Summary
Rip stromingen behoren tot de dodelijkste meteorologische gevaren in de Verenigde Staten. Om de juiste acties aan te tonen wanneer ze op een gedenkwaardige en boeiende manier in een ripstroom worden gevangen, wordt een virtual reality-videogame ontwikkeld.
Abstract
Strandgangers in de Verenigde Staten worden geconfronteerd met veel verschillende gevaren, maar rip stromingen zijn jaarlijks de dodelijkste voor oceaanzwemmers. Ondanks het risico van ripstromen, is het duidelijk dat het publiek een beperkt begrip heeft van hun gevaar en de juiste verzachtende maatregelen die moeten worden genomen wanneer het in een land wordt gevangen. Een virtual reality (VR) videogame die deelnemers in een gesimuleerde ripstroom plaatst, werd ontwikkeld om dit probleem te verbeteren. De VR-game werd gebruikt om strandgangers aan de Atlantische kust van Long Island, New York in juli en augustus 2019 te onderzoeken. De acties die deelnemers ondernam toen ze geconfronteerd werden met de ripstroom werden geregistreerd, samen met de vraag of ze er aan ontsnapten of verdronken. Een interview met elke speler werd ook uitgevoerd nadat ze partook in het spel om het realisme van de rip huidige simulatie en de effectiviteit ervan te bepalen in het aantonen van de juiste acties te nemen wanneer beïnvloed door een. Analyse van deze resultaten geeft aan dat VR potentieel heeft om rip huidige risico's en manieren om het te minimaliseren op een unieke en boeiende manier communiceren. Er is echter verder werk nodig om het gebruiksgemak van de VR-simulatie te verbeteren en beter te begrijpen hoe factoren zoals demografie van invloed zijn op de waargenomen rip huidige risico's en gedragsrespons.
Introduction
Rip stromingen zijn "sterke, smalle stromen van water die zich uitstrekken van het strand1." Rip stromingen kunnen vaak voorkomen op elk strand met brekende golven en kan zwemmers snel weg van de kust vervoeren. Gevaarlijke scheurstromingen kunnen optreden op schijnbaar 'veilige' stranddagen met golfhoogten van slechts 2 tot 3 voet2,en kunnen zwemmers dus verrassen omdat ze een aanzienlijke afstand van de kust worden vervoerd. Dit brengt zwemmers in gevaar van paniek, uitputting, en zelfs verdrinking. Als gevolg daarvan, rip stromingen zijn een van de belangrijkste oorzaken van het weer dodelijke slachtoffers in de Verenigde Staten. Zo werden in 2018 71 sterfgevallen toegeschreven aan ripstromen, en voor de periode van 10 jaar 2009-2018 kwamen gemiddeld 58 personen elk jaar om3. Rip stromingen zijn het grootste gevaar voor strandgangers; in 2018 vertegenwoordigde rip huidige sterfgevallen 65% van alle 'surf zone' dodelijke slachtoffers in de Verenigde Staten. Er lijkt enige demografische controle op rip huidige kwetsbaarheid, zoals een studie bleek dat mannen zijn meer dan zes keer meer kans dan vrouwen te verdrinken van rip stromingen dan vrouwen4. Bovendien, aanvullend onderzoek bleek dat zeldzame strandgebruikers hebben meer kans om slechtere strand veiligheid keuzes te maken5 en dat niet-locals zijn aanzienlijk meer kans dan de lokale bevolking om letsel te ondersteunen in de branding zone6,7.
Niettemin, ondanks hun plaats onder de dodelijkste weersgevaren in de Verenigde Staten, rip stromingen zijn slecht begrepen door het publiek. Een enquête onder 392 openbare strandgebruikers in Texas vastgesteld dat slechts 13% correct kon identificeren een rip stroom van foto's gepresenteerd aan hen8, terwijl soortgelijke resultaten werden gevonden in studies uitgevoerd in Pensacola Beach, Florida9 (15%) en Miami Beach, Florida10 (27%). Meer in het algemeen, Houser et al (2017)5 voerde een internet-based enquête met 1622 respondenten in 49 van de 50 Amerikaanse staten en vond dat 54% van de deelnemers correct gemeld een actie te nemen wanneer gevangen in een rip stroom. Echter, de zelf-geselecteerde aard van de enquête steekproef dicteerde dat slechts 10% van de steekproef was zeldzaam strand gebruikers, die het meest kwetsbaar zijn voor rip stromingen en werden aangetoond in de enquête om minder kennis van wat te doen in een bezitten.
