический Отдел Связи Столичный Государственный Колледж Денвера. США

Результаты недавних исследований в сфере взаимосвязи компьютерных технологий и людей с физическими недостатками показали, что виртуальные экскурсии эффективны для передачи информации и, в некоторых случаях, понижают уровень тревожности. В исследовании участвовали 110 человек с физическими недостатками. Для качественной и количественной оценки данных были использованы 7 методов. В ходе эксперимента были созданы виртуальные копии 3 реально существующих мест. При создании копий использовались интерактивность, цифровое аудио и видео, титры и схематические карты, а так же другие методы. Результаты данного исследования могут быть полезными как в реальном, так и виртуальном образовательном процессе, помогая справляться с растущим потоком студентов

Постановка проблемы

Согласно данным Всемирной Ассоциации людей с ограниченными возможностями здоровья (World, 2003) каждый пятый человек в мире имеет физический недостаток. Для того чтобы проиллюстрировать важность этого вопроса, можно сказать, что более 166 международных делегаций и свыше 7000 спортсменов с приобретенными физическими нарушениями примут участие во Всемирной специальной олимпиаде в Ирландии.

По данным переписи населения США 1997 года 52,6 миллиона человек (19,7% населения) имели ограничения в дееспособности. У 33 миллионов (12,3% населения) они были достаточно серьезными. У каждого 7 американца, или 35 миллионов человек, физические недостатки препятствуют нормальному образу жизни (Scherer 1996, 4). Доступ к физическим объектам для студентов-инвалидов сопряжен с огромными трудностями. Университеты и колледжи во всем мире стараются организовать доступные классы и лаборатории, а так же курсы и академические программы для людей с физическими недостатками.

Современные технологии всегда помогали инвалидам жить и работать независимо от окружающих. В этой статье обсуждается проект The Community Access Through Technology (CATT - Доступ к обществу через технологии), который опытным путем пытается определить пользу виртуальных экскурсий для людей с физическими недостатками.

Обзор литературы

Хорошо известны перспективы технологии виртуальной реальности (ВР) для обеспечения уникальных образовательных и информационных возможностей (Heim, 1998). К сожалению, общество часто отвергало эти технологии, после того как его ожидания не оправдывались из-за неверного освещения их в некоторых средствах массовой информации. Несмотря на все неудачи, использование ВР растет и, по данным некоторых исследователей, скоро станет повсеместным (Von Schweber, 1998).

В частности, в проекте САТТ программное обеспечение ВР использовалось для моделирования различных зданий и других мест, которые люди с физическими недостатками хотели бы посетить. Специалисты по реабилитации использовали программное обеспечение для ознакомления пациентов со зданиями и другими местами, которые они хотели бы лично посетить в будущем. Этот процесс обучения развивает уверенность и чувство независимости у пациентов при последующей интеграции в общество, способствуя образованию, трудоустройству и семейной жизни.

Польза ВР для людей с физическими недостатками широко обсуждаются в литературе. Ротбаум Ходжес и Купер в 1997 году, применив ВР-терапию, снизили боязнь высоты у пациентов. Вилсон Форман и Стентон продемонстрировали, что чувство пространства, приобретенное детьми с физическими недостатками во время виртуального тура, сохранится в эквивалентном окружении реального мира. Ринг предложил, чтобы пациенты с физическими недостатками обучались с помощью ВР преодолевать барьеры, возникающие из-за особенностей архитектуры зданий, и препятствия окружающей среды. Исследователь выступает за использование ВР как важной вспомогательной технологии в будущем (Ring, 1998). Ввиду такой безоговорочной поддержки эта технология заслуживает возможности для дальнейшего развития не только с целью предоставления пациентам виртуального опыта, но и с целью использования этой технологии для интеграции инвалидов в общество.

