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Environment

Desenvolvimento de um videogame de realidade virtual para simular correntes de rip

Published: July 16, 2020 doi: 10.3791/61296

Summary

As correntes de rasgo estão entre os mais mortais perigos meteorológicos dos Estados Unidos. A fim de demonstrar as ações adequadas a tomar quando pego em uma corrente de rasgo de forma memorável e envolvente, um jogo de realidade virtual é desenvolvido.

Abstract

Os banhistas nos Estados Unidos enfrentam muitos perigos diferentes, mas as correntes de rasgo são anualmente as mais mortais para os nadadores oceânicos. Apesar do risco apresentado pelas correntes de rasgo, é evidente que o público tem uma compreensão limitada de seu perigo e das ações mitigadoras adequadas a serem tomadas quando pegos em um. Um videogame de realidade virtual (VR) que coloca os participantes em uma corrente de rasgo simulado foi desenvolvido para ajudar a amenizar esse problema. O jogo VR foi usado para pesquisar banhistas na costa atlântica de Long Island, Nova York durante julho e agosto de 2019. As ações que os participantes tomaram quando confrontados com a corrente de rasgo foram registradas, juntamente com se eles escaparam ou se afogaram. Uma entrevista com cada jogador também foi realizada depois que eles participaram do jogo para determinar o realismo da simulação atual de rip e sua eficácia em demonstrar ações adequadas a tomar quando impactadas por um. A análise desses resultados indica que a VR tem potencial para comunicar risco atual de rasgo e formas de minimizá-lo de forma única e envolvente. No entanto, mais trabalhos são necessários para melhorar a facilidade de uso da simulação vr e entender melhor como fatores como a demografia influenciam o risco atual percebido e a resposta comportamental.

Introduction

As correntes de rasgo são "fluxos de água fortes e estreitos que se estendem para longe da praia1." Correntes de rasgo podem ocorrer comumente em qualquer praia com ondas quebrando e podem transportar nadadores rapidamente para longe da costa. Correntes de rasgo perigosas podem ocorrer em dias de praia aparentemente 'seguros' com alturas de ondas de apenas 2 a 3 pés2, e assim podem surpreender os nadadores, pois eles são transportados a uma distância considerável da costa. Isso coloca os nadadores em risco de pânico, exaustão e até afogamento. Como resultado, as correntes de rasgo são uma das principais causas de mortes climáticas nos Estados Unidos. Por exemplo, em 2018, 71 mortes foram atribuídas a correntes de rasgo, e para o período de 10 anos 2009-2018, uma média de 58 indivíduos pereceu a cada ano3. As correntes de rasgo são o principal perigo para os banhistas; em 2018, as mortes atuais de rasgo representaram 65% de todas as mortes na "zona do surfe" nos Estados Unidos. Parece haver algum controle demográfico sobre a vulnerabilidade atual do rasgo, como um estudo descobriu que os homens são mais de seis vezes mais propensos do que as mulheres a se afogarem das correntes de rasgo do que as fêmeas4. Além disso, pesquisas adicionais descobriram que usuários de praia pouco frequentes são mais propensos a fazer escolhas de segurança nas praias mais pobres5 e que os não-locais são consideravelmente mais propensos do que os locais a sofrer lesões na zona de surfe6,,7.

No entanto, apesar de seu lugar entre os mais mortais perigos climáticos nos Estados Unidos, as correntes de rasgo são mal compreendidas pelo público. Uma pesquisa com 392 usuários de praia pública no Texas determinou que apenas 13% poderiam identificar corretamente uma corrente de rasgo a partir de fotografias apresentadas a eles8, enquanto resultados semelhantes foram encontrados em estudos realizados em Pensacola Beach, Flórida9 (15%) e Miami Beach, Flórida10 (27%). De forma mais ampla, Houser et al (2017)5 realizaram uma pesquisa baseada na Internet com 1622 entrevistados em 49 dos 50 estados dos EUA e descobriram que 54% dos participantes relataram corretamente uma ação a tomar quando pegos em uma corrente de rasgo. No entanto, a natureza auto-selecionada da amostra da pesquisa ditou que apenas 10% da amostra era pouco frequente usuários de praia, que são mais vulneráveis a correntes rasgadas e foram mostrados na pesquisa para possuir menos conhecimento do que fazer em um.

