Сравнительная оценка настольного, комнатного и широкомасштабного совместного виртуального пространства для совместной работы в рамках иммерсивного обучения

Краткое содержание

В данном исследовании оценивается протокол совместного обучения в виртуальной реальности с использованием крупного общего пространства путем сравнения пространственного присутствия, командной координации, вовлеченности в процесс обучения, когнитивной нагрузки, безопасности и краткосрочных результатов обучения в трех условиях подготовки.

Аннотация

Коллаборативная виртуальная реальность в большом общем пространстве (large-space co-located collaborative virtual reality) обеспечивает тренировочную среду, в которой участники могут перемещаться, общаться и координировать действия в общем иммерсивном пространстве. Однако данных о том, улучшает ли такая конфигурация пространственное присутствие, командную координацию и вовлеченность в обучение по сравнению с совместной работой на настольных ПК или распределенной виртуальной реальностью в масштабе комнаты, по-прежнему недостаточно. В данном исследовании оценивался одноцентровой трехплечевой экспериментальный протокол с участием 126 человек, распределенных по 42 командам из трех человек. Команды были рандомизированы на группы: совместная симуляция на настольных ПК, распределенная коллаборативная виртуальная реальность в масштабе комнаты или коллаборативная виртуальная реальность в большом общем пространстве. Все команды прошли 8-минутный вводный инструктаж, выполнили 20-минутное совместное задание по экстренной логистике и пространственной навигации, прошли оценку сразу после обучения и тест на сохранение навыков через 2 недели. Основными показателями были пространственное присутствие, самооценка командной координации, оценка командной координации наблюдателем и вовлеченность в обучение. Вторичные показатели включали баллы за знания, когнитивную нагрузку, дискомфорт от использования симулятора и показатели процесса выполнения задачи. Группа коллаборативной виртуальной реальности в большом общем пространстве продемонстрировала более высокий уровень пространственного присутствия, командной координации и вовлеченности в обучение по сравнению с контрольными группами. Прирост знаний был выше в группе с использованием большого пространства, тогда как скорректированные показатели знаний после обучения и через 2 недели существенно не различались между группами. Когнитивная нагрузка значительно не увеличилась, а дискомфорт от симулятора в среднем оставался на легком уровне. Эти результаты указывают на то, что коллаборативная виртуальная реальность в большом общем пространстве может быть наиболее полезна для учебных задач, требующих пространственной ориентации, ролевой координации и активного взаимодействия в команде, а не только для краткосрочного приобретения знаний.

Введение

Иммерсивная виртуальная реальность способствует обучению на основе симуляций в условиях, которые в противном случае были бы опасными или недоступными, связывая визуальное внимание и движения тела с ситуативной практикой¹. Современные исследования перешли от демонстрации новых возможностей к внедрению методов с доказанной эффективностью², однако остается важный вопрос о том, какие аппаратные средства и пространственные конфигурации наилучшим образом поддерживают совместное обучение. Пространственное присутствие влияет на внимание и воплощение^3,4, тогда как одной субъективной иммерсии может быть недостаточно для сложных командных операций. Продуктивное сотрудничество требует общих целей, взаимозависимости задач и взаимного мониторинга в режиме реального времени⁵.

Последние исследования расширили понимание совместного использования виртуальной реальности и воплощенного взаимодействия в поддержке командной работы. Однако эмпирические данные о педагогическом эффекте различных пространственных структур остаются неоднозначными⁶. Основным вкладом данной работы является систематическая оценка трех функционально различных сред для совместной работы: настольного совместного моделирования, распределенной виртуальной реальности в масштабе комнаты и совместной виртуальной реальности в большом пространстве. Эти условия представляют собой различные конфигурации командного моделирования и позволяют сравнить визуальное погружение и общее физическое перемещение в различных средах совместного обучения. Физическая планировка трех конфигураций представлена на Рисунке 1.

Рисунок 1: Экспериментальный рабочий процесс и физическая пространственная организация трех условий совместного обучения. (A) Обзор экспериментального рабочего процесса: от отбора участников и рандомизации на уровне команд (N = 126 участников; 42 команды) до теста на сохранение навыков через 2 недели. (B) Схематическое изображение трех тренировочных сред. Слева: настольная совместная симуляция, в которой члены команды перемещаются, используя отдельные рабочие станции, и общаются по назначенным аудиоканалам без эффекта визуального погружения. В центре: распределенная совместная виртуальная реальность в масштабе комнаты, в которой участники испытывают визуальное погружение и живое командное общение, оставаясь в пределах отдельных физических зон отслеживания размером 3 m × 3 m. Справа: совместная виртуальная реальность с совместным размещением в большом пространстве, в которой члены команды находятся в общем свободном пространстве размером 8 m × 8 m, что обеспечивает синхронное физическое перемещение, воплощенное пространственное ориентирование и совместную навигацию в режиме реального времени. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

В протоколе обучения использовался сценарий совместной экстренной логистики и пространственной навигации. В отличие от индивидуального процедурного обучения, этот сценарий требует общей физической ориентации, вербальной координации в реальном времени и воплощенного пространственного действия. Эти характеристики создают структурированную среду для оценки возможностей совместной виртуальной реальности в большом пространстве при совместном расположении участников. На рисунке 2 показаны интерфейсы и режимы взаимодействия, использованные в условиях виртуальной реальности и при работе за настольным компьютером. Теория воплощенного познания указывает на то, что пространственные манипуляции могут поддерживать субъектность при их соответствии требованиям задачи⁷, в то время как теория когнитивной нагрузки свидетельствует о том, что эффективность групповой работы зависит от распределения когнитивных требований без создания излишней нагрузки на координацию⁸.

Рисунок 2: Сравнение интерфейсов и парадигм выполнения задач в различных условиях обучения. Сценарий совместной экстренной логистики и пространственной навигации был стандартизирован для всех групп, при этом основным различием являлась модальность взаимодействия. (A) Интерфейс совместной симуляции на настольном ПК, вид от первого лица. Участники перемещаются по промышленной среде, используя клавиатуру и мышь, и полагаются на центральный перекрестие и элементы двухмерного графического пользовательского интерфейса, включая мини-карту и список задач, для пространственной ориентации. (B) Иммерсивное воплощенное взаимодействие в виртуальной реальности. В условиях погружения участники выполняют задачи, включая сбор и перемещение ресурсов, посредством прямого физического манипулирования с использованием отслеживаемых жестов рук вместо кликов мышью. (C) Пространственная командная координация в условиях совместной виртуальной реальности с общим физическим пространством (co-located). Члены команды координируют действия в соответствии со своими ролями, включая функции навигатора, менеджера по ресурсам и контролера безопасности, благодаря видимости аватаров в реальном времени, пространственным указательным жестам и общей физической ориентации вокруг опасных зон. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Соответственно, эффекты трех конфигураций обучения оценивались по показателям пространственного присутствия, координации в команде и вовлеченности в процесс обучения. Поскольку иммерсивные среды могут вызывать сильную субъективную вовлеченность⁹, эти результаты рассматривались вместе с уровнем усвоения знаний после обучения и краткосрочным запоминанием, чтобы разграничить сиюминутную вовлеченность и закрепленные знания. Поскольку перемещение и иммерсивное воздействие также создают физическую нагрузку, дискомфорт при использовании симулятора отслеживался как показатель реализации метода¹⁰.

Протокол

Данное исследование с участием людей проводилось в соответствии с Хельсинкской декларацией и требованиями учреждения к поведенческим и образовательным исследованиям. Протокол исследования был одобрен Комитетом по этике исследований с участием людей Университета города Шэньян (номер одобрения SU1992837; дата одобрения: 18 января 2025 г.). Все участники предоставили письменное информированное согласие перед включением в исследование. Участники были проинформированы о том, что исследование предполагает погружение в виртуальную реальность, выполнение командных задач, заполнение опросников, поведенческое наблюдение и краткосрочное последующее тестирование. Участие было добровольным, и выход из исследования допускался в любое время без каких-либо академических, профессиональных или институциональных санкций. Все записи исследования были деидентифицированы перед проведением анализа. Каждому участнику был присвоен числовой код участника, а каждой команде — отдельный код команды. Имена, номера студентов, номера телефонов, изображения лиц или непосредственно идентифицируемые аудиозаписи в аналитический набор данных не включались. Категории оборудования, версии программного обеспечения и соответствующие ресурсы для воспроизведения перечислены в Таблице материалов.

1. Дизайн и условия исследования
В данном завершенном исследовании использовался одноцентровой трехплечевой параллельный экспериментальный дизайн для изучения того, связана ли совместная виртуальная реальность в большом пространстве с более выраженным ощущением пространственного присутствия, командной координацией и вовлеченностью в обучение в процессе иммерсивного тренинга. Были определены три условия обучения: совместное моделирование на настольном компьютере, распределенная совместная виртуальная реальность в масштабе комнаты и совместная виртуальная реальность в большом пространстве.

Условия были разработаны как функциональные компараторы, а не как полный факторный анализ погружения, сотрудничества и пространства для передвижения. Условие «настольный компьютер» представляло собой сотрудничество без использования иммерсивного шлема виртуальной реальности. Условие распределенного совместного VR в масштабе комнаты представляло собой иммерсивное командное сотрудничество в отдельных небольших зонах отслеживания. Условие совместного VR в большом общем пространстве объединяло иммерсивный визуальный опыт, совместное физическое перемещение и воплощенное командное взаимодействие в режиме реального времени в едином отслеживаемом тренировочном пространстве. Таким образом, групповые различия интерпретировались как различия между полными конфигурациями обучения, а не как эффекты, обусловленные каким-либо одним компонентом. Такая структура была выбрана, поскольку исследования в области иммерсивного обучения рассматривают пространственное присутствие, агентность и вовлеченность как механизмы, с помощью которых виртуальные среды могут влиять на поведение при обучении¹¹.

