여기서는 몰입형 360도 가상현실 자연 노출이 기분과 신체에 미치는 영향을 조사하는 프로토콜을 제시합니다. 참가자들은 앉은 자세와 서 있는 자세로 숲과 해양 환경을 경험하며, 정신 건강 개입의 치료 결과를 평가하기 위해 표준화된 척도를 사용합니다.
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이 논문에서
요약
초록
가상현실(VR) 자연 치료는 감정 조절에 가능성을 보여주지만, 최적의 환경 조합은 여전히 불분명하다. 이 피험자 내 연구는 문화적 친숙도(홍콩 해양 대 독일 숲 경관)와 상호작용 모드(앉기와 서 있음)가 기분, 신체, 자연 연결성, VR 존재에 미치는 영향을 31명의 참가자(평균 연령 22.5세, 표준편견 2.1; 여성 18명, 남성 13명; 74%가 이전 VR 경험 없음 보고)에서 어떻게 영향을 미치는지 조사했다. 몰입형 360도 VR 자연 경관을 사용해 노출 전후 표준화된 척도로 결과를 평가했다. 결과는 노출 전후의 기분(분노, 혼란, 우울, 피로, 긴장 감소)과 신체 감각(신체 부속 적응 향상)에서 유의미한 개선을 보여주었으며, VR 자연 치료가 기분 장애 치료에 잠재력을 시사하였다. 서 있는 자세는 앉아 있을 때보다 신체 인식을 크게 향상시켜 신체 인식에 미치는 영향을 강조합니다. 중간 정도의 존재감과 자연과의 연결성은 360도 영상의 치료 효과성을 강조했습니다. 환경 변화에서 유의미한 효과는 나타나지 않았지만, 연구 결과는 VR 자연 치료가 정신 건강 개입에 큰 잠재력을 가지고 있음을 강조합니다. 치료사들은 VR 세션에서 신체 상태를 최적화하고 결과를 향상시키기 위해 신체 자세를 맞춤화해야 합니다. 간단한 360도 VR 구현도 의미 있는 치료 효과를 낼 수 있어, 자연 접근이 제한된 도시 인구에 대한 추가 탐구가 필요합니다.
서론
가상현실(VR) 기술은 빠르게 발전하여 환경 심리학을 포함한 다양한 분야에서 몰입형 시뮬레이션을 제공했습니다. VR 응용의 핵심에는 신체 자아에 대한 근본적인 감각을 생성하는 다감각 통합 과정인 구현(emboment)이 있습니다. VR에서 구현은 지각, 인지, 운동 시스템에서 발생하여 자기 위치, 신체 소유, 주체성에 대한 환상을 촉진합니다. 신경생리학적 연구들은 이러한 착시를 측두정 접합부와 전운동 피질과 같은 뇌 영역과 연관지었습니다 2,4.
VR에서의 구현은 인간의 자연에 대한 선천적 친화력과 연결되며, 이는 바이오필리아 가설에 뿌리를 두고 있습니다 5,6. 자연 노출은 긍정적인 감정 반응을 유발하고 스트레스를 줄이며 인지 회복을 향상시킵니다7. VR 자연 시뮬레이션도 유사한 이점을 보여주며, 이완을 유도하고 도시 스트레스를 완화합니다 8,9. 메타분석은 몰입형 가상 자연 경험이 작거나 중간 정도의 효과 크기로 자연과의 연결성을 높인다는 것을 보여줍니다10.
치료 효과는 주의 회복 이론(ART)11에 의해 설명되며, 이 이론은 자연 환경이 '부드러운 매혹'을 통해 방향성 있는 주의를 회복한다고 주장합니다. 선호 매트릭스는 네 가지 회복적 특성인 일관성, 복잡성, 가독성, 신비성을 설명합니다12. 문화적 친숙도가 이러한 효과를 조절하며, 동아시아 참가자들은 종종 숲보다 물 배경 풍경을 선호합니다13,14.
통찰에도 불구하고, 특히 신체화와 관련된 VR 자연 치료의 신경학적 기반을 이해하는 데 여전히 공백이 존재한다. 높은 신체화는 긍정적인 정서 반응과 스트레스 감소를 증폭시킬 수 있다15. 서 있는 자세는 앉아 있을 때보다 더 큰 운동 주체성과 공간적 존재감을 촉진하여 신체 착시를 강화할 수 있다16. 그러나 문헌은 내용 유형과 문화적 친숙도 효과에 대한 충분한 비교가 부족하다17,18.
이 피험자 내 연구는 건강한 참가자의 기분, 신체, 자연 연결성, 자연 연결성 및 존재감에 대한 VR 자연 노출(홍콩 해양 대 독일 숲), 친숙함, 상호작용 모드(앉기 vs. 서 있음)에 미치는 영향을 조사합니다. 우리는 VR 자연 노출이 기분 상태와 신체성을 개선할 것이며, 문화적으로 친숙한 환경에서 더 강한 효과를 보일 것이라고 가정합니다6. 서 있는 자세는 더 큰 주체성을 촉진하여 존재감과 자연과의 연결성을 높일 수 있어야 합니다12.
