Мир виртуальный и мир реальный: Влияние виртуального мира на реальный

Содержание

Влияние виртуального мира на реальный

Замена живого общения с природой и людьми виртуальным миром — это проблема и болезнь современности. Я считаю ужасным, когда десятилетнего ребенка полностью поглощает сидения за смартфонами и планшетами, виртуальные игры и «неживая» переписка. Он мог бы развиваться: пойти на улицу, играть в подвижные игры, дышать свежим воздухом, знакомиться с новыми людьми.

Нельзя сравнить компьютерную игру, даже с лучшей графикой, которая почти полностью воспроизводит реальность, с настоящей жизнью. Когда общаешься с природой, большое наслаждение приносит даже обычное наблюдение за облаками, напоминающими животных.

Я считаю, что новейшие технологии приносят людям много пользы и удобства. Сейчас люди не привязаны к стационарным телефонам, а могут пользоваться мобильной связью, даже во время пробежки в кроссовках отдаленной лесной дорожке. Но некоторые из нас даже в глаза не видели половину своих «друзей», переписке с которыми посвящают добрую часть своей жизни. И ничего не знают о тех, кто скрывается под «авками».

Я и мои друзья пытаемся сократить время, проводим в виртуальном мире. Мы вместе ходим на природу, разводим костры, активно танцуем на песчаном пляже. Для этого включаем радио или приносим музыкальные инструменты.

Мне кажется, что люди становятся беспомощным, полагаясь все больше на технику и компьютеры, при этом все меньше вещей мы умеем делать сами. Это особенно заметно в случае возникновения чрезвычайных ситуаций. Кто сейчас умеет развести костер без спичек или зажигалки? Многие ли из нас сможет прокормиться, например, в лесу? Когда у кого-то ломается стиральная машинка или холодильник, то уже настоящий катаклизм. А если выключить ток или интернет, то мы и не будем знать, куда девать свое время. Так, с одной стороны, современные блага цивилизации значительно облегчают людям быт, а с другой — делают нас зависимыми от них.

Я беру положительный пример со своей старшей сестры Алены, которая очень мало пользуется современными гаджетами, только в случае необходимости. Когда она в отпуске, то может неделю не заходить в интернет. И говорит, что совсем не унывает за этим занятием, никак не страдает от отсутствия экранов и мониторов. Сестра нашла себе много интересных и полезных занятий. Анна разводит комнатные цветы, прекрасно вяжет, плетет различные интересные вещи из разноцветных нитей.

Никакое виртуальное общение нельзя сравнить со счастьем живой жизни и общества. Я уже давно сделал именно такой вывод.

Что такое виртуальный мир: как создать метавселенную

Каждый когда-нибудь задавался вопросом — наш мир реальный или виртуальный. Для одних виртуальная реальность — интересное развлечение, для других — пугающая перспектива. Но крупные инвесторы, такие как Михаил Прохоров и Марк Цукерберг видят в этом будущее.

Даже если наш мир реальный, то скоро это может измениться. Прочитав данную статью, вы будете знать к чему готовиться. В материале разбираемся, как устроены современные виртуальные миры и могут ли они стать неотъемлемой частью жизни.

Отличия реального мира от виртуального

Реальный мир для нас тот, который мы наблюдаем с помощью зрения, слуха и других органов чувств. Для философов реальный мир схож с понятием «бытие», а астрофизики чаще используют термин «вселенная». В статье под реальным миром мы будем понимать все то, что нельзя назвать виртуальным миром.

Виртуальный мир — это тот, который создан человеком. В широком смысле слова, виртуальный мир может быть даже не связан с технической реализацией. Как пример, любая альтернативная реальность из литературы или кино.

В литературе. Роман Нила Стивенсона «Лавина», вышедший в 1992 году, описывает мрачное, недалекое будущее, где страны управляются корпорациями и весь мир объединяет трехмерная виртуальная реальность. В книге впервые детально описывается виртуальная реальность в современном ее представлении. Например, термин «аватар», хотя и был впервые использован в 1986 году в компьютерной игре Habitat, стал популярным только после выхода «Лавины».

В кино. В 1999 году вышла первая часть трилогии «Матрица». Основой сюжета послужила мысль о том, что мир — созданная машинами симуляция, которую наш мозг воспринимает как реальность. Фильм оказал влияние не только на киноиндустрию, но и на массовую культуру.

Сюжеты «Лавины» и «Матрицы» уже сами по себе можно назвать виртуальными мирами, так как они были придуманы авторами. Они полагаются на привлекательное содержание, которое порождает опыт, похожий на физический. Нам становится неуютно, когда Н. Стивенсон описывает мрачный мир будущего и дискомфортно, когда улыбается Агент Смит из Матрицы.

Но внутри этих примеров описывается и другой тип виртуального мира — созданный не повествовательно, а программно. Программные виртуальные миры полагаются не столько на эмоциональную передачу, сколько на обман органов чувств. Глаза по-прежнему наблюдают отражение света, а уши слышат звуковые колебания. Но источник этих сигналов уже не реальный мир, а техническое устройство.

Примеры миров

Повествовательные виртуальные миры существовали с тех пор как появился язык. С ними знаком каждый, кто проникался рассказом, книгой, картиной или фильмом. Программные виртуальные миры — совершенно новое явление, основу для которых заложили современные технологии. Доступны виртуальные миры не только для развлечений, но и для образования, бизнеса и даже творчества. О них и пойдет разговор дальше.

Каким должен быть виртуальный мир

Общепринятого определения виртуального мира не существует. Тем не менее, все они обладают рядом общих признаков. К тому же, в употреблении есть множество схожих выражений: «виртуальный мир», «виртуальная реальность», «виртуальная вселенная». Поэтому следует разобраться в их происхождении.

Наиболее распространен термин «виртуальная реальность» или сокращенно VR. Он чаще употребляется в контексте технической реализации. Под VR подразумевают устройства, которые через зрение и слух передают ощущения от погружения в виртуальные миры. Такое значение заложили во многом сами производители шлемов, называя таким образом свое оборудование: Oculus VR и PlayStation VR. Буквы можно встретить и в названиях некоторых приложений: MeetinVR и Skyrim VR.

В философии также используется термин «виртуальная реальность», хотя и рассматривается шире, чем техническая реализация. Сама реальность понимается как мир, существующий объективно, то есть независимо от наблюдателя. Противоположность реальности — виртуальность, мир существующий субъективно, то есть зависимый от наблюдателя.

Совмещение противоположных понятий кажется абсурдным, но имеет место быть. Виртуальная реальность существует независимо от наблюдателя — есть какое-то устройство, есть жесткий диск с кодом программы. При этом она виртуальна, так как для наблюдателя замещает реальный мир.

Разрешить этот дуализм возможно лишь выведя формальные критерии. Научным сообществом приняты 4 основных свойства виртуальной реальности: порожденность, актуальность интерактивность и автономность. Независимо от технической реализации, эти свойства можно выделить в любой виртуальной реальности.

Свойства виртуальной реальности

Идеальный виртуальный мир должен удовлетворять всем четырем свойствам. Давайте разберем требования подробнее и рассмотрим какие технические возможности есть для их удовлетворения.

Порожденность и блокчейн

Свойство. Порожденность означает, что виртуальный мир должен быть создан внешней реальностью.

История. Виртуальные миры возникали в основном под воздействием развития сферы видеоигр. Первым виртуальным миром можно назвать многопользовательскую игру Maze War, разработанную в 1974 году. В ней впервые были введены онлайн-игроки. Игра работала на предшественнике Интернета — сети ARPANET и стала родоначальником экшен-игр от первого лица.

Игровой процесс Maze War

Сложности. С развитием интернета стало появляться множество виртуальных миров. Наиболее известные из них представляют собой онлайн-игры: GTA Online, World of Warcraft, Fortnite. Но их реализация не позволяет создать идеальный виртуальный мир. Они созданы по централизованной модели: учетные записи и игровые предметы хранятся на сервере и полностью контролируются разработчиками игры. Игроки покупают не право собственности, а возможность пользования. Из этого вытекает ряд неизбежных следствий: технические сбои, несправедливые баны, манипулирование игровой экономикой. Разработчики могут даже отказаться от проекта и игра просто перестанет работать.

Современный подход. Технология, которая решает эти проблемы — блокчейн. Как пример, игра Axie Infinity. Это виртуальная вселенная домашних животных, вдохновленная покемонами. Игроки развивают своих персонажей и сражаются ими. За победу получают игровые предметы и внутреннюю валюту, которую можно обменять или продать другим игрокам. Все купленные и заработанные вещи в игре не могут исчезнуть и распоряжается ими только владелец.

Сражение в Axie Infinity

Технология. Порожденный с помощью блокчейна виртуальный мир позволяет защищать любые виды цифровых данных, включая игровые. Все игровые предметы привязываются к NFT-токенам и пользователь может покупать, продавать и обменивать их за пределами самой игры. Кроме того, игроки могут продолжать играть, даже если разработчики оставят проект. Пока игрой пользуется хотя бы один человек, она будет работать. В некоторых случаях продолжить работу над игрой могут новые разработчики.

Будущее. Виртуальный мир, как и реальный, должен обладать неким нерушимым фундаментом. И лучшей технологической основой для этого на данный момент является блокчейн. Децентрализованные онлайн-игры не могут перестать существовать просто так.

Автономность и криптовалюты

Свойство. Автономность означает, что в виртуальном мире должны быть собственные законы.

История. В 2000 году, была выпущена онлайн-игра Habbo, представляющая собой отель с возможностью покупать комнаты. Игра стала одним из первых виртуальных миров с виртуальной экономикой. Спустя 20 лет игра продолжает работать и привлекать миллионы пользователей по всему миру.

Гостиница онлайн-игры Habbo

Сложности. Когда кто-то продает виртуальные товары, а кто-то покупает их, начинается реальная экономика со всеми вытекающими сложностями. Например, необходим контроль за выпуском виртуальной валюты, для того, чтобы она не обесценивалась из-за большого количества.

Современный подход. Обеспечивать автономную экономику позволяет технология криптовалют. «Гражданство» в виртуальной вселенной означает факт регистрации крипто-кошелька. За ним будут закреплены все внутренние активы, а также получаемые штрафы или льготы.

Технология. Выпуск в обращение собственной криптовалюты позволяет не только расплачиваться ею в виртуальном мире, но и решит ряд других задач:

Монетизация авторов. Технология способна гарантировать, что производители контента получат вознаграждение за свою работу. Например, диджей будет заинтересован дать выступление в виртуальном мире, потому что зрители оплатят билет.
Вознаграждение пользователей. Вместо виртуальных очков за получение достижений, можно награждать пользователей криптовалютой. Такие вознаграждения будут стимулировать полезное пользовательское поведение.
Регулирование экономических отношений. Для предотвращения обесценивания денег у всех криптовалют есть свои алгоритмические инструменты.

Будущее. Равно как существование реального мира невозможно без экономического регулирования, так и для виртуальный мир нуждается в строгих законах и алгоритмах. В реальном мире криптовалюте сложно заменить традиционные деньги, в силу их огромного распространения. Но все преимущества криптовалюты можно реализовать при создании экономики с нуля в новом виртуальном мире.

Интерактивность и VR

Свойство. Интерактивность означает, что в виртуальном мире должна быть возможность влиять на ход событий и взаимодействовать со средой.

История. Попытки создать виртуальный мир предпринимались не только раньше появления интернета, но даже раньше изобретения современных компьютеров. В 1957 г. кинематографист Мортон Хейлиг изобрел Сенсораму — устройство, предназначенное для стимулирования чувств зрителей: зрения, слуха, равновесия, обоняния, и даже осязания. Таким образом предполагалось воссоздать эффект полного погружения в театральную постановку. Изобретение значительно опередило свое время и не сдвинулось со стадии опытного образца. Устройство стало прообразом современных VR-устройств.

Так выглядел опытный образец Сенсорамы

Сложности. Быстрого интернета недостаточно, чтобы пользователь мог влиять на ход событий и взаимодействовать со средой. Проблема в том, что человек не может работать с информацией в том виде, в котором она передается. Последовательность нулей и единиц необходимо переводить в отражение света и звуковые колебания. Это осуществляется с помощью устройств вывода: экранов и динамиков. Такой подход не дает исключить внешние раздражители, существующие в реальном мире: посторонние шумы и объекты вне экрана в поле зрения. Мозгу человека необходимо проделать большую работу, чтобы не обращать на них внимание.

Современный подход. Технология, которая позволяет добиться интерактивного взаимодействия с виртуальным миром — VR. Современные устройства для погружения в виртуальный мир представляют из себя очки и содержат дисплеи, на которые выводятся отдельные изображения для левого и правого глаза. В зависимости от производителя, очки могут требовать подключения к компьютеру и наличие дополнительных контроллеров. В будущем устройства будут становиться еще более автономнее и компактнее.

VR-гарнитура Oculus Quest 2, полностью автономна

Технология. По сравнению с просмотром информации на экране или бумаге, VR позволяет сильнее абстрагироваться от внешнего мира. Таким образом, VR лучше обманывает системы восприятия человека для его ухода из реального мира в виртуальный.

Будущее. Виртуальная реальность — следующая эволюционная ступень развития технологий получения информации. Погружение в виртуальные миры с помощью VR-гарнитур оказывается полезным во многих областях человеческой деятельности: проектировании, дизайне, военных технологиях, строительстве, тренажерах, маркетинге, рекламе, индустрии развлечений и т. д.

Актуальность и социальные сети

Свойство. Актуальность означает, что виртуальный мир должен существовать в момент наблюдения «здесь и сейчас».

