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Todos os métodos envolvendo sujeitos humanos foram realizados em conformidade com as diretrizes institucionais relevantes e aprovados pelo Comitê de Ética para a Proteção da Pesquisa Humana da Shanghai Daji Education Technology Co., Ltd. (Número de Aprovação: 4500AL0512). Obtenha consentimento informado por escrito de todos os participantes antes de qualquer atividade do estudo.
1. Recrutamento de Participantes e Pré-Seleção
- Recrute participantes adultos entre 18 e 70 anos. Certifique-se de que os participantes demonstrem proficiência suficiente em mandarim para compreender as instruções padronizadas de pesquisa.
- Verifique se os participantes conseguem percorrer a rota de forma independente ou com assistência básica de mobilidade. Defina assistência básica de mobilidade como não exigindo mais do que uma bengala padrão ou uma cadeira de rodas movida manualmente.
- Recrute participantes usando convites aprovados pelo local com um roteiro verbal padronizado, pré-inscrição digital via plataforma oficial do local ou anúncios públicos impressos. Limite o recrutamento a uma cota diária de 12 participantes/local.
- Exclua indivíduos com histórico de enjoo de movimento severo induzido por XR ou RV. Estabeleça isso usando uma pontuação inicial do Questionário de Suscetibilidade ao Enjoo de Movimento que ultrapassa 15.
- Exclua indivíduos com vertigem diagnosticada medicamente ou distúrbios visuais incontroláveis. Inclua condições como estrabismo não corrigido.
- Exclua indivíduos com doenças agudas que afetem a segurança da participação. Identifique esses sintomas por meio de frequências cardíacas em repouso acima de 100 batimentos/min ou sintomas respiratórios ativos.
- Exclua indivíduos que não consigam fornecer consentimento informado competente.
- Realize a triagem de elegibilidade em uma área designada para o silêncio, longe do fluxo principal de visitantes. Mantenha os níveis de ruído ambiente abaixo de 55 dB.
- Conduza o processo de consentimento informado na mesma área designada. Pré-ver uma área mínima de assentos de 4m 2 por participante.
- Atribua um código único de identificação de estudo a cada participante inscrito. Gerar esse identificador usando um algoritmo alfanumérico pseudo-aleatório computadorizado estruturado como SiteCode-Data-Sequência para evitar duplicação.
- Armazene informações de contato de acompanhamento de 14 dias em formato criptografado. Use protocolos Advanced Encryption Standard de 256 bits em um servidor local institucional protegido por senha.
- Separe o arquivo de informações de contato do conjunto de dados analítico principal. Restringa o acesso apenas ao coordenador do estudo.
2. Escalonamento de Sessões e Alocação de Condições
- Alocar aleatoriamente os participantes usando bloqueios estratificados por local para manter uma distribuição equilibrada entre o museu interno (Site A) e o espaço semiaberto de patrimônio (Site B). Execute a geração de blocos usando o pacote blockrand no software R com uma semente pseudo-aleatória fixa para garantir a reprodutibilidade computacional.
- Implemente ocultação de alocação usando envelopes opacos, numerados sequencialmente e selados. Consulte a Figura 1A para o fluxo de trabalho dos participantes e a Figura 1B para o cronograma da avaliação.
- Divida os participantes em blocos de seis para cada janela de coleta. Defina cada janela de coleta como um período operacional de 2 horas.
- Descarte blocos incompletos que não alcançam seis inscritos dentro do prazo definido. Redirecione esses indivíduos para pilotos de viabilidade.
- Aloque dois participantes ao grupo tradicional de controle de guias digitais, dois ao grupo narrativo estático da RM e dois ao grupo de narrativa adaptativa da MR.
- Agende sessões de estudo durante o horário rotineiro de funcionamento. Evite períodos de maior congestão.
- Defina picos de congestionamento como intervalos em que sistemas de monitoramento de locais reportam uma densidade instantânea de visitantes superior a 1,5 pessoas/m 2 dentro das zonas designadas da rota.