Исследование проводилось в Лаборатории иммерсивного обучения и человеко-компьютерного взаимодействия в участвующем учреждении в период с 3 марта по 18 июля 2025 г. Набор участников и базовое тестирование проводились с 3 марта по 25 апреля 2025 г. Сеансы вмешательства проводились с 10 марта по 30 мая 2025 г. Оценки сохранения навыков через 2 недели были завершены в период с 24 марта по 16 июня 2025 г. Проверка данных, оценка наблюдателем и блокировка набора данных были завершены к 18 июля 2025 г.

Все сеансы проводились в одном лабораторном комплексе для контроля освещения, температуры, интернет-соединения, инструкций к заданиям и наблюдения со стороны исследователя. В условии совмещенной совместной виртуальной реальности в большом пространстве использовалась свободная зона отслеживания размером 8 m × 8 m. В условии распределенной совместной виртуальной реальности в масштабе комнаты использовались три раздельные размеченные зоны размером 3 m × 3 m. В условии совместного настольного моделирования использовались индивидуальные компьютерные рабочие станции, разделенные акустическими перегородками, чтобы участники могли общаться только через назначенный канал связи.

Перед рандомизацией участники были распределены по командам из трех человек. Команда была выбрана в качестве единицы обучения, поскольку задание требовало распределенного выполнения ролей, вербальной координации, общего ситуационного awareness и совместного решения проблем. Рандомизация проводилась на уровне команд, чтобы избежать взаимного влияния участников внутри одной сессии. Общий рабочий процесс исследования и физическая конфигурация трех условий показаны на Рисунке 1.

2. Участники и отбор подходящих кандидатов
Участники были набраны из программ бакалавриата и магистратуры в участвующем учебном заведении. В объявлениях о наборе исследование описывалось как иммерсивное обучающее исследование с использованием виртуальной реальности, координации команд и оценки обучения. В объявлениях не указывалось ожидаемое превосходство какого-либо из условий обучения. Заинтересованные участники заполняли онлайн-форму скрининга перед назначением времени посещения лаборатории.

Участники могли быть включены в исследование, если их возраст составлял 18–35 лет, они имели нормальное или скорректированное до нормы зрение, понимали язык обучения, ранее не принимали участия в аналогичном сценарии виртуального обучения и могли безопасно стоять и перемещаться в течение как минимум 30 min. Участники исключались, если сообщали о тяжелой форме кинетоза, неконтролируемой эпилепсии, недавних скелетно-мышечных травмах, влияющих на ходьбу или равновесие, нескорректированном нарушении зрения, тяжелом головокружении, тяжелой нескорректированной нарушении слуха, остром заболевании в настоящее время или любом медицинском состоянии, при котором воздействие иммерсивной виртуальной реальности было бы небезопасным. Также из исследования исключались лица, имевшие обширный предварительный опыт работы с данным конкретным сценарием обучения или ранее участвовавшие в пилотном тестировании той же системы.

Проверка соответствия критериям отбора проводилась в два этапа. Сначала ассистент исследователя изучал форму онлайн-скрининга. Затем в день тестирования, перед получением согласия, исследователь, проводящий сессию, подтверждал соответствие критериям устно. Участники, сообщившие о легком дискомфорте при движении в прошлом, не исключались автоматически, но находились под более тщательным наблюдением; им напоминали, что участие может быть прекращено немедленно в случае возникновения дискомфорта. Полная форма скрининга, пункты критериев отбора, первичный опросник, форматы ответов и правила кодирования представлены в Дополнительном файле 1.

Для определения необходимого размера выборки для данного экспериментального дизайна был проведен априорный расчет статистической мощности с использованием программного обеспечения G-Power. Исходя из ожидаемого среднего размера эффекта f = 0.25 на основании предыдущих публикаций по иммерсивному совместному обучению, уровня значимости альфа 0.05 и статистической мощности 0.80 для анализа трех групп, потребовалось минимум 111 участников. Чтобы обеспечить структуру команд из трех человек и сохранить сбалансированное распределение групп по условиям, итоговая выборка была расширена до 126 участников, что составило 42 независимые команды. Поскольку вмешательство осуществлялось на уровне команды, идентификаторы команд были сохранены для корректировки кластеризации, оценки координации по данным наблюдателей и проведения анализа чувствительности.

3. Рандомизация, сокрытие распределения и ослепление
После того как все участники команды из трех человек прошли подтверждение соответствия критериям включения, команда была случайным образом распределена в одну из трех групп обучения с использованием компьютерного списка блочной рандомизации с фиксированным размером блока в шесть команд. Последовательность распределения была сгенерирована до начала сбора данных с помощью пакета рандомизации в среде статистических вычислений с воспроизводимым начальным значением (seed) 20250301.

Скрытие распределения обеспечивалось с помощью непрозраных конвертов с последовательной нумерацией и защитой от вскрытия, подготовленных исследователем, который не участвовал в наборе участников и проведении вмешательства. Файл рандомизации хранился в защищенной паролем электронной таблице и был недоступен специалистам, оценивающим результаты.

Распределение по группам раскрывалось только после заполнения базового опросника и прохождения предварительного теста на знание материала. Исследователь, проводивший сессию, вскрывал следующий запечатанный конверт с распределением непосредственно перед настройкой оборудования. Ослепление участников относительно формата физической тренировки было невозможно, так как три условия заметно отличались друг от друга. Участники не были проинформированы о том, в каком из условий ожидаются лучшие результаты.

Двое наблюдателей оценивали координацию работы команд на основе стандартизированных записей экрана. Наблюдатели не были осведомлены о гипотезах исследования, обозначениях условий обучения и результатах анкетирования, а также не принимали участия в проведении обучения. Перед началом оценки видеофайлы были переименованы с использованием нейтральных кодов команд. Метки интерфейса, идентифицирующие условия исследования, по возможности были обрезаны или замаскированы до начала оценки наблюдателями.

4. Сценарий обучения и структура задачи
Сценарий обучения был разработан как совместная задача по экстренной логистике и пространственной навигации в симулированной промышленной учебной среде. От каждой команды из трех человек требовалось найти виртуальные ресурсы, интерпретировать пространственные ориентиры, передавать информацию о маршруте, координировать действия в соответствии с распределенными ролями и выполнить последовательность этапов миссии в фиксированный временной интервал.

Каждый участник выполнял одну из трех ролей: навигатор, менеджер ресурсов или контролер безопасности. Навигатор интерпретировал направление маршрута и последовательность пунктов назначения. Менеджер ресурсов выявлял и собирал виртуальные предметы, необходимые для выполнения задачи. Контролер безопасности отслеживал опасности, подтверждал соблюдение последовательности процедур и подавал сигнал команде перед окончательной отправкой.

Сценарий включал четыре зоны: зону ориентирования, зону ресурсов, зону опасностей и зону завершения. Каждая команда должна была выполнить восемь обязательных подзадач: определить целевое местоположение, выбрать три правильных ресурса из шести возможных, избежать двух неправильных ответвлений маршрута, отреагировать на три предупреждения об опасностях, передать информацию между членами команды и отправить окончательную последовательность действий. Максимальное время выполнения задачи составляло 20 min. Команды, которые не завершили все необходимые подзадачи в течение 20 min, были остановлены по истечении этого времени, и количество выполненных подзадач было зафиксировано.

Перед выполнением основного задания все участники прошли стандартизированный 8-минутный вводный инструктаж. В первые 3 мин были представлены правила исследования и процедуры безопасности. Следующие 3 мин были посвящены ознакомлению с элементами управления интерфейсом. Последние 2 мин участники потратили на отработку перемещения, выбора и коммуникации в нейтральной тренировочной среде, которая не содержала объектов, маршрутов, опасностей или ответов, используемых в основном сценарии. Данные о результативности в тренировочной среде не анализировались.

Одинаковый учебный контент, последовательность заданий, эталонные ответы, структура маршрутов, предупреждения об опасностях и критерии оценки использовались во всех трех условиях. Условия различались модальностью взаимодействия, степенью погружения, физическим перемещением и пространственной конфигурацией. Иммерсивные среды были разработаны с использованием коммерческой платформы для трехмерной разработки в режиме реального времени. Многопользовательская сеть и синхронизация пространственного состояния были реализованы с помощью специализированного фреймворка синхронизации для многопользовательского режима, работающего в локальной гигабитной сети Ethernet. Участники, распределенные в группы условий иммерсивной виртуальной реальности, использовали нашлемные дисплеи высокого разрешения с интегрированными наушниками и микрофонами. Пространственное отслеживание осуществлялось с помощью системы трекинга на основе инфракрасного лазера с четырьмя базовыми станциями. Для реализации аватаров использовались алгоритмы инверсной кинематики для отображения телеметрии головы и контроллеров рук в режиме реального времени на артикулированные аватары работников.

5. Проверка предварительных процедур исследования и уточнение измерений
Перед формальным сбором данных все пункты опросников, задания теста знаний, правила оценки наблюдателями и процедуры выполнения задач были рассмотрены двумя исследователями с опытом в области иммерсивного обучения и одним исследователем с опытом в области образовательных измерений. В ходе анализа основное внимание уделялось ясности формулировок пунктов, соответствию ролей и задач, согласованности подсчета баллов, формулировкам по технике безопасности и соответствию конструктов.