История. Ранние виртуальные миры, представленные в Интернете, были похожи на чаты. Первым виртуальным миром признано считать игру MUD1, выпущенную 1978 году. Это командная строка, в которой множество игроков взаимодействовали в реальном времени: набирали команды, читали описания игровой реальности, обменивались сообщениями. Такие ранние миры послужили основой для целого жанра в игровой индустрии, известного как MMORPG.

Первый виртуальный мир MUD1 выглядел так. В командной строке игроки описывали все свои действия

Сложности. Асоциальность — серьезное препятствие на пути распространения виртуальных миров. Мир человека в виртуальной реальности должен быть прежде всего удобной средой для социального взаимодействия. Эмоции от погружения не будут полноценными, если их не с кем разделить.

Современный подход. С появлением и развитием средств 3D-моделирования начал развиваться сектор виртуальных миров. Виртуальный мир уже нельзя назвать просто чатом. Это скорее синтез чата и трехмерной компьютерной игры. Придать аватару своего собеседника признаки реального человека или любого другого существа — давняя мечта создателей средств интернетовского общения. Отсюда и интерес Facebook в покупке VR-производителя Oculus. Основатель социальной сети, Марк Цукерберг, понимает насколько важно стать первым на развивающемся рынке. В 2020 году был анонсирован виртуальный мир общения Facebook Horizon. В виртуальное пространство можно пригласить друзей с Facebook и общаться с ними при помощи VR-устройства.

Трейлер Facebook Horizon

Технология. Синтез социальных сетей и VR позволяет общаться с человеком, видя его трехмерное виртуальное воплощение. Можно не только разговаривать друг с другом, а даже пользоваться различными услугами в виртуальном мире и предлагать свои: путешествовать, ходить за покупками, смотреть телевидение, посещать концерты, и даже получать образование.

Будущее. Способы коммуникации людей постоянно развиваются. Даже социальные сети всего лишь более сложный вариант переписки на школьных партах. Что может помешать виртуальным мирам стать следующий этапом этого процесса, предположить пока сложно.

Примеры метавселенных

Уже создаются виртуальные миры, которые стремятся соответствовать этим свойствам. Для того, чтобы определять их отличие от прочих виртуальных миров, часто употребляют термин «метавселенная». Впервые он был использован в романе Нила Стивенсона «Лавина». До появления идеальной метавселенной еще далеко, но, как показывают примеры, шаги для этого предпринимаются.

Sensorium Galaxy. Стартап российского происхождения на стыке виртуальной реальности и шоу-бизнеса. На платформе будут в реальном времени транслироваться выступления известных музыкантов и танцоров.

Пустая концертная площадка. Доступна для посещения и без выступления

Концертная площадка во время выступления артиста. Зрители могут взаимодействовать со сценой

Cryptovoxels. В метавселенной Cryptovoxels можно купить участок земли и построить на нем музей. Именно так поступил один из первых российских исследователей метавселенных Иван Подмаско, с которым Maff записал интервью.

Аватар в Cryptovoxels

Музей в Cryptovoxels

Decentraland. В метавселенной Decentraland доступен календарь событий: можно записаться на хеллоуинскую вечеринку, гонки или футбол. Разнообразие ограничено лишь техническими возможностями и фантазией организаторов.

Аватар в Decentraland

Футбол в Decentraland

The Sanbox. Это классическая игра-песочница, в которой пользователи могут создавать миры. Созданные объекты можно продать за SAND-токены, которые потом обмениваются на доллары на криптовалютной бирже.

Пользовательский режим в The Sanbox

Режим редактора в The Sanbox

Somnium Space. Игра вышла в 2020 году и сразу поддерживает как VR, так и 2D-режимы на компьютерах и мобильных устройствах. Мир Somnium будет формироваться исключительно пользователями. Они смогут покупать виртуальную землю и строить практически все, что они себе представляют.

Аватары в Somnium Space

Одна из локаций в Somnium Space

Концепция метавселенной подразумевает наличие единого виртуального пространства. Это похоже на более широкую версию интернета. Как и в раннем интернете, все проекты пока развиваются параллельно, но в будущем, можно будет перемещаться между разными мирами.

Заключение

Мы разобрались в технологической основе и признаках современных виртуальных миров: блокчейн является ключом для входа, VR-очки стирают границу с реальным миром, а криптовалюты выступают регулятором отношений между пользователями.

Большинство виртуальных миров пока сфокусированы на индустрии развлечений. Однако, возможности на этом не заканчиваются: в будущем будут создаваться новые способы общения людей и инструменты для бизнеса.

Классный час «Мир виртуальный и мир реальный » | План-конспект урока (2 класс):

«Мир виртуальный и мир реальный «

Цель классного часа:

научить правильному использованию компьютера и сотовых телефонов, чтобы не быть затянутым в виртуальный мир;
научить детей разграничивать реальное и виртуальное общение.

Задачи классного часа:

выяснить значение слов и расширить знания о “виртуальный мир” и “реальный мир”
развивать речь умение рассуждать и мыслить
выявить положительные и отрицательные стороны виртуального общения
рассмотреть виртуальное общение с точки зрения формирования зависимости
познакомить детей с понятием «Интернет», с правилами ответственного и безопасного поведения в современной информационной среде
сформировать у учащихся понятие о принципах безопасного поведения в сети Интернет

Оборудование:

карточки для кластера, текст стихотворения Эдуарда Успенского «Не ходите ночью, дети, в Интернет», памятки по безопасному поведению в Интернете, мультимедийная презентация, видеоролик «Безопасность в сети Интернет».

Ход классного часа

1. Приветствие, психологический настрой.

Учитель:

Здравствуйте! Улыбнулись друг другу! Подарим каждому хорошее настроение!

2. Сообщение темы классного часа.

Красивая наша планета Земля!
Моря, океаны, леса и поля,
Ветра и туманы, дожди и снега:
Землянину каждому ты дорога!

Уютная наша планета — Земля.
Здесь все-для комфорта, здесь все-для жилья.
Планету украсили люди труда,
Построив дороги, сады, города.

– Ребята, о чем стихотворение? А что для вас окружающий мир? Выберите нужные картинки, которые смогут показать ваш мир.

— О чем сегодня будем говорить?

— Ребята, а вы знаете, что мир может быть реальным и виртуальным ?

-Как вы понимаете значение этих слов?

– Мир, в котором я здесь с вами, вижу вас, могу подойти ,потрогать. Как называется этот мир? (настоящий, реальный)

– Мир, в котором я и вы общаетесь при помощи средств связи, техники, как он называется? (виртуальный)

-Посмотрим значение этих слов в словаре.

В течение классного часа составляется кластер:

Учитель:

– В словаре дается такое определение слова “реальная” (жизнь, мир) – действительно существующие явления, события.

– Виртуальный мир – это вымышленный, воображаемый объект, действие, которое не присутствует в данный момент, а созданный человеческим воображением, другими словами- фантазия и вымысел.

–Как вы думаете, какова тема классного часа? “ Мир виртуальный и мир реальный ”.

Странная штука- жизнь виртуальная,
Хоть электронная — все же реальная,
Здесь проще общаться, труднее обидеть,
Здесь можно любить, и увы — ненавидеть,
Все, правда, запутано в этом мирочке,
Здесь чувства всегда умещаются в строчки

— Нужен ли нам Р и В миры?

— Где можем их встретить?

Игра « Смайлики»

(выбираем смайлик и с этой эмоцией читаем строку из стихотворения)

Вывод: выразить эмоции проще смайликом, труднее в присутствии друга

— Молодцы. Приглашаю на чайную церемонию???? Угощу вас конфетами!( картинка на экране или в корзинке распечатанные)

Игра “Чай с лимоном”.

Учитель:

– А сейчас я приглашаю вас на чайную паузу в виртуальный мир.

(на слайде появляются чай, лимон, конфеты, изображения детей).

– Ребята, вы слышите запах чай, вкус конфет, смех и разговоры детей?

– И я не слышу.

– А сейчас? Вы слышите запах чая? (открывает заварник с чаем, можно пронести понюхать)

– А к чаю, в нашем реальном мире, подаются настоящие конфеты (раздает детям конфеты).

– Ну, как вам?

– В данной ситуации, какой мир вам понравился больше и почему? (обратить внимание, что рядом друзья, вместе радуются конфетам и т.д.)

-Послушайте интересную историю, которая произошла в нашем классе . (ВИДЕО????)

Ученик .

За компьютером сижу,

На экран его гляжу.

Увлекла меня с утра

Интересная игра.

До чего люблю я, братцы,

С грозной нечистью сражаться:

Поражения не зная,

Злобных монстров побеждаю!

Но, чтоб я не расслаблялся,

Хитрый монстр теперь попался,

И на уровне на пятом

Он убил меня, ребята.

Я убит… Вот это да!

Это вам не ерунда!

Хорошо, что монстр злой-

Виртуальный не живой!

Ученик:

Ну что такое виртуальный друг?
Иль, скажем, виртуальная подруга?
Со мной не может разделить досуг,
Немедленно примчаться, если туго.
Я не могу ей платье показать,
Дарить сюрпризом милые вещицы.
Ее лицо могу я не узнать,
Когда кругом другие будут лица.
Да, толк от этой дружбы никакой.

РАБОТА В ГРУППАХ « + и – Р И В миров) составление цветков

— Посмотрите на цветы, что у нас получилось, чего больше + -?

Могут ли эти миры существовать вместе? Как нам может помочь Вирт?

Нужно соблюдать правила ( ПАМЯТКИ), тогда Виртуальный и Реальный будут помогать нам, а не вредить!

6. Итог классного часа.

Учитель:

ОБА МИРА ВАЖНЫ И НУЖНЫ!!!

– Что же выбираете вы: жизнь реальную ли виртуальную? Поднимите смайлик выбранного цвета : зеленый — реальный. синий — виртуальный

И помните, Интернет может быть прекрасным и полезным средством для обучения, отдыха или общения с друзьями. Но – как и реальный мир – Сеть тоже может быть опасна!

Приучайтесь не «проводить время» в Интернете, а активно пользоваться полезными возможностями сети

7. Рефлексия Что вы поняли из нашего классного часа?

Я узнал….

Я запомнил….

Я ПОСТАРАЮСЬ……..
Правила безопасного поведения в Интернете буду соблюдать.

Конспект классного часа на тему «Мир реальный, мир виртуальный»

Сценарий классного часа

на тему «Мир виртуальный и мир реальный «

Цель классного часа:

научить правильному использованию компьютера и сотовых телефонов, чтобы не быть затянутым в виртуальный мир;
научить детей разграничивать реальное и виртуальное общение.

Задачи классного часа:

выяснить значение слов и расширить знания о “виртуальный мир” и “реальный мир”
развивать речь умение рассуждать и мыслить
выявить положительные и отрицательные стороны виртуального общения
рассмотреть виртуальное общение с точки зрения формирования зависимости
познакомить детей с понятием «Интернет», с правилами ответственного и безопасного поведения в современной информационной среде
сформировать у учащихся понятие о принципах безопасного поведения в сети Интернет

Оборудование:

Ход классного часа

1. Приветствие, психологический настрой.

Учитель:

Здравствуйте те, кто весел сегодня!
Здравствуйте те, кто грустит!
Здравствуйте те, кто общается с радостью!
Здравствуйте те, кто молчит!

(Здороваясь, учитель подходит к детям – гладит по голове, здоровается за руку и т.д.)

– Как приятно, что мы сегодня встретились с вами и у нас есть возможность пообщаться.

2. Сообщение темы классного часа.

Вдруг у учителя звонит телефон – пришло сообщение.

Учитель:

– Ребята, извините, мне пришло сообщение.

– О, это от сестры: “Здравствуй, сестричка, доброго дня, какие успехи у детей?”

– Как приятно, но как хотелось бы её увидеть, обнять.

– Ребята, я сейчас побывала в двух мирах.

– Мир, в котором я здесь с вами, вижу вас, могу подойти, потрогать. Как называется этот мир? (настоящий, реальный)

– Мир, в котором я и вы общаетесь при помощи средств связи, техники, как он называется? (виртуальный)

В течение классного часа составляется кластер:

Учитель:

– В словаре дается такое определение слова “реальная” (жизнь, мир) – действительно существующие явления, события.

– Виртуальный мир – это вымышленный, воображаемый объект, действие, которое не присутствует в данный момент, а созданный человеческим воображением, другими словами- фантазия и вымысел.

–Как вы думаете, какова тема классного часа? “ Мир виртуальный и мир реальный ”.

3. Работа в группах.

Учитель:

– Что в вашем понимании относится к реальному миру, а что к виртуальному?

Поработайте в группах, подберите карточки, которые относятся:

1 группа – к реальному миру
2 группа – к виртуальному миру
прикрепите их на доску.

У детей карточки со словами : книги, семья, спорт, компьютер, планшет, сот. телефон, друзья. Дети делят картинки на две группы и прикрепляют к кластеру.

Учитель:

– Почему одни и те же карточки оказались и в реальном мире, и в виртуальном? (например, друзья, игры, книги).

4. Игра “Чай с лимоном”.

Учитель:

– А сейчас я приглашаю вас на чайную паузу в виртуальный мир.

(на слайде появляются чай, лимон, конфеты, изображения детей).

– Ребята, вы слышите запах чай, вкус конфет, смех и разговоры детей?

– И я не слышу.

– А сейчас? Вы слышите запах чая? (открывает заварник с чаем, можно пронести понюхать)

– А к чаю, в нашем реальном мире, подаются настоящие конфеты (раздает детям конфеты).

– Ну, как вам?

5. Мотивация. Сообщение темы и целей занятия.

-С помощью каких технических средств можно оказаться в виртуальном мире? (телефон, ноутбук, планшет, компьютер)

Учитель. У нас в гостях герои мультфильма Маша и Медведь.