- Programe as sessões dentro dos períodos de 09:30 às 11:30 e das 14:25 às 16:25.
NOTA: Mantenha a consistência ambiental garantindo iluminação ambiente entre 300 e 500 lux e ruído ambiente abaixo de 55 dB. Mantenha layouts espaciais desobstruídos em todas as zonas de rota. Para locais de patrimônio semiabertos ou ao ar livre, implemente ancoragem espacial usando sistemas globais de navegação por satélite combinados com marcadores ópticos físicos para acomodar iluminação ambiental variável.
- Suspenda o início de novas sessões por 30 minutos imediatamente após o fechamento do local.
- Grave sessões substancialmente atrasadas ou alteradas por aglomeração anormal como desvios de protocolo. Defina sobrelotação anormal como surtos inesperados de visitantes que fazem com que o tempo de permanência dos participantes em qualquer corredor de trânsito exceda 5 minutos.

Figura 1. Fluxo de trabalho e cronograma de avaliação para o protocolo de experiência cultural de realidade mista (RM). (A) Fluxo de trabalho dos participantes ilustrando passos sequenciais desde a abordagem do visitante ou pré-registro, passando por triagem de elegibilidade, consentimento informado, atribuição de identificação de estudos, avaliação de linha de base, alocação bloqueada estratificada por local, implementação de intervenção, avaliação imediata pós-visita (T1), contato de acompanhamento de 14 dias, avaliação de acompanhamento (T2) e montagem do conjunto de dados. (B) Cronograma de avaliação mostrando coleta de dados em três momentos: linha de base (T0), imediato pós-visita (T1) e acompanhamento (T2). As medidas incluem familiaridade com o tema, motivação para a visita, prontidão atencional, avaliação de conhecimento, questionário de presença (PQ), escala de usabilidade do sistema (SUS), engajamento narrativo, autenticidade percebida, satisfação geral, checklist de sintomas e medidas de experiência de acompanhamento. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.
3. Preparação e calibração do dispositivo
- Inspecione todos os dispositivos antes da primeira sessão de cada dia. Verifique se o nível da bateria está acima de 80% e confirme que a interface funciona sem travar.
- Verifique se cada dispositivo tem no mínimo 15 GB de capacidade de armazenamento local disponível. Garanta que essa capacidade seja suficiente para acomodar renderização espacial de ativos de alta fidelidade.
NOTA: O estudo utiliza o Microsoft HoloLens 2 rodando Windows Holographic (Versão 22H2), com o aplicativo MR construído sobre o Unity Engine (Versão 2022.3 LTS) e o Mixed Reality Toolkit 3. O pacote de conteúdo narrativo espacial é estruturado como AssetBundles compilados (.ab) mapeados por meio de scripts de configuração JSON.
- Sincronize todos os dispositivos com um relógio de estudo comum usando o Protocolo de Tempo de Rede por meio de um servidor local seguro. Mantenha um intervalo máximo aceitável de 500 ms entre dispositivos.
- Verifique a precisão da sincronização diariamente usando um script automatizado de diagnóstico pré-sessão. Garanta que a sincronização permita a integração confiável de questionários, resumos de sessões e logs de eventos.
NOTA: Execute a sincronização do clock do dispositivo usando o protocolo de tempo de rede (NTP) via um servidor local seguro para garantir o alinhamento preciso dos fluxos de dados multimodais.
- Ajuste o volume inicial de saída de áudio para uma linha de base calibrada de 65 decibéis ponderados em A. Meça esse nível usando um medidor de som padronizado posicionado na distância típica entre ouvido e alto-falante.
- Permitir ajuste manual de áudio apenas dentro da faixa calibrada de 55–75 dB. Ajuste com base no barulho do local e no conforto dos participantes.
- Calibre o dispositivo com o participante no início físico da rota. Confirme que o participante consegue discernir texto Arial de 24 pontos a uma distância virtual de 1,5 m.