Методика

Объект изучения

Приблизительно 110 человек с физическими недостатками, были приглашены для данного исследования через рекламные объявления в местных газетах и с использованием почтовых сообщений в местные больницы общества помощи на дому, некоммерческие агентства и группы защиты инвалидов. У всех участников были выявлены минимальные требования для участия в эксперименте – возраст не моложе 18 лет, у них не должно быть нарушения когнитивных способностей и присутствовать наличие опорно-двигательного аппарата. Участники эксперимента были рандомизированно распределены в группы для экскурсий в Парки отдыха Рекреационного Центра на 20-ой улице (г. Денвер); Национальный спортивный центр для инвалидов в зимнем парке лыжного спорта и отдыха (NSCD) (Колорадо); и профессиональный спортивный Центр Pepsi. Все участники были поделены на три группы: контрольную группу; группу, которой предложили только независимую виртуальную экскурсию по выбранному месту, предваряющую реальную (только VR-группа); и группа, которая проходила виртуальную экскурсию, проведенную специалистом по рекреации, а также программу образование на досуге (LE-VR-группа). На экскурсии в Центре Pepsi была добавлена дополнительная группа, проходившая только традиционную программу образования на досуге.

Инструментарий эксперимента

Кортисольный тест

Кортисол образуется в человеческой слюне, отражая результат целой цепочки изменений, происходящих в организме человека, и его уровень можно использовать, чтобы измерить уровень напряжения и беспокойства. Это испытание проводилось только в Центре Pepsi.

Демографические данные

 Каждый участник эксперимента предоставил демографическую информацию, которая включала его возраст, пол, этническую принадлежность, сведения об инвалидности, текущий статус занятости, уровень доходов, уровень здоровья, использование вспомогательных устройств и способы перемещения.

Осуществление проекта

Было отобрано 3 места для разработки и осуществления программного обеспечения экскурсии в виртуальный мир; для проведения виртуальной и реальной экскурсии; и для сбора и анализа данных для проверки эффективности используемого программного обеспечения. Были выбраны Парки отдыха Рекреацонного центра на 20-ой улице (г. Денвер); Национальный спортивный центр для инвалидов в зимнем парке лыжного спорта и отдыха (NSCD) (Колорадо); и профессиональный спортивный зал Центра Pepsi.

В исследовании участвовали 110 человек с физическими недостатками. Однако одна группа из Центра Pepsi не была задействована при анализе данных, для обеспечения последовательности эксперимента.

Объединенные данные (n=98)

Данные были собраны со всех трех участков:

 *Группа 1 — участники всех трех экскурсий

 *Группа 2 — участники всех трех экскурсий

 *Группа 3 — участники Рекреационного центра на 20-ой улице и LE-VR-группа Центра Pepsi.

*образовательно-развлекательная группа Центра Pepsi не была включена.

Также были проведены другие объединения участников в группы

Рекреационный Центр на 20-ой Улице:

Отдел парков и отдыха Рекреационного центра на 20-ой улице — большое многоцелевое учреждение г.Денвер, Колорадо — был воссоздан в виде виртуальной окружающей среды, которая включает реалистические фотопанорамы, цифровое видео по использованию оборудования для отдыха, описание доступа и диалоговые карты объекта. Потенциальные участники были первоначально подвергнуты проверке на соответствие требованиям эксперимента, а затем случайным образом распределены по группам: контрольная группа (n=13); вторую группу составили те, кто будет участвовать только в виртуальных экскурсиях (VR-группа) (n=10); участники еще одной группы получили возможность образовательно-развлекательной экскурсии, используя сценарий виртуального мира (LE-VR-группа) (n=11). Все участники прошли предварительную проверку в комфортной обстановке. Определялись начальный уровень беспокойства (на основании анкетного исследования самооценки, HR, и VAS), знание о восстановлении сил (RIQ), уровень владения технологиями (TQ), и демографические данные.

Участники контрольной группы совершали независимую поездку по Рекреационному центру на 20-ой улице, выполняя 11 назначенных задач; например, получить пропуск в рекреационный центр, найти какое-то спортивное оборудование, рассмотреть плавательный бассейн. В течение экскурсии регистрировалась частота пульса тестируемого; данные о прохождении тура записывались на магнитофон. По окончании экскурсии участники были встречены организаторами эксперимента для завершения анкетных опросов, проверок и оформления документов на получение вознаграждения за участие в эксперименте. Точно так же работали и участники VR-группы и LE-VR-группы Центра на 20-ой улице. Однако участники назначенные в рекреационную LE-VR-группу, имели возможность предварительного ознакомления с Центром до начала фактической экскурсии. Каждый участник VR-группы прибывал в лабораторию проекта — или ему приносили ноутбук домой — и совершал виртуальное путешествие, «проходя» по различным местам, «исследуя» оборудование и рассматривая цифровые видеоклипы. Сотрудник проекта был проинструктирован, чтобы помочь участнику в использовании компьютера, но не помогать объяснениями или давать информацию о возможностях объектов экскурсии.