Маша уже школьница. Она научилась читать и писать. Миша решил сделать ей подарок – компьютер.

Маша удивилась, обрадовалась:

— Это все мне?

— А что это?

— А зачем это?

— А можно я на кнопочку нажму?

Миша предложил девочке прийти к нам на классный час:

— Маша, Маша, не спеши. Пойдём в гости к 3 классу. Ребята обо всём расскажут.

Учитель. Давайте познакомим Машу с компьютером

6. Игра «Угадай-ка».

1.Что за чудо-агрегат:

Может делать все подряд —

Петь, играть, читать, считать,

И помощником нам: стать? (Компьютер.)

2.На столе он перед нами, на него направлен взор,

подчиняется программе, носит имя… (монитор).

3.Не зверушка, не летаешь, а по коврику скользишь

и курсором управляешь. Ты – компьютерная… (мышь).

4.Нет, она – не пианино, только клавиш в ней – не счесть!

Алфавита там картина, знаки, цифры тоже есть.

Очень тонкая натура. Имя ей … (клавиатура).

5.Сохраняет все секреты «ящик» справа, возле ног,

и слегка шумит при этом. Что за «зверь?». (Системный блок).

(Дети называют, показывают предметы, определяют их предназначение.)

7. Уточнение знаний о компьютере.

Учитель. Ещё несколько десятков лет назад компьютер был диковинкой, а сегодня он стал доступен обычной семье.

-Ребята, у кого дома есть компьютер? Кто им пользуется?

-А как вы используете компьютер? (Слушаем музыку, играем, выполняем задания, готовим сообщения).

Каждое современное предприятие внедряет компьютерные технологии в производственный процесс.

-Ребята, где вы видели компьютер, кроме дома и школы? (В авиа- и железнодорожных кассах, в банках, магазинах, поликлинике, на работе у родителей).

8. Сегодня на классном часе.

Отгадайте загадку : Сетевая паутина

оплела весь белый свет,

не пройти детишкам мимо.

Что же это? (Интернет).

Сегодня мы поговорим об Интернете: именно он создает виртуальный мир, выясним — что такое Интернет, определим его положительные и отрицательные стороны, узнаем об основных видах опасностей, подстерегающих детей в сети Интернет и составим правила безопасного пользования Интернет

9. Что такое Интернет? (Слайд .)

10. Компьютерные игры.

Учитель. А как очень часто дети используют интернет? Послушайте.

Ученик

За компьютером сижу,

На экран его гляжу.

Увлекла меня с утра

Интересная игра.

До чего люблю я, братцы,

С грозной нечистью сражаться:

Поражения не зная,

Злобных монстров побеждаю!

Но, чтоб я не расслаблялся,

Хитрый монстр теперь попался,

И на уровне на пятом

Он убил меня, ребята.

Я убит… Вот это да!

Это вам не ерунда!

Хорошо, что монстр злой-

Виртуальный не живой!

Учитель.

Не все игры построены на агрессии. Есть логические игры, игры для изучения школьных предметов. Есть тренажеры, с помощью которых можно получить важные и полезные навыки. Есть игровые тесты, которые помогут проверить свои знания. Вспомните, какие учебные игры мы используем на доп.занятиях по рус.яз. и матем.

11. Музыкальная пауза.

Учитель: А сейчас мы немного отдохнём — все на зарядку с Машей

12. Определение положительных и отрицательных сторон виртуальной жизни.

Учитель:

– Может ,человеку необходимо отказаться от виртуальной жизни?

– Я предлагаю вам сделать свой выбор, посовещаться и определить положительные и отрицательные стороны виртуального общения, жизни. Затем прикрепить на доску.

Работа в группах.

Детям раздаются карточки, они выбирают положительное и отрицательное, на пустых карточках пишут сами.

1 группа – положительное , 2 группа – отрицательное.

Положительные стороны:

Быстро, доступно в любое время.
Общение на большом расстоянии.
Яркие игры.
Получение образования на расстоянии.

Отрицательные стороны:

Мало читают, не развита речь, отвлекаемость на рекламу, бесполезную информацию.
Нет возможности пообщаться с глазу на глаз, нет взаимопомощи.
Можно придумать для себя любой образ, надеть маску.
Незнание людей, с которыми общаешься.
Невозможно выразить эмоции.
Вред здоровью.
Становится вредной привычкой, невозможно оторваться от игр.
Проблемы с учебой.

Учитель:

– Чего оказалось больше: положительного или отрицательного?

– Почему?

– От кого зависит, чтобы мир виртуальный приносил только пользу?

-Что мы можем сделать, чтобы не попасть в Интернет зависимость? (Нужно стать грамотным пользователем, осваивать полезные программы, нужно поменьше играться, а заняться спортом, общаться с друзьями, читать книги и т. п.)

13. Опасности в Интернете.

Учитель

-Какие опасности могут подстерегать детей в Интернете?

Не ходите ночью, дети, в Интернет Э.Успенский

Не ходите ночью, дети, в Интернет.
Ничего хорошего в Интернете нет.
Там увидеть можно злого паука-
Он тогда ребенка съест наверняка.

Будут косточки хрустеть,
Но придется потерпеть.
И повиснут в паутинке
Лишь трусишки и ботинки.

Там повсюду бегают монстры с автоматом
И со страшной силой стреляют по ребятам.
Страшные чудовища обитают там,
И за малолетками мчатся по пятам.

Там на днях открылась черная дыра
И четыре школьника сгинули вчера.
Не ходите, дети, ночью в Интернет:
Вдруг на вас с экрана выскочит скелет!

И имейте в виду, проказники,
Есть опасный сайт — «Одноклассники» —

Все, кто туда попадают,
На несколько лет пропадают.

Пусть мои нотации вам надоедают –
Но дети в Интернете часто пропадают.
…Многие дети пропали в Интернете.

14. Недостатки Интернета.

Обобщение изученного на занятии.

Учитель. Всемирный День безопасного Интернета отмечают в феврале по инициативе Еврокомиссии, которая была поддержана европейскими некоммерческими организациями в январе 2004 года.

Каждый день дети и взрослые пользуются Интернетом, который служит для нас рабочим инструментом, средством связи и возможностью развлечься, поэтому так важно помнить о безопасности, которая заключается в сохранности личных данных каждого из нас.

Пусть Интернет будет безопасным не 1 день, а каждый день в году, чтоб мы были уверены в своей защищенности от вредоносных программ и прочих угроз приватности!

Памятка по безопасному поведению в Интернете

Для того чтобы обезопасить себя, свою семью, своих родителей от опасностей Интернета и причинения возможного ущерба, вы должен предпринимать следующие меры предосторожности при работе в Интернете:

— Учись работать в Интернете, находить интересное, новое. Интернет вдохновляет на творчество, саморазвитие, личностный рост. Достаточно пройтись по рукодельным или кулинарным сайтам, как тут же хочется сделать что-нибудь самому. Виртуальное общение никогда не заменит живого настоящего человека, друга.

Ученик:

14. Итог классного часа.

Учитель:

– Что же выбираете вы: жизнь реальную ли виртуальную? Поднимите смайлик выбранного цвета : зеленый — реальный. синий — виртуальный

Приучайтесь не «проводить время» в Интернете, а активно пользоваться полезными возможностями сети

15. Рефлексия Что вы поняли из нашего классного часа?

Я ПОСТАРАЮСЬ……..
Правила безопасного поведения в Интернете буду соблюдать.

Сценарий классного часа » Мир реальный и мир виртуальный» ( 3 класс)

Сценарий классного часа

на тему «Мир виртуальный и мир реальный «

Школа: МБОУ СОШ им.Героя Советского Союза И.Я. Филько ст.Павлодольской

Учитель : Павленко Елена Викторовна

Класс : 3 класс

Дата проведения : 12.02.2016г.

Цель классного часа:

научить правильному использованию компьютера и сотовых телефонов, чтобы не быть затянутым в виртуальный мир;
научить детей разграничивать реальное и виртуальное общение.

Задачи классного часа:

выяснить значение слов и расширить знания о “виртуальный мир” и “реальный мир”
развивать речь умение рассуждать и мыслить
выявить положительные и отрицательные стороны виртуального общения
рассмотреть виртуальное общение с точки зрения формирования зависимости
познакомить детей с понятием «Интернет», с правилами ответственного и безопасного поведения в современной информационной среде
сформировать у учащихся понятие о принципах безопасного поведения в сети Интернет

Оборудование:

Ход классного часа

1. Приветствие, психологический настрой.

Учитель:

(Здороваясь, учитель подходит к детям – гладит по голове, здоровается за руку и т.д.)

– Как приятно, что мы сегодня встретились с вами и у нас есть возможность пообщаться.

2. Сообщение темы классного часа.

Вдруг у учителя звонит телефон – пришло сообщение.

Учитель:

– Ребята, извините, мне пришло сообщение.

– О, это от сестры: “Здравствуй ,сестричка, доброго дня, какие успехи у детей?”

– Как приятно, но как хотелось бы её увидеть, обнять.

– Ребята, я сейчас побывала в двух мирах.

– Мир, в котором я и вы общаетесь при помощи средств связи, техники, как он называется? (виртуальный)

В течение классного часа составляется кластер:

Учитель:

–Как вы думаете, какова тема классного часа? “ Мир виртуальный и мир реальный ”.

3. Работа в группах.

Учитель:

– Что в вашем понимании относится к реальному миру, а что к виртуальному?

Поработайте в группах, подберите карточки, которые относятся:

1 группа – к реальному миру
2 группа – к виртуальному миру
прикрепите их на доску.

У детей карточки со словами : книги, семья, спорт, компьютер, планшет, сот. телефон, друзья . Дети делят картинки на две группы и прикрепляют к кластеру.

Учитель:

– Почему одни и те же карточки оказались и в реальном мире ,и в виртуальном? (например, друзья, игры,книги).

4. Игра “Чай с лимоном”.

Учитель:

– А сейчас я приглашаю вас на чайную паузу в виртуальный мир.

(на слайде появляются чай, лимон, конфеты, изображения детей).

– Ребята, вы слышите запах чай, вкус конфет, смех и разговоры детей?

– И я не слышу.

– А сейчас? Вы слышите запах чая? (открывает заварник с чаем, можно пронести понюхать)

– А к чаю, в нашем реальном мире, подаются настоящие конфеты (раздает детям конфеты).

– Ну, как вам?

5. Мотивация. Сообщение темы и целей занятия.

Учитель. У нас в гостях герои мультфильма Маша и Медведь.

Маша уже школьница. Она научилась читать и писать. Миша решил сделать ей подарок – компьютер.

Маша удивилась, обрадовалась:

— Это все мне?

— А что это?

— А зачем это?

— А можно я на кнопочку нажму?

Миша предложил девочке прийти к нам на классный час:

— Маша, Маша, не спеши. Пойдём в гости к 3 классу. Ребята обо всём расскажут.

Учитель. Давайте познакомим Машу с компьютером.

6. Игра «Угадай-ка».

1.Что за чудо-агрегат:

Может делать все подряд —

Петь, играть, читать, считать,

И помощником нам: стать? (Компьютер.)

2.На столе он перед нами, на него направлен взор,

подчиняется программе, носит имя… (монитор).

3.Не зверушка, не летаешь, а по коврику скользишь

и курсором управляешь. Ты – компьютерная… (мышь).

4.Нет, она – не пианино, только клавиш в ней – не счесть!

Алфавита там картина, знаки, цифры тоже есть.

Очень тонкая натура. Имя ей … (клавиатура).

5.Сохраняет все секреты «ящик» справа, возле ног,

и слегка шумит при этом. Что за «зверь?». (Системный блок).

(Дети называют, показывают предметы, определяют их предназначение.)

7. Уточнение знаний о компьютере.

-Ребята, у кого дома есть компьютер? Кто им пользуется?

-А как вы используете компьютер? (Слушаем музыку, играем, выполняем задания, готовим сообщения).

Каждое современное предприятие внедряет компьютерные технологии в производственный процесс.

8. Сегодня на классном часе.

Отгадайте загадку : Сетевая паутина

оплела весь белый свет,

не пройти детишкам мимо.

Что же это? (Интернет).

9. Что такое Интернет? (Слайд .)

Учитель. Ответить на этот вопрос помогут нам дети — группа «Всезнайки».

1 ученик. Интернет – обширная информационная система, которая стала наиболее важным изобретением в истории человечества. Хотя сеть интернет построена на основе компьютеров, программ и линий связи, в действительности она представляет собой систему взаимодействия людей и информации. Левшиц

2 ученик. Интернет — это всемирная электронная сеть информации, которая соединяет всех владельцев компьютеров, подключенных к этой сети. Сеть Интернет представляет собой информационную систему связи общего назначения. Получив доступ к сети, можно сделать многое. Ларионов

3 ученик. При помощи Интернета можно связаться с человеком, который находится, например, в Австралии или Америке. Если компьютер вашего друга подключен к Интернету, вы можете переписываться с ним при помощи электронной почты, общаться с ним в «чатах» и даже видеть своего собеседника в скайпе. Юшков

4 ученик. В Интернете собрана информация со всего мира. Там можно отыскать словари, энциклопедии, газеты, произведения писателей, музыку. Можно посмотреть фильмы, теле- и радиопередачи, найти массу программ для своего компьютера. Валиева

5 ученик. Что касается Интернета, то кроме чатов там есть форумы, где обсуждаются серьезные вопросы и где можно высказать свою точку зрения. Так что Интернет дает очень большие возможности для самоутверждения, самовыражения. Любимцев

Учитель. Итак. Интернет помогает нам общаться, узнавать новое, учиться, делать покупки, заключать сделки и много других полезных дел.

10. Компьютерные игры.

Учитель . А как очень часто дети используют интернет? Послушайте.