- Confirme que o participante consegue ouvir a narração claramente acima de uma linha de base de ruído ambiente de 50 dB. Verifique se o participante consegue ativar pelo menos uma função de interface durante um teste estacionário de 30 segundos.
- Reinicie a aplicação e tente recalibrar se o teste inicial falhar. Defina falha como a incapacidade de registrar coordenadas contínuas de rastreamento ocular ou um atraso de mapeamento espacial superior a 2 s.
- Troque o dispositivo de hardware se a calibração falhar duas vezes. Encerre a sessão e comode-a como uma inconclusão técnica se o dispositivo substituto também não atender a esses parâmetros de desempenho.
4. Configuração de rotas e operação do sistema
- Configure o sistema narrativo espacial em seis zonas de rota designadas: histórico histórico, identidade de artefato, lógica do processo, significado social, reflexão e síntese narrativa.
- Defina os limites espaciais de cada zona usando geofencing de polígonos. Garanta uma área física mínima de 9m 2/zona.
- Mantenha uma distância mínima de separação de 5 m entre as zonas adjacentes. Evite interferências audiovisuais entre as zonas.
- Implementar protocolos de ancoragem espacial baseados nas condições ambientais. Use mapeamento de nuvens de pontos para ambientes internos de museus.
- Use posicionamento cinemático em tempo real combinado com marcadores fiduciários de alto contraste para sítios arqueológicos semiabertos. Consulte a Figura 2A para arquitetura do sistema e a Figura 2B para a estrutura de rotas de seis zonas.
NOTA: Selecione as zonas de rota para refletir o arco narrativo do sítio histórico, mapeando pontos históricos de viragem em pontos de referência físicos. Use essa estrutura para alinhar a progressão espacial com os princípios de andaimes cognitivos na educação em museus.
- Implemente a intervenção interpretativa com base na alocação dos participantes.
- Forneça um item texto-imagem-áudio por zona para a condição de controle. Padronize o conteúdo para incluir uma descrição de texto de 150 palavras, uma imagem de alta resolução superior a 1920 × 1080 pixels, e uma faixa de áudio de 60–90 s codificada a 192 kbps.
- Apresente um conjunto fixo de sobreposições e uma única interação guiada para a condição narrativa estática. Mantenha uma sequência interpretativa linear onde o conteúdo digital permaneça constante independentemente do comportamento dos participantes.
- Exigir que os participantes realizem um gesto de pinça de toque aéreo em um hotspot holográfico designado. Acione uma rotação contínua de 360° do artefato virtual.
NOTA: Documente as características qualitativas dos itens patrimoniais junto com dados quantitativos. Inclua descrições de restrições ambientais, contexto cultural e design de interface de usuário para complementar métricas formais.
- Ative gatilhos comportamentais automatizados para a condição narrativa adaptativa. Implementar uma arquitetura lógica baseada em regras usando telemetria espacial em tempo real.
- Ajuste o tempo do prompt e a densidade de pistas usando entradas comportamentais determinísticas. Avalie a inatividade superior a 45 s ou desvio espacial do centro de rastreamento.
- Ative um sinal sonoro direcional se o olhar do participante desviar da caixa delimitadora principal da exposição por 15 segundos.
- Renderize um prompt secundário de texto flutuante se o tempo de permanência exceder 180 s sem ativação do hotspot.
- Limite os prompts adicionais do sistema a no máximo dois por zona e oito por sessão.
- Monitore o desempenho técnico continuamente para manter a latência entre movimento e exibição abaixo de 120 ms. Meça a latência usando o profiler de diagnóstico Mixed Reality Toolkit configurado em uma frequência de amostragem de 60 Hz.
- Verifique a estabilidade do rastreamento continuamente. Exigir verificação imediata da equipe se a perda de rastreamento exceder 10 s.
- Tente a recuperação técnica imediatamente durante falhas de rastreamento. Restaurar a funcionalidade do sistema em até 120 segundos.