Участники LE-VR-группы также использовали виртуальную окружающую среду Центра на 20-ой улице, но для них эта экскурсия был облегчен специалистами по реабилитации (CTRS). Программа образования на досуге создавалась путем изменения процесса планирования программы (Peterson и Stumbo, 2000) и использовалась врачом–специалистом по восстановлению, чтобы помочь участникам указанной группы в использовании средств сообщества. Содержание программы включает информацию о перемещении, о возможности доступа, платы за участие, оборудование, доступную адаптацию, и услугах, обеспечиваемых через Программу Денверских парков и Отдела отдыха для людей со специальными возможностями.

Национальный спортивный центр инвалидов (NSCD)

Национальный спортивный центр инвалидов на зимнем курорте лыжного спорта и отдыха (NSCD) (Колорадо) — некоммерческая организация. В течение 32 лет она предоставляет возможность активного отдыха для более чем 3,000 мужчин, женщин и детей с ограниченными возможностями здоровья ежегодно. Потенциальные участники были предварительно проверены на соответствие требованиям эксперимента, а затем случайным образом распределены по группам: контрольная группа (n=11); вторую группу составили те, кто будет участвовать только в самоуправляемых виртуальных экскурсиях (VR-группа); участники еще одной группы получили возможность образовательно-развлекательной экскурсии, используя свой собственный сценарий виртуального мира (LE-VR-группа) (n=11). Как и в Центре на 20-й улице, все участники прошли предварительную проверку в комфортной обстановке. Определялись начальный уровень беспокойства (на основании анкетного исследования самооценки, HR, и VAS), знание о восстановлении сил (RIQ), уровень владения технологиями (TQ), и демографические данные.

Участники контрольной группы участвовали в однодневной лыжной программе Зимнего курорта (NSCD). В течение дня регистрировался уровень сердцебиения каждого участника. В конце они заполнили анкеты и документы на получение вознаграждение за участие в эксперименте. Идентичного протокола придерживались и остальные группы. Однако участники, назначенные в реабилитационную VR-группу, имели возможность предварительного ознакомления и прохождения Центра до начала фактической экскурсии. Каждый участник VR-группы прибывал в лабораторию проекта — или ему приносили ноутбук домой — и совершал виртуальное путешествие, «проходя» по различным местам, «исследуя» оборудование и рассматривая цифровые видеоклипы. Сотрудник проекта был проинструктирован, чтобы помочь участнику в использовании компьютера, но не помогать объяснениями или давать информацию о возможностях объектов экскурсии.

Участники LE-VR-группы также использовали собственный сценарий прохождения экскурсии, но для них эта экскурсия была облегчен специалистам по реабилитации (CTRS). Образовательно-развлекательная программа создавалась путем изменения процесса планирования программы (Peterson и Stumbo, 2000) и использовалась врачом, чтобы помочь участникам указанной группы в использовании средств сообщества. Технология моделирования окружающей среды включала язык разметки гипертекста HTML, панораму Apple QuickTime VR и Macromedia Flash. Содержание программы включает информацию о перемещении, о возможности доступа, платы за участие, оборудование и доступную адаптацию, и услугах, обеспечиваемых Национальным спортивным центром инвалидов.

Центр Pepsi

Профессиональный спортивный Центр Pepsi расположен на границе центральной части города Денвера и является районным центром развлечений. Центр служит домашней базой для профессиональной хоккейной команды «Колорадская лавина» и профессиональной баскетбольной команды денверских «Самородков». Потенциальные участники были подвергнуты первоначальной проверке на соответствие требованиям эксперимента, а затем рандомизированно распределены по группам: контрольная группа (n=13); вторую группу составили те, кто будет участвовать только в виртуальных экскурсиях (VR-группа) (n=12); третья группа являлась специальной реабилитационной группой, проходившей только образовательно-развлекательную программу (n=11); последняя была LE-VR- группа (n=11).