Het is duidelijk dat ripstromen een unieke uitdaging vormen, gezien het feit dat ze slecht worden begrepen door het publiek, plotseling op kleine schubben met minimale of geen voorafgaande waarschuwing kunnen voorkomen en kunnen leiden tot de dood. Er zijn dus nieuwe benaderingen nodig om deze uitdaging op het gebied van openbare veiligheid aan te pakken. Meeslepende technologie zoals virtual reality (VR) biedt een innovatieve aanpak om rip huidige geletterdheid te verhogen en positief gedrag bij impact aan te moedigen. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat VR en soortgelijke soorten meeslepende media zeer effectief zijn in het communiceren van informatie. VR wordt over het algemeen gedefinieerd als een interactieve ervaring die plaatsvindt binnen een gesimuleerde omgeving die auditieve en visuele feedback bevat, meestal met behulp van een headset. Een recente studie11 beweerde dat VR is een volwassen technologie, goed geschikt om te helpen bij het wetenschappelijk onderzoeksproces. Bovendien, andere recente onderzoek12 bleek dat wanneer individuen een New York Times verhaal te lezen met een VR-supplement, ze waren meer kans om de bron te zien als geloofwaardig, herinneren aan de gepresenteerde informatie, delen met anderen, en voel een emotionele verbinding, dan degenen die het artikel lezen in de traditionele media, met alleen tekst en afbeeldingen. Aanvullende studies13,14 geconcludeerd dat immersive media onderwijs bevordert door het verhogen van betrokkenheid en real-world toepasbaarheid van een onderwerp. Onlangs maakten onderzoekers15 gebruik van VR om een categorie 3 orkaan landfall te simuleren en bepaalden dat respondenten die de VR bekijken aanzienlijk meer kans hadden om evacuatie te overwegen dan degenen die alleen traditionele tekst en grafische producten bekijken. Ondanks het duidelijke nut hebben geen studies of initiatieven uitgebreid aangetoond hoe VR effectief kan worden toegepast op de unieke uitdaging van het trainen van strandgebruikers om strandgebruikers beter te lokaliseren en te reageren op ripstromen. Het huidige werk vult die onderzoekskloof door eerst individuen te leren zwemmen en te zwaaien in een virtuele oceaanomgeving en vervolgens te evalueren hoe ze reageren op het plotselinge en onverwaardenkte begin van een ripstroom. Deelnemers werden opgeleid in zowel zwemmen en zwaaien voor hulp, omdat elk van deze acties worden beschouwd als geldige reacties wanneer gevangen in een rip16,17, met voorwaarden met name een individuele rip vaak dicteren welke actie het meest effectief zou kunnen zijn bij het vergemakkelijken van ontsnapping18. We veronderstellen dat de realistische en gedenkwaardige aard van een VR rip huidige simulatie zal deelnemers in staat stellen om succesvol te nemen ontwijkende actie in het virtuele spel en vervolgens melden dat de ervaring hun kennis van rip huidige risico's en mitigatie verbeterd.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle gebruikte methoden zijn goedgekeurd door de Hofstra University Institutional Research Board (IRB). De ontwikkelde VR-videogame werd gebruikt om 64 personen te onderzoeken.
OPMERKING: Scripts zijn geschreven in de C# taal en zijn beschikbaar om te downloaden op: https://github.com/Jasebern/HofstraVR.
1. Creatie van VR rip huidige videogame: Virtuele omgeving en input/output van de gebruiker
- Open VR-ontwikkelingsplatform (bijv. Unity18). Deze procedure werd voltooid in Unity 2018.3.1f1.
- Start een nieuw 3D-project getiteld 'Rip Current'. Een 3D-project bevat een of meerdere scènes bestaande uit 'gameobjecten' die kunnen worden weergegeven als vaste objecten19. Scripts kunnen worden toegevoegd aan gameobjecten, waardoor interactiviteit en real-time wijzigingen in de omgeving mogelijk zijn. Dit project zal vier scènes en talrijke spelobjecten bevatten.
- Open het tabblad Unity Asset Store. Dit bevat 'prefabs'- reeds gemaakte collecties van 2D- en 3D-gameobjecten en audiobestanden - ontwikkeld door andere gebruikers die aan het project kunnen worden toegevoegd20.
- Importeer het asset 'Oculus Integration' uit de Unity Asset Store die basisactiva biedt voor VR-ontwikkeling.
- Maak de eerste nieuwe scène: Hoofdmenu (figuur 1).
- Activa gebruiken | Maken | Terreinlaag en voeg vervolgens de juiste kleur toe om een heuvelachtig groen terrein asset te maken als een aantrekkelijke achtergrond voor de hoofdmenuscène.
- GameObject gebruiken | Gebruikersinterface | Canvas om een nieuw canvas toe te voegen, getiteld Hoofdmenu, met een tekstvak voor de titel VR Simulation. Een canvas is een gameobject dat tekst en knoppen opslaat die gebruikersinteractie en opgegeven gebeurtenissen in de simulatie mogelijk maken op basis van die invoer4.
- Voeg scripts, geschreven in de C#taal, toe aan een gameobject. Voeg het script toe door het gewenste doelgameobject in de scènehiërarchie te selecteren. Selecteer vervolgens op het tabblad Controle de optie Component toevoegen | Nieuw scripten voer de gewenste scripttitel in.
- Volg de bovenstaande procedure om het script met de titel MainMenu toe te voegen aan het hoofdmenu-canvas.
LET OP: Zie Tabel 1 voor titel en functie van alle gebruikte scripts. - GameObject gebruiken | Gebruikersinterface | Knop om vier tekstknoppen aan het canvas toe te voegen: Start, Opties, Overen Afsluiten. Bel de juiste functie vanuit MainMenu- en MouseHover-scripts wanneer een knop is geselecteerd.
- Maak de tweede nieuwe scène: Boeitest (Figuur 2).
- Download het asset Realistic Water uit de Unity Asset Store en voeg de Sea prefab toe aan de scène.