É evidente que as correntes de rasgo apresentam um desafio único, uma vez que são mal compreendidas pelo público, podem ocorrer de repente em pequenas escalas com aviso mínimo ou não prévio, podendo resultar em morte. Assim, novas abordagens são necessárias para enfrentar esse desafio de segurança pública. A tecnologia imersiva, como a realidade virtual (VR), fornece uma abordagem inovadora para aumentar a alfabetização atual e incentivar o comportamento positivo sobre o impacto. Pesquisas anteriores indicaram que vr e tipos semelhantes de mídia imersiva são altamente eficazes na comunicação de informações. Vr é geralmente definida como uma experiência interativa que ocorre dentro de um ambiente simulado que incorpora feedback auditivo e visual, geralmente com a ajuda de um fone de ouvido. Um estudo recente11 afirmou que a VR é uma tecnologia madura, adequada para auxiliar no processo de investigação científica. Além disso, outras pesquisas recentes12 mostraram que quando os indivíduos leem uma história do New York Times com um suplemento vr, eles eram mais propensos a perceber a fonte como crível, recordar as informações apresentadas, compartilhá-la com outras pessoas e sentir uma conexão emocional, do que aqueles que lêem o artigo na mídia tradicional, com apenas texto e gráficos. Estudos adicionais13,14 concluíram que a mídia imersiva promove a educação aumentando o engajamento e a aplicabilidade do mundo real de um tema. Mais recentemente, os pesquisadores15 aproveitaram o VR para simular um landfall de furacão de categoria 3 e determinaram que os respondentes da pesquisa que visualizavam o VR eram significativamente mais propensos a considerar a evacuação do que aqueles que apenas visualizavam textos e produtos gráficos tradicionais. Apesar de sua utilidade clara, nenhum estudo ou iniciativas mostrou de forma abrangente como o VR pode ser efetivamente aplicado ao desafio único de treinar os usuários de praia a melhor localização e reação às correntes de rasgo. O presente trabalho preenche essa lacuna de pesquisa, primeiro ensinando os indivíduos a nadar e acenar em um ambiente virtual do oceano e, em seguida, avaliando como eles reagem ao início repentino e injustificado de uma corrente de rasgo. Os participantes foram treinados tanto na natação quanto acenando para obter ajuda, pois cada uma dessas ações são consideradas como respostas válidas quando pegos em uma corrente de rasgo16,17, com condições particulares para um rasgo individual muitas vezes ditando qual ação pode ser mais eficaz na facilitação da fuga18. Nós imaginamos que a natureza realista e memorável de uma simulação atual de rasgo vr permitirá que os participantes tomem com sucesso a ação evasiva no jogo virtual e, em seguida, relatam que a experiência aprimorou seu conhecimento de risco e mitigação de rip current.

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Protocol

Todos os métodos utilizados foram aprovados pelo Conselho de Pesquisa Institucional da Universidade Hofstra (IRB). O videogame VR desenvolvido foi usado para levantamento de 64 indivíduos.

NOTA: Os scripts foram escritos no idioma C# e estão disponíveis para download em: https://github.com/Jasebern/HofstraVR.