В период с 17 по 21 февраля 2025 года была проведена проверка предварительного протокола с участием шести добровольцев, которые соответствовали тем же критериям отбора, что и основная выборка. В ходе предварительной проверки оценивались время выполнения задач, комфорт при использовании гарнитуры, безопасность движений, ясность инструкций, время заполнения опросников, точность экспорта данных и возможность проведения оценки наблюдателем. Предварительные данные использовались исключительно для уточнения формулировок, времени подготовки, инструкций по технике безопасности и процедур экспорта лог-файлов. Эти участники не были включены в окончательную выборку, и их данные не учитывались при основном анализе.

6. Условие совместного моделирования на рабочих станциях
В условии совместного моделирования на рабочих станциях каждый участник использовал индивидуальное рабочее место, подключенное к 24-дюймовому монитору с разрешением 1080p. Устройства ввода состояли из компьютерной мыши и клавиатуры, а аудиосвязь обеспечивалась с помощью USB-гарнитуры и микрофона. Участники располагались за отдельными рабочими станциями; им было дано указание не общаться вне системы.

В настольном симуляторе использовались та же виртуальная среда, объекты задач, последовательность маршрута, предупреждения об опасностях и логика подсчета баллов, что и в условиях виртуальной реальности. Вид камеры был от первого лица. Как показано на рисунке 2A, участники из настольной группы перемещались с помощью клавиатуры и взаимодействовали с виртуальными ресурсами с помощью щелчков мыши через фиксированное двумерное поле зрения монитора. Поле зрения, скорость перемещения, дистанция взаимодействия и аудио-настройки были зафиксированы перед сбором данных и не изменялись между сессиями. Один исследователь контролировал техническую стабильность во время каждой сессии, но не давал советов по выполнению задач после начала основного сценария.

7. Условие распределенного совместного виртуального пространства в масштабе комнаты
В условии распределенного совместного виртуального пространства в масштабе комнаты три участника входили в один и тот же виртуальный сценарий из отдельных размеченных зон отслеживания 3 m × 3 m. Каждый участник использовал наголовной дисплей и ручные контроллеры. Члены команды общались через назначенный голосовой канал и выполняли одну и ту же командную задачу с распределением ролей, но не могли физически совместно перемещаться в общем большом пространстве отслеживания.

Перед выполнением основного задания были отрегулированы посадка гарнитуры, межзрачковое расстояние, система границ и ремешки контроллеров. Участникам было поручено немедленно прекратить выполнение задания в случае возникновения головокружения, тошноты, напряжения глаз, головной боли, потери равновесия или чувства тревоги. Исследователь находился в пределах 2 m от каждой активной зоны отслеживания на протяжении всего сеанса и следил за безопасностью, не предоставляя подсказок по выполнению задания.

Если участник пересекал отмеченную границу, сессия приостанавливалась, и положение участника корректировалось. При возникновении умеренного дискомфорта, определяемого как оценка дискомфорта 5 или выше по любому пункту шкалы от 0 до 10, сессия приостанавливалась, и участнику предлагалось сесть для восстановления. Если оценка по любому пункту дискомфорта достигала 7 или выше, сессия прекращалась.

8. Условие совместной виртуальной реальности с совместным размещением в большом пространстве
В условии совместной виртуальной реальности с совместным размещением в большом пространстве каждая команда из трех человек входила в одну и ту же отслеживаемую зону обучения размером 8 m × 8 m. Каждый участник использовал наголовный дисплей, два контроллера и был представлен аватаром, соответствующим его роли и видимым для других членов команды. Члены команды общались устно в режиме реального времени, физически перемещаясь по общему тренировочному пространству. Система синхронизировала местоположение участников, движения рук, выбор объектов и изменения состояния выполнения задачи. Как показано на Рисунке 2B и Рисунке 2C, участники в условиях иммерсивности выполняли задачи, используя трехмерные пространственные жесты рук с отслеживаемыми контроллерами и физический поворот головы для обеспечения обзора на 360°.

В условии с большим пространством использовалось то же содержание задания и тот же 20-минутный лимит времени, что и в других условиях. Физическое перемещение было откалибровано таким образом, чтобы виртуальный маршрут оставался в пределах отмеченной безопасной зоны. Когда участники приближались к краю зоны отслеживания, в гарнитуре появлялась граница безопасности. Перед началом основного задания были проверены зазоры у пола, отсутствие кабелей на пути движения, плотность прилегания гарнитуры, стабильность трекинга, аудиовход и отклик контроллеров. Участникам было поручено использовать естественную ходьбу, а не искусственные методы перемещения для навигации в виртуальной среде. Физический контакт между членами команды был запрещен. Если два участника сближались на расстояние менее 0,5 m, выводилось нейтральное напоминание о безопасности, не содержащее информации о задании.

За каждой сессией в большом пространстве наблюдали два исследователя. Один исследователь контролировал панель управления системой и статус записи. Второй исследователь находился за пределами активной зоны отслеживания и следил за безопасностью участника. Выполнение задания приостанавливалось, если отслеживание прерывалось более чем на 10 s, если участник сообщал о дискомфорте или если участник пересекал границу безопасной зоны. Если перерыв длился менее 2 min и участник желал продолжить, выполнение задания возобновлялось с последнего сохраненного состояния. Если перерыв превышал 2 min, сессия регистрировалась как незавершенная и сохранялась в наборе данных для анализа исходя из назначенного лечения (intention-to-treat).

9. Показатели результатов и сроки оценки
Оценку проводили на исходном этапе, сразу после обучения и через 2 недели после обучения. Исходные показатели включали демографические данные, предыдущий опыт использования виртуальной реальности и командного обучения, знакомство с компьютерными играми, а также предварительное тестирование знаний из 30 вопросов. Показатели сразу после обучения включали пространственное присутствие, самооценку и оценку стороннего наблюдателя координации команды, вовлеченность в обучение, когнитивную нагрузку, дискомфорт от симулятора, уровень знаний после обучения и показатели выполнения задачи. Для последующего наблюдения через 2 недели использовался тот же тест знаний из 30 вопросов с измененным порядком пунктов и незначительными вариациями в формулировках. График оценки представлен в Таблице 1.

Таблица 1: Сводка первичных и вторичных показателей. В этой таблице представлены переменные, шкалы измерения, время оценки и источники данных для первичных исходов, вторичных результатов обучения, а также показателей безопасности и процесса, оцениваемых на протяжении всего экспериментального протокола. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.

Пространственное присутствие измеряли сразу после обучения с помощью 8-пунктной 7-балльной шкалы, адаптированной на основе установленных параметров присутствия¹². Баллы усреднялись, если было заполнено не менее 80% пунктов; в противном случае результат кодировался как пропущенный. Полный список пунктов и правила подсчета баллов приведены в Дополнительном файле 1.

Субъективная оценка координации команды измерялась с помощью специально разработанной шкалы из шести пунктов с 7-балльной градацией, охватывающей четкость коммуникации, осознание своих ролей, взаимный мониторинг, своевременность оказания помощи, общее понимание задачи и исправление ошибок. Пилотное тестирование с участием 20 добровольцев позволило оценить четкость и структуру пунктов, а эксплораторный факторный анализ выявил один доминирующий фактор. Внутренняя согласованность в основной выборке составила α Кронбаха = 0.88. Баллы участников рассчитывались как среднее значение по заполненным пунктам, а баллы на уровне команды — как среднее арифметическое баллов трех участников. Полный перечень пунктов и критерии оценки представлены в Дополнительном файле 1.

Координацию работы команды по оценке наблюдателя оценивали с помощью специально разработанного критерия, охватывающего своевременность коммуникации, выполнение ролей, взаимную поддержку, пространственную координацию и устранение ошибок. Каждая область оценивалась по шкале от 0 до 20, что давало общую сумму баллов от 0 до 100. Критерии прошли экспертную проверку, и два наблюдателя прошли 10 ч обучения перед началом официального подсчета баллов. Надежность оценивания проверяли с помощью двухстороннего коэффициента внутриклассовой корреляции (ICC) со случайными эффектами для абсолютного согласия; перед окончательным подсчетом баллов требовалось значение ICC ≥ 0,75. Различия в общей сумме баллов более 12 пунктов разрешались путем консенсуса; в остальных случаях использовалось среднее значение двух оценок. Полный перечень критериев и процедура согласования представлены в Дополнительном файле 1.

Вовлеченность в обучение измеряли сразу после тренинга с помощью краткой формы шкалы из 12 пунктов с 7-балльной оценкой¹³. Баллы усреднялись по всем заполненным пунктам; более высокие значения указывали на более сильную вовлеченность. Внутренняя согласованность оценивалась с помощью альфа Коэна. Когнитивная нагрузка оценивалась по пяти критериям в диапазоне от 1 до 7: умственные затраты, физические затраты, ограничение по времени, приложенные усилия и уровень разочарования¹⁴. Полный перечень пунктов и правила подсчета баллов приведены в Дополнительном файле 1.

Приобретение знаний оценивали с помощью теста из 30 баллов, состоящего из 20 вопросов с одним правильным ответом и пяти кратких ситуационных заданий на вынесение суждения. Одна и та же структура теста использовалась для предварительного тестирования, итогового тестирования и тестирования на сохранение знаний через 2 недели, при этом порядок вопросов был изменен, а формулировки заменены на эквивалентные. Прирост не менее 3 баллов между предварительным и итоговым тестами определялся как практически значимое описательное улучшение. Структура теста, правила подсчета баллов и критерии оценки приведены в Дополнительном файле 1.

Дискомфорт при использовании симулятора оценивали до воздействия, после ознакомления с аппаратурой и после выполнения основного задания с помощью пяти шкал оценки симптомов от 0 до 10. Среднее значение по пяти пунктам составляло индекс дискомфорта. Сеансы прекращались, если любой из показателей достигал 7 или выше. Значения индекса после выполнения задания выше 6 требовали наблюдения в течение как минимум 15 min, а значения 5 и выше — последующего наблюдения в течение 24 h. Полные правила оценки безопасности приведены в Дополнительном файле 1.