- Voeg een audiobestand van oceaangolven toe aan de Sea prefab op lus. Toevoegen op het tabblad Inspector door Component toevoegen te selecteren | Audiobron.
- Gebruik het gereedschap terreinlaag zoals hierboven om een gameobject met de naam Strandte maken. Gebruik in de opties Terrein op het tabblad Controle het gereedschap Terrein en terreininstellingen schilderen om te stylen en kleuren als zand.
- Download het Standard Assets-pakket in de Unity Asset Store en voeg de Player prefab toe aan de scène. De Player prefab bevat een camera die is ingebed in de Speler, dus na de bewegingen om de sensatie te creëren dat de deelnemer aan het spel de speler bestuurt.
- Zoals hierboven uitgevoerd, voegt u de scripts PlayerController, PlayerMotor, PlayerMotor2 en FloatObject toe aan de player prefab. Met deze scripts kan de deelnemer aan de game de Player prefab bedienen met Behulp van Oculus VR Controllers.
- Een animatie toevoegen aan de camera door Activa te selecteren | Maken | Animator controller. Gebruik het animatorvenster om een animatie op te nemen van de camera die op en neer dobbert en stel deze in om continu te herhalen. Dit simuleert een persoon die drijvend houdt in de oceaan.
- Zoals hierboven uitgevoerd, voegt u een canvas toe met de titel TextCanvas. Onderliggende tekstcanvas naar de speler door deze naar Player in de hiërarchie te slepen. Een onderliggend gameobject erft de bewegings- en rotatie-eigenschappen van het bovenliggende gameobject. Voeg de tekst "Zwem door de boeien" toe aan TextCanvas. Neem een audiobestand op dat die tekst leest, voeg het toe aan TextCanvas zoals hierboven uitgevoerd en stel het in om aan het begin van de scène af te spelen.
- Stel de locatie van de speler in door naar het tabblad Controle te navigeren en de positie in de transformatieopties aan te passen. Stel de locatie van de speler in op X=-23.44, Y=1 en Z=5.97.
- Download het VR Hands and FP Arms Pack in de Unity Asset Store en als bovenstaand kind de 'FP_Character' prefab naar de Player. Hierdoor kunnen de armen bewegen met de speler en ook op en neer dobberen met de Player Camera.
- Kies de gewenste prefab door deze in de hiërarchie te selecteren en het vakje naast de naam aan te schakelen. De FP_Character prefab bevat zowel mannelijke als vrouwelijke prefabs, elk met twee armen, links en rechts.
- Voeg een nieuw gameobject toe door met de rechtermuisknop in de hiërarchie te klikken en Leeg maken teselecteren. Noem het gameobjectcontrolepunt.
- Download het asset Simple Buoy uit unity asset store en voeg als kind van het Checkpoint de Buoy prefab toe aan de scène. Dupliceer de Boei prefab door er met de rechtermuisknop op te klikken en Duplicerente selecteren. Noem de ene 'boei L' en de andere 'boei R' en plaats ze 4 eenheden deel in de X-as door het aanpassen van de transformatie positie van elk als hierboven. Stel de locatie in voor boei L op X=-2, Y=0 en Z=0 en locatie voor boei R op X=2, Y=0, Z=0.
- Selecteer Component toevoegen op het tabblad Controle voor het object Checkpoint-game : Natuurkunde | Box Collidor. Selecteer vervolgens Collider bewerken en teken de collider tussen de twee boeien.
- Voeg zoals hierboven het script Vinkje toe aan het Checkpoint-gameobject. Checkpoint Het script verlaat de scène zodra de speler het binnenkomt (d.w.z. zwemt door de boeien) en overgangen naar de volgende scène.
- Download het asset Realistic Water uit de Unity Asset Store en voeg de Sea prefab toe aan de scène.
- Maak de derde nieuwe scène: Wave Test (Figuur 3) door Bestand te selecteren | Opslaan als terwijl nog in de Boei Test scène en hernoemen.
- Verwijder het object Checkpoint-game door er met de rechtermuisknop op te klikken in de hiërarchie en Delete teselecteren.
- Voeg een eenvoudige houten boot toe aan de scène door de oude houten rijboot v2-asset van de Unity Asset Store te downloaden en voeg de Boat prefab toe aan de scène. Pas de transformpositie van de boot zoals hierboven aan op X=-12, Y=-0.16 en Z=14.66.
- Download de asset Low Poly Animated People uit de Unity Asset Store en voeg de Kid prefab toe aan de scène. Dupliceer de Kid prefab als hierboven en kind zowel naar de boot prefab, hernoemen van de Game Object to Boat met kinderen, en het lokaliseren van de twee kinderen op de top van de twee zetels in de boot.
- Zoals hierboven, voeg een Animator aan de boot met kinderen Game Object, en neem een animatie van de boot langzaam cirkelen rond het water, emuleren van een roeiboot langzaam bewegen.
- Navigeer naar de prefab speler en zijn kinderen in het venster Hiërarchie en wijzig de naam van de linkerhand in 'zwaaiende hand'.
- Zoals hierboven, voeg een Animator aan de golf hand en neem een animatie van de arm en de hand bewegen op en neer simuleren van een handgolf.