Ученик . Литвинов

За компьютером сижу,

На экран его гляжу.

Увлекла меня с утра

Интересная игра.

До чего люблю я, братцы,

С грозной нечистью сражаться:

Поражения не зная,

Злобных монстров побеждаю!

Но, чтоб я не расслаблялся,

Хитрый монстр теперь попался,

И на уровне на пятом

Он убил меня, ребята.

Я убит… Вот это да!

Это вам не ерунда!

Хорошо, что монстр злой-

Виртуальный не живой!

Учитель.

V. Музыкальная пауза.

Учитель: А сейчас мы немного отдохнём — все на зарядку с Машей (Слайд 22-23.)

11. Определение положительных и отрицательных сторон виртуальной жизни.

Учитель:

– Может ,человеку необходимо отказаться от виртуальной жизни?

Работа в группах.

Детям раздаются карточки, они выбирают положительное и отрицательное, на пустых карточках пишут сами.

1 группа – положительное , 2 группа – отрицательное.

Положительные стороны:

Быстро, доступно в любое время.
Общение на большом расстоянии.
Яркие игры.
Получение образования на расстоянии.

Отрицательные стороны:

Мало читают, не развита речь, отвлекаемость на рекламу, бесполезную информацию.
Нет возможности пообщаться с глазу на глаз, нет взаимопомощи.
Можно придумать для себя любой образ, надеть маску.
Незнание людей, с которыми общаешься.
Невозможно выразить эмоции.
Вред здоровью.
Становится вредной привычкой, невозможно оторваться от игр.
Проблемы с учебой.

Затем карточки прикрепляются к кластеру:

Учитель:

– Чего оказалось больше : положительного или отрицательного?

– Почему?

– От кого зависит, чтобы мир виртуальный приносил только пользу?

1. Опасности в Интернете.

Учитель

-Какие опасности могут подстерегать детей в Интернете?

Не ходите ночью, дети, в Интернет Э.Успенский

Не ходите ночью, дети, в Интернет. Дуванская
Ничего хорошего в Интернете нет.
Там увидеть можно тетю голышом.
Что потом твориться будет с малышом?!

Там повсюду бегают монстры с автоматом Тонкогубова
И со страшной силой стреляют по ребятам.
Страшные чудовища обитают там,
И за малолетками мчатся по пятам.

Там на днях открылась черная дыра, Лисицын
И четыре школьника сгинули вчера.
Не ходите, дети, ночью в Интернет:
Вдруг на вас с экрана выскочит скелет!

Он ужасный, он не струсит, Ивлев
Он вам что-нибудь откусит!
И, копаясь в челюстях,
На своих пойдет костях.

Там увидеть можно злого паука- Семенова
Он тогда ребенка съест наверняка.
Он огромными когтями
Вас запутает сетями!

Будут косточки хрустеть, Магаев
Но придется потерпеть.
И повиснут в паутинке
Лишь трусишки и ботинки.

И имейте в виду, проказники,
Есть опасный сайт — «Одноклассники» — Волохова

Все, кто туда попадают,
На несколько лет пропадают.

Пусть мои нотации вам надоедают – Шенк
Но дети в Интернете часто пропадают.
…Многие дети пропали в Интернете.

2) Недостатки Интернета. (Слайд 12.)

Учитель. Интернет — технологии стали неотъемлемой частью жизни современного человека, особенно популярны они среди детей и молодежи. Однако виртуальное пространство полно опасностей. Угрозы, хулиганство, вымогательство, неэтичное и агрессивное поведение – все это нередко можно встретить.

Виртуальное общение.

Еще одна опасность подстерегает любителей чатов. Виртуальное общение не может заменить живой связи между людьми. Человек, погрузившийся в вымышленный мир под чужой маской, постепенно теряет свое лицо, теряет и реальных друзей, обрекая себя на одиночество.

Интернет-хулиганство.

Так же как и в обычной жизни, в Интернете появились свои хулиганы, которые осложняют жизнь другим пользователям Интернета. По сути, они те же дворовые хулиганы, которые получают удовольствие, хамя и грубя окружающим.

Вредоносные программы.

К вредоносным программам относятся вирусы, черви и «троянские кони» – это компьютерные программы, которые могут нанести вред вашему компьютеру и хранящимся на нем данным. Они также могут снижать скорость обмена данными с Интернетом и даже использовать ваш компьютер для распространения своих копий на компьютеры ваших друзей, родственников, коллег и по всей остальной глобальной Cети.

Недостоверная информация.

Интернет предлагает колоссальное количество возможностей для обучения, но есть и большая доля информации, которую никак нельзя назвать ни полезной, ни надежной. Пользователи Сети должны мыслить критически, чтобы оценить точность материалов; поскольку абсолютно любой может опубликовать информацию в Интернете.

Онлайновое пиратство.

Онлайновое пиратство – это незаконное копирование и распространение (как для деловых, так и для личных целей) материалов, защищенных авторским правом – например, музыки, фильмов, игр или программ – без разрешения правообладателя.

Материалы нежелательного содержания.

К материалам нежелательного содержания относят: материалы порнографического, ненавистнического характера. Материалы, которые распространяют идеи насилия, жестокости, ненормативную лексику.

Обобщение изученного на занятии.

Памятка по безопасному поведению в Интернете

1. Когда ты регистрируешься на сайтах, старайся не указывать персональную информацию в Интернете.

Персональная информация — это номер вашего мобильного телефона, адрес электронной почты, домашний адрес и фотографии вас, вашей семьи или друзей. Вознов

2. Используй веб — камеру только при общении с друзьями. Проследи, чтобы посторонние люди не имели возможности видеть ваш разговор, так как он может быть записан.

Лиманский

3. Ты должен знать, что если ты публикуешь фото или видео в Интернете — каждый может посмотреть их. Лёша

4. Нежелательные письма от незнакомых людей называются «Спам». Если ты получил такое письмо, не отвечай на него. Если ты ответишь на подобное письмо, отправитель будет знать, что ты пользуешься своим электронным почтовым ящиком, и будет продолжать посылать тебе спам. Арсен

5. Если тебе пришло сообщение с незнакомого адреса, его лучше не открывать. Вы не можете знать, что на самом деле содержат эти файлы. В них могут быть вирусы или фото/видео с «агрессивным» содержанием.

6. Не добавляй незнакомых людей в свой контакт. Нефедьева

7. Если тебе приходят письма с неприятным и оскорбляющим тебя содержанием, если кто-то ведет себя в твоем отношении неподобающим образом, сообщи об этом взрослым. Корчагин

8. Если рядом с тобой нет взрослых, не встречайся в реальной жизни с людьми, с которыми ты познакомился в Интернете. Если твой виртуальный друг действительно тот, за кого он себя выдает, он нормально отнесется к твоей заботе о собственной безопасности! Зиновьева

9. Никогда не поздно рассказать взрослым, если тебя кто-то обидел или расстроил

Ученик: Соловьева

6. Итог классного часа.

Учитель:

Приучайтесь не «проводить время» в Интернете, а активно пользоваться полезными возможностями сети

7. Рефлексия Что вы поняли из нашего классного часа?

Я ПОСТАРАЮСЬ……..
Правила безопасного поведения в Интернете буду соблюдать.

Открытый классный час по теме «Мир реальный,мир виртуальный»

Тема классного часа: “Мир реальный-мир виртуальный”

Цели: Формирование информационной культуры учащихся, представления

о плюсах и минусах Интернета на основе игрового диспута

Выявление положительных и отрицательных сторон виртуального общения

Развитие познавательного интереса, творческой активности учащихся.

Оборудование – доска, мультимедийный проектор, ноутбук, бумага, ручки, раздаточный материал

Ход урока:

Слайд № 1 (картинки и фото)

Вступительное слово учителя

В последнее время все чаще и чаще как дети, так и взрослые проводят все свое свободное время в социальных сетях. Насколько это необходимо, и не влечет ли за собой определенные риски? Конечно, сегодня уже никто не станет спорить о том, что социальные сети помогают решать многие проблемы: это и общение на расстоянии, это возможность социализации людей с ограниченными возможностями, это мобильность работы с информацией. Но не следует забывать, что у любой медали есть и оборотная сторона.

Учитель — слайд № 2 ( о проведенном анкетировании)

При подготовке к классному часу было проведено анкетирование среди учащихся нашего лицея.(На экране результаты анкетирования)

Анкета «Интернет зависимость»

Сколько времени вы проводите в интернете? *

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Не сижу в интернете 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Больше 10 часов

Оцените сайты по мере твоей посещаемости: * очень редко редко иногда часто очень часто

mail.ru

vkontakte.ru

youtube.com

wikipedia.ru

google.com

Чем вы любите заниматься, находясь в интернете? *

играть

читать

смотреть видео

искать полезную информацию

слушать музыку

работать

Считаете ли вы зависимость от «интернета» болезнью? *

да

нет

затрудняюсь ответить

А вы зависимы от интернета?

да

нет

затрудняюсь ответить

Информация уч-ся об Интернете

В 1969 г. началось соединение компьютеров университетских и научных центров в единую сеть (APRONET). К 1983 г. был разработан и внедрён Интернет в том виде, в котором мы знаем его сейчас.

1971 – Рей Томлинсон разрабатывает первую программу для работы с электронной почтой — рождается e-mail (самый популярный ресурс сети Интернет, с которого практически все и началось). Через год в почтовом адресе появляется классическая «собака» (@)

1992 — в сети появляется миллионный сервер. К Интернету подключается Всемирный Банк. Интернет становится Всемирной паутиной

Учитель — Посмотрите по сторонам и скажите, какой обязательный атрибут сегодняшней жизни присутствует в этом кабинете?

Учитель : Почему вы считаете, что компьютер в наше время является необходимостью? Для чего чаще всего используете компьютер вы? Кто из вас зарегистрирован в социальных сетях? Кто зарегистрирован более чем в одной социальной сети?

Ребята, давайте подумаем, почему мы очень часто выбираем виртуальное общение?

Дискуссия на тему “Почему я выбираю общение в сети?”

Общаясь в сети , мы не знаем, кто скрывается под маской собеседника, и каковы будут последствия такого общения. В живом же общении у нас есть возможность оценить собеседника, составить представление о нем. Давайте проведем эксперимент, на доске изобразите графически эмоции указанные в списке. Остальные сделают то же самое в игре.

Радость.

Удивление.

Разочарование.

Подозрительность.

Грусть.

Холодное равнодушие.

Спокойствие.

Заинтересованность.

Уверенность. Желание помочь.

Усталость.

Волнение.

Игра «Эмоция» Участники получают карточку с эмоцией, необходимо произнести слово «Здравствуйте» с нужной интонацией, остальные определяют, что это за эмоция.

Выводы: в результате данной игры учащиеся отмечают, что выразить «живую» эмоцию очень сложно, некоторые учащиеся отмечают, что за виртуальным общением разучились говорить, снизился словарный запас.

Сравним результаты, вывод достаточно однозначен, живое общение намного многограннее, смайликов, которые бы отразили все эмоции списка не хватает, тем не менее, выбирать вам, но помните, что если вы проводите слишком много времени в сети, постепенно вы перестаете замечать реальность, виртуальный мир вытесняет ее, формируется стойкая зависимость, избавиться от которой практически невозможно без помощи специалистов.

Я попрошу вас заполнить анкеты. (слайд 4)

1.Часто ли Вы замечаете, что проводите он-лайн больше времени, чем намеревались?

2.Часто ли Вы пренебрегаете домашними делами, чтобы провести больше времени в сети?

3.Часто ли Вы заводите новые знакомства с пользователями Интернет, находясь он-лайн?

4.Часто ли Вы проверяете электронную почту, раньше чем сделать что-то другое, более необходимое?

5.Часто ли страдают Ваши успехи в учёбе , так как Вы слишком много времени проводите в сети?

6.Часто ли Вы занимаете оборонительную позицию и скрытничаете, когда Вас спрашивают, чем Вы занимаетесь в сети?

7.Часто ли Вы ощущаете, что жизнь без Интернета скучна, пуста и безрадостна?

8.Часто ли Вы ругаетесь, кричите или иным образом выражаете свою досаду, когда кто-то пытается отвлечь Вас от пребывания в сети?

9.Часто ли Вы пренебрегаете сном, засиживаясь в Интернете допоздна?

10.Часто ли Вы выбираете провести время в Интернете, вместо того, чтобы выбраться куда-либо с друзьями?

11.Часто ли Вы испытываете депрессию, подавленность или нервозность, если не имеете возможности выйти в сеть?

12. У Вас больше виртуальных друзей, чем реальных?

На каждый вопрос нужно ответить «да» или «нет», за каждый ответ «да» ставится один балл, за ответ «нет» — ноль баллов. Подсчитайте баллы и напишите крупно на своем листе их количество.

Посмотрите на полученный результат. Если вы набрали от 0 до 4 баллов, вам пока ничего не угрожает, сеть один из способов времяпровождения. От 5 – до 8 баллов – у вас практически сформировалась зависимость от виртуального общения, но еще не поздно остановиться. Более 8 баллов — Виртуальное общение полностью заменило вам реальность. Я думаю, что у каждого из вас сегодня появился повод для размышления, тем не менее, выбор за вами.

Выводы учащихся: Отрицательными последствиями длительного использования сети Интернет являются сужение круга интересов, уход от реальности в виртуальный мир и развитие зависимости.

Так что же заставляет молодежь уходить от активного образа жизни и часами просиживать в сети Интернет? Что именно привлекает их в сети, какие сайты они посещают? Почему Интернет-зависимость проявляется в своеобразном уходе от реальности?