1. Criação de vr rip jogo atual: ambiente virtual e entrada/saída do usuário

  1. Plataforma de desenvolvimento Open VR (por exemplo, Unity18). Este procedimento foi concluído em Unity 2018.3.1f1.
    1. Inicie um novo projeto 3D intitulado 'Rip Current'. Um projeto 3D contém uma ou várias cenas compostas por "objetos de jogo" que podem aparecer como objetos sólidos19. Scripts podem ser adicionados a objetos de jogo permitindo interatividade e mudanças em tempo real no ambiente. Este projeto conterá quatro cenas e inúmeros objetos de jogo.
    2. Abra a guia Unity Asset Store. Isso contém 'prefabs'-- coleções já criadas de objetos de jogos 2D e 3D e arquivos de áudio -- desenvolvidos por outros usuários que podem ser adicionados ao projeto20.
    3. Importe o ativo 'Oculus Integration' da Unity Asset Store que fornece ativos fundamentais para o desenvolvimento de VR.
  2. Crie a primeira cena nova: Menu Principal (Figura 1).
    1. Use ativos | Criar | Terrain Layer e, em seguida, adicionar coloração apropriada para criar um ativo de terreno verde montanhoso como um fundo atraente para a cena principal do menu.
    2. Use GameObject | UI | Tela para adicionar uma nova tela, intitulada Menu Principal,com uma caixa de texto para o título Simulação VR. Uma tela é um objeto de jogo que armazena texto e botões permitindo interação do usuário e eventos especificados na simulação com base nessa entrada4.
    3. Anexar scripts, escritos na linguagem C#, a um objeto de jogo. Adicione o script selecionando o objeto de jogo alvo desejado na hierarquia de cena. Em seguida, na guia Inspetor, selecione Adicionar componente | Novo script, e digite o título de roteiro desejado.
    4. Siga o procedimento acima para adicionar o script intitulado MainMenu à tela do Menu Principal.
      NOTA: Consulte a Tabela 1 para obter o título e a função de todos os scripts utilizados.
    5. Use GameObject | UI | Botão para adicionar quatro botões de texto à tela: Iniciar, Opções, Sobree Sair. Ligue para a função apropriada dos scripts MainMenu e MouseHover quando um botão for selecionado.
  3. Crie a segunda cena nova: Teste de boia (Figura 2).
    1. Baixe o ativo Realistic Water da Unity Asset Store e adicione o pré-fabricado do Mar à cena.
      1. Adicione um arquivo de áudio de ondas oceânicas ao pré-fabricado do mar em loop. Adicionar na guia Inspetor selecionando Adicionar componente | Fonte de áudio.
    2. Use a ferramenta de camada de terreno acima para criar um Objeto de Jogo chamado Beach. Nas opções De Terreno na guia Inspetor, use a ferramenta Configurações de Terreno e Terreno para estilizar e colorir como areia.
    3. Baixe o pacote Standard Assets da Unity Asset Store e adicione o pré-fabricador do Jogador à cena. O pré-fabricador do Jogador inclui uma câmera que está incorporada dentro do Jogador, seguindo assim seus movimentos para criar a sensação de que o participante do jogo está controlando o Jogador.
      1. Como executado acima, adicione os scripts PlayerController, PlayerMotor, PlayerMotor2 e FloatObject ao pré-fabricador do Jogador. Esses scripts permitem que o participante do jogo controle o pré-fabricador do Jogador usando controladores Oculus VR.
      2. Adicione uma animação à Câmera selecionando Ativos | Criar | Controlador animador. Use a janela do animador para gravar uma animação da Câmera balançando para cima e para baixo e configurá-la para loop contínuo. Isso simula uma pessoa que se mantém à tona no oceano.
      3. Como realizado acima, adicione uma tela intitulada TextCanvas. Texto infantilCanvas para o Jogador arrastando-o para o Player na hierarquia. Um objeto de jogo infantil herda as propriedades de movimento e rotação do objeto do jogo pai. Adicione o texto "Nade através das boias" ao TextCanvas. Grave um arquivo de áudio lendo esse texto, adicione-o ao TextCanvas como realizado acima e configure-o para reproduzir no início da cena.
      4. Defina a localização do jogador navegando até a guia inspetor e ajustando as opções Posição nas opções Transformar. Defina a localização do jogador para X=-23.44, Y=1 e Z=5,97.
    4. Baixe o VR Hands e FP Arms Pack da Unity Asset Store e como acima criança o pré-fabricado 'FP_Character' para o Jogador. Isso permitirá que os braços se movam com o Jogador e também bob para cima e para baixo com a Câmera do Jogador.
      1. Escolha o pré-fabricado desejado selecionando-o na hierarquia e verificando a caixa ao lado de seu nome. O FP_Character prefab contém prefabs masculinos e femininos, cada um contendo dois braços, esquerda e direita.
    5. Adicione um novo Objeto de Jogo clicando com o botão direito do mouse na hierarquia e selecionando Criar Vazio. Nomeie o Ponto de Verificação de Objetos de Jogo.
    6. Baixe o ativo Da Boia Simples da Unity Asset Store e adicione o pré-fabricado da Boia à cena quando criança do Checkpoint. Duplicar o pré-fabricador da Boia clicando com o botão direito do mouse e selecionando Duplicata. Nomeie uma 'boia L' e a outra 'boia R', e coloque-as 4 unidades parte no eixo X ajustando a posição de transformação de cada uma como acima. Defina a localização para boia L em X=-2, Y=0 e Z=0, e localização para boia R em X=2, Y=0, Z=0.