- Zoals hierboven, in het tabblad Inspector voor de Player Game Object, voeg een audiobron met een audioclip van een hand spatten in het water, onderscheiden van de clip van twee armen spatten in het water eerder toegevoegd.
- Zoals hierboven, voeg de FemaleAnimate script aan de golf hand, zodat het spel deelnemer om de hand golf met behulp van de Oculus Controllers controle.
- Pas de tekst in TextCanvas aan om 'Wave to the people on the boat!' te lezen, neem een audiobestand op met die tekst en stel deze in om aan het begin van de scène af te spelen.
- Op basis van het PlayerMotor2-script, zodra de deelnemer de boot en golven ziet, gaat Unity over naar de Rip Current-scène.
- Maak de vierde nieuwe scène: Rip Current (Figuur 4).
- Pas de tekst in TextCanvas aan om 'U wordt van de wal getrokken! ' te lezen en zoals hierboven een audiobestand op te nemen dat die tekst leest, deze toe te voegen aan TextCanvasen deze in te stellen om aan het begin van de scène af te spelen.
OPMERKING: Vermeld niet expliciet dat de deelnemer een ripstroom ondervindt, om het meest nauwkeurig te simuleren dat ze onverwacht in een ripstroom wordt gevangen. - Maak zoals hierboven een nieuw gameobject in de hiërarchie met de naam rip_collider en voeg een Box Collidertoe . Als u rip_collider wilt gebruiken om een ripstroom na te bootsen als een smal stroomkanaal dat zich uitstrekt van het strand naar de oceaan, gebruikt u transformeren om de positie in te stellen op X, =251, Y=1, Z=251 en wijzigt u de schaal naar X=8.2 en Z=35.7 om geschikte afmetingen te creëren. De PlayerMotor2 script simuleert ook een rip stroom door voortdurend trekken de speler loodrecht (weg) van de kust (dat wil zeggen, strand terrein). Deze rip stroom is een constante kracht 1,25 keer sterker dan de normale speler zwemmen bewegingen.
- GameObject selecteren | Gevolgen | Particle System om een nieuw deeltjessysteem toe te voegen, getiteld 'Rain Basic', en kind het aan rip_collider. Een deeltjessysteem emuleert vloeibare entiteiten in 3D zoals regen en wolken. Het deeltjessysteem wordt gebruikt om schuimig water te simuleren, wat helpt bij het afbakenen van een rijpe stroom in oceaanwater. Stel hiervoor op het tabblad Controle de transformatiepositie in op X=0, Y=3 en Z=0,97 en schaal X=0.1 en Z=0.1 om de deeltjes in het ripstroomkanaal in te sluiten.
- Gebruik zoals hierboven het tabblad Controle om het RipExit-script toe te voegen aan het rip_collider Game Object. Het script registreert of de speler ontsnapt aan de Rip Current (dat wil zeggen, verlaat de rip_collider collider).
OPMERKING: Zoals beschreven in tabel 1,besturingselement het PlayerMotor2-script de meeste aspecten van de ripstroomscène, door de scène te verlaten en terug te keren naar de hoofdmenuscène zodra aan een van de volgende voorwaarden is voldaan:
-- Spelersgolven
-- Speler verlaat rip_collider
-- Uithoudingsvermogen bereikt nul
Het script schrijft ook de resultaten van de interactie van de speler in de scène uit in een bestand, dat wordt gebruikt voor latere gegevensanalyse over de algehele interacties van deelnemers met de ripstroom.
- Pas de tekst in TextCanvas aan om 'U wordt van de wal getrokken! ' te lezen en zoals hierboven een audiobestand op te nemen dat die tekst leest, deze toe te voegen aan TextCanvasen deze in te stellen om aan het begin van de scène af te spelen.
- Als u het uiteindelijke project wilt bouwen, selecteert u Bestand | Bouw instellingen en zorg ervoor dat alle vier de gemaakte scènes zijn uitgeschakeld en in de juiste volgorde. Selecteer vervolgens de platform-pc, Mac en Linux Standalone en selecteer Bouwen. Hiermee wordt een selectievenster gevraagd voor een uitvoermap voor build. Selecteer een geschikte map (d.w.z. 'Bureaublad') en bouw vervolgens. Hierdoor wordt een uitvoerbare bestandssnelkoppeling gemaakt in de gewenste map 'Rip Current'.
2. Enquête personen met de VR rip huidige video game
- Open de 'Oculus'-software met behulp van de snelkoppeling op het bureaublad en stel de hardware in via het programma. Zorg ervoor dat de headset, twee sensoren en twee controllers allemaal groen worden weergegeven(figuur 5).
- Bepaal de locatie en wervingsmethode voor een enquête. In deze studie werd gebruik gedaan van gemaksbemonstering. De onderzoekers bezochten een openbaar strand twee keer per week gedurende acht weken in juli en augustus en vroegen potentiële deelnemers terwijl ze liepen langs de strandpromenade. Naast het feit dat ten minste 16 jaar oud, was er geen andere eis naast de bereidheid om deel te nemen.
- Beheer enquête deel een (toestemmingsformulier en demografische vragen) op een aparte iPad.
- Geef de VR-controllers aan de deelnemer en zorg ervoor dat ze ze goed in de juiste handen houden, en vertrouwd /comfortabel zijn met de bedieningselementen, en pas vervolgens de headset op de deelnemer.