Компьютер дает ребенку возможность перенестись в другой мир, который можно увидеть, с которым можно поиграть. В то же время ребенок все больше отвергает реальный мир, где ему грозят ошибки, неуспех, негативные оценки и необходимость что-то менять в себе. В «реале», столкнувшись с препятствиями, ему вряд ли удастся преодолеть их теми же способами, что и в играх. Уход в виртуальную «действительность» может сформировать у ребенка психологическую зависимость от компьютера. Особенно это опасно для застенчивых детей. Общение с окружающими требует от них слишком сильного психоэмоционального напряжения, ставит их в ситуацию дистресса, и тогда на смену реальному общению приходит псевдообщение – с компьютером.

Ребенок, играющий в компьютерную игру, имеет прекрасную возможность почувствовать себя сильнее, смелее, красивее. Словно по волшебству, он становится настоящим героем! Игры открывают для него новый мир. Там ребенок чувствует себя великим полководцем, космическим воином; он учится хитрости, ловкости, смелости и мудрости, но не реальной.

Классный руководитель. Сегодня мы говорили о компьютерной зависимости. Проблема эта неоднозначна и пока далека от решения. Но мы и не стремились решить ее во что бы то ни стало. Обсуждая эту проблему, мы учились вести дискуссию, учились слушать и слышать друг друга. В ходе живого обсуждения мы учились живому общению — именно тому, чего никакой, даже самый мощный компьютер дать не в силах.

Касается ли вас то, о чем мы говорили сегодня? Появился ли повод задуматься о себе и изменить свое поведение? Что дал вам сегодняшний классный час?

Просмотр ролика

Учитель- в заключении нашего классного часа я хотела бы, чтобы Вы чаще смотрели по сторонам, наблюдали за красотой нашей природы, вместо того, чтобы проводить все свободное время за компьютером. ( слайд)

Возможно, наш мир виртуален. Но имеет ли это значение?

Филип Болл
BBC Earth

14 октября 2016

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Возможно, Киану Ривз живет в матрице и вне съемочной площадки

Некоторые ученые полагают, что наша Вселенная представляет собой гигантскую компьютерную симуляцию. Должны ли мы беспокоиться по этому поводу?

Реальны ли мы? А как насчет меня лично?

Раньше подобными вопросами задавались лишь философы. Ученые же пытались понять, что собой представляет наш мир, и объяснить его законы.

Но появившиеся в последнее время соображения относительно устройства Вселенной ставят экзистенциальные вопросы и перед наукой.

Некоторые физики, космологи и специалисты в области искусственного интеллекта подозревают, что мы все живем внутри гигантской компьютерной симуляции, принимая виртуальный мир за реальность.

Эта идея противоречит нашим ощущениям: ведь мир слишком реалистичен, чтобы быть симуляцией. Тяжесть чашки в руке, аромат налитого в нее кофе, окружающие нас звуки — как можно подделать такое богатство переживаний?

Но задумайтесь о прогрессе, достигнутом в компьютерных и информационных технологиях за последние несколько десятилетий.

Нынешние видеоигры населены персонажами, реалистично взаимодействующими с игроком, и симуляторы виртуальной реальности порой делают ее неотличимой от мира за окном.

И этого вполне достаточно, чтобы сделать из человека параноика.

В фантастической кинокартине «Матрица» эта идея формулируется предельно четко. Люди там заключены в виртуальном мире, который безоговорочно воспринимают как реальный.

Однако «Матрица» — не первый фильм, исследующий феномен искусственной вселенной. Достаточно вспомнить «Видеодром» Дэвида Кроненберга (1982) или «Бразилию» Терри Гиллиама (1985).

Все эти антиутопии поднимают два вопроса: как узнать, что мы живем в виртуальном мире, и так ли уж это на самом деле важно?

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Илон Маск, глава компаний Tesla и SpaceX

У версии о том, что мы живем внутри симуляции, имеются влиятельные сторонники.

Как заявил в июне 2016 г. американский предприниматель Илон Маск, вероятность этого составляет «миллиард к одному».

А технический директор Google в области искусственного интеллекта Рэймонд Курцвейл предполагает, что, возможно, «вся наша Вселенная — научный эксперимент младшеклассника из другой вселенной».

Рассматривать такую возможность готовы и некоторые физики. В апреле 2016 г. ученые приняли участие в обсуждении этой темы в нью-йоркском Американском музее естественной истории.

Никто из этих людей не утверждал, что в действительности мы плаваем голышом в липкой жидкости, утыканные проводами, как герои «Матрицы».

Но есть как минимум два возможных сценария, согласно которым Вселенная вокруг нас может быть искусственной.

Космолог Алан Гут из Массачусетского технологического института предполагает, что Вселенная может быть реальной, но одновременно является лабораторным экспериментом. Согласно его гипотезе, наш мир создан неким сверхразумом — подобно тому, как биологи растят колонии микроорганизмов.

В принципе, не существует ничего, что исключало бы возможность создания вселенной в результате искусственного Большого взрыва, говорит Гут.

Вселенная, в которой проводился бы подобный эксперимент, осталась бы при этом целой и невредимой. Новый мир образовался бы в отдельном пространственно-временном пузыре, который быстро отделился бы от материнской вселенной и потерял с ней контакт.

Данный сценарий никак не влияет на нашу жизнь. Даже если Вселенная зародилась в «пробирке» сверхразума, физически она так же реальна, как если бы образовалась естественным путем.

Но есть и второй сценарий, привлекающий особый интерес, поскольку подрывает сами основы нашего понимания реальности.

Автор фото, TAKE 27 LTD/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

Не исключено, что наша Вселенная была создана искусственно. Но кем?

Маск и другие сторонники этой гипотезы утверждают, что мы являемся целиком симулированными существами — всего лишь потоками информации в некоем гигантском компьютере, наподобие персонажей видеоигры.

Даже наш мозг является симуляцией, реагирующей на искусственные раздражители.

В этом сценарии не существует матрицы, из которой можно было бы выбраться: вся наша жизнь и есть матрица, за пределами которой существование просто невозможно.

Но почему мы должны верить в такую замысловатую версию собственного существования?

Ответ очень прост: человечество уже способно симулировать реальность, и с дальнейшим развитием технологии в конечном счете будет способно создать совершенную симуляцию, населяющие которую разумные существа-агенты воспринимали бы ее как абсолютно реальный мир.

Мы создаем компьютерные симуляции не только для игр, но и в исследовательских целях. Ученые имитируют различные ситуации взаимодействия на самых разных уровнях — от субатомных частиц до человеческих сообществ, галактик и даже вселенных.

Так, компьютерное симулирование сложного поведения животных помогает нам понять, как формируются стаи и рои. Благодаря симуляциям мы изучаем принципы образования планет, звезд и галактик.

Мы можем симулировать и человеческие сообщества с использованием относительно простых агентов, делающих выбор на основании определенных правил.

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

Суперкомпьютеры становятся все более мощными

Такие программы моделируют сотрудничество между людьми, развитие городов, функционирование дорожного движения и государственной экономики, а также многие другие процессы.

По мере роста вычислительной мощности компьютеров симуляции становятся все сложнее. В отдельные программы, имитирующие человеческое поведение, уже встраиваются элементы мышления — пока еще примитивные.

Исследователи полагают, что в не столь отдаленном будущем виртуальные агенты смогут принимать решения, основываясь не на элементарной логике из разряда «если…то…», а на упрощенных моделях человеческого сознания.

Кто может поручиться, что вскоре мы не станем свидетелями создания виртуальных существ, наделенных сознанием? Успехи в понимании принципов работы мозга, а также обширные вычислительные ресурсы, которые сулит развитие квантовой компьютерной техники, неуклонно приближают этот момент.

Если мы когда-либо достигнем такой ступени развития технологий, то будем одновременно проводить огромное количество симуляций, число которых значительно превзойдет наш единственный «реальный» мир.

Так ли уж невозможно, в таком случае, что некая разумная цивилизация где-то во Вселенной уже достигла этой стадии?

А раз так, было бы логично предположить, что мы как раз и живем внутри подобной симуляции, а не в мире, в котором виртуальные реальности создаются — ведь вероятность этого статистически гораздо выше.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Научная симуляция зарождения Вселенной

Философ Ник Бостром из Оксфордского университета разбил этот сценарий на три возможных варианта:

(1) цивилизации самоуничтожаются, не достигнув уровня развития, на котором возможно создание подобных симуляций;

(2) цивилизации, достигшие этого уровня, по какой-то причине отказываются от создания таких симуляций;

(3) мы находимся внутри подобной симуляции.

Вопрос в том, какой из этих вариантов представляется наиболее вероятным.

Американский астрофизик Джордж Смут, Нобелевский лауреат в области физики, утверждает, что убедительных причин верить в первые два варианта не существует.

Бесспорно, человечество упорно создает себе проблемы — достаточно упомянуть глобальное потепление, растущие запасы ядерного оружия и угрозу массового вымирания видов. Но эти проблемы необязательно приведут к уничтожению нашей цивилизации.

Автор фото, ANDRZEJ WOJCICKI/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

Не являемся ли мы все частью компьютерной симуляции?

Более того, нет причин, по которым принципиально невозможно было бы создать очень реалистичную симуляцию, персонажи которой считали бы, что живут в настоящем мире и вольны в своих действиях.

А учитывая, насколько распространены во Вселенной планеты земного типа (одна из которых, открытая совсем недавно, находится относительно недалеко от Земли), было бы верхом самонадеянности предполагать, что человечество является самой развитой цивилизацией, отмечает Смут.

Как насчет варианта номер два? Теоретически человечество могло бы воздержаться от проведения подобных симуляций по этическим соображениям — например, посчитав негуманным искусственное создание существ, убежденных в том, что их мир реален.

Но и это кажется маловероятным, говорит Смут. В конце концов, одной из основных причин, почему мы сами проводим симуляции, является наше стремление узнать больше о собственной реальности. Это может помочь нам сделать мир лучше и, возможно, спасти человеческие жизни.

Так что для проведения таких экспериментов всегда найдутся достаточные этические обоснования.

Похоже, нам остается лишь один вариант: вероятно, мы находимся внутри симуляции.

Но все это не более чем предположения. Можно ли им найти убедительные доказательства?

Многие исследователи полагают, что все зависит от качества симуляции. Логичнее всего было бы попытаться найти ошибки в программе — наподобие тех, что выдавали искусственную природу «реального мира» в фильме «Матрица». Например, мы могли бы обнаружить противоречия в физических законах.

Или же, как предположил покойный Марвин Минский, стоявший у истоков создания искусственного интеллекта, могут существовать характерные ошибки, связанные с округлением в приближенных вычислениях.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Мы уже способны симулировать целые группы галактик

Например, в случае, когда у какого-то события имеется несколько вариантов исхода, сумма вероятностей их наступления должна составлять единицу. Если это не соответствует действительности, можно говорить о том, что тут что-то упущено.

Впрочем, по мнению некоторых ученых, и так существует достаточно причин думать, что мы находимся внутри симуляции. Например, наша Вселенная выглядит так, будто ее сконструировали искусственно.

Значения фундаментальных физических постоянных подозрительно идеальны для возникновения жизни во Вселенной — может создаться впечатление, что их установили намеренно.

Даже небольшие изменения в этих значениях привели бы к потере атомами стабильности или к невозможности образования звезд.

Космология до сих пор не может убедительно объяснить этот феномен. Но одно из возможных объяснений связано с термином «мультивселенная».

Что, если существует множество вселенных, возникших в результате событий, сходных с Большим взрывом, но подчиняющихся разным физическим законам?

Случайным образом некоторые из этих вселенных идеальны для зарождения жизни, и если бы нам не посчастливилось оказаться в одной из них, то мы бы не задавались вопросами о мироздании, потому что нас попросту не существовало бы.

Однако идея о существовании параллельных вселенных весьма умозрительна. Так что остается по крайней мере теоретическая вероятность того, что наша Вселенная на самом деле является симуляцией, параметры которой специально заданы создателями для получения интересующих их результатов — возникновения звезд, галактик и живых существ.

Хотя такую вероятность и нельзя исключить, подобное теоретизирование ведет нас по кругу.

В конце концов, можно с таким же успехом предположить, что и параметры «реальной» Вселенной, в которой живут наши создатели, были кем-то искусственно заданы. В этом случае принятие постулата о том, что мы находимся внутри симуляции, не объясняет загадки значений постоянных физических величин.

Некоторые специалисты в качестве доказательства того, что со Вселенной что-то не так, указывают на очень странные открытия, сделанные современной физикой.

Автор фото, MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

Наша Вселенная — не более чем набор математических формул?

Особенно много подобных открытий дала нам квантовая механика — раздел физики, оперирующий чрезвычайно малыми величинами. Так, выясняется, что и материя, и энергия обладают гранулированной структурой.

Более того, «разрешение», при котором мы можем наблюдать Вселенную, имеет свой минимальный предел: если попытаться понаблюдать за более мелкими объектами, они просто не будут выглядеть достаточно «четкими».

По словам Смута, эти странные особенности квантовой физики как раз и могут быть признаками того, что мы живем внутри симуляции — подобно тому, как при попытке рассмотреть изображение на экране с очень близкого расстояния оно распадается на отдельные пиксели.

Но это очень грубая аналогия. Ученые постепенно приходят к выводу о том, что «зернистость» Вселенной на квантовом уровне может быть следствием более фундаментальных законов, определяющих пределы познаваемой реальности.

Еще один аргумент в пользу виртуальности нашего мира гласит, что Вселенная, как представляется ряду ученых, описывается математическими уравнениями.

А некоторые физики заходят еще дальше и утверждают, что наша реальность и является набором математических формул.

Космолог Макс Тегмарк из Массачусетского технологического института подчеркивает, что как раз такого результата можно было бы ожидать, если бы в основе законов физики лежал вычислительный алгоритм.