      1. Na guia Inspetor para o objeto de jogo de checkpoint, selecione Adicionar componente | Física | Colisor de caixas. Em seguida, selecione Editar Colisor e desenhe o colisor entre as duas boias.
      2. Como acima, adicione o script Checkmark ao Objeto de Jogo de Checkpoint. O roteiro sai da cena assim que o Jogador entra nele (ou seja, nada pelas boias) e transita para a próxima cena.
  4. Crie a terceira cena nova: Teste de onda ( Figura3) selecionando Arquivo | Salve Como enquanto ainda estiver na cena do Teste da Boia e renomeando-o.
    1. Exclua o Objeto do Jogo de Verificação clicando com o botão direito do mouse nele na Hierarquia e selecionando Excluir.
    2. Adicione um simples barco de madeira ao local baixando o antigo recurso Wooden Row Boat v2 da Unity Asset Store e adicione o barco pré-fabricado à cena. Ajuste a posição de transformação do barco acima de X=-12, Y=-0,16 e Z=14,66.
    3. Baixe o recurso Low Poly Animated People da Unity Asset Store e adicione o prefab Kid à cena. Duplicar o pré-fabricado kid como acima e criança tanto para o barco pré-fabricado, renomeando o Game Object to Boat com crianças, e localizando as duas crianças em cima dos dois assentos no barco.
    4. Como acima, adicione um Animador ao Barco com crianças Game Object, e grave uma animação do barco vagando lentamente ao redor da água, emulando um barco a remo lentamente se movendo ao redor.
    5. Navegue até o pré-fabricador do Jogador e seus filhos na janela Hierarquia e renomeie a mão esquerda para 'mão de onda'.
      1. Como acima, adicione um Animador à mão de onda e grave uma animação do braço e da mão movendo-se para cima e para baixo simulando uma onda de mão.
      2. Como acima, na guia Inspetor para o Objeto do Jogo do Jogador,adicione uma Fonte de Áudio com um clipe de áudio de uma mão espirrando na água, distinto do clipe de dois braços espirrando na água adicionada anteriormente.
      3. Como acima, adicione o script FemaleAnimate à mão de onda, para permitir que o participante do jogo controle a onda de mão usando os Controladores Oculus.
    6. Ajuste o texto no TextCanvas para ler 'Acenar para as pessoas no barco!', grave um arquivo de áudio lendo esse texto e defina-o para reproduzir no início da cena.
    7. Baseado no script PlayerMotor2, assim que o participante vê o barco e as ondas, Unity transita para a cena Rip Current.
  5. Criar a quarta cena nova: Rip Current (Figura 4).
    1. Ajuste o texto no TextCanvas para ler 'Você está sendo retirado da costa!' e, como acima, grave um arquivo de áudio lendo esse texto, adicione-o ao TextCanvase defina-o para reproduzir no início da cena.
      NOTA: Não admisso que o participante esteja experimentando uma corrente de rasgo, a fim de simular com mais precisão ser pego inesperadamente em uma corrente de rasgo.
    2. Como acima, crie um novo Objeto de Jogo na hierarquia chamada rip_collider e adicione um Colisor de Caixa . Para usar rip_collider para emular uma corrente de rasgo como um canal estreito de fluxo que se estende da praia para o oceano, use a transformação para definir a posição para X, =251, Y=1, Z=251, e alterar a escala para X=8,2 e Z=35,7 para criar dimensões apropriadas. O script PlayerMotor2 também simula uma corrente de rasgo puxando constantemente o Jogador perpendicular (longe) da costa (ou seja, terreno de praia). Esta corrente de rasgo é uma força constante 1,25 vezes mais forte do que os movimentos normais de natação do jogador.
      1. Selecione GameObject | Efeitos | Sistema de partículas para adicionar um novo sistema de partículas, intitulado 'Rain Basic', e infantilidade para rip_collider. Um sistema de partículas emula entidades líquidas em 3D, como chuva e nuvens. O sistema de partículas é usado para simular água espuma, o que ajuda a demarcar uma corrente de rasgo na água do oceano. Para isso, na guia Inspetor, defina a posição de transformação para X=0, Y=3 e Z=0,97, e dimensione X=0,1 e Z=0,1, a fim de incorporar as partículas dentro do canal de corrente de rasgo.
    3. Como acima, use a guia Inspetor para adicionar o script RipExit ao objeto rip_collider jogo. O script registra se o Jogador escapa da Corrente de Rip (ou seja, sai do colisor rip_collider).
      NOTA: Conforme descrito na Tabela 1,o script PlayerMotor2 controla a maioria dos aspectos da cena Rip Current, saindo da cena e retornando à cena do Menu Principal assim que qualquer uma das seguintes condições for atendida:
      - Ondas de jogadores
      - Jogador sai rip_collider
      - A resistência atinge zero
      O script também escreve os resultados da interação do jogador na cena com um arquivo, usado para análise de dados posteriores sobre as interações gerais dos participantes com a corrente de rasgo.
  6. Para construir o projeto final, selecione Arquivo | Construa configurações e garanta que todas as quatro cenas criadas sejam verificadas e na ordem adequada. Em seguida, selecione a plataforma PC, Mac & Linux Standalone e selecione Build. Isso solicitará uma janela de seleção para uma pasta de saída de compilação. Selecione uma pasta adequada (ou seja, 'Desktop') e, em seguida, construa. Isso criará um atalho de arquivo executável na pasta desejada intitulada 'Rip Current'.