- Selecteer en voer de snelkoppeling Huidige rippen uit vanaf het bureaublad.
- Laat de deelnemer de simulatie doorlopen en geef alleen coaching/advies wanneer dat nodig is. Ze moeten de belangrijkste rip huidige scène te voltooien op hun eigen.
- Zodra ze klaar zijn, verwijder de headset en begin deel twee van de enquête, het interview gedeelte.
- Sluit een microfoon aan op een tablet en begin met opnemen. Stel vragen over voorkennis en ervaring met ripstromen en de effectiviteit van de rip huidige simulatie bij het aantonen van de juiste acties te nemen, evenals rating van het realisme en meeslepende aard.
- Zodra het interview is voltooid, stoppen met opnemen, dank de deelnemer, en bieden compensatie zoals gewenst. Sla het interviewbestand op met de naam die overeenkomt met datum en spelersnummer zoals opgenomen in de ripstroomscène.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De VR rip huidige video game enquête werd uitgevoerd in juli en augustus 2019 op Long Island in de stad Hempstead Beach in Point Lookout, New York (gedetailleerde resultaten zijn te vinden in aanvullende tabel 1-3). 64 individuen speelden het spel en reageerden op de enquête, met 60 ontsnappen aan de rip stroom en 4 verdrinking (dat wil zeggen, uithoudingsvermogen bereikt nul). Onder de 60 die ontsnapten, verlieten er 51 door te zwaaien voor hulp, en 9 deden dat door fysiek uit de rip te zwemmen. Gezien het feit dat de meeste deelnemers zwaaiden om hulp als een middel om te ontsnappen, de hoeveelheid tijd die in de simulatie werd scheefgetrokken naar hogere waarden, met een gemiddelde van 11,1 s, mediaan van 9,5 s, en standaarddeviatie van 6,2 s (Figuur 6a). Omgekeerd werd het uitgangsuithoudingsvermogen scheefgetrokken naar lagere waarden, met een gemiddelde van 36,8, mediaan van 41,3 en standaardafwijking van 15,3 (figuur 6b). De meeste deelnemers waren in staat om de situatie nauwkeurig te beoordelen en een geschikte manier van handelen te bepalen om relatief snel aan de ripstroom te ontsnappen. Er was echter een lichte stijging in het beëindigen van uithoudingsvermogen dichter bij nul (dat wil zeggen, tussen 0 en 12). Die bevinding kan zijn veroorzaakt door de zware ademhaling (die begon te spelen toen uithoudingsvermogen viel onder de 20) het helpen van individuen beseffen dat ze in meer acuut gevaar, en als gevolg daarvan, veranderden ze hun strategie en waren in staat om te ontsnappen voordat uithoudingsvermogen nul bereikt.
Na het voltooien van de video game, deelnemers werden gevraagd een reeks dichotomous, Likert, en open-ended vragen over de VR en de effectiviteit ervan. Er waren 51 respondenten op de Likert-schaal vraag (schaal van 1 tot 5 met 5 hoogste) met de vraag of ze zich beter voorbereid op een rip stroom na interactie met de VR. De gemiddelde respons was 3,81, met een minimum van 1, maximaal 5 en standaarddeviatie van 1,01. Bovendien reageerden 61 individuen op een soortgelijke Likert-schaal vraag over hoe meeslepend de VR-ervaring was, met een gemiddelde van 3,96, minimum van 2, maximaal 5 en standaarddeviatie van 0,79. Deelnemers werd ook gevraagd of ze waren gevangen in een rip stroom voorafgaand aan het spelen van het spel, en zo ja, hoe de VR in vergelijking met het echte leven. 17 individuen beantwoordden op de laatste vraag, met 7 waarin staat dat de simulatie droeg ten minste enige gelijkenis met het echte leven. 7 van de respondenten vonden dat de VR niet zo realistisch of eng was als het echte leven, terwijl 4 beweerden dat het helemaal niet vergelijkbaar was.
Daarnaast kregen de deelnemers een reeks van zes korte verklaringen om hun mening over de VR-ervaring vast te leggen en werd gevraagd met wie zij het het meest waren overeengekomen (Tabel 2). Van de 58 respondenten op die vraag, 53 geselecteerde verklaringen waarin staat dat de VR hen geholpen zich beter voorbereid op een rip stroom, met slechts 5 selecteren degenen zeggen dat het niet hielp. 30 van de 58 kozen de verklaring die zei dat de VR hen hielp zich beter voorbereid te voelen omdat het realistisch was, en 19 kozen degene waarin stond dat het hielp omdat het eng was of ze zich zorgen maakte. Ten slotte werd gebruikers gevraagd om de meest en minst nuttige aspecten van de VR te identificeren, samen met eventuele suggesties voor verbetering. 19 individuen verstrekten nuttige aspecten van de simulatie, met het meest voorkomende zijn realisme (6), de opname van VR (3), de verstrekte instructie (3) en het vermogen om te zwaaien (3). Omgekeerd rapporteerden 6 respondenten de minst nuttige aspecten, waarbij 3 van de 6 de korte duur van het spel als negatief vermeldden. Met betrekking tot de verbeteringen waren er dan ook 19 reacties, waarvan er 13 een uitbreiding van de simulatie suggereerden, zoals meer scenario's, aanvullende training of meer opties.