Однако этот аргумент грозит увлечь нас в порочный круг рассуждений.

Начать с того, что если некий сверхразум решит симулировать собственный «реальный» мир, логично предположить, что физические принципы в основе подобной симуляции будут отражать те, что действуют в его собственной вселенной — ведь именно так поступаем мы.

В этом случае истинное объяснение математической природы нашего мира заключалось бы не в том, что он является симуляцией, а в том, что «реальный» мир наших создателей устроен точно таким же образом.

Кроме того, симуляция необязательно должна быть основана на математических правилах. Можно заставить ее функционировать случайным, хаотичным образом.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

В основе Вселенной может лежать математика, полагают некоторые ученые

Привело бы это к зарождению жизни в виртуальной вселенной, неизвестно, но суть заключается в том, что нельзя делать выводы о степени «реальности» Вселенной, отталкиваясь от ее якобы математической природы.

Однако, по словам физика Джеймса Гейтса из Мэрилендского университета, есть более убедительная причина полагать, что за физические законы отвечает компьютерная симуляция.

Гейтс изучает материю на уровне кварков — субатомных частиц, из которых состоят протоны и нейтроны в атомных ядрах. По его словам, кварки подчиняются правилам, которые в чем-то напоминают компьютерные коды, корректирующие ошибки в обработке данных.

Возможно ли это?

Может быть, и так. Но не исключено, что подобная интерпретация физических законов — лишь самый свежий пример того, как человечество испокон веков интерпретировало окружающий мир, исходя из знаний о последних достижениях технологического прогресса.

В эпоху классической механики Ньютона Вселенная представлялась часовым механизмом. А позднее, на заре компьютерной эры, ДНК рассматривали в качестве своего рода хранилища цифрового кода с функцией хранения и считывания информации.

Возможно, мы просто каждый раз экстраполируем наши текущие технологические увлечения на законы физики.

По всей видимости, очень трудно, если вообще возможно, найти убедительное доказательство тому, что мы находимся внутри симуляции.

Если только в программном коде не допущено множество ошибок, будет непросто создать тест, результатам которого нельзя было бы найти какого-либо иного, более рационального объяснения.

Даже если наш мир и является симуляцией, говорит Смут, мы можем никогда не найти этому однозначного подтверждения — просто в силу того, что такая задача не под силу нашему разуму.

Ведь одной из целей симуляции является создание персонажей, которые функционировали бы в рамках установленных правил, а не нарушали их преднамеренно.

Впрочем, есть более серьезная причина, по которой нам, возможно, не стоит особо беспокоиться о том, что мы являемся лишь строчками программного кода.

Некоторые физики считают, что реальный мир в любом случае именно таким и является.

Терминологический аппарат, используемый для описания квантовой физики, все больше начинает напоминать словарь по информатике и вычислительной технике.

Некоторые физики подозревают, что на фундаментальном уровне природа может представлять собой не чистую математику, а чистую информацию: биты, наподобие компьютерных единиц и нулей.

Ведущий физик-теоретик Джон Уилер дал этой догадке название «Вещество из информации» (It from Bit).

Согласно данной гипотезе, все, что происходит на уровне взаимодействий фундаментальных частиц и выше, представляет собой своего рода вычислительный процесс.

«Вселенную можно рассматривать как гигантский квантовый компьютер, — говорит Сет Ллойд, сотрудник Массачусетского технологического института. — Если посмотреть на «внутренний механизм» Вселенной, то есть на структуру материи в самом мелком из возможных масштабов, мы увидим [квантовые] биты, участвующие в локальных цифровых операциях».

Автор фото, RICHARD KAIL/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

Квантовый мир размыт и неясен для нас

Таким образом, если реальность — всего лишь информация, то не имеет значения, находимся мы внутри симуляции или нет: ответ на это вопрос не делает нас более или менее «реальными».

Как бы то ни было, мы просто не можем быть ничем кроме информации.

Имеет ли для нас принципиальное значение, была эта информация запрограммирована природой или неким сверхразумом? Вряд ли — ну разве что во втором случае наши создатели теоретически способны вмешаться в ход симуляции и даже вовсе прекратить ее.

Но что мы можем сделать, чтобы этого избежать?

Тегмарк рекомендует нам всем по возможности вести интересную жизнь, чтобы не наскучить нашим создателям.

Разумеется, это шутка. Наверняка у любого из нас найдутся более веские мотивы жить полной жизнью, чем страх того, что в противном случае нас «сотрут».

Но сама постановка вопроса указывает на определенные изъяны в логике рассуждений о реальности Вселенной.

Мысль о том, что неким экспериментаторам высшего порядка в конце концов надоест с нами возиться, и они решат запустить какую-нибудь другую симуляцию, слишком отдает антропоморфизмом.

Как и высказывание Курцвейла по поводу школьного эксперимента, она подразумевает, что наши создатели — всего лишь капризные подростки, развлекающиеся с игровыми приставками.

Подобным солипсизмом страдает и обсуждение трех вариантов Бострома. Это не более чем попытка описать Вселенную в терминах достижений человечества XXI века: «Мы ведь разрабатываем компьютерные игры. Держу пари, что сверхразумные существа тоже бы этим занимались, только их игры были бы гораздо круче!»

Разумеется, любые попытки представить, каким образом могли бы действовать сверхразумные существа, неизбежно приведут к экстраполяции нашего собственного опыта. Но это не отменяет ненаучности такого подхода.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Вселенную можно представить и в виде квантового компьютера. Но что это нам даст?

Вероятно, неслучайно многие поборники идеи «всеобъемлющей симуляции» признаются, что в юности запоем читали научную фантастику.

Не исключено, что выбор чтения предопределил их взрослый интерес к проблематике внеземного разума, но он же побуждает их теперь к тому, чтобы облекать свои размышления в привычные жанру формы.

Они словно рассматривают космос через иллюминатор звездолета «Энтерпрайз» [из американского телесериала «Звездный путь» — Прим. переводчика].

Гарвардский физик Лиза Рэнделл не может понять энтузиазма, с которым некоторые ее коллеги носятся с идеей реальности как тотальной симуляции. Для нее это ничего не меняет в подходе к восприятию и исследованию мира.

По мнению Рэнделл, все зависит от нашего выбора: что именно понимать под так называемой реальностью.

Вряд ли Илон Маск целыми днями размышляет о том, что окружающие его люди, его семья и друзья — всего лишь конструкты, состоящие из потоков данных и проецируемые в его сознание.

Отчасти он этого не делает потому, что постоянно думать подобным образом об окружающем мире просто не получится.

Но гораздо важнее то, что мы все знаем в глубине души: единственное стоящее нашего внимания определение реальности — это наши непосредственные ощущения и переживания, а не гипотетический мир, спрятанный «за кулисами».

Однако в интересе к тому, что в действительности может стоять за миром, доступным нам в ощущениях, нет ничего нового. Философы задаются подобными вопросами на протяжении многих веков.

Автор фото, Mike Agliolo/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

С нашей точки зрения, квантовый мир нелогичен

Еще Платон полагал, что принимаемое нами за реальность может быть лишь тенями, проецируемыми на стену пещеры.

Согласно Иммануилу Канту, хотя некая «вещь в себе», лежащая в основе воспринимаемых нами образов, и может существовать, познать ее нам не дано.

Знаменитая фраза Рене Декарта «Мыслю, следовательно, существую» означает, что способность к мышлению — единственный четкий критерий существования.

Концепция «мира как симуляции» преподносит эту старую философскую проблему в современной высокотехнологичной обертке, и в том нет большой беды.

Как и многие другие парадоксы философии, она заставляет нас критически взглянуть на некоторые укоренившиеся представления.

Но до тех пор, пока мы не сможем убедительно доказать, что намеренное разведение «реальности» и испытываемых нами ощущений от нее приводит к очевидным различиям в нашем поведении или в наблюдаемых нами явлениях, наше понимание реальности не изменится каким-либо существенным образом.

В начале XVIII века английский философ Джордж Беркли утверждал, что мир является иллюзией. На что его критик, писатель Сэмюэль Джонсон, воскликнул: «Вот мое опровержение!» — и пнул ногой камень.

На самом деле Джонсон не опроверг этим Беркли. Но его ответ на подобные утверждения, возможно, был самым правильным из возможных.

Соединение реального и виртуального мира через игры

Адриан Дэвид Чеок
Гох Кок Хви
Лю Вэй
Джейсон Тео
Тео Сзе Ли
Фарзам Фарбиз
Ли Шанг Пинг

Доклад конференции 9004

1
Цитаты
Бег 3,6 км
Загрузки

Часть
IFIP Международная федерация обработки информации
книжная серия (IFIPAICT, том 156)

Abstract

В этой статье представлены две новые интерактивные игровые развлекательные системы, названные Human Pacman и Touch, разнесенные на разные расстояния, которые позволяют без труда встроить естественный физический мир в фантастическую виртуальную игровую площадку, используя мобильные вычисления и беспроводную локальную сеть. , повсеместные вычисления и технологии отслеживания движения.Мы можем легко подключить виртуальный компьютерный мир к нашему реальному с помощью этих игровых систем. Human Pacman и Touch space представляют собой физическую ролевую компьютерную фэнтези с дополненной реальностью вместе с реальными человеческими, социальными и мобильными играми. Они возвращают человеческое прикосновение и физическое взаимодействие в реальную среду в качестве основных элементов игрового процесса, сохраняя при этом захватывающие фэнтезийные особенности традиционных компьютерных развлечений. Он подчеркивает сотрудничество и соревнование между игроками в большом помещении и на открытом воздухе, что обеспечивает естественные движения человека и тела на обширной территории.

Ключевые слова

Сотрудничество Физическое взаимодействие Социальные вычисления Носимые вычисления Материальное взаимодействие Повсеместные вычисления

Скачать

прочитать полный текст доклада конференции

Информация об авторских правах

Авторы и членство

Адриан Дэвид Чеок
Го Кок Хви
Лю Вэй
Джейсон Тео
Тео Сзе Ли
Фарзам Фарбиз
Ли Шанг Пинг

1.Лаборатория смешанной реальности Национальный университет Сингапура

(PDF) Различия между реальным и виртуальным миром

Proceedings 2020, 47, 35 5 из 6

Выводная концепция представления Суареса сосредоточена в основном на умениях и возможностях вывода

[8] (стр.773). Как симуляция реальности, виртуальный мир позволяет пользователю сделать

выводов и проверить их виртуально; кроме того, выводы применимы к реальности, и пользователь

может снова проверить выводы в реальном мире.Это означает, что виртуальный мир позволяет и гарантирует

агентам делать определенные выводы о реальности. Использование виртуальной реальности в моделировании вождения

является одним из хороших примеров этого. Согласно выводам Суареса, виртуальный мир, отвечающий

двум требованиям, несомненно, представляет реальный мир.

Основываясь на выводе Суареса о репрезентации, Контесса проводит различие между обозначением

, эпистемической репрезентацией и точной эпистемической репрезентацией, а также обрисовывает в общих чертах интерпретационный отчет об эпистемической репрезентации

.Согласно интерпретационной концепции эпистемического представления

, определенная модель / сценарий является эпистемическим представлением определенной цели

(для определенного пользователя) тогда и только тогда, когда пользователь принимает интерпретацию модели / сценария в терминах из

мишень [9] (с. 57). Исследователи модели виртуальной реальности принимают модель в целом, чтобы обозначить реальный мир

, принимают некоторые компоненты модели для обозначения некоторых компонентов реального мира,

и принимают некоторые свойства и отношения среди объектов в модели для обозначения

свойств и отношений между соответствующими объектами в реальном мире.Таким образом, пользователи виртуального мира

могут делать выводы из виртуального мира в реальный, а виртуальный мир — это

эпистемических представлений аспектов определенных систем в мире.

В свете идей Суареса и других агентно-центрированные подходы сочетаются с

предметными представлениями, которые называются агентными версиями основных счетов. Наиболее важные

просмотров этих аккаунтов разработаны ван Фраассеном и Гиером.Ван Фраассен придерживается точки зрения

агент-ориентированного изоморфизма [10] (стр. 23, 309). Гьер, однако, изменяет двухзначное отношение на

на четырехзначное: «S использует X для представления W для целей P» [11] (стр. 743), так что репрезентативное отношение

не является объективным. или существенные отношения в мире, но определенные характерные особенности

, выбранные учеными, которые похожи на целевую систему в его акте использования ее в качестве репрезентации.

Операционная система виртуального вождения может показать, что сходство между моделью и целью

устанавливается в процессе вождения, который зависит от текущих обстоятельств, включая интересы

пользователя. Следовательно, модель и виртуальный мир являются представлениями реального мира

в соответствии с основанным на агентах изоморфизмом или счетами подобия.

Основываясь на теориях научного представления, можно утверждать, что виртуальный мир — это

репрезентация реальности.

Финансирование: Это исследование финансировалось Национальным фондом социальных наук Китая, грант № 17FZX050 и

, Национальным фондом социальных наук «Основные проекты Китая», грант № 18ZDA027.

Благодарности: Я хотел бы поблагодарить Джеймса Макаллистера за его ответственное руководство и полезные комментарии

к предыдущим версиям этой статьи.

Конфликт интересов: Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы

1.Хайм М. Метафизика виртуальной реальности; Oxford University Press: Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1993; С. 109–

, 116.

2. Чжай, З. Онтологическое равенство виртуальной и естественной реальности (на китайском языке). Филос. Res. 2001, 6,

62–71.

3. Ву К. Противоречие по вопросам философии информации; Xi’an Jiaotong Univerisity Press: Сиань, Китай, 2008 г .;

с. 309–319. (На китайском языке)

4. Патнэм, Х. Причина, истина и история; Издательство Кембриджского университета: Кембридж, Великобритания, 1981; стр.5–21.