Показатели выполнения задачи включали статус завершения, время выполнения, правильно выбранные ресурсы, корректное реагирование на предупреждения об опасностях, ошибки маршрута и прерывания по соображениям безопасности. Командам, не завершившим задание, было присвоено время выполнения 1,200 s. Определения результатов, временные интервалы, диапазоны баллов, источники данных и уровни анализа обобщены в Таблице 1 и подробно описаны в Дополнительном файле 1.

10. Процедура сбора данных
Каждая сессия проходила по одной и той же схеме. Участники приходили за 15 min до запланированного времени тренировки. Личность подтверждалась по списку записей, повторно проверялось соответствие критериям отбора, разъяснялась форма информированного согласия и давались ответы на вопросы по процедуре. Затем участники подписывали форму согласия и получали коды участников. Ожидаемое превосходство любого из условий не обсуждалось.

Участники заполнили базовую анкету и прошли предварительный тест на знание материала с помощью лабораторного планшета. Базовая фаза длилась примерно 12 min. После завершения базовой фазы было объявлено о распределении по группам, и подготовлена соответствующая конфигурация обучения. Подготовка оборудования заняла примерно 5 min для настольного режима, 8 min для режима распределенного совместного виртуального пространства в масштабе комнаты и 10 min для режима совместного виртуального пространства в большом помещении. Время подготовки оборудования не учитывалось как время обучения.

Затем все участники прошли стандартный 8-минутный ознакомительный инструктаж. Основное задание начиналось сразу после инструктажа и длилось до 20 мин. Во время выполнения основного задания обучение, подсказки или корректирующая обратная связь не предоставлялись. Техническая помощь ограничивалась восстановлением функций системы, подгонкой гарнитуры, перемещением участников в пределах безопасной зоны или повторением ранее данных инструкций по технике безопасности. После завершения задания участники снимали оборудование, заполняли послетренинговую анкету и проходили тест на проверку знаний на индивидуальных рабочих станциях. Послетренинговая оценка занимала примерно 15 мин.

Тест на удержание знаний через 2 недели проводился в режиме онлайн через 14 дней после обучающего занятия, при этом допустимое окно для выполнения теста составляло с 13-го по 16-й день. Участники получали одно напоминание за 24 h до истечения срока и еще одно напоминание на 15-й день, если тест не был завершен. Ответы, присланные после 16-го дня, были сохранены в исходном наборе данных, но исключены из основного анализа удержания. Фактическое количество дней между обучением и последующим контролем было зафиксировано для анализа чувствительности.

11. Контроль качества данных
Электронные опросники включали проверку диапазонов для ключевых показателей, в то время как демографические пункты можно было пропустить. Фиксировалось время подачи ответов, и опросники, заполненные менее чем за одну треть медианного времени заполнения, помечались для последующего анализа. Системные логи экспортировались после каждого сеанса и сопоставлялись с записями сеансов в течение 48 h; расхождения устранялись с помощью записей с временными метками.

Баллы за координацию, оцененные наблюдателями, вносились двумя наблюдателями независимо друг от друга. Различия в общих баллах более 12 пунктов отмечались для согласования, и окончательные баллы фиксировались перед проведением анализа на уровне групп. Баллы по многопунктовым шкалам рассчитывались при условии заполнения не менее 80% пунктов; в противном случае баллы кодировались как отсутствующие. Неотвеченные вопросы на проверку знаний с одним правильным вариантом ответа оценивались в 0 баллов. Короткие ситуационные задания по оценке суждений оценивались двумя экспертами независимо; расхождения более 1 балла пересматривались третьим экспертом.

Итоговый набор данных был заблокирован после проверки записей о соответствии критериям включения, кодов участников и групп, диапазонов ответов в анкетах, показателей знаний, оценок наблюдателей, системных журналов, валидности проверочного теста, объединения данных и пропусков. Подробные правила подсчета баллов, очистки и блокировки набора данных представлены в Дополнительном файле 1.

12. Мониторинг безопасности и критерии прекращения
Мониторинг безопасности проводился на протяжении всех тренировочных сессий. Перед началом воздействия участников предупреждали о возможности возникновения дискомфорта во время тренировок в виртуальной реальности и о том, что они могут прекратить участие в любой момент. Во время выполнения задания контролировались осанка, равновесие, скорость движений и вербальные признаки дискомфорта. Выполнение задания немедленно прекращалось, если участник сообщал о сильном головокружении, тошноте, зрительном дискомфорте, головной боли, тревоге, потере равновесия или желании остановиться.

Предопределенные критерии прекращения эксперимента применялись последовательно. Сессия останавливалась, если любой показатель дискомфорта достигал 7 или более по шкале от 0 до 10, если участник дважды пересекал границу безопасности за одну сессию, если потеря трекинга длилась более 2 min, если неисправность оборудования препятствовала нормальному взаимодействию или если дальнейшее участие было признано создающим риск для безопасности. Прерванные сессии документировались с помощью формы прерывания сессии. После остановки участники присаживались, и за ними велось наблюдение до тех пор, пока симптомы не вернутся к легкому уровню, определяемому как значения всех показателей дискомфорта ниже 3. Ни одному участнику не разрешалось покидать лабораторию при наличии жалоб на умеренный или сильный дискомфорт.

13. Управление данными и конфиденциальность
Все данные хранились в деидентифицированной папке проекта на зашифрованном институциональном диске. Файл связи, сопоставляющий личности участников с их кодами, хранился отдельно и был доступен только главному исследователю. Данные опросников, журналы выполнения заданий, оценки наблюдателей и результаты тестов на знание объединялись исключительно с использованием кодов участников и команд; аналитический набор данных не содержал персональных идентификаторов.

Данные были организованы на уровне участников и команд. Файлы на уровне участников содержали идентификаторы, назначение условий, демографические переменные, результаты анкетирования, показатели знаний и переменные, связанные с выполнением задания. Файлы на уровне команд содержали идентификаторы команд, назначение условий, оценку координации наблюдателем, факт завершения задания, время выполнения, выбор ресурсов, работу с опасными объектами, ошибки маршрута и перерывы в целях безопасности. Исходные баллы наблюдателей хранились отдельно до этапа усреднения или достижения консенсуса. Определения переменных, диапазоны кодирования и структура набора данных представлены в Дополнительном файле 1.

14. Статистический анализ
Первичными результатами были эффект присутствия в пространстве, самооценка координации команды, оценка координации команды наблюдателем и вовлеченность в обучение. Вторичные результаты включали знания после обучения, сохранение знаний через 2 недели, когнитивную нагрузку, дискомфорт при использовании симулятора, выполнение задания, время выполнения и показатели процесса выполнения задания. Условия обучения включали совместную симуляцию на настольном компьютере, распределенную совместную виртуальную реальность в масштабе комнаты и совместную виртуальную реальность в большом пространстве с совместным размещением участников.

Переменные на уровне участников и команд были обобщены с использованием соответствующих описательных статистик. Исходные характеристики включали возраст, пол, предшествующий опыт использования виртуальной реальности, знакомство с геймингом, предшествующий опыт командного обучения и знания до начала обучения. Поскольку рандомизация проводилась на уровне команд, для оценки внутрикомандной зависимости рассчитывались коэффициенты внутригрупповой корреляции. Первичные результаты на уровне участников анализировались с помощью линейных моделей со смешанными эффектами, где условие обучения выступало в качестве фиксированного эффекта, а идентификатор команды — в качестве случайного перехвата. В моделях использовалась оценка ограниченного максимального правдоподобия, и анализировались доступные данные исходя из допущения о случайном отсутствии данных. Импутация первичных результатов анкетирования не применялась. Оцененные предельные средние значения сравнивались с использованием попарных контрастов с поправкой Тьюки. Координация, оцениваемая наблюдателем, анализировалась на уровне команд.

Для проведения анализа чувствительности по четырем основным исходам была применена процедура контроля частоты ложноположительных результатов Бенджамини-Хохберга. Все рандомизированные группы и участники анализировались в соответствии с первоначальным распределением. Баллы по многопунктовым шкалам рассчитывались при условии заполнения не менее 80% пунктов; в противном случае значения кодировались как пропущенные. Нормальность распределения остатков оценивали с помощью графиков Q-Q и тестов Шапиро-Уилка, а однородность дисперсии — с помощью теста Левена. При наличии выраженного отклонения от нормального распределения в качестве анализа чувствительности применялся критерий Краскела-Уоллиса.

Размеры эффектов указывались вместе со значениями p. Результаты дисперсионного анализа включали эта-квадрат и частичный эта-квадрат; парные сравнения включали d Коэна с 95% доверительными интервалами; в моделях со смешанными эффектами указывались расчетные средние разности с 95% доверительными интервалами. Статистическая значимость определялась как двустороннее p < 0.05. Связи между пространственным присутствием, командной координацией, вовлеченностью в обучение и результатами знаний изучались с помощью корреляций Пирсона или Спирмена, в зависимости от ситуации. Статистический синтаксис для описательного анализа, моделей со смешанными эффектами, анализа координации на уровне команды, корректировки по нескольким результатам, проверки допущений, анализа знаний и корреляционного анализа представлен в Supplementary File 1.

Результаты

Поток участников и аналитические группы
Всего было зарегистрировано 126 участников, которые были распределены по 42 командам по три человека. По четырнадцать команд были назначены на каждое условие обучения, в результате чего в группе совместного моделирования на настольных компьютерах оказалось 42 участника, в группе распределенной совместной виртуальной реальности в масштабе комнаты — 42 и в группе совместной виртуальной реальности с совместным размещением в большом пространстве — 42 участника. Все команды завершили назначенный сеанс обучения и были включены в набор данных для анализа исходя из назначенного лечения (intention-to-treat).