Figuur 1. Hoofdmenu scène. Openingsscène van de VR-ervaring. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 2. Boei test scène. Eerste trainingsscène in de VR-ervaring. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 3. Golftestscène. Tweede trainingsscène in de VR-ervaring. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 4. Rip huidige scène. Gebruikersevaluatiescène in de VR-ervaring. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 5. VR-hardwareopstellingsscherm. Toont de juiste configuratie voor het aansluiten van virtual reality-apparatuur op een computer. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 6. Resultaten van rip huidige virtual reality video game (A) Staaf grafiek met het einde uithoudingsvermogen van alle deelnemers (B) Staaf grafiek met de tijd die nodig is voor alle deelnemers. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
| Scriptnaam | Script, functie | Gebruikte scènes |
| Hoofdmenu | Menuknoppen besturingselementen | Hoofdmenu |
| MuisHover | Besturingselementen voor het markeren van menuknoppen | Hoofdmenu |
| Playercontroller (PlayerController) | 1) Slaat gebruikersinvoer op van joystick oculuscontroller | Hoofdmenu, Boeitest, Golftest, Rip Current |
| 2) Slaat gebruikersinvoer op van hoofdbewegingen in Oculus-headset | ||
| PlayerMotor | 1) Fysiek verplaatsen van de speler in de omgeving (dat wil zeggen, zwemmen) op basis van input van PlayerController script | Boeitest, golftest, ripstroom |
| 2) Roteert de cameraweergave op basis van invoer uit playercontroller-script | ||
| PlayerMotor2 | 1) Erft en breidt functionaliteit van PlayerMotor uit | Boeitest, golftest, ripstroom |
| 2) Als de speler zwemt, speelt een geluid van armen spatten in het water | ||
| Alleen voor rip huidige scène: | ||
| 3) Past een constante drifting beweging aan speler vanaf het strand om te simuleren wordt getrokken vanaf de kust in een rip stroom | ||
| 4) Maakt en volgt 'Stamina' variabele op basis van een timer en input van de gebruiker; Uithoudingsvermogen begint bij 60 en daalt met 1 * seconde als de speler stilstaat en met 3 * seconde als de speler zwemt | ||
| 5) Maakt een timer variabele die de tijd die is verstreken in Rip Current Scene tracks | ||
| 6) Kent elke gebruiker een uniek spelersnummer toe op basis van datum en sequentiële speler van die dag | ||
| 7) Als de speler golven, print speler nummer, huidige Stamina, tijd verstreken, en speler conditie ('Waved') in een tekstdocument; overgang naar Hoofdmenu (ook overgangen van Wave Test-scène naar huidige rips) | ||
| 8) Als speler ontsnapt rip huidige, print speler nummer, huidige Stamina, verstreken tijd, en speler conditie ('Escaped') in een tekstdocument; overgang naar hoofdmenu | ||
| 9) Als het uithoudingsvermogen van de speler nul bereikt, drukt het aantal spelers, het huidige Stamina [0], de verstreken tijd en de toestand van de speler ('Verdronken') in een tekstdocument; overgang naar hoofdmenu | ||
| Vinkje | Als de speler tussen boeien zwemt en de botsdoos binnenrijdt, gaat hij over naar de volgende trainingsscène (Wave Test) | Boeitest |
| FloatObject (FloatObject) | Het water heeft geen collider, wat betekent dat de speler recht door het water moet vallen als gevolg van de zwaartekracht. Dit script simuleert drijven om de speler op het niveau van het water te houden. | Boeitest, golftest, ripstroom |
| FemaleAnimate (FemaleAnimate) | Als de speler op de 'A' of 'X'-knop op de Oculus-controller drukt, een handwuivende animatie in de linker spelersarm initieert en een audioclip van een handspletterend water afspeelt | Golftest, Rip Stroom |
| Buyoancy2 | Registreert of de hand wordt gezwaaid in een scène en als in Rip Current scène, opnemen in PlayerMotor2 script dat speler zwaaide | Golftest, Rip Stroom |
| RipExit RipExit | 1) Als speler exits rip huidige collider box, record in PlayerMotor2 script dat speler ontsnapte aan de rip stroom | Stroom rippen |
| 2) Als uithoudingsvermogen lager is dan 20, beginnen met het afspelen van zware ademhaling audio afkomstig van de speler |
Tabel 1. Scripts ontwikkeld voor project. Scripts zijn geschreven in de C# taal.
| Positieve verklaringen |
| i) De VR-ervaring heeft me geholpen zich beter voorbereid te voelen omdat het realistisch was. |
| ii) De VR ervaring hielp me beter voorbereid omdat het eng was/of maakte me ongerust voelen. |
| iii) De VR-ervaring hielp me beter voorbereid te zijn omdat het me leerde wat ik moest doen. |
| Negatieve verklaringen |
| i) De VR-ervaring heeft me niet geholpen beter voorbereid te zijn omdat het niet realistisch was. |
| ii) De VR ervaring hielp me niet beter voorbereid omdat het eng was en/of maakte me ongerust voelen. |
| iii) De VR-ervaring hielp me niet beter voorbereid te zijn omdat het me niet leerde wat ik moest doen. |
Tabel 2. Korte uitspraken over rip huidige virtual reality ervaring. Deelnemers werd gevraagd om te kiezen met welke ze het meest akkoord gingen.