Для участников группы, шедшей по программе восстановления, основные тесты были закончены врачами в реабилитационной больнице. Определялись начальный уровень беспокойства (на основании анкетного исследования самооценки, HR, и VAS), знание о восстановлении сил (RIQ), уровень владения технологиями (TQ), и демографические данные. Анкетные опросы, данные о частоте пульса и образцы слюны были собраны в больнице и по дороге к Центру Pepsi.

Результаты:

Результаты были рассчитаны по данным со всех трех объектов, а так же для каждого объекта в отдельности.

Комбинированные данные:

Получены следующие важные результаты:

Переменная Recpost () (восстановление после прохождения экскурсии) значительно отличалась для всех трех групп:

F=11.691 (df 2, 91), p=.000.

Тесты Post-Hoc показали что есть различия:

Между первой и второй группами

Между первой и третьей группами

Были обнаружены различия в предварительных и завершающих измерениях пульса (обычный уровень и его величина на участке Экскурсии)

Значительные различия между тремя группами обнаружились по показателю восстановления (до и после):

F=8.380 (df 2, 97), p=.000.

Тесты Post-Hoc показали что есть различия:

Между первой и второй группами

Между первой и третьей группами

Никаких других значительных различий на уровнях.01,.05 или.1 при использовании тест АNОVA найдено не было

Рекреационный Центр на 20-ой Улице:

Предположение о том, что виртуальная экскурсия, проведенная перед посещением Рекреационного центра на 20-ой улице, уменьшила бы стресс, оправдалось полученными данными (STAI p=.104).

Предположение о том, что виртуальная экскурсия, проведенная до посещения нового объекта, предоставит всю необходимую информацию о данном объекте, так же было подтверждено полученными данными. Анализ полученных из RIQ данных показал огромные различия между VR-группами и контрольной группой (р=.003).

Предположение о том, что использование только виртуальной экскурсии, проведенной до посещения нового объекта, облегчит стресс у тестируемых с нарушениями функций двигательного аппарата, данными не подтвердилось. VR-группа тестируемых была обследована по 3-м параметрам. Затем она прошла виртуальную экскурсию по определенному объекту, и после этого были проведены дополнительные измерения тех же параметров непосредственно в рекреационном центре. Данные показали повышенный уровень дискомфорта, стресса и повышенное сердцебиение у тестируемых. В то время как средние показатели частоты пульса в этой группе были более низкими, чем в контрольной группе, диапазон был намного большим.

Технологический вопросник (анкета) был предоставлен всем участникам до выполнения эксперимента. Анкета была предназначена для определения технологического уровня тестируемых, включая их способности использования голосовой и электронной почты, факса, текстовых редакторов и Интернета. Был создан специальный подсчет очков для определения зависимости стресса от уровня технологических знаний тестируемых. Было обнаружено большое различие между результатами технологического и предварительного стрессового тестов. Те участники, которые набирали больше очков в технологическом тесте, как правило, набирали меньше очков во время теста на стресс.

Кортисольный тест

Во всех четырех группах проводился кортисольный тест. Он показал физиологически существенные различия между предварительными измерениями и измерениями во время экскурсии только в двух группах. Были уменьшения до 0.079 ug/dl в контрольной группе и до 0.021 ug/dl в группе, проходившей только виртуальную экскурсию. Такой результат, возможно, указывает на уменьшение уровня беспокойства в VR-группе. Это было проверено экспертизой соответствующих измерений частоты пульса, которая в этой группе стала меньше на 4 уд/мин по сравнению с предварительными измерениями. Частота пульса у тестируемых других групп увеличились: в контрольной группе — на 8 уд/мин, в группе только образования на досуге — на 5 уд/мин, и в LE-VR-группе — на 9 уд/мин.

Заключение

Пациенты, проходящие активную реабилитацию, могут быть задействованы в будущих исследованиях. В их число могут входить люди с недавними травмами, которые испытывают более высокий уровень стресса при посещении общественных мест. Дополнительно эти люди могут нуждаться в более высоком уровне просвещения в связи с новизной и серьезностью их травмы.