- Mude o participante para um guia de reserva pré-definido caso a recuperação não funcione. Defina o guia de reserva como um mapa interativo bidimensional pré-carregado em um tablet com narrativas de áudio idênticas, mas sem rastreamento espacial.
- Encerrar a coleta de dados de realidade mista se o rastreamento não puder ser restaurado em até 120 s. Consulte a Tabela 1 para limiares técnicos predefinidos, regras de retenção e flags de qualidade.
Tabela 1: Limites técnicos pré-definidos, critérios de conclusão, flags de qualidade, regras de recuo e regras de parada de segurança. Esta tabela define os critérios operacionais que regem a prontidão do dispositivo, calibração, limiares de desempenho técnico, regras de conclusão de zonas e rotas, restrições de entrega adaptativa, registro de intervenção de pessoal, alertas de qualidade, procedimentos de recuo e monitoramento de segurança e condições de parada. Cada item especifica a condição necessária, a ação correspondente e as notas de implementação usadas para garantir execução padronizada e reprodutibilidade entre as sessões de estudo. Os limiares baseados no tempo são expressos em segundos (s) e milissegundos (ms), quando aplicável. Por favor, clique aqui para baixar esta Tabela.

Figura 2. Arquitetura do sistema e estrutura de rotas de seis zonas. (A) Arquitetura de sistema em três camadas consistindo na camada narrativa espacial (ancoragem de zona física, correspondência de localização de conteúdo, lógica de transição), camada de interface interativa (sobreposições visuais, narração em áudio, ativação de hotspot, prompts adaptativos, opções de acessibilidade) e camada de medição (questionários, resumos de sessões, registros de zona de permanência, logs de eventos, monitoramento de sintomas). (B) Estrutura de rota de seis zonas mostrando zonas sequenciais: contexto histórico, identidade de artefato ou local, lógica de processos ou construção, significado social ou comunitário, comparação ou reflexão, e síntese narrativa. Cada zona inclui uma pista âncora, segmento narrativo e componente de interação guiada. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.
5. Realização da visita e monitoramento de segurança
- Administrar a avaliação inicial (T0) imediatamente após a chegada dos participantes. Colete dados sobre familiaridade com temas culturais, motivação para visitas, prontidão para a atenção e conhecimento básico.
- Use um questionário padronizado de 15 itens para avaliação inicial. Configure o instrumento com escalas Likert de 5 pontos e consultas de múltipla escolha referenciadas a critérios. Consulte a Tabela Suplementar 1 para a bateria completa de instrumentos.
- Forneça uma orientação verbal padronizada de 3 a 5 minutos. Faça o briefing usando um roteiro literal.
- Instrua os participantes sobre procedimentos de ajuste de hardware, limites físicos de limites e o gesto padronizado de levantar a mão para solicitar assistência da equipe. Consulte o Texto Suplementar 1 para o script completo.
- Treine todo o pessoal administrativo antes do desdobramento do estudo. Exigir a conclusão de um módulo de treinamento operacional de duas horas e a conclusão bem-sucedida de uma avaliação simulada de competência de solução de problemas.
- Acompanhe continuamente a progressão dos participantes pelas seis zonas. Registre eventos de entrada e saída da zona.
- Classificar uma zona como concluída somente se o participante permanecer dentro da zona por pelo menos 30 segundos. Exigir pelo menos um gatilho de evento de conteúdo narrativo.
- Confirme a conclusão da zona usando um sinal de saída acionado pelo sistema. Defina essa pista como uma interseção de coordenadas espaciais registrada quando o participante sai da geocerca do polígono.
NOTA: O tempo mínimo de permanência de 30 s garante exposição suficiente a estímulos audiovisuais de base sem induzir fadiga dos visitantes.
- Registre qualquer intervenção da equipe com duração superior a 30 segundos. Mantenha uma proporção de funcionários por participante de 1:3 durante todas as sessões.
- Restringa as intervenções da equipe à recalibração de hardware, reposição física de obstáculos e suporte padronizado de assentos. Proíba a equipe de fornecer orientações interpretativas sobre conteúdo cultural.