Aanvullende tabel 1. Individuele VR simulatie resultaten. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende tabel 2. Geaggregeerde demografische resultaten van de enquête. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende tabel 3. Geselecteerde post-VR interview resultaten. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Voorlopige analyse van de resultaten van de follow-up enquête toont aan dat de VR rip huidige videogame was over het algemeen effectief in het nauwkeurig afbeelden van risico's en het aantonen van de juiste acties te nemen in een boeiende en gedenkwaardige manier. Respondenten van de Likert-schaal vragen gaven aan dat de VR-simulatie ertoe leidde dat ze zich beter voorbereid voelden dan niet op een ripstroom en ook dat het redelijk meeslepend was. Bovendien, de resultaten van het kiezen van een van de zes korte verklaringen duidelijk bleek de video game was nuttig gezien het feit dat meer dan 90% van de selecties positief waren. Ook in gratis antwoordvragen prezen tal van deelnemers de VR voor kenmerken zoals het realisme en de interactiviteit. De algemene speler resultaten van het videospel onderstreepte ook de effectiviteit van de ervaring bij het overbrengen van de juiste acties te nemen in een rip stroom. 60 van de 64 deelnemers ontsnapten met succes aan de rip, de meesten van hen door te zwaaien voor hulp, en de meerderheid nam ook een ontwijkende actie snel.
Sommige feedback geeft ook aan dat er verbeteringen kunnen worden aangebracht in deze en toekomstige VR-simulaties die zijn ontwikkeld. Sterker nog, meer instructie kan nodig zijn, vooral voor mensen met minder ervaring met het spelen van videogames en het gebruik van VR. Extra optionele trainingsscènes zijn een mogelijkheid om deze zorgen weg te nemen. Verder kan het realisme altijd worden verbeterd om de VR-ervaring meer relatable en betekenisvol te maken voor deelnemers. Om dit te doen, verbeteringen zoals fysiek bewegen van je armen om te zwemmen (in plaats van met behulp van een joystick controller) en verder onderscheiden van de rip stroom van de omliggende oceaan water kan worden opgenomen.
De resultaten van de enquête bieden ook uniek inzicht in individuele gedragsreacties op een rip huidige scenario. Zo konden 51 van de 64 deelnemers aan de ripstroom ontsnappen door om hulp te zwaaien. Echter, in de follow-up enquête, slechts 20 van deze deelnemers verklaard dat zwaaien of bellen om hulp was de voorkeur actie te nemen in de rip stroom. Het is mogelijk dat een deel van de inconsistentie in kennis versus actie kan worden verklaard door de enquête volgorde, als de instructies voor zwaaien altijd opgetreden net voor de rip huidige simulatie, die kan hebben voorbestemd sommige individuen om te zwaaien voor hulp bij het ontsnappen aan de rip. Zo zou het randomiseren van de volgorde van de trainingsscènes in de toekomst nog realistischere resultaten mogelijk kunnen maken. Het is echter ook mogelijk dat de intensiteit (d.w.z. het gevoel snel van de kust te worden getrokken) en het snelle begin van de gesimuleerde ripstroom ervoor zorgden dat individuen ofwel vergeten of worden afgeschrikt om te proberen, een ingewikkeldere, riskantere ontwijkende actie: parallel aan de kust zwemmen. Dit wordt verder bevestigd door het feit dat 20 respondenten genoemd zwemmen parallel (of 'zijwaarts') naar de wal was een goede actie te nemen, maar slechts 9 deelnemers ontsnapten aan de rip stroom op die manier.
Bovendien werd de kloof tussen rip huidige kennis en actie, en de daaruit voortvloeiende persoonlijke risico's, aangetoond door individuen geloven dat ze wisten de juiste reactie, maar vervolgens het uitvoeren van een onjuiste. Vier deelnemers verdronken (d.w.z., uithoudingsvermogen bereikte nul) in de simulatie, ondanks alle vier van hen verklarend daarna dat zij wisten willen in een scheurstroom doen. Drie van de vier, echter, meldde een onjuiste ontwijkende actie, met de vierde ook met een beperkt begrip van wat te doen, waarin wordt vermeld dat ze moeten zwemmen 'weg van het,' maar niet specificeren van een richting om te zwemmen. Op dezelfde manier, 45 van de 64 enquête respondenten bevestigd dat ze zouden weten als ze werden gevangen in een rip stroom. Van die 45, echter, 10 duidelijk aangetoond in hun antwoorden dat ze eigenlijk niet weten wat een rip stroom was, verwarrend met een fenomeen zoals een 'undertow' dat trekt individuen onder water en kan grote golven te betrekken. Zo geven de gecombineerde resultaten van de VR-simulatie en enquête twee primaire obstakels aan in ripstroom: 1) Sommige individuen weten niet wat een ripstroom is, of hebben onjuiste kennis van een ripstroom, en kunnen daarom niet de juiste verzachtende actie ondernemen, en 2) Wanneer ze plotseling gevangen worden in een ripstroom, zelfs individuen die weten wat ze in één moeten doen, kunnen deze acties vergeten of negeren , potentieel blootstellen aan risico's.