Доля пропущенных данных была низкой и не была сосредоточена в каком-либо одном условии. Показатели пространственного присутствия были получены для 124 участников, включая 41 человека в группе с настольным компьютером, 42 в группе с масштабом комнаты и 41 в группе с большим пространством. Показатели самооценки координации команды были доступны для 123 участников, по 41 человеку в каждой группе. Показатели вовлеченности в обучение были доступны для 122 участников, включая 40 в группе с настольным компьютером, 41 в группе с масштабом комнаты и 41 в группе с большим пространством. Показатели дискомфорта от симулятора были получены для 124 участников, включая 42 в группе с настольным компьютером, 41 в группе с масштабом комнаты и 41 в группе с большим пространством. Достоверные показатели знаний по итогам двухнедельного удержания были доступны для 122 участников, включая 40 в группе с настольным компьютером, 41 в группе с масштабом комнаты и 41 в группе с большим пространством. Оценка координации команды наблюдателем была доступна для всех 42 команд. Поток участников, распределение, первичная оценка и завершение последующего наблюдения обобщены на рисунке 3.

Рисунок 3: Распределение участников и группы анализа. На блок-схеме показаны этапы набора, распределения 126 участников по 42 командам из трех человек, завершения обучения, непосредственной оценки, определения показателей координации по оценкам наблюдателей, а также наличие достоверных данных последующего наблюдения через 2 недели для трех условий обучения. Нажмите здесь, чтобы просмотреть этот рисунок в большем размере.

Исходные характеристики
Исходные демографические характеристики и данные об обучении были в целом сопоставимы во всех трех условиях. Итоговая выборка состояла из студентов бакалавриата и аспирантов. Три группы были схожи по возрасту, предыдущему опыту использования виртуальной реальности, знакомству с играми или симуляторами, опыту командного обучения, а также по уровню подготовки в области экстренной логистики, навигации или промышленной безопасности.

Показатели знаний до обучения также были сопоставимы между группами. Средние баллы знаний до обучения составили 16,17 ± 3,09 в группе совместного моделирования на настольном ПК, 16,10 ± 3,61 в группе распределенной совместной виртуальной реальности в масштабе комнаты и 15,55 ± 3,23 в группе совместной виртуальной реальности с совместным размещением в большом пространстве. Нескорректированное межгрупповое сравнение не было статистически значимым, F(2, 123) = 0,44, p = 0,647, η² = 0,007.

Исходные характеристики и показатели до начала обучения представлены в Таблице 2. Перед проведением проверки статистических гипотез диагностическая оценка показала, что основные непрерывные переменные соответствуют условиям нормальности распределения остатков и гомогенности дисперсии. Внутренняя согласованность психометрических инструментов была высокой: коэффициенты альфа Кронбаха составили 0,86 для пространственного присутствия, 0,88 для самооценки координации работы команды и 0,91 для вовлеченности в обучение. Все статистически значимые различия между группами по основным показателям оставались значимыми после корректировки уровня ложных открытий по методу Бенджамини-Хохберга.

Таблица 2: Исходные характеристики и показатели до начала обучения. В этой таблице представлены демографические данные участников, опыт использования виртуальной реальности и прохождения обучения, знакомство с играми или симуляторами, история предшествующего профильного обучения, а также баллы за тесты на знание материала до начала обучения в трех экспериментальных группах. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.

Пространственное присутствие
Пространственное присутствие анализировали с помощью линейной смешанной модели, в которой условие обучения было фиксированным эффектом, а код команды — случайным перехватом. Для тестов смешанной модели использовались степени свободы с поправкой Саттертуэйта. Модель показала значимый эффект условия обучения на пространственное присутствие, F(2, 39) = 23.91, p < 0.001. Оценочные предельные средние составили 4.13 для группы совместного моделирования на настольном компьютере, 5.00 для группы распределенного совместного виртуального пространства в масштабе комнаты и 5.42 для группы совместного виртуального пространства в большом помещении с совместным размещением участников.

Попарные сравнения с поправкой Тьюки показали, что пространственное присутствие было выше в группе с большим пространством, чем в группе с настольным компьютером, расчетная средняя разница = 1.29, 95% CI: 0.86 – 1.72, p < 0.001. Пространственное присутствие также было выше в группе с большим пространством, чем в группе с масштабом комнаты, расчетная средняя разница = 0.42, 95% CI: 0.04 – 0.80, p = 0.027. Группа с масштабом комнаты показала более высокие результаты, чем группа с настольным компьютером, расчетная средняя разница = 0.87, 95% CI: 0.45 – 1.29, p < 0.001.

Для описательного сравнения нескорректированные значения среднего ± стандартного отклонения (SD) составили 4,13 ± 0,91 в группе «настольный режим» (desktop), 5,00 ± 0,79 в группе «масштаб комнаты» (room-scale) и 5,42 ± 0,80 в группе «большого пространства» (large-space). Нескорректированный дисперсионный анализ (ANOVA) показал ту же закономерность: F(2, 121) = 25,68, p < 0,001, η² = 0,298. Распределения первичных результатов представлены на Рисунке 4, а соответствующие смешанные эффекты и описательная статистика сведены в Таблице 3.

Рисунок 4: Основные результаты в различных условиях обучения. (A) Пространственное присутствие. (B) Самооценка координации команды. (C) Оценка координации команды наблюдателем. (D) Вовлеченность в обучение. Пространственное присутствие, самооценка координации команды и вовлеченность в обучение были результатами на уровне участников; координация команды по оценке наблюдателя анализировалась на уровне команды. Планки погрешностей указывают стандартное отклонение. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Таблица 3: Основные результаты. В этой таблице обобщены данные по пространственному присутствию, самооценке координации команды, оценке координации команды наблюдателем и вовлеченности в обучение для трех условий обучения. Также представлены соответствующие модели инференциальной статистики и проверки чувствительности по методу контроля доли ложных открытий. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.

Координация в команде
Самооценка координации в команде анализировалась на уровне участников с использованием линейной модели со смешанными эффектами, где условие обучения было фиксированным эффектом, а код команды — случайным перехватом. Модель показала значимый эффект условия обучения, F(2, 39) = 9.96, p < 0.001. Оценочные предельные средние значения составили 4.54 в группе с использованием настольного режима, 4.49 в группе с масштабом комнаты и 5.17 в группе с большим пространством.

Сравнения с поправкой Тьюки показали, что субъективная оценка координации работы команды была выше в группе с большим пространством, чем в группе с настольным режимом: расчетная разность средних = 0.63, 95% CI: 0.25 – 1.01, p = 0.002. Группа с большим пространством также показала более высокие результаты, чем группа с масштабом комнаты: расчетная разность средних = 0.68, 95% CI: 0.29 – 1.07, p < 0.001. Между группами с настольным режимом и масштабом комнаты значимых различий не обнаружено: расчетная разность средних = 0.05, 95% CI: −0.33 – 0.43, p = 0.942. Для описательного сравнения приведены нескорректированные значения среднего ± SD: 4.54 ± 0.63 в группе с настольным режимом, 4.49 ± 0.75 в группе с масштабом комнаты и 5.17 ± 0.81 в группе с большим пространством. Нескорректированный ANOVA продемонстрировал ту же направленность результатов: F(2, 120) = 10.84, p < 0.001, η² = 0.153.

Координация работы команды, оцениваемая наблюдателем, анализировалась на уровне команды, как и было определено заранее. Межэкспертная надежность превысила заданный порог, при этом двухфакторный коэффициент внутриклассовой корреляции со случайными эффектами составил ICC = 0.84. В трех записях работы команд разница в общих баллах наблюдателей превысила 12 баллов, что было разрешено путем консенсусного обзора. Координация, оцениваемая наблюдателем, значимо различалась в зависимости от условий: F(2, 39) = 10.92, p < 0.001, η² = 0.359. Средние баллы на уровне команды составили 56.84 ± 9.14 в группе с настольным режимом (desktop), 65.01 ± 9.56 в группе с масштабом комнаты (room-scale) и 71.81 ± 8.70 в группе с большим пространством (large-space). Сравнения с поправкой Тьюки показали более высокую координацию по оценке наблюдателя в группе с большим пространством по сравнению с группой с настольным режимом: средняя разница = 14.97, 95% CI: 7.33 – 22.61, p < 0.001. Группа с большим пространством также показала более высокие результаты, чем группа с масштабом комнаты: средняя разница = 6.80, 95% CI: 0.42 – 13.18, p = 0.035. Группа с масштабом комнаты показала более высокие результаты, чем группа с настольным режимом: средняя разница = 8.17, 95% CI: 1.31 – 15.03, p = 0.017. Самооценка координации и оценка наблюдателем продемонстрировали одинаковую последовательность групп, при этом группа с большим пространством имела самые высокие показатели координации по обоим методам измерения.

Вовлеченность в обучение
Вовлеченность в обучение анализировали с помощью линейной модели со смешанными эффектами, где условие обучения было фиксированным эффектом, а код команды — случайным перехватом. Модель показала значимый эффект условия обучения, F(2, 39) = 37.46, p < 0.001. Оценочные предельные средние составили 4.22 в группе с настольным режимом, 4.74 в группе с масштабом комнаты и 5.63 в группе с большим пространством. Попарные сравнения с поправкой Тьюки показали, что вовлеченность была выше в группе с большим пространством, чем в группе с настольным режимом, оценочная разность средних = 1.41, 95% CI: 1.03 – 1.79, p < 0.001. Вовлеченность также была выше в группе с большим пространством, чем в группе с масштабом комнаты, оценочная разность средних = 0.89, 95% CI: 0.53 – 1.25, p < 0.001. Группа с масштабом комнаты показала более высокий результат, чем группа с настольным режимом, оценочная разность средних = 0.52, 95% CI: 0.15 – 0.89, p = 0.006.