2. Pesquise indivíduos com o vr rip jogo de vídeo atual

  1. Abra o software 'Oculus' usando o atalho da área de trabalho e, em seguida, configure o hardware através do programa. Certifique-se de que o fone de ouvido, dois sensores e dois controladores estão todos aparecendo como verde(Figura 5).
    1. Determine um local de pesquisa e método de recrutamento. Neste estudo, foi utilizada amostragem de conveniência. Os pesquisadores visitaram uma praia pública duas vezes por semana durante oito semanas durante julho e agosto e solicitaram potenciais participantes enquanto caminhavam ao longo do passeio pela praia. Além de ter pelo menos 16 anos de idade, não havia outro requisito além da vontade de participar.
  2. Administrar a parte da pesquisa um (formulário de consentimento e questões demográficas) em um iPad separado.
  3. Entregue os controladores VR ao participante e certifique-se de que eles estão segurando-os corretamente nas mãos corretas, e são familiares/confortáveis com os controles e, em seguida, coloque o fone de ouvido no participante.
  4. Selecione e execute o atalho Rip Current da Área de Trabalho.
  5. Permita que o participante prossiga através da simulação, fornecendo coaching/aconselhamento somente quando necessário. Eles devem completar a cena principal da corrente de rasgo por conta própria.
  6. Assim que terminarem, remova o fone de ouvido e inicie a segunda parte da pesquisa, a parte da entrevista.
  7. Conecte um microfone em um tablet e comece a gravar. Faça perguntas sobre conhecimento prévio e experiência com correntes de rasgo e a eficácia da simulação atual de rasgo em demonstrar as ações adequadas a tomar, bem como a classificação de seu realismo e natureza imersiva.
  8. Uma vez que a entrevista esteja completa, pare de gravar, agradeça ao participante e forneça compensação conforme desejado. Salve o arquivo de entrevista com nome correspondente à data e número do jogador conforme registrado na cena Rip Current.

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Representative Results

A pesquisa vr rip atual de videogame foi realizada em julho e agosto de 2019 em Long Island na cidade de Hempstead Beach em Point Lookout, Nova York (resultados detalhados podem ser encontrados na Tabela Suplementar 1-3). 64 indivíduos jogaram o jogo e responderam à pesquisa, com 60 escapando da corrente de rasgo e 4 afogamentos (ou seja, a resistência chegou a zero). Entre os 60 que escaparam, 51 saíram acenando para pedir ajuda, e 9 o fizeram nadando fisicamente para fora do rasgo. Dado que a maioria dos participantes acenou para a ajuda como meio de fuga, a quantidade de tempo gasto na simulação foi desviada para valores mais elevados, com média de 11,1 s, mediana de 9,5 s e desvio padrão de 6,2 s(Figura 6a). Por outro lado, a resistência final foi inclinada para valores mais baixos, com média de 36,8, mediana de 41,3 e desvio padrão de 15,3 (Figura 6b). A maioria dos participantes foi capaz de avaliar a situação com precisão e determinar um curso de ação apropriado para escapar da corrente de rasgo relativamente rapidamente. No entanto, houve um ligeiro aumento na resistência final mais próxima de zero (ou seja, entre 0 e 12). Esse achado pode ter sido causado pela respiração pesada (que começou a tocar quando a resistência caiu abaixo de 20) ajudando os indivíduos a perceber que estavam em perigo mais iminente, e como resultado, eles mudaram sua estratégia e foram capazes de escapar antes que a resistência chegasse a zero.

Após a conclusão do videogame, os participantes foram questionados sobre uma série de perguntas dicotóticas, Likert e open-end sobre o VR e sua eficácia. Havia 51 entrevistados para a pergunta em escala Likert (escala de 1 a 5 com 5 sendo mais alto) perguntando se eles se sentiam melhor preparados para uma corrente de rasgo depois de interagir com o VR. A resposta média foi de 3,81, com mínimo de 1, máximo de 5 e desvio padrão de 1,01. Além disso, 61 indivíduos responderam a uma pergunta semelhante em escala Likert perguntando sobre o quão imersiva era a experiência vr, com uma média de 3,96, mínimo de 2, máximo de 5 e desvio padrão de 0,79. Os participantes também foram questionados se tinham sido pegos em uma corrente de rasgo antes de jogar o jogo, e se sim, como o VR se comparava com a vida real. 17 indivíduos responderam à última pergunta, com 7 afirmando que a simulação tinha pelo menos alguma semelhança com a vida real. 7 dos entrevistados descobriram que o VR não era tão realista ou assustador quanto a vida real, enquanto 4 afirmavam que não era nada semelhante.