Toekomstig onderzoek kan dit werk verder onderzoeken om beter te begrijpen hoe sociodemografische factoren van invloed zijn op persoonlijke mitigatie van rip huidige risico's. Zo meldden 57 van de 64 deelnemers aan deze enquête dat ze binnen 30 minuten van het strand woonden, terwijl 54 verklaarden dat ze minstens 'af en toe' bezochten. Echter, veel rip huidige dodelijke slachtoffers te betrekken individuen woonachtig ver van het strand die slechts een keer per jaar of minder voor vakantie kan bezoeken. Toekomstige enquêtes kunnen worden uitgevoerd op meer neutrale locaties of online om een bredere steekproef te krijgen en gedragsverschillen te begrijpen in rip huidige reactie tussen degenen die het strand meer en minder vaak bezoeken.
Ongetwijfeld heeft VR de unieke mogelijkheid om gebruikers in staat te stellen risico's te conceptualiseren en goede verzachtende acties op een gedenkwaardige manier te leren. Een beter begrip van de huidige tekortkomingen, vooral omdat ze betrekking hebben op bepaalde demografische kenmerken, zullen onderzoekers en noodmanagers in staat stellen om op een genuanceerde manier te profiteren van meeslepende technologie en de volgende generatie effectieve waarschuwingsproducten te ontwikkelen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
Deze publicatie is een product dat voortvloeit uit NYSG project R/CHD-14 gefinancierd onder award NA18OAR4170096 van het National Sea Grant College Program van het Amerikaanse Ministerie van Handel's National Oceanic and Atmospheric Administration, aan de Research Foundation voor State University of New York namens New York Sea Grant. De verklaringen, bevindingen, conclusies, standpunten en aanbevelingen zijn die van de auteur(s) en weerspiegelen niet noodzakelijkerwijs de standpunten van een van deze organisaties.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Dell 17.3" Alienware 17 R5 Laptop | Dell | PC for virtual reality development | |
| Oculus Rift S | Oculus | Virtual reality headset |
References
- Rip Current Science. National Weather Service. , Available from: https://www.weather.gov/safety/ripcurrent-science (2020).
- Moulton, M., Dusek, G., Elgar, S., Raubenheimer, B. Comparison of rip current hazard likelihood forecasts with observed rip current speeds. Weather and Forecasting. 32 (4), 1659-1666 (2017).
- Weather Related Fatality and Injury Statistics. National Weather Service. , Available from: https://www.weather.gov/hazstat (2020).
- Gensini, V. A., Ashley, W. S. An examination of rip current fatalities in the United States. Natural Hazards. 54 (1), 159-175 (2010).
- Houser, C., et al. Public perceptions of a rip current hazard education program: "Break the Grip of the Rip!". Natural Hazards and Earth System Sciences. 17 (7), 1003 (2017).
- Doelp, M. B., Puleo, J. A., Cowan, P., Arford-Granholm, M. Delaware coast Delaware surf zone injury demographics. The American Journal of Emergency Medicine. 36 (8), 1372-1379 (2018).
- Castelle, B., et al. Surf zone hazards and injuries on beaches in SW France. Natural Hazards. 93 (3), 1317-1335 (2018).
- Brannstrom, C., Trimble, S., Santos, A., Brown, H. L., Houser, C. Perception of the rip current hazard on Galveston Island and North Padre Island, Texas, USA. Natural Hazards. 72 (2), 1123-1138 (2014).
- Caldwell, N., Houser, C., Meyer-Arendt, K. Ability of beach users to identify rip currents at Pensacola Beach, Florida. Natural Hazards. 68 (20), 1041-1056 (2013).
- Fallon, K., Lai, Q., Leatherman, S. Rip current literacy of beachgoers at Miami Beach, Florida. Natural Hazards. 90 (2), 601-621 (2018).
- Berg, L. P., Vance, J. M. Industry use of virtual reality in product design and manufacturing: a survey. Virtual Reality. 21 (1), 1-17 (2017).
- Sundar, S. S., Kang, J., Oprean, D. Being there in the midst of the story: how immersive journalism affects our perceptions and cognitions. Cyberpsychology, Behavior, and Social Networking. 20 (11), 672-682 (2017).
- Dede, C. Immersive interfaces for engagement and learning. Science. 323 (5910), 66-69 (2009).
- Klippel, A., et al. The value of being there: toward a science of immersive virtual field trips. Virtual Reality. , 1-18 (2019).
- Bernhardt, J., et al. Communicating Hurricane Risk with Virtual Reality: A Pilot Project. Bulletin of the American Meteorological Society. 100 (10), 1897-1902 (2019).
- "Break the Grip of the Rip" brochure. National Weather Service. , Available from: https://www.weather.gov/media/safety/rip/rip_brochure_51419b.pdf (2019).
- Rip Current Survival Guide transcript. National Oceanic and Atmospheric Administration. , Available from: https://oceantoday.noaa.gov/ripcurrentfeature/ (2016).
- McCarroll, R. J., et al. Evaluation of swimmer-based rip current escape strategies. Natural Hazards. 71 (3), 1821-1846 (2014).
- Unity User Manual. , Available from: https://docs.unity3d.com/Manual/2Dor3D.html (2019).
- Unity Asset Store. , Available from: https://assetstore.unity.com/ (2020).