5. Чакравартти, А. Информационные и функциональные теории научного представления. Synthese 2010, 199,

197–213.

6. Van Fraassen, B.C. Научный образ; Издательство Оксфордского университета: Оксфорд, Великобритания, 1980; С. 41–69.

7. Hughes, R.I.G. Модели и представления. Филос. Sci. 1996, 64, S325 – S336.

8. Суарес, М. Выводная концепция научного представления. Филос. Sci. 2004, 71, 767–779.

Как виртуальный мир влияет на нашу реальную жизнь

Мнения, высказанные предпринимателями, участников являются их собственными.

Вы читаете Entrepreneur India, международную франшизу Entrepreneur Media.

Одна из самых захватывающих технологий нашего времени, виртуальная реальность — это полностью смоделированная реальность, которая создается компьютерными системами с использованием цифровых форматов. Использование виртуальной реальности в нашей повседневной жизни оказало заметное социальное и психологическое воздействие, включая наши представления о семье, религии, личном опыте и т. Д. Нет сомнений в том, что виртуальная реальность делает многие импульсы доступными для мгновенного виртуального удовлетворения без немедленного политического удовлетворения. , социальные или правовые последствия.Действительно, в виртуальном мире нет «закона» или «порядка», и люди могут жить так, как хотят. Но влияет ли это также на то, как мы ведем себя или взаимодействуем в реальном мире?

Shutterstock

Виртуальные двойники

С цифровым представлением людей понятие двойника внезапно превратилось в научную литературу. Например, в новых выпусках FIFA — всемирно известной футбольной видеоигры игроки могут загружать свои фотографии с изображением лица персонажа.Впоследствии с помощью игровых контроллеров игроки могут создавать своих виртуальных клонов и жить жизнью звезд спорта, пережить замечательные события и т. Д.

Психологические теории предполагают, что есть определенные последствия для людей после встречи с их виртуальными двойниками. Согласно классической «теории социального обучения», разработанной Альбертом Бандурой в конце 1970-х годов, люди обычно имитируют поведение, которое, как они видят, выполняют другие. Например, подросток может узнать, как ведет себя группа друзей, с которыми ему нравится проводить время.Фактически, исследователи продемонстрировали, что чем больше цель похожа на наблюдателя, тем больше вероятность, что наблюдатель имитирует эту цель. Люди с большей вероятностью будут подражать поведению других людей того же пола, расы, возраста или тех, кто вместе разделяет их мнение. Кроме того, в виртуальной реальности просто увидеть, как вы выполняете какое-то действие, это может иметь огромное влияние на изменение поведения и памяти. Учитывая, что виртуальное поведение контролируется компьютерными программистами и аниматорами, последствия могут быть ужасными.

В известном сериале «Черное зеркало» есть ряд эпизодов, в которых рассматриваются такие психологические последствия виртуальной реальности. В одном из недавних эпизодов рассказывается о времени, когда людей больше характеризует их виртуальный «аватар» и оценки, которые они получают от других, что очень похоже на оценку, которую вы даете своему водителю Uber после завершения поездки. Представьте себе будущее, в котором тысячи событий день за днем происходят виртуально. Подумайте о первых минутах после пробуждения от особенно резонансного сна или о том первом приступе неловкости при разговоре с человеком, о котором вы мечтали накануне вечером.Будь то упражнения и похудание или наблюдение за тем, как мы рекламируем товары в виртуальной реальности, замечательная способность этой технологии изменять наши собственные представления и убеждения о нас самих делает «виртуальную реальность» более реальной, чем «реальность» сама по себе.

Самовосприятие

Нет никаких сомнений в том, что наше поколение стало глубоко осознавать самих себя. Например, ожирение, возможно, является одной из самых серьезных проблем, стоящих перед здоровьем населения Соединенных Штатов.В Соединенных Штатах похудание — одна из самых востребованных целей, но также и одна из самых труднодостижимых. Однако в виртуальной реальности похудеть так же просто, как нажатием клавиши. Можем ли мы увидеть какие-либо связанные с этим психологические эффекты в мире, где все красивы?

В виртуальном мире, где идеальные тела не только свободны, но и являются нормой, психологические последствия физического изгоя значительно усугубляются. Например, аватар с фактически «ожирением» может оказать заметное влияние на ваше восприятие и изменить то, как вы воспринимаете себя.Эту идею виртуальной идентичности можно распространить и на расу, хотя концепция виртуальной расы непроста. В исследовании, проведенном психологами, когда белым людям приписывались «черные» аватары, чтобы уменьшить расовую дискриминацию, позволяя им ходить в шкуре «черного» человека, исследователи обнаружили прямо противоположное, с повышенной степенью расизма среди населения. предметы исследования.

В общем, виртуальные миры предлагают беспрецедентную возможность отделить людей от их физической идентичности и разыграть ролевые игры различными способами.Однако ролевые игры не являются «бесплатными» и на самом деле имеют последствия не только для поведения в сети, но и для поведения, перенесенного в физический мир.

Частный опыт

Развитие человеческого поведения — это результат тысячелетней поэтапной эволюции, при которой определенные правила оставались основополагающими на протяжении всей нашей истории. Например, ранее мы обсуждали далеко идущие эффекты мгновенного удовлетворения в виртуальной реальности. Однако продолжающееся воздействие такого удовлетворения может изменить толерантность людей, испытывающих отсроченное удовлетворение в реальном мире.Исследования показывают, что насильственные действия в виртуальном мире могут привести к усилению агрессивного поведения и в реальном мире. Кроме того, распространение «виртуальной порнографии» для удовлетворения сексуальных желаний может также привести к негативным социальным последствиям, таким как растормаживание, супружеская верность, снижение чувствительности, ложные ожидания и т. Д. Хуже того, это также может привести к ухудшению социальных отношений в реальности.

Таким образом, необходимо оценить огромное психосоциальное влияние виртуальной реальности на нашу социальную жизнь.Хотя технология обещает лучшее будущее, она также несет с собой некоторые побочные эффекты. Поэтому социологи, эксперты в области законодательства и инженеры должны уделять должное внимание и принимать контрмеры. Некоторые решения могут включать в себя лицензирование пользователей, обновление программного обеспечения и т. Д. Однако влияние VR на реальную жизнь ни в коем случае не должно восприниматься как должное.

Виртуальная реальность лучше, чем реальный мир для обучения?

13 октября 2018 г.

Автор: Ван Тон-Куинливан

Автор: Ван Тон-Куинливан,

Представитель IFTF в резиденции

Я не специалист по виртуальной реальности и не геймер, но мне очень интересно узнать, какие впечатления предлагает виртуальная реальность.Особенно когда дело касается обучения. Это привело меня к участию в дискуссии, посвященной передовым моделям поведения в виртуальном мире, которую вел Тоши Ху, директор лаборатории новых медиа в Институте будущего (IFTF).

Мы были на ежегодном мероприятии IFTF «Десятилетний прогноз» при поддержке Future 50 Partnership, которое проводилось здесь, в самом сердце Кремниевой долины. Тоши собрал группу ораторов, состоящую из смешанных средств массовой информации — двое из них выступали в качестве своих аватаров и разработали виртуальные репрезентации, похожие на видеоигры, которые перемещались синхронно с ними в реальном мире.

Если участник дискуссии поднимал руку, аватар поднимал руку. Когда участник дискуссии открыл рот, чтобы что-то сказать, аватар тоже. Те, кто видел книгу Стивена Спилберга Ready Player One, о вселенной виртуальной реальности, действие которой происходит в 2045 году, понимают, о чем я. Аудитория более 300 человек могла испытать то, что Тоши видел из своей гарнитуры Oculus на большом экране, когда он брал интервью у аватаров. Это был мой первый опыт работы с социальной виртуальной реальностью.

Когда я рассказал своему 16-летнему сыну, обычному подростку, который вырос, создавая виртуальные миры в Minecraft, то, что я увидел, он ответил: «Зачем кому-то жить в реальном мире, а не в виртуальном мире?»

В виртуальном мире вы решаете, как вы хотите выглядеть, и все, что вы хотите изменить, можно изменить одним щелчком мыши.А поскольку деньги не имеют значения, вы можете одевать и украшать свое пространство именно так, как хотите, без фактического потребления ресурсов. В отличие от реального мира, вы можете общаться с друзьями-аватарами из любого места, поскольку нет ограничений по географической близости.

Мой сын утверждал, что виртуальный мир скорее освобождает, не говоря уже о том, что он способствует уменьшению углеродного следа в мире.

Хммм. Он может что-то понять. Но то, что я имел в виду, было не совсем то же самое, что и мой сын.

Что вызвало у меня интерес, так это то, что виртуальная реальность — это место, где можно получить иммерсивный опыт в реальной жизни в любой точке мира.Один из вопросов, на который я пытаюсь ответить во время своей резидентуры в IFTF, — какие методы наиболее перспективны для сокращения времени обучения, чтобы учащийся мог лучше идти в ногу со скоростью изменений и работать с машинами? Я добавляю VR в список.

Глобализация и оцифровка трансформируют потребности бизнеса и персонала, и взрослые сотрудники все чаще нуждаются в повышении квалификации, переподготовке и повышении квалификации, чтобы удерживать, находить и продвигаться на работе. VR может изменить правила игры, когда дело доходит до обучения и тренировок.

Создание аватара и обучение на дому или на работе снимают стигму или беспокойство, которые могут возникнуть у человека в возрасте 40, 50 или 60 лет по поводу возвращения в школу. Это также позволяет размещать сотрудников в реальной рабочей среде из любой точки мира, чтобы они могли учиться на практике — без трудностей, связанных с воспроизведением и воспроизведением рабочего места.

Компании подхватили эту концепцию и используют технологии виртуальной реальности для повышения квалификации и обучения персонала.STRIVR сотрудничает с Walmart, чтобы помочь обучать сотрудников по всей Северной Америке, распространяя 17 000 гарнитур Oculus Go для обучения персонала. Кроме того, существует меньше рисков, если практиковать в VR что-то, что может быть опасно в реальном мире, где у сотрудников может не быть возможности попробовать это в противном случае.

Методика обучения персонала устарела. IFTF только что выпустила новый отчет « AI Forces Shaping Work & Learning in 2030 », посвященный будущей экосистеме «работа + обучение».А недавно Accenture выпустила It’s Learning. Just Not As We Know It , который показывает, что сегодняшние системы образования и обучения не удовлетворяют текущий спрос на навыки, не говоря уже о новых требованиях завтрашнего дня.

Нам нужно вооружить людей, чтобы они были более устойчивыми в мире, основанном на технологиях, так почему бы не обратиться к технологиям, чтобы сделать это?

Ван Тон-Куинливан — исполнительный директор Института будущего и

Исполнительный вице-канцлер по кадрам и цифровому будущему в Калифорнийских общественных колледжах.@WorkforceVan

Воплощенная виртуальная реальность для изучения реального моторного обучения

Abstract

Литература по моторному обучению фокусируется на простых лабораторных задачах из-за их управляемости и легкости применения манипуляций для стимулирования обучения и адаптации. Недавно мы представили парадигму бильярда и продемонстрировали возможность реальной нейробиологии с использованием носимых устройств для естественного отслеживания движений всего тела и визуализации мобильного мозга.Здесь мы разработали воплощенную среду виртуальной реальности (VR) в соответствии с нашей парадигмой реального бильярда, которая позволяет контролировать визуальную обратную связь для этой сложной реальной задачи, сохраняя при этом ощущение воплощения. Установка была проверена путем сравнения траекторий реальных шаров с траекториями виртуальных шаров, рассчитанными физическим движком. Затем мы запустили наш протокол краткосрочного моторного обучения в воплощенной виртуальной реальности. Испытуемые играли в бильярд, когда они держали физический кий и ударяли физическим шаром о стол, видя все это в виртуальной реальности.Мы обнаружили, что краткосрочные тенденции моторного обучения в воплощенной виртуальной реальности сопоставимы с теми, о которых мы ранее сообщали в реальной физической задаче. Embodied VR может использоваться для обучения реальным задачам в строго контролируемой среде, что позволяет применять визуальные манипуляции, обычные в лабораторных задачах и реабилитации, к реальным задачам для всего тела. Воплощенная виртуальная реальность позволяет манипулировать обратной связью и применять возмущения, чтобы изолировать и оценивать взаимодействия между конкретными компонентами моторного обучения, что позволяет решать текущие вопросы моторного обучения в реальных задачах.Такая установка потенциально может быть использована для реабилитации, где VR набирает популярность, но перенос в реальный мир в настоящее время ограничен, предположительно из-за отсутствия воплощения.

Образец цитирования: Хаар С., Сундар Дж., Фейсал А.А. (2021) Воплощенная виртуальная реальность для изучения реального моторного обучения. PLoS ONE 16 (1):
e0245717.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245717

Редактор: Марк Х. de Lussanet, Университет Мюнстера, ГЕРМАНИЯ

Поступила: 29 апреля 2020 г .; Одобрена: 6 января 2021 г .; Опубликован: 27 января 2021 г.

Авторские права: © 2021 Haar et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все файлы данных депонированы на figshare. Данные DOI: 10.6084 / m9.figshare.13553606.