Увеличенная частота сердцебиения во время пребывания на объекте требует дополнительных исследований, так как она может быть вызвана физическими нагрузками. Другим психологическим фактором является картисольный тест слюны, использованный в Центре Pepsi, который полезен для измерения невроэндокриновой реакции на стресс в естественной среде.

Используемые технологии, такие как HTML, Apple QuickTime VR panorama, Macromedia Flash и Shockwave, а также моделирование и видео клипы, могут быть не так эффективны по сравнению с будущими, более совершенными технологиями. Использование этих технологий должно быть более детально изучено на практике. Также, виртуальные экскурсии должны быть больше ориентированы на пользователя и более удобные в обращение даже для тех, у кого отсутствует технологический опыт.

Список литературы

Buros, O.K. (Ed.). (1978). The eighth mental measurements yearbook. Hyde Park, New Jersey: Gryphon Press.

Chrousos GP, Gold PW. (1992) The concepts of stress and stress system disorders. Overview of physical and behavioral homeostasis. JAMA. Mar 4;267(9):1244-52.

Erhmann, S.C., & Zuniga, R.E. (1997). The Flashlight ™ Evaluation Handbook, Washington, D.C.: The American Association for Higher Education.

Heim, M. (1998). Virtual realism. New York: Oxford University Press.

McCall, J.E., Fischer, C.G., Warden, G., Kopcha, R., Lloyd, S., Young, J., & Schomaker. (1999). Lorazepam given the night before surgery reduces preoperative anxiety in children undergoing reconstructive burn surgery. Journal of Burn Care and Rehabilitation, March/April, 151-154.

Nicolson N, Storms C, Ponds R, Sulon J. (1997). Salivary cortisol levels and stress reactivity in human aging. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. Mar;52(2):M68-75.

Peterson, C.A., & Stumbo, N.J. (2000). Therapeutic recreation program design: Principles and procedures. Boston: Allyn and Bacon.

Polar Interface Plus User’s Manual (1999), Polar Electro Oy, Kempele, Finland.

Ring. H. (1998). Is neurological rehabilitation ready for ‘immersion’ in the world of virtual reality? Disability and Rehabilitation, 20(3), 98-101.

Rothbaum, B.O., Hodges, L., & Kooper, R. (1997). Virtual reality exposure therapy. Journal of Psychotherapy Practice and Research, 6, 219-226.

Scherer, M.J. (1996). Living in the state of stuck: How technology impacts the lives of people with disabilities (2nd ed.). Brookline Books: Cambridge, MA.

Selye H. (1946). General adaptation syndrome and diseases of adaptuion. J Clin Endocrinol Metab 6:117

Spielberger, C.D. (1983). Manual for the State-Trait Anxiety Inventory, Consulting Psychologists Press, Inc., Palo Alto, California.

Vogelsang, J. (1988). The Visual Analog Scale: An accurate and sensitive method for self-reporting preoperative anxiety. Journal of Post Anesthesia Nursing, 3, 235-239.

Von Schweber, L. (1998, June). Virtual reality. PC Magazine, 186.

Wilson, P.N., Foremen, N., & Stanton, D. (1997). Virtual reality, disability and rehabilitation. Disability and Rehabilitation, 19(6), 213-220.

World Association of Persons with Disabilities (2003). Retrieved March 6, 2003 from www.wapd.org

Использование виртуальных экскурсий для помощи людям с ограниченными возможностями здоровья

Кларк Герман, Технический Отдел Связи Столичный Государственный Колледж Денвера. США

Результаты недавних исследований в сфере взаимосвязи компьютерных технологий и людей с физическими недостатками показали, что виртуальные экскурсии эффективны для передачи информации и, в некоторых случаях, понижают уровень тревожности. В исследовании участвовали 110 человек с физическими недостатками. Для качественной и количественной оценки данных были использованы 7 методов. В ходе эксперимента были созданы виртуальные копии 3 реально существующих мест. При создании копий использовались интерактивность, цифровое аудио и видео, титры и схематические карты, а так же другие методы. Результаты данного исследования могут быть полезными как в реальном, так и виртуальном образовательном процессе, помогая справляться с растущим потоком студентов

Постановка проблемы

Согласно данным Всемирной Ассоциации людей с ограниченными возможностями здоровья (World, 2003) каждый пятый человек в мире имеет физический недостаток. Для того чтобы проиллюстрировать важность этого вопроса, можно сказать, что более 166 международных делегаций и свыше 7000 спортсменов с приобретенными физическими нарушениями примут участие во Всемирной специальной олимпиаде в Ирландии.