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프로토콜
이 연구는 홍콩 폴리테크닉 대학교 기관심의위원회(Human Subjects Ethics Committee)의 승인을 받아 수행되었습니다(참조 번호: HSEARS20230502008). 모집된 참가자들은 참여 전에 사전 동의를 제공했습니다.
VR 시스템 설정
가상현실 시스템은 고성능 노트북에 연결된 가상현실 헤드셋으로 구성되어 360도 가상 환경을 렌더링했으며(그림 1 , 그림 2), 게임 엔진(버전 2021.3.9f1)으로 생성되었습니다. 네 개의 베이스 스테이션이 방 모서리에 30° 각도로 배치되어 5m × 5m 공간을 커버하여 방 규모 상호작용을 가능하게 했습니다(그림 3). 두 개의 4분 분량 360도 영상이 준비되었는데, 독일 자이지그발트에서 촬영된 숲 풍경(그림 1)과 홍콩 클리어 워터 베이에서 촬영된 해양 환경(그림 2)으로, 모두 360도 카메라로 촬영되어 비디오 편집 소프트웨어로 여러 각도의 풍경 장면을 스티칭했습니다. 비디오에는 자연 환경(예: 새소리, 바람, 파도 소리)에서 녹음된 주변 오디오 녹음이 포함되어 있었으며, 헤드셋과 통합된 스테레오 헤드폰을 통해 제공되었습니다. 360도 비디오는 게임 엔진의 장면 좌표계에 고정된 구면에 매핑되어 참가자들이 머리를 돌려 주변을 둘러볼 수 있었습니다. 서 있는 상태에서는 참가자들이 추적된 공간 내에서 자연스럽게 움직일 수 있었지만, 위치 이동은 영상 시점에 영향을 주지 않았습니다(즉, 시차 이동 없이).
참가자 모집 및 준비
31명의 건강한 참가자(평균 연령 22.5세, 표준쾌감 2.1; 여성 18명, 남성 13명; 74%가 사전 VR 경험 없음을 보고함)를 모집하여 참여 전에 동의를 제공했습니다. VR 노출 이전에 참가자들은 표준화된 설문지를 사용하여 기초 평가를 완료했습니다: 분노, 혼란, 우울, 피로, 긴장, 활력을 측정하는 기분 상태 프로필(POMS); 긍정적 신체 연결 및 편안함(PBCC), 신체 무제한 조정(BUA), 주체성 및 기능성(AF), 성적 욕구 경험 및 표현(EESD), 조율된 자기 돌봄(ASC), 객관화 저항(RO) 등 6가지 신체 차원을 평가하는 구현 경험 척도(EES); 가상 환경에서의 존재감을 평가하는 존재 설문지(PQ); 숲과 해양 환경 모두에서 참가자들의 자연과의 연결을 측정하는 자연 연결성 척도(CNS); 메스꺼움, 안구 운동 장애, 방향 감각 상실 증상을 평가하는 시뮬레이터 질병 설문지(SSQ)입니다.
실험 절차
실험 절차는 네 가지 조건을 고정된 순서로 수행했습니다: 앉은 숲 관찰, 앉은 해양 관찰, 서서 있는 숲 관찰, 그리고 서 있는 해양 관찰(그림 4). 각 VR 세션은 4분간 진행되었으며, 참가자들은 몰입형 360도 자연 경관을 경험했습니다. 앉은 상태에서는 참가자들이 경험 내내 편안한 의자에 앉아 있었습니다. 서서 있는 상태에서는 참가자들이 트랙 놀이 공간 내에 서서 5m × 5m 공간 내에서 자연스럽게 움직일 수 있었습니다. 각 조건 후 참가자들은 기저선에서 사용한 동일한 표준화된 평가를 즉시 완료하여 노출 후 기분, 신체, 존재감, 자연 연결성, 시뮬레이터 병 변화를 포착했습니다.
데이터 분석
데이터 분석은 통계 소프트웨어를 사용하여 수행되었습니다. 프리드먼 검정은 노출 전후의 비교를 위해 적용되어 모든 조건에서 전반적인 변화를 평가하였습니다. Wilcoxon 서명 순위 검정은 자세(앉아 있을 때와 서 있을 때)와 환경 유형(숲 대 해양)의 구체적인 영향을 평가하기 위해 쌍별 상태 비교에 사용되었습니다. 존재, 연결도, 질병 측정을 위해 평균, 중앙값, 모드, 분산 등 기술적 통계를 계산하였습니다. 통계적 유의성은 p < 0.05로 설정되었으며, 적절한 경우 다중 비교에 대해 Bonferroni 보정을 적용하였습니다. 효과 크기(Wilcoxon 검정은 r, Friedman는 Kendall의 W)를 계산하여 실질적 유의성을 평가하였습니다.