Além disso, os participantes receberam um conjunto de seis breves declarações destinadas a capturar sua opinião sobre a experiência vr e perguntaram com quais eles mais concordaram(Tabela 2). Dos 58 entrevistados para essa pergunta, 53 afirmaram que o VR os ajudou a se sentirem melhor preparados para uma corrente de rasgo, com apenas 5 selecionando dizendo que não ajudou. 30 dos 58 escolheram a declaração que dizia que o VR os ajudou a se sentirem melhor preparados porque era realista, e 19 escolheram o que afirmava que ajudava porque era assustador ou os fazia sentir preocupados. Por último, os usuários foram solicitados a identificar os aspectos mais e menos úteis do VR, juntamente com quaisquer sugestões de melhoria. 19 indivíduos forneceram aspectos úteis da simulação, sendo o mais comum seu realismo (6), a inclusão de VR (3), instrução fornecida (3) e capacidade de acenar (3). Por outro lado, 6 entrevistados relataram os aspectos menos úteis, com 3 dos 6 mencionando a curta duração do jogo como negativa. Assim, em relação às melhorias, foram 19 respostas, sendo 13 sugerindo uma expansão da simulação, como mais cenários, treinamento adicional ou mais opções.

Figure 1
Figura 1. Cena do menu principal. Cena de abertura da experiência vr. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2. Cena de teste de boia. Primeira cena de treinamento na experiência vr. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3. Cena de teste de onda. Segunda cena de treinamento na experiência vr. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4. Rip cena atual. Cena de avaliação do usuário na experiência VR. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 5
Figura 5. Tela de configuração de hardware VR. Demonstra a configuração adequada para conectar equipamentos de realidade virtual a um computador. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 6
Figura 6. Resultados do rip atual jogo de realidade virtual (A) Gráfico de barras mostrando a resistência final de todos os participantes (B) Gráfico de barras mostrando o tempo tomado para todos os participantes. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Nome do script Função de script Cenas Usadas
Mainmenu Controla botões de menu Menu Principal
Mousehover Controles de destaque dos botões do menu Menu Principal
PlayerController 1) Armazena a entrada do usuário do joystick do controlador Oculus Menu principal, teste de boia, teste de onda, corrente de rasgo
2) Armazena a entrada do usuário dos movimentos da cabeça no fone de ouvido Oculus
PlayerMotor 1) Mova fisicamente o jogador no ambiente (ou seja, nade) com base na entrada do script PlayerController Teste de boia, teste de onda, corrente de rasgo
2) Gira a visão da câmera com base na entrada do script PlayerController
PlayerMotor2 1) Herda e amplia a funcionalidade do PlayerMotor Teste de boia, teste de onda, corrente de rasgo
2) Se o jogador está nadando, toca um som de braços espirrando na água
Somente para a cena atual de Rip:
3) Aplica um movimento de deriva constante ao jogador longe da praia para simular ser afastado da costa em uma corrente de rasgo
4) Cria e rastreia a variável 'Resistência' com base em um temporizador e entrada do usuário; A resistência começa aos 60 e diminui em 1*segundo se o jogador estiver parado e 3*segundo se o jogador estiver nadando
5) Cria uma variável temporizador que rastreia o tempo decorrido na Cena Corrente de Rip
6) Atribui a cada usuário um número de jogador único com base na data e no jogador sequencial daquele dia
7) Se o jogador acenar, imprimir o número do jogador, a resistência atual, o tempo decorrido e a condição do jogador ('Waved') em um documento de texto; transição para Menu Principal (também transições da cena do Teste de Onda para a cena Rip Current)
8) Se o jogador escapar da corrente de rasgo, imprimir o número do jogador, a resistência atual, o tempo decorrido e a condição do jogador ('Escapou') em um documento de texto; transição para Menu Principal
9) Se a resistência do jogador atingir zero, imprimir o número do jogador, a resistência atual [0], o tempo decorrido e a condição do jogador ('Afogados') em um documento de texto; transição para Menu Principal
Checkmark Se o jogador nadar entre boias, entrando na caixa do colisor, transição para a próxima cena de treinamento (Teste de Onda) Teste de boia
Objeto flutuante A água não tem colisor, o que significa que o jogador deve cair direto através da água devido à gravidade. Este script simula flutuar para manter o jogador no nível da água. Teste de boia, teste de onda, corrente de rasgo
MulherAnima Se o jogador pressionar o botão 'A' ou 'X' no controlador Oculus, iniciará uma animação de acenar com a mão no braço esquerdo do jogador e reproduz um clipe de áudio de uma água espirrando a mão Teste de onda, corrente de rasgo
Buyoancy2 Registra se a mão é ou não acenada em uma cena e se na cena Rip Current, gravar no script PlayerMotor2 que o jogador acenou Teste de onda, corrente de rasgo
RipExit 1) Se o jogador sair da caixa de colisão atual, grave no script PlayerMotor2 que o jogador escapou da corrente de rasgo Corrente de rasgo
2) Se a resistência estiver abaixo de 20, comece a reproduzir áudio de respiração pesada emanando do jogador