- Monitore os participantes para enjoo cibernético usando uma lista estruturada de cinco itens de sintomas: náusea, tontura, desorientação, dor de cabeça e fadiga ocular.
- Administre a lista de verificação verbalmente no ponto intermediário da transição entre a zona três e a zona quatro. Exigir o envio digital de autorrelato imediatamente após a conclusão da rota.
- Pause a sessão imediatamente se o participante relatar uma pontuação de gravidade dos sintomas de 3 ou 4 em uma escala de 0 a 4.
- Instrua o participante a descansar sentado por 5 minutos após uma pausa de segurança.
- Interrompa a sessão se os sintomas continuarem acima de 2. Encerre a sessão se o participante solicitar a descontinuação.
- Encerre a sessão se a participação contínua for insegura. Defina condições inseguras como perda de estabilidade postural, tropeços persistentes ou frequência cardíaca sustentada acima de 120 batimentos/min confirmados por meio de verificação de pulso.
6. Avaliação Pós-Visita e Registro de Dados
- Administrar a avaliação imediatamente pós-visita (T1) fora do caminho principal do visitante imediatamente após a conclusão da rota. Avalie a presença espacial, usabilidade, engajamento narrativo e satisfação geral.
- Use instrumentos adaptados do Questionário de Presença Igroup (IPQ) e da Escala de Usabilidade do Sistema (SUS). Incorpore descritores específicos de herança para garantir validade e confiabilidade do construto.
- Aplique algoritmos padronizados de pontuação para todas as escalas de avaliação. Consulte a Tabela 2 para escalas detalhadas completas, definições operacionais e procedimentos de pontuação.
- Entre em contato com o participante 14 dias após a visita para administrar a avaliação de acompanhamento (T2) de conhecimento e retenção. Envie a avaliação por meio de um link digital criptografado para o e-mail ou dispositivo móvel registrado do participante.
- Envie no máximo três prompts padronizados de lembrete. Distribua os lembretes de forma uniforme ao longo de um período de 72 horas.
- Permitir a conclusão da avaliação dentro do período 12 a 16.
- Participantes do código como perdidos para o acompanhamento se nenhuma resposta completa for registrada até o final do dia 16. Lidar com dados faltantes usando exclusão em pares.
- Extrair e compilar dados de questionários em nível de participante, resumos de sessões, registros de permanência em nível de zona e registros de eventos com carimbo de tempo.
- Exclua os tempos de permanência em zona abaixo de 10 s dos resumos de engajamento. Inclua esses dados apenas se os registros confirmarem conclusão significativa do conteúdo.
- Defina conclusão significativa de conteúdo como a iniciação da narrativa áudio central e pelo menos um gesto de interação ativa gravado dentro da mesma zona.
- Monte o conjunto de dados analítico final mesclar todos os fluxos de dados compilados.
- Aplique um flag de qualidade de exposição usando uma regra binária de inclusão. Atribua um valor de 1 se cinco ou mais zonas atenderem aos critérios válidos de conclusão.
- Atribua um valor 0 se quatro ou menos zonas cumprirem critérios válidos de conclusão.
- Exclua sessões marcadas como 0 nas análises primárias de eficácia. Mantenha essas sessões apenas para análises de viabilidade e segurança.
Tabela 2: Definições operacionais, regras de pontuação e cronologia da avaliação das variáveis do estudo. Esta tabela resume todas as variáveis do estudo, incluindo covariáveis pré-visita, resultados primários e secundários, medidas comportamentais e variáveis do processo. Cada variável é definida com seu tipo de medição, faixa de pontuação, critérios de interpretação e momento de avaliação entre a linha inicial (T0), imediatamente pós-visita (T1) e acompanhamento (T2). Medidas baseadas em instrumentos incluem o Questionário de Presença Igroup (IPQ) e a Escala de Usabilidade do Sistema (SUS). Variáveis derivadas são calculadas a partir de medidas observadas conforme especificado. Por favor, clique aqui para baixar esta Tabela.