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결과
노출 전후(PR)에서 사후 여러 기분 차원에서 유의미한 개선이 관찰되었습니다(표 1). 프리드먼 테스트는 부정적인 기분 측면, 즉 분노(χ² = 23)에서 유의미한 감소를 보여주었다. 992, p < 0.001, 켄달의 W = 0.1935), 혼란(χ² = 23.709, p < 0.001, 켄달의 W = 0.1912), 우울증(χ² = 26.690, p < 0.001, 켄달의 W = 0.2152), 피로(χ² = 38.453, p < 0.001, 켄달의 W = 0.3101), 긴장(χ² = 19.640, p < 0.001, 켄달의 W = 0.1584), 그리고 전체 기분 장애(χ² = 31.795, p < 0.001, 켄달의 W = 0.2564). 활력과 같은 긍정적 기분 측정은 유의미한 변화가 없었다(χ² = 3.462, p = 0.484, 켄달 W = 0.0279).
신체 노출과 관련해...
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토론
이 연구는 4분간의 짧은 VR 자연 노출이 기분과 신체 상태를 유의미하게 개선하여 가상 자연 개입의 치료 잠재력을 뒷받침함을 입증했습니다. 분노, 혼란, 우울, 피로, 긴장의 유의한 감소(표 1)는 가상 숲 목욕에 관한 이전 연구들과 일치하며 생물애호화와 스트레스 감소 이론을 강화합니다19,20. 향상된 신체 무제한 조정 점수는 참가자들이 몰입 후 더 가볍고 고유수용감각 신호에 더 민감하게 느껴졌음을 나타내며, 신체와 조절에 영향을 미치는 심리생리학적 경로가 있음을 시사합니다.
서 있는 자세가 배경 유형보다 신체 표현에 더 큰 영향을 미쳤으며, 직립 자세가 앉아 있는 관람보다 더 풍부한 고유수용감각 신호와 강한 참여를 제공했다21. 이 발견은 ...
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공개 사항
저자들은 공개할 것이 없습니다.
감사의 글
이 프로젝트는 홍콩 연구보조금 위원회와 독일 학술 교류 서비스(G PolyU505/22)가 후원하는 독일/홍콩 공동 연구 계획의 지원을 받으며, 부분적으로는 UOWCHK 내부 연구 기금(IRG25/ST/03)의 지원을 받고 있습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 360도 숲 영상 | 맞춤 녹음 | 해당 없음 | 독일 자이지그발트의 숲 풍경을 담은 4분짜리 영상 클립 |
| 360도 해양 영상 | 맞춤 녹음 | 해당 없음 | 홍콩 클리어 워터 베이의 해양 환경 4분 영상 클립 |
| 자연 척도(CNS)와의 연결성 | 학술 연구 | 해당 없음 | 산림과 해양 환경 모두에서 참가자들의 자연과의 연결 측정 척도 |
| 구현 척도(EES) 경험 | 학술 연구 | 해당 없음 | 신체 측면을 측정하는 척도: PBCC, BUA, AF, EESD, ASC, RO |
| 게이밍 노트북 | 다양한 | 해당 없음 | 렌더링을 위해 VR 헤드셋에 연결된 고성능 노트북 |
| HTC Vive 기지국 | HTC 코퍼레이션 | 해당 없음 | 방 구석에 배치된 네 개의 기지국이 방 규모 상호작용을 위해 배치되어 있습니다 |
| HTC 바이브 프로 2 | HTC 코퍼레이션 | 해당 없음 | 몰입형 가상현실 경험에 사용되는 VR 헤드셋 |
| 인스타360 X2 | 인스타360 | 해당 없음 | 360도 카메라 촬영 및 해양 환경 기록 |
| 인스타360 스튜디오 | 인스타360 | 해당 없음 | 풍경 장면의 여러 각도를 스티칭하는 소프트웨어 |
| 출석 설문지(PQ) | 학술 연구 | 해당 없음 | 가상 환경에서의 존재감을 측정하는 설문지 |
| 기분 상태 프로필(POMS) | 교육 및 산업 시험 서비스 | 해당 없음 | 분노, 혼란, 우울, 피로, 긴장, 활력을 포함한 기분 상태를 측정하는 표준화된 설문지 |
| 좌석 배치 | 다양한 | 해당 없음 | 앉아서 VR 시청을 위한 의자 세팅 |
| 시뮬레이터 질병 설문지(SSQ) | 학술 연구 | 해당 없음 | 메스꺼움, 안구 운동 장애, 방향 감각 상실 증상을 측정하는 설문지 |
| SPSS 통계 소프트웨어 | IBM | 버전 26.0 | 프리드먼 검정과 윌콕슨 서명 순위 검정을 포함한 데이터 분석에 사용되는 통계 분석 소프트웨어입니다 |
| 스탠딩 플랫폼 | 다양한 | 해당 없음 | VR 체험 중 참가자들이 5m x 5m 공간 내에서 설 수 있는 플랫폼 |
| 유니티3D | 유니티 테크놀로지스 | 버전 2021.3.9f1 | 360도 가상 자연 시뮬레이션을 개발하는 데 사용된 게임 엔진 |
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