Mesa 1. Roteiros desenvolvidos para projeto. Os scripts foram escritos na língua C#.

Declarações Positivas
i) A experiência vr me ajudou a me sentir melhor preparado porque era realista.
ii) A experiência vr me ajudou a me sentir melhor preparado porque era assustador/ou me fazia sentir preocupado.
iii) A experiência vr me ajudou a me sentir melhor preparado porque me ensinou o que fazer.
Declarações Negativas
i) A experiência vr não me ajudou a me sentir melhor preparado porque não era realista.
ii) A experiência vr não me ajudou a me sentir melhor preparado porque era assustador e/ou me fazia sentir preocupado.
iii) A experiência vr não me ajudou a me sentir melhor preparado porque não me ensinou o que fazer.

Mesa 2. Breves declarações sobre a experiência de realidade virtual atual. Os participantes foram convidados a selecionar com qual eles mais concordavam.

Tabela Suplementar 1. Resultados individuais de simulação vr. Clique aqui para baixar este arquivo.

Tabela Suplementar 2. Resultados demográficos da pesquisa agregada. Clique aqui para baixar este arquivo.

Tabela Suplementar 3. Resultados selecionados de entrevistas pós-VR. Clique aqui para baixar este arquivo.

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Discussion

A análise preliminar dos resultados da pesquisa de acompanhamento demonstra que o videogame vr rip atual foi geralmente eficaz em retratar com precisão o risco e demonstrar ações adequadas a serem tomadas de forma envolvente e memorável. Os respondentes às perguntas da escala Likert indicaram que a simulação vr resultou em que eles se sentiam mais preparados do que não para uma corrente de rasgo e também que era bastante imersivo. Além disso, os resultados da escolha de uma das seis breves declarações mostraram claramente que o videogame foi útil, dado que mais de 90% das seleções foram positivas. Da mesma forma, em perguntas de resposta livre, inúmeros participantes elogiaram o VR por características como seu realismo e interatividade. Os resultados gerais do jogo também ressaltaram a eficácia da experiência em transmitir ações adequadas para tomar em uma corrente de rasgo. 60 dos 64 participantes escaparam com sucesso do rasgo, a maioria deles acenando para pedir ajuda, e a maioria também tomou uma ação evasiva rapidamente.

Alguns feedbacks também indicam que podem ser feitas melhorias nesta e futuras simulações vr desenvolvidas. De fato, mais instruções podem ser necessárias, especialmente para indivíduos com menos experiência jogando videogame e usando VR. Cenas de treinamento opcionais adicionais são uma possibilidade para aliviar essas preocupações. Além disso, o realismo sempre pode ser melhorado para tornar a experiência vr mais relacionável e significativa para os participantes. Para isso, melhorias como mover fisicamente os braços para nadar (em vez de usar um controlador de joystick) e distinguir ainda mais a corrente de rasgo da água do oceano circundante podem ser incorporadas.