Для описательного сравнения нескорректированные значения среднего ± SD составили 4,22 ± 0,76 в группе «настольный компьютер», 4,74 ± 0,67 в группе «масштаб комнаты» и 5,63 ± 0,73 в группе «большое пространство». Нескорректированный ANOVA-анализ показал ту же закономерность: F(2, 119) = 40,00, p < 0,001, η² = 0,402.

Проверка чувствительности к ложноположительным результатам для первичных исходов
Процедура контроля частоты ложных открытий Бенджамини-Хохберга была применена к четырем заранее определенным первичным исходам: пространственному присутствию, самооценке координации команды, оценке координации команды наблюдателем и вовлеченности в обучение. Все четыре первичных исхода остались статистически значимыми после корректировки. Проверка чувствительности к частоте ложных открытий подтвердила те же закономерности первичных исходов, что и основные анализы.

Результаты усвоения и закрепления знаний
Знания, полученные сразу после обучения, анализировали с помощью смешанной модели, где условие обучения выступало в качестве фиксированного эффекта, уровень знаний до обучения — в качестве ковариаты, а код команды — в качестве случайного перехвата. Скорректированная модель показала отсутствие статистически значимого группового эффекта для уровня знаний после обучения, F(2, 39) = 2.14, p = 0.131. Оценочные предельные средние составили 20.12 для группы с настольным режимом, 20.96 для группы с масштабом комнаты и 21.85 для группы с большим пространством. Для описательного сравнения: средние баллы знаний после обучения составили 20.09 ± 4.04 в группе с настольным режимом, 21.00 ± 4.57 в группе с масштабом комнаты и 21.84 ± 3.95 в группе с большим пространством. Нескорректированное межгрупповое сравнение не было статистически значимым, F(2, 123) = 1.83, p = 0.165, η² = 0.029.

Прирост знаний от исходного уровня до оценки непосредственно после обучения оценивался в качестве вторичного эксплораторного инференциального результата. Средний прирост составил 3.93 ± 2.88 балла в группе с настольным режимом, 4.91 ± 2.12 балла в группе с масштабом комнаты и 6.30 ± 2.75 балла в группе с большим пространством. Нескорректированный групповой эффект был значимым, F(2, 123) = 8.77, p < 0.001, η² = 0.125. Сравнения с поправкой Тьюки показали более значительный прирост знаний в группе с большим пространством по сравнению с группой с настольным режимом, средняя разница = 2.37, 95% CI: 0.96 – 3.78, p < 0.001. В группе с большим пространством также наблюдался больший прирост, чем в группе с масштабом комнаты, средняя разница = 1.39, 95% CI: 0.14 – 2.64, p = 0.026. Между группами с масштабом комнаты и настольным режимом значимых различий выявлено не было, средняя разница = 0.98, 95% CI: −0.31 – 2.27, p = 0.171.

При контрольном обследовании через 2 недели анализировались показатели удержания знаний среди участников, предоставивших корректные ответы в заранее определенном интервале с 13-го по 16-й день. Скорректированная модель со смешанными эффектами, в которой учитывались исходные знания до обучения и использовался код команды в качестве случайного перехвата, показала статистически незначимый групповой эффект, F(2, 39) = 1.68, p = 0.199. Средние баллы удержания знаний составили 18.70 ± 4.55 в группе с настольным режимом (desktop), 19.62 ± 4.37 в группе с масштабом комнаты (room-scale) и 20.42 ± 4.38 в группе с большим пространством (large-space). Нескорректированное сравнение групп также не было статистически значимым, F(2, 119) = 1.53, p = 0.220, η² = 0.025. Вторичные результаты обучения обобщены в Таблице 4.

Таблица 4: Вторичные результаты обучения в различных условиях подготовки. В данной таблице представлены данные о знаниях до обучения, непосредственно после обучения, приросте знаний и сохранении знаний через 2 недели для трех условий подготовки. Для вторичных результатов обучения представлены скорректированные модели со смешанными эффектами. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.

Когнитивная нагрузка и дискомфорт при использовании симулятора
Когнитивная нагрузка анализировалась в качестве вторичного результата. Средняя когнитивная нагрузка составила 4.22 ± 0.69 в группе с настольным компьютером, 4.49 ± 0.62 в группе с масштабом помещения и 4.13 ± 0.82 в группе с большим пространством. Нескорректированный групповой эффект составил F(2, 123) = 2.92, p = 0.058, η² = 0.045. Этот результат не достиг заранее определенного порога значимости.

Степень дискомфорта при использовании симулятора различалась в зависимости от условий. Средний индекс дискомфорта после выполнения задачи составил 1,37 ± 0,71 в группе с настольным компьютером, 2,18 ± 0,79 в группе с масштабом комнаты и 2,42 ± 0,58 в группе с большим пространством. Нескорректированный групповой эффект был значимым, F(2, 121) = 25,72, p < 0,001, η² = 0,298. Показатели дискомфорта были выше в двух группах виртуальной реальности, чем в группе с настольным компьютером, при этом средние значения оставались в диапазоне легкой степени. Ни один участник не достиг предопределенного критерия прекращения исследования по любому пункту дискомфорта ≥7. У семи участников индекс дискомфорта после выполнения задачи был ≥5, и с ними была установлена связь через 24 ч для проверки разрешения симптомов. Среди этих участников у четверых индекс дискомфорта после выполнения задачи был >6, и за ними также проводилось наблюдение в лаборатории в течение как минимум 15 мин перед уходом. Все семь участников сообщили о разрешении симптомов без необходимости медицинского направления. Ни одна сессия не была прекращена из-за дискомфорта при использовании симулятора, и не было зафиксировано никаких нежелательных явлений, требующих клинического лечения. Когнитивная нагрузка и дискомфорт при использовании симулятора представлены на Рисунке 5.

Рисунок 5: Когнитивная нагрузка и дискомфорт от симулятора в различных условиях обучения. (A) Когнитивная нагрузка, оцениваемая по шкале от 1 до 7, где более высокие баллы указывают на более высокую воспринимаемую нагрузку. (B) Дискомфорт от симулятора после выполнения задачи, оцениваемый по шкале от 0 до 10 на основании тошноты, головокружения, напряжения глаз, головной боли и нарушения равновесия. Планки погрешностей указывают стандартное отклонение. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Показатели процесса выполнения задачи
Для описания эффективности работы команд во время 20-минутного совместного обучающего задания использовались показатели процесса выполнения задачи. Процент выполнения задачи составил 71,4% в группе с настольным режимом, 78,6% в группе с масштабным режимом (room-scale) и 85,7% в группе с режимом большого пространства. Среднее время выполнения составило 1 041,6 ± 162,4 s в группе с настольным режимом, 984,3 ± 151,8 s в группе с масштабным режимом и 931,7 ± 139,6 s в группе с режимом большого пространства. Поскольку для команд, не завершивших задание, было установлено ограничение по времени в 1 200 s, время выполнения интерпретировалось описательно.

Среднее количество правильно выбранных ресурсов составило 2.21 ± 0.70 в группе с настольным режимом, 2.43 ± 0.65 в группе с масштабом комнаты и 2.64 ± 0.50 в группе с большим пространством. Среднее количество правильно обработанных предупреждений об опасностях составило 1.93 ± 0.83, 2.21 ± 0.70 и 2.50 ± 0.65 соответственно. Среднее количество ошибок маршрута составило 2.07 ± 1.14 в группе с настольным режимом, 1.50 ± 0.94 в группе с масштабом комнаты и 1.00 ± 0.78 в группе с большим пространством. Прерывания по технике безопасности случались редко во всех условиях, со средними значениями 0.21 ± 0.43, 0.29 ± 0.47 и 0.36 ± 0.50 соответственно. Статус завершения задачи, время выполнения, правильный выбор ресурсов, правильно обработанные предупреждения об опасностях, ошибки маршрута и прерывания по технике безопасности обобщены в Таблице 5.

Таблица 5: Показатели выполнения задач и события, связанные с безопасностью. В этой таблице обобщены объективные показатели выполнения задач, включая частоту завершения, ошибки навигации по маршруту и действия при возникновении опасностей. Также представлены данные мониторинга дискомфорта при использовании симулятора и зарегистрированные нежелательные клинические явления. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.

Связи между эффектом присутствия, координацией, вовлеченностью и обучением
Психометрические ответы на уровне участников были агрегированы в средние значения по кластерам на уровне команд перед интеграцией с показателями координации, оцениваемыми наблюдателем. Корреляционный анализ на уровне команд выявил положительные связи между пространственным присутствием и вовлеченностью в обучение (r = 0.57), самооценкой командной координации (r = 0.26) и координацией по оценке наблюдателя (r = 0.32).

Характер корреляции указал на умеренное перекрытие между присутствием, координацией и вовлеченностью, в то время как корреляции с приростом знаний были меньше. Характер корреляции указал на перекрытие между присутствием, координацией и вовлеченностью, в то время как связи с приростом знаний были меньше. Эти анализы носили исследовательский характер и не устанавливают причинно-следственных связей между измеряемыми результатами. Матрица корреляции представлена на Рисунке 6.