По данным переписи населения США 1997 года 52,6 миллиона человек (19,7% населения) имели ограничения в дееспособности. У 33 миллионов (12,3% населения) они были достаточно серьезными. У каждого 7 американца, или 35 миллионов человек, физические недостатки препятствуют нормальному образу жизни (Scherer 1996, 4). Доступ к физическим объектам для студентов-инвалидов сопряжен с огромными трудностями. Университеты и колледжи во всем мире стараются организовать доступные классы и лаборатории, а так же курсы и академические программы для людей с физическими недостатками.

Современные технологии всегда помогали инвалидам жить и работать независимо от окружающих. В этой статье обсуждается проект The Community Access Through Technology (CATT - Доступ к обществу через технологии), который опытным путем пытается определить пользу виртуальных экскурсий для людей с физическими недостатками.

Обзор литературы

Хорошо известны перспективы технологии виртуальной реальности (ВР) для обеспечения уникальных образовательных и информационных возможностей (Heim, 1998). К сожалению, общество часто отвергало эти технологии, после того как его ожидания не оправдывались из-за неверного освещения их в некоторых средствах массовой информации. Несмотря на все неудачи, использование ВР растет и, по данным некоторых исследователей, скоро станет повсеместным (Von Schweber, 1998).

В частности, в проекте САТТ программное обеспечение ВР использовалось для моделирования различных зданий и других мест, которые люди с физическими недостатками хотели бы посетить. Специалисты по реабилитации использовали программное обеспечение для ознакомления пациентов со зданиями и другими местами, которые они хотели бы лично посетить в будущем. Этот процесс обучения развивает уверенность и чувство независимости у пациентов при последующей интеграции в общество, способствуя образованию, трудоустройству и семейной жизни.

Польза ВР для людей с физическими недостатками широко обсуждаются в литературе. Ротбаум Ходжес и Купер в 1997 году, применив ВР-терапию, снизили боязнь высоты у пациентов. Вилсон Форман и Стентон продемонстрировали, что чувство пространства, приобретенное детьми с физическими недостатками во время виртуального тура, сохранится в эквивалентном окружении реального мира. Ринг предложил, чтобы пациенты с физическими недостатками обучались с помощью ВР преодолевать барьеры, возникающие из-за особенностей архитектуры зданий, и препятствия окружающей среды. Исследователь выступает за использование ВР как важной вспомогательной технологии в будущем (Ring, 1998). Ввиду такой безоговорочной поддержки эта технология заслуживает возможности для дальнейшего развития не только с целью предоставления пациентам виртуального опыта, но и с целью использования этой технологии для интеграции инвалидов в общество.

Методика

Объект изучения

Приблизительно 110 человек с физическими недостатками, были приглашены для данного исследования через рекламные объявления в местных газетах и с использованием почтовых сообщений в местные больницы общества помощи на дому, некоммерческие агентства и группы защиты инвалидов. У всех участников были выявлены минимальные требования для участия в эксперименте – возраст не моложе 18 лет, у них не должно быть нарушения когнитивных способностей и присутствовать наличие опорно-двигательного аппарата. Участники эксперимента были рандомизированно распределены в группы для экскурсий в Парки отдыха Рекреационного Центра на 20-ой улице (г. Денвер); Национальный спортивный центр для инвалидов в зимнем парке лыжного спорта и отдыха (NSCD) (Колорадо); и профессиональный спортивный Центр Pepsi. Все участники были поделены на три группы: контрольную группу; группу, которой предложили только независимую виртуальную экскурсию по выбранному месту, предваряющую реальную (только VR-группа); и группа, которая проходила виртуальную экскурсию, проведенную специалистом по рекреации, а также программу образование на досуге (LE-VR-группа). На экскурсии в Центре Pepsi была добавлена дополнительная группа, проходившая только традиционную программу образования на досуге.

Инструментарий эксперимента