Os resultados da pesquisa também fornecem uma visão única das respostas comportamentais individuais para um cenário atual de rasgo. Por exemplo, 51 dos 64 participantes conseguiram escapar da corrente de rasgo acenando para pedir ajuda. No entanto, na pesquisa de acompanhamento, apenas 20 desses participantes afirmaram que acenar ou pedir ajuda era a ação preferida a tomar na corrente de rasgo. É possível que parte da inconsistência no conhecimento versus ação possa ser explicada pela ordem de pesquisa, pois as instruções para acenar sempre ocorreram pouco antes da simulação de corrente de rasgo, o que pode ter predisposto alguns indivíduos a acenar para ajudar a escapar do rasgo. Assim, a randomização da ordem das cenas de treinamento poderia permitir resultados ainda mais realistas no futuro. Também é possível, no entanto, que a intensidade (ou seja, a sensação de ser rapidamente retirada da costa) e o início rápido da corrente de rasgo simulado fizeram com que os indivíduos esquecessem, ou fossem impedidos de tentar, uma ação evasiva mais complicada e arriscada: nadar paralelamente à costa. Isso ainda é confirmado pelo fato de que 20 entrevistados mencionaram nadar paralelamente (ou "de lado") à costa foi uma ação adequada a tomar, mas apenas 9 participantes escaparam da corrente de rasgo dessa maneira.

Além disso, a lacuna entre o conhecimento e a ação atual e o risco pessoal resultante foi demonstrada por indivíduos que acreditavam conhecer a resposta adequada, mas depois realizavam uma resposta incorreta. Quatro participantes se afogaram (ou seja, a resistência atingiu zero) na simulação, apesar de todos os quatro afirmarem depois que sabiam que queriam fazer em uma corrente de rasgo. Três dos quatro, no entanto, relataram uma ação evasiva incorreta, com o quarto também mostrando uma compreensão limitada do que fazer, mencionando que eles devem nadar "para fora dele", mas não especificando uma direção para nadar. Da mesma forma, 45 dos 64 entrevistados afirmaram que saberiam se foram pegos em uma corrente de rasgo. Desses 45, no entanto, 10 demonstraram claramente em suas respostas que eles realmente não sabiam o que era uma corrente de rasgo, confundindo-a com um fenômeno como um "undertow" que puxa indivíduos debaixo d'água e pode envolver grandes ondas. Assim, os resultados combinados da simulação e pesquisa de VR indicam dois obstáculos primários na comunicação de risco atual: 1) Alguns indivíduos não sabem o que é uma corrente de rasgo, ou têm conhecimento incorreto de uma corrente de rasgo, e portanto podem não tomar a ação mitigadora adequada, e 2) Quando pegos de repente em uma corrente de rasgo, mesmo indivíduos que sabem o que fazer em um pode esquecer ou desconsiderar essas ações , potencialmente se expondo ao risco.

Pesquisas futuras podem expandir-se sobre este trabalho, a fim de entender melhor como fatores sociodemográficos influenciam a mitigação pessoal do risco atual de rasgo. Por exemplo, 57 dos 64 participantes da presente pesquisa relataram morar dentro de 30 minutos da praia, enquanto 54 afirmaram que visitavam pelo menos "ocasionalmente". No entanto, muitas mortes atuais de rasgo envolvem indivíduos que residem longe da praia que só podem visitar uma vez por ano ou menos para férias. Pesquisas futuras podem ser realizadas em locais mais neutros ou online para obter uma amostra mais ampla e entender as diferenças comportamentais na reação atual entre aqueles que visitam a praia com cada vez menos frequência.

Sem dúvida, a VR tem a capacidade única de permitir que os usuários conceituem riscos e aprendam ações mitigadoras adequadas de forma memorável. Uma melhor compreensão de suas deficiências atuais, especialmente por se pertencerem a determinadas características demográficas, permitirá que pesquisadores e gestores de emergência capitalizem a tecnologia imersiva de forma matizada e desenvolvam a próxima geração de produtos de alerta eficazes.

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Disclosures

Os autores não têm nada a revelar.

Acknowledgments

Esta publicação é um produto resultante do projeto NYSG R/CHD-14 financiado sob o prêmio NA18OAR4170096 do National Sea Grant College Program da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica do Departamento de Comércio dos EUA, para a Fundação de Pesquisa da Universidade do Estado de Nova York em nome do Fundo de Financiamento marítimo de Nova York. As declarações, achados, conclusões, opiniões e recomendações são do autor e não refletem necessariamente a opinião de nenhuma dessas organizações.

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

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Ciências Ambientais Edição 161 Realidade Virtual Corrente de Rip Mídia Imersiva Comunicação de Risco Riscos Climáticos Segurança da Praia Videogames Interação do Usuário
Desenvolvimento de um videogame de realidade virtual para simular correntes de rip
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Bernhardt, J., Dusek, G., Hesse, A., More

Bernhardt, J., Dusek, G., Hesse, A., Santos, W., Jennings, T., Smiros, A., Montes, A. Developing a Virtual Reality Video Game to Simulate Rip Currents. J. Vis. Exp. (161), e61296, doi:10.3791/61296 (2020).

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