Рисунок 6: Матрица корреляции для показателей присутствия, координации, вовлеченности и результатов обучения. Тепловая карта показывает коэффициенты корреляции Пирсона между пространственным присутствием, самооценкой координации в команде, оценкой координации в команде наблюдателем, вовлеченностью в обучение, знаниями после обучения, знаниями через 2 недели, когнитивной нагрузкой и приростом знаний. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

В группе совместного использования виртуальной реальности с разнесенным в большом пространстве расположением наблюдались более высокие показатели пространственного присутствия, самооценки координации в команде, оценки координации в команде наблюдателем и вовлеченности в процесс обучения по сравнению с контрольными группами. Эти основные результаты остались значимыми после учета кластеризации команд и корректировки по ложноположительным результатам (false discovery rate). Что касается вторичных исходов, прирост знаний был выше в группе с большим пространством, в то время как скорректированные знания после обучения и уровень знаний через 2 недели существенно не различались между условиями. Когнитивная нагрузка значимо не различалась между группами, а дискомфорт от использования симулятора оставался в среднем легким, несмотря на более высокие показатели в условиях виртуальной реальности.

ДОСТУПНОСТЬ ДАННЫХ:
Обезличенный аналитический набор данных, словарь данных, рубрики оценки и статистический синтаксис, использованные для обеспечения воспроизводимости, общедоступны в репозитории Zenodo — https://zenodo.org/records/21991446. Дополнительные контрольные списки отчетности, планы инструментов, правила оценки и документация к набору данных представлены в Дополнительном файле 1.

Дополнительный файл 1: Материалы по воспроизводимости для исследования совместного обучения в виртуальной реальности в большом пространстве.Этот файл содержит опросник для участников, структуру теста на проверку знаний, рубрику оценки координации наблюдателем, словарь данных, правила подсчета баллов и очистки данных, план статистического синтаксиса, структуру деидентифицированного аналитического набора данных и контрольный список отчетности. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.

Обсуждение

В данном исследовании изучалось, приводит ли конфигурация совместной виртуальной реальности в большом пространстве с совместным расположением пользователей к иным результатам обучения по сравнению с настольным сотрудничеством и распределенной совместной виртуальной реальности в масштабе комнаты. Наиболее выраженные и стабильные результаты были отмечены для пространственного присутствия, командной координации и вовлеченности в обучение. Эти показатели различаются: пространственное присутствие отражает степень, в которой участники воспринимали себя как находящихся внутри пространства обучения; координация отражает обмен информацией, выполнение ролей и исправление ошибок; а вовлеченность отражает когнитивное и поведенческое участие в задании. В условии с большим пространством были получены более высокие баллы по всем трем областям после учета кластеризации команд и корректировки уровня ложных открытий. Эта закономерность согласуется с более широким представлением о том, что совместная виртуальная реальность функционирует не только как технология отображения, но и как экология задачи, в которой совместные действия, коммуникация и структура среды совместно формируют поведение при обучении¹⁵.

Вывод о пространственном присутствии является значимым, поскольку три условия обучения различались по организации движений и совместному присутствию. Условие с настольным компьютером поддерживало сотрудничество без иммерсивного телесного размещения. Условие с распределенным масштабом комнаты обеспечивало иммерсивный визуальный опыт и живое общение в команде, однако участники оставались в отдельных небольших зонах отслеживания. Условие с большим пространством добавило совместную физическую ко-навигацию, позволяя участникам перемещаться, ориентироваться и действовать в одной отслеживаемой среде. Таким образом, наблюдаемое увеличение пространственного присутствия следует приписывать не только наличию пространства для ходьбы, а скорее полной конфигурации обучения, сочетающей телесное движение, общую пространственную привязку и видимость команды в реальном времени. Эта интерпретация согласуется с исследованиями присутствия, показывающими, что иммерсивные системы могут усиливать ощущение присутствия, когда сенсомоторные зависимости, пространственное обновление и когерентность среды поддерживают чувство нахождения внутри опосредованной среды¹⁶. Результаты координации продемонстрировали аналогичную закономерность. Группа с большим пространством показала более высокие показатели координации как по самооценке, так и по оценке наблюдателя. На самооценку координации могли повлиять удовольствие или эффект новизны, тогда как оценка наблюдателя основывалась на видимом времени коммуникации, исполнении ролей, взаимной поддержке, пространственной координации и исправлении ошибок. Следовательно, общая пространственная информация могла обеспечить единое поле отсчета для организации действий команды. Эта закономерность соответствует исследованиям в области компьютерного совместного обучения, указывающим на то, что сотрудничество зависит от каналов связи, общих представлений, взаимозависимости задач и мониторинга прогресса команды¹⁷.

Вовлеченность в обучение также возросла в группе с большим пространством, хотя этот результат требует осторожной интерпретации в контексте эффективности обучения. Сочетание более высокого уровня немедленного прироста знаний с незначимыми скорректированными результатами после обучения и при последующем тестировании на удержание знаний указывает на то, что более сильная эмпирическая вовлеченность не соответствовала стабильно более высокому уровню удержания знаний. Таким образом, однократное воздействие может обеспечить более глубокое погружение и поведенческую вовлеченность, не создавая при этом обязательных долгосрочных различий в усвоении знаний. Преимущества совместной работы в больших пространствах были наиболее очевидны в пространственной координации и активном ситуационном взаимодействии, а не в устойчивом когнитивном удержании информации. Вовлеченность остается условием обучения, а не гарантией удержания знаний. Исследования иммерсивного обучения аналогичным образом показывают, что эффект присутствия и вовлеченность могут поддерживать внимание и участие в задании, в то время как долгосрочное обучение также зависит от педагогического дизайна, обратной связи, имеющихся знаний и возможностей для многократной практики¹⁸. Когнитивная нагрузка в группе с большим пространством существенно не увеличилась, несмотря на необходимость физического перемещения и живой координации действий команды, предусмотренных данным условием. В условии с распределенным масштабом комнаты наблюдалась самая высокая средняя когнитивная нагрузка, хотя различие между группами не достигло заранее определенного порога значимости. Распределенное сотрудничество требовало от участников координации с помощью голоса при нахождении в отдельных небольших пространствах, что потенциально поддерживало требования к координации в отсутствие общего физического ориентира, доступного в условии с большим пространством. Теория когнитивной нагрузки аналогичным образом указывает на то, что совместное обучение наиболее эффективно, когда структура задачи распределяет когнитивную работу, не создавая излишней коммуникационной нагрузки¹⁹.

Дискомфорт при использовании симулятора был выше в двух условиях виртуальной реальности, чем в условии с настольным компьютером, хотя средние показатели оставались на низком уровне. Ни один участник не достиг критерия прекращения исследования, при котором любой показатель дискомфорта достигает 7, и не было зарегистрировано нежелательных явлений, потребовавших клинического вмешательства. Совместная виртуальная реальность в большом пространстве с колокацией участников предполагает определенные аспекты безопасности, поскольку она сочетает в себе воздействие наголовного дисплея, движения тела и близость членов команды. Внедренные меры предосторожности не устранили дискомфорт полностью, но позволили удерживать симптомы в допустимом диапазоне для данной выборки. Для более широкого внедрения на институциональном уровне требуются стандартизированные процедуры устранения неполадок. Подгонка гарнитуры и калибровка межзрачкового расстояния имеют важное значение для снижения нагрузки на зрение. Потеря пространственного трекинга или увеличение задержки сети требуют немедленной приостановки симуляции, в то время как сбои в аудиоканалах требуют локальных процедур перезагрузки оборудования. Безопасность передвижения при колокации также требует инструкций о передвижении исключительно шагом и установки физических границ для снижения риска столкновений. Эти процедуры согласуются с мнением о том, что киберболезнь и дискомфорт следует рассматривать как аспекты проектирования и мониторинга при обучении в виртуальной реальности, а не как случайные побочные эффекты²⁰.

Данное исследование также имеет методологическую ценность, поскольку сравнение не ограничивалось простым противопоставлением виртуальной реальности и среды без виртуальной реальности. В качестве отдельных конфигураций оценивались совместная работа за настольным компьютером, распределенное иммерсивное взаимодействие и совместная работа в общем большом пространстве. Такой дизайн позволил изучить изменения, связанные именно с пространственно разделяемым иммерсивным взаимодействием, а не только с визуальным погружением или вербальной координацией. Наблюдаемые различия были наиболее выражены для эффекта присутствия, координации и вовлеченности, и менее значительны для сохранения знаний. Эта закономерность не подтверждает общий вывод о том, что более масштабные или иммерсивные системы улучшают все результаты обучения. Таким образом, совместная виртуальная реальность в большом общем пространстве может быть наиболее применима в тех случаях, когда обучение требует пространственной ориентации, распределения ролей, взаимного мониторинга в реальном времени и скоординированного перемещения, а не простого воспроизведения фактов²¹.

Следует учитывать ряд ограничений. Исследование проводилось в одном учреждении с участием студентов и аспирантов молодого возраста, что ограничивает возможность обобщения результатов на стажеров старшего возраста, профессиональные бригады экстренной помощи и учащихся с ограниченным опытом использования технологий. Задание включало структурированную логистику в чрезвычайных ситуациях и пространственную навигацию, при этом в областях с меньшей пространственной зависимостью могут наблюдаться иные закономерности. Оценка эффективности основывалась на субъективных опросниках, оценках наблюдателей и базовых системных логах. Детальная поведенческая телеметрия, включая частоту общения, совокупное время речи, синхронизацию движений и направленный взгляд, не регистрировалась, что ограничивает количественную оценку детальных механизмов командного взаимодействия и эффективности координации. В будущих исследованиях следует использовать физиологические показатели, включая непрерывный мониторинг вариабельности сердечного ритма и электродермальную активность, в сочетании с комплексной пространственной телеметрией. Также необходимы независимые несовместные контрольные группы с физическим перемещением, чтобы отличить эффекты, связанные с межличностным взаимодействием, от эффектов, связанных с повышенной физической активностью. Когорта участников была сформирована на основе принципа доступности из одного академического учреждения; психометрические инструменты и рубрики наблюдения были разработаны или адаптированы для данной иммерсивной парадигмы. Несмотря на оценку внутренней надежности и конструктивной валидности, методы самоотчета остаются подверженными эффекту новизны. Интеграция данных опросников на уровне участников с оценками наблюдателей на уровне команды также создала структурную сложность; для согласования аналитических уровней использовались агрегация средних значений по кластерам и моделирование со смешанными эффектами, однако в будущих исследованиях приоритетом должен стать параллельный многомодальный сбор данных на одном и том же операционном уровне анализа. Двухнедельный период последующего наблюдения не позволяет установить, сохраняются ли эффекты в течение более длительного времени или переносятся ли они на практическую деятельность. Кроме того, три конфигурации обучения были целостными компараторами среды, а не компонентами полностью факториального дизайна. Таким образом, визуальное погружение, физическое перемещение, осознание собственного тела и совместное физическое нахождение в одном пространстве оставались смешанными факторами, что препятствовало отнесению наблюдаемых различий к какому-либо одному компоненту. В будущих исследованиях следует разделить эти факторы с помощью факториальных манипуляций, а также включить повторные сеансы обучения и операционные задачи по переносу навыков, чтобы определить, сохраняются ли улучшения координации в клинических или промышленных условиях²².

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
форма контакта при разрешении симптомов через 24 часа	Разработанная в рамках исследования форма последующего наблюдения	Версия 1.0	Используется для документации исчезновения симптомов у участников с индексом дискомфорта после выполнения задания ≥5
Акустические перегородчатые панели	Поставщик стандартной лабораторной мебели	Стандартная переносная акустическая перегородка, примерно 160 см–высота 180 см	Используется для разделения участников за рабочими станциями и предотвращения коммуникации вне установленных каналов
Безспиртовые дезинфицирующие салфетки	Поставщик расходных материалов для гигиены в лабораториях общего профиля	Дезинфицирующие салфетки, безопасные для оборудования	Используется для очистки наголовных дисплеев, контроллеров, микрофонов, клавиатур, мышей и общих поверхностей между сеансами использования
Аналитический набор данных	Файл, созданный в ходе исследования	аналитический_набор_данных.csv	Обезличенный набор данных на уровне участников, содержащий одну строку на каждого участника
Исходный опросник	Опросник, разработанный авторами исследования	Версия 1.0, окончательная редакция от февраля 2025 г.	Использовалась для сбора демографических данных, сведений о предыдущем опыте использования виртуальной реальности, знакомстве с видеоиграми и опыте прохождения командного тренинга
Оградительная лента	Поставщик общелабораторных средств обеспечения безопасности	Противоскользящая напольная разметрительная лента	Используется для маркировки 3 м × области масштаба комнаты размером 3 м и 8 м × тренировочная зона большой площади размером 8 м
Шкала когнитивной нагрузки	Форма оценки рабочей нагрузки, адаптированная для исследования	версия из 5 пунктов	Используется сразу после обучения; пункты охватывают умственную нагрузку, физическую нагрузку, дефицит времени, затраченные усилия и уровень фрустрации
Компьютерная мышь	Поставщик стандартного компьютерного оборудования	Стандартная проводная или беспроводная мышь	Используется для взаимодействия в условии настольного совместного моделирования
Журнал очистки данных	Файл, созданный в ходе исследования	журнал_очистки_данных.xlsx	Регистрация корректировок баллов, проверка пропущенных данных, согласование оценок наблюдателей и решения о блокировке набора данных
Словарь данных	Файл, созданный в ходе исследования	Версия 1.0	Определяет названия переменных, метки, правила кодирования, диапазоны баллов, правила обработки пропущенных значений и уровни анализа
Настольный монитор	Поставщик стандартного компьютерного оборудования	24-дюймовый монитор, минимум 1920 × разрешение 1080p	Использовалось в условии совместного моделирования на настольном компьютере
Настольная рабочая станция	Поставщик стандартного компьютерного оборудования	Минимальная конфигурация: процессор Intel i5 или эквивалентный, 16 ГБ оперативной памяти, дискретная видеокарта, Windows 10 или более поздняя версия	Используется для настольного моделирования, локального мониторинга, проведения опросов и обработки данных
Одноразовые чехлы для гарнитур	Поставщик средств гигиены общего назначения	Стандартные одноразовые лицевые накладки для наголовных дисплеев	Используется для обеспечения гигиены участников во время сеансов виртуальной реальности
Контрольный список для экстренной остановки	Разработанная в рамках исследования форма безопасности	Версия 1.0	Используется для документирования критериев прекращения исследования, случаев возникновения дискомфорта, перерывов по соображениям безопасности и последующего наблюдения до разрешения симптомов
Зашифрованное хранилище учреждения	Участвующее учреждение	Зашифрованная папка проекта с контролем доступа	Используется для хранения обезличенных наборов данных, файлов с результатами оценки, записей и файлов синтаксиса
Рубрика координации с оценкой наблюдателя	Разработанная в рамках исследования рубрика оценивания	версия с 5 доменами и 100 баллами	Использовалось двумя ослепленными наблюдателями для оценки своевременности коммуникации, выполнения ролей, взаимной поддержки, пространственной координации и устранения ошибок
Набор данных с оценками наблюдателя	Файл, созданный в ходе исследования	баллы_наблюдателей.csv	Содержит баллы наблюдателей на уровне доменов до проведения усреднения или консенсусного анализа
Платформа для создания онлайн-анкетирования	Институциональная или лицензионная система опросов	Версия, действовавшая в период сбора данных в 2025 году	Используется для скрининга, базового опросника, опросника после обучения и теста на удержание знаний через 2 недели
Пакет для попарного сравнения	пакет R	актуальная версия emmeans для R 4.3.2	Используется для расчета расчетных предельных средних и попарных сравнений с поправкой Тьюки
Форма информированного согласия участника	Документ, утвержденный для исследования	Версия, одобренная этическим комитетом	Используется перед исходной оценкой и рандомизацией
Анкета участника	Разработанный в рамках исследования опросник	Версия 1.0	Включает в себя скрининговые вопросы, базовые показатели, шкалы пространственного присутствия, самооценки координации в команде, вовлеченности в обучение, когнитивной нагрузки и дискомфорта
Портативные стулья	Поставщик стандартной лабораторной мебели	Стандартный лабораторный стул	Используется для размещения участников во время получения информированного согласия, заполнения опросников, периода восстановления и мониторинга после выполнения задания
статистическое программное обеспечение R	R Foundation for Statistical Computing	R версии 4.3.2	Используется для очистки данных, анализа надежности, построения моделей со смешанными эффектами, корреляционного анализа и подготовки графиков
Пакет для анализа надежности	пакет R	версия пакета psych, совместимая с R 4.3.2	Используется для расчета коэффициента Кронбаха’коэффициент альфа Кронбаха и коэффициент внутриклассовой корреляции
Зоны трекинга в масштабе помещения	Лаборатория учреждения-участника	Три раздельных участка по 3 м × разметки с интервалом 3 м	Используется для условий распределенной совместной виртуальной реальности в масштабе комнаты
Форма мониторинга безопасности	Форма, разработанная в рамках исследования	Версия 1.0	Используется для регистрации показателей дискомфорта, выходов за границы, прерываний трекинга и статуса восстановления
Программное обеспечение для записи экрана	Стандартное коммерческое или открытое программное обеспечение для записи экрана	Версия, действовавшая во время сбора данных в 2025 году	Используется для создания стандартизированных записей для оценки координации наблюдателем
Контрольный список сессии	Контрольный список, разработанный в рамках исследования	Версия 1.0	Используется для документации посещаемости, подтверждения соответствия критериям отбора, настройки оборудования, проверок безопасности, завершения задач и перерывов
Шкала дискомфорта при использовании симулятора	Разработанный в рамках исследования перечень симптомов	5 пунктов, 0–Версия 10	Использовалось перед воздействием, после ориентации и непосредственно после обучения
Шкала пространственного присутствия	Адаптированный для исследования опросник	версия из 8 пунктов	Использовать сразу после обучения; диапазон ответов 1–7
статистическое программное обеспечение SPSS	IBM Corp.	IBM SPSS Statistics версия 29.0	Используется для описательной статистики, дисперсионного анализа (ANOVA), ANOVA Уэлча, критериев хи-квадрат и проверки допущений
Файл статистического синтаксиса	Файл, созданный в ходе исследования	Файл синтаксиса R, версия 1.0	Используется для воспроизведения очистки данных, моделей со смешанными эффектами, ANOVA, корреляционного анализа и генерации выходных данных
Модуль экспорта системных логов	Разработанная в рамках исследования функция экспорта	Версия 1.0, зафиксирована до начала официального сбора данных	Время начала экспортированной задачи, время окончания задачи, статус завершения, выбор объектов, реакции на опасности, ошибки маршрута и прерывания
Набор данных на уровне команды	Файл, созданный в ходе исследования	team_level_dataset.csv	Содержит оценки координации по шкале наблюдателя и показатели процесса выполнения задачи на уровне команды
Система трекинга виртуальной реальности	Коммерческий поставщик оборудования виртуальной реальности	Совместимо с определенными гарнитурами и контроллерами	Используется для отслеживания положения участника и движений кисти руки
Виртуальная среда обучения	Специальное обучающее программное обеспечение	Версия 1.0, заблокирована до начала формального сбора данных	Реализация сценария совместной экстренной логистики и пространственной навигации
Модуль голосовой связи	Встроенный или интегрированный коммуникационный модуль	Версия зафиксирована до начала официального сбора данных	Используется для назначенных голосовых каналов связи команды