Финансирование: Исследование проводилось при финансовой поддержке Международной стипендии Королевского общества и Кона (https: // royalsociety.org / grants-scheme-awards / grants / newton-international /; NF170650; SH & AAF). Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Введение

Моторное обучение — ключевая особенность нашего развития и нашей повседневной жизни, от обучения младенцев ползанию до взрослых, обучающихся ремеслам или спорту, или прохождения реабилитации после травмы или инсульта.Это сложный процесс, который включает в себя движение со многими степенями свободы (DoF) и множественные механизмы обучения. Тем не менее, большая часть литературы по моторному обучению фокусируется на простых лабораторных задачах с ограниченной глубиной резкости. Ключевым преимуществом этих задач (сделавшим их столь популярными) является возможность применять строго контролируемые манипуляции. Эти манипуляции могут быть тактильным возмущением, когда робот-манипуландум толкает субъектов в направлении, отличном от их предполагаемого движения, например, при адаптации силового поля [e.грамм. 1–4]. В качестве альтернативы, это может быть визуальная манипуляция, при которой объект, представляющий конечный эффектор субъекта, движется в другом направлении, скорости или величине, чем сам конечный эффектор, например, при адаптации зрительно-моторного вращения [например, 5–9]. Кроме того, к обратной связи можно применять визуальные манипуляции, добавляя задержки [10–13] или показывая онлайн-обратную связь полной траектории движения, а не только конечной точки для знания результатов [например, 14–16]. Эти манипуляции позволяют выделить определенные компоненты движения / обучения и установить причинно-следственную связь.

В отличие от лабораторных задач, реальные нейробиологические подходы изучают нейроповеденческие процессы в естественных поведенческих условиях [17–20]. Недавно мы представили натуралистическую парадигму обучения моторики в реальном мире, используя носимые устройства для отслеживания движений всего тела и ЭЭГ для мобильной визуализации мозга, в то же время заставляя людей выполнять реальные реальные задачи, например, играть в соревновательный вид спорта — бильярд за бильярдным столом [21 , 22]. Мы показали, что краткосрочное моторное обучение — это процесс всего тела, который включает в себя несколько механизмов обучения, и разные предметы могут предпочесть один другому.Хотя изучение реальных задач приближает нас к пониманию реального моторного обучения, ему не хватает ключевого преимущества лабораторных игрушечных задач, строго контролируемых манипуляций с известными переменными.

Для механистического изучения человеческого мозга и познания в реальных задачах мы должны иметь возможность вводить причинные манипуляции. Это побудило нас разработать и оценить реальную парадигму моторного обучения, используя новую экспериментальную схему: использование виртуальной реальности (VR [23, см. Обзор 24]) для применения контролируемых визуальных манипуляций в реальной задаче.Виртуальная реальность имеет очевидные преимущества, такие как простота управления повторением, обратная связь и мотивация, а также общие преимущества с точки зрения безопасности, времени, пространства, оборудования, экономической эффективности и простоты документации [25, 26]. Таким образом, его обычно используют при реабилитации после инсульта [27, 28] или травмы головного мозга [29, 30], а также при болезни Паркинсона [31, 32]. В простых парадигмах моторного обучения, основанных на сенсомоторной лаборатории, обучение в виртуальной реальности показало результаты, эквивалентные результатам реального обучения [33–35], хотя адаптация в виртуальной реальности, по-видимому, больше зависит от явных / когнитивных стратегий [35].

Хотя виртуальная реальность хороша для визуального погружения, ей часто не хватает чувства воплощения — чувств, связанных с пребыванием внутри, обладанием телом и контролем над ним [36]. Чувство воплощения требует чувства собственного местоположения, свободы воли и владения телом [37–39]. Это исследование направлено на создание и проверку воплощенной виртуальной реальности (EVR) для реального моторного обучения. Т.е. Среда виртуальной реальности, в которой все объекты, которые субъекты видят и с которыми взаимодействуют, являются физическими объектами, которые они могут физически ощущать.Это соответствует рабочему определению воплощения через поведение, которое представляет собой способность обрабатывать сенсомоторную информацию с помощью технологий таким же образом, как и свойства частей собственного тела [40]. Такая установка EVR позволила бы применять строго контролируемые манипуляции в реальной задаче. Мы разрабатываем EVR в соответствии с нашей парадигмой бильярда [21], синхронизируя положения реальных объектов бильярда (стол, кий, шары) в среде виртуальной реальности с помощью захвата движения на основе оптического маркера.Чтобы быть ясным, наша среда виртуальной реальности была представлена одновременно и достоверно сопоставлена с реальной средой, пользователь, смотрящий на бильярдный стол с кием, таким образом, увидел бы бильярдный стол и кий в одном и том же месте в поле зрения, если бы их гарнитура VR надета или снята. Таким образом, участник может играть физическим кием и физическим шаром на физическом бильярдном столе, видя мир с той же точки зрения в виртуальной реальности (см. Дополнительное видео или https://youtu.be/m68_UYkMbSk).Мы запустили наш экспериментальный протокол реального бильярда в этом новом EVR, чтобы изучить сходства и различия в краткосрочном моторном обучении между реальной парадигмой и ее макетом EVR.

Методы

Экспериментальная установка

Наша экспериментальная установка EVR (рис. 1A) объединяет виртуальную среду и реальную среду, которые представлены одновременно и согласованно. Он состоит из реальной среды физического бильярдного стола, VR-среды того же бильярдного стола (рис. 1B) и систем оптического захвата движения для связи между двумя средами (рис. 1C).Положения виртуального бильярдного стола и шаров, которые испытуемые видели в VR, согласовывались с их соответствующими положениями в реальном мире во время калибровки, а траектория кия передавалась в VR. Это позволяло испытуемым физически участвовать в задаче VR и видеть свои реальные действия и взаимодействия с мячом и бильярдным кием, достоверно согласованными в VR. Эта установка позволяет применять экспериментальные уловки (которые обычны в лабораторных задачах, но обычно невозможны в реальном мире) к реальной задаче (например,грамм. масштабирование, увеличение или уменьшение скорости мяча или отклонение направления до цели, добавление задержки или скрытие траектории мяча).

Рис. 1. Экспериментальная установка и калибровка.

( A ) 10 здоровых правшей выполнили 300 повторных попыток бильярдных ударов в воплощенной виртуальной реальности (EVR). Зеленые стрелки отмечают маркеры захвата движения, используемые для отслеживания и потоковой передачи движения палочки в среду EVR ( B ) Просмотр сцены в EVR. Испытуемые были проинструктированы ударить по битку (белый), который был физическим шаром на столе (в A), чтобы попытаться выстрелить виртуальным целевым шаром (красный) в дальний левый угол.( C ) Для калибровки среды маркеры MoCap были прикреплены к контроллерам HTC Vive, которые были помещены в карманы бильярдного стола с дополнительным маркером соло в положении битка.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245717.g001

Реальные объекты включали тот же бильярдный стол, биток, целевой шар и кий, которые использовались в нашем исследовании бильярда в реальном мире [21] . Субъекты не могли ничего видеть в реальном мире; они могли видеть только виртуальную проекцию игровых объектов.Однако они могли получать тактильную обратную связь от объектов, взаимодействуя с ними.

Система Optitrack с 4 камерами захвата движения (Prime 13W) и программное обеспечение Motiv были использованы (все произведены Natural Point Inc., Корваллис, Орегон) для передачи положения реального кия в виртуальную реальность с помощью 4 маркеров на бильярдный кий (рис. 1А). Положение каждого маркера передавалось в Unity3d с помощью плагина NATNET Optitrack Unity3d Client и связанного скрипта клиента потоковой передачи Optitrack, отредактированного для приложения.Позиции были преобразованы из среды Optitrack в среду Unity3d с помощью матрицы преобразования, полученной во время калибровки. Затем актив кий был реконструирован в виртуальной реальности с использованием известных геометрических величин положения кия и маркеров (рис. 1B). Размещение маркеров на кий-джойстике, а также положение и ориентация камер были ключевыми для обеспечения последовательного отслеживания маркеров и точного управления в виртуальной реальности без значительного ограничения движения объекта.Вращение кия или положение объекта могут мешать прямой видимости между маркерами на кии и камерами. Таким образом, чтобы предотвратить ошибки в отслеживании меток, если маркеры не отслеживаются, метка исчезает из визуальной сцены до тех пор, пока не будет возобновлено правильное отслеживание.

В качестве головного дисплея использовался HTC Vive Pro (HTC, Xindian, Тайвань). Система HTC Vive включает в себя две базовые станции, которые образуют систему слежения за маяком, излучающую синхронизированные инфракрасные импульсы, которые улавливаются гарнитурой и контроллерами.Здесь контроллеры использовались только для калибровки среды (см. Ниже). Частота кадров для дисплея VR составляла 90 Гц. Среда виртуального бильярда была создана с помощью физического движка Unity3d (Unity Technologies, Сан-Франциско, Калифорния). Ресурсы Unity3d (бильярдный стол, кий, шары) были взяты из проекта Unity3d с открытым исходным кодом [41] и масштабированы в соответствии с размерами реальных объектов. Сценарии, разработанные на C # для управления взаимодействиями игровых объектов, применения физики и записи данных. Программное обеспечение Unity3d использовалось для разработки пользовательской физики игровых столкновений.Сила столкновения битка и битка в Unity3d рассчитывается по средней скорости и направлению движения кия за 10 кадров (~ 0,11 секунды) до контакта. Сенсорная и слуховая обратная связь исходит от реальных объектов для этого первоначального столкновения. Столкновение битка с целевым шаром жестко закодировано как совершенно неупругое столкновение. Во время этого столкновения на наушники Vive издается звуковой эффект бильярдного шара. Движок Unity3d по умолчанию использовался для динамики мяча с определенными параметрами массы и трения, настроенными так, чтобы они максимально соответствовали поведению мяча в реальном мире.Для проверки физики игры физический биток на бильярдном столе отслеживался с помощью высокоскоростной камеры (Dalsa Genie Nano, Teledyne DALSA, Ватерлоо, Онтарио), и его траектории сравнивались с траекториями шара VR.

Для калибровки среды «ось Y» была установлена прямо вверх (ортогональна плоскости земли) как в средах Unity3d, так и в Optitrack во время их соответствующих начальных калибровок. Это позволяет нам требовать только двухмерное (x-z) преобразование между средами, используя линейное соотношение для масштабирования высоты.Матрица преобразования была определена путем сопоставления позиций известных координат в средах Unity3d и Optitrack. Мы прикрепили маркеры к контроллерам Vive и во время режима калибровки установили их в угловые карманы стола и поместили одиночный маркер в положение битка (рис. 1C), чтобы вычислить матрицу преобразования, а также положение и масштаб реального мировая таблица. Эта матрица преобразования затем использовалась для преобразования точек из среды Optitrack в пространство Unity3d.

Отслеживание бильярдного шара

Мы проверяем надежность траекторий виртуальных шаров в EVR, сравнивая их с траекториями реальных шаров во время того же выстрела. Движение настоящих мячей на бильярдном столе отслеживалось с помощью системы компьютерного зрения, установленной под потолком (Genie Nano C1280 Color Camera, Teledyne Dalsa, Waterloo, Canada), с разрешением 752×444 пикселей и частотой 200 Гц. Видеозаписи с изображениями были записаны и проанализированы с помощью нашего специального программного обеспечения, написанного для реальной парадигмы [21, 22].Отслеживание мяча использовалось только для автономной проверки надежности траекторий виртуальных мячей в EVR. Во время эксперимента мяч ставился на разметку на столе. Отмеченное место слегка утонуло в ткани, поэтому позиционирование было очень точным. Следует также отметить, что точность физического положения мяча была важна только для тактильной обратной связи мяча, а не для траектории мяча, которая рассчитывалась физическим движком игры с использованием положения виртуального мяча.

Опытный образец

10 здоровых правшей-добровольцев с нормальной или скорректированной остротой зрения (4 женщины и 6 мужчин в возрасте 24 ± 2 года) приняли участие в исследовании в соответствии с экспериментальным протоколом, разработанным Haar et al [21]. Все экспериментальные процедуры были одобрены Комитетом по этике исследований Имперского колледжа и выполнялись в соответствии с Хельсинкской декларацией. Все добровольцы дали информированное согласие до участия в исследовании. Добровольцы, которые практически не имели опыта игры в бильярд, выполнили 300 повторных попыток в установке EVR, где биток (белый) и целевой шар (красный) были помещены в одни и те же места, и испытуемого просили стрелять в целевой мяч в сторону лузы в дальнем левом углу (рис. 1B).Испытания VR закончились, когда скорости мяча упали ниже порогового значения, а следующее испытание началось, когда испытуемый переместил кончик кия на заданное расстояние от начальной позиции битка. Испытания были разделены на 6 серий по 50 испытаний с небольшим перерывом между ними. Для анализа данных мы дополнительно разбили каждый набор на два блока по 25 испытаний в каждом, в результате получилось 12 блоков. В течение всего краткосрочного процесса моторного обучения мы записывали движения всего тела испытуемых с помощью «костюма» отслеживания движений из 17 беспроводных инерциальных измерительных устройств (IMU).Движение всех игровых объектов в Unity3d (особенно траектории шара и кия относительно стола) фиксировалось в каждом кадре с частотой дискретизации 90 Гц.

Отслеживание движения всего тела

Кинематические данные были записаны при 60 Гц с использованием носимого «костюма» отслеживания движения из 17 беспроводных IMU (Xsens MVN Awinda, Xsens Technologies BV, Энсхеде, Нидерланды). Сбор данных осуществлялся через графический интерфейс (MVN Analyze, Xsens Technologies BV, Ensched, Нидерланды). Углы суставов и данные положения Xsens были экспортированы в виде файлов XML и проанализированы с помощью специального программного обеспечения, написанного в MATLAB (R2017a, The MathWorks, Inc., Массачусетс, США). Кинематика всего тела Xsens была извлечена в углах суставов с 3 степенями свободы для каждого сустава, что соответствовало рекомендациям Международного общества биомеханики (ISB) для извлечения углов Эйлера Z (сгибание / разгибание), X (отведение / приведение) Y ( внутреннее / внешнее вращение).

Анализ профилей скорости движения

На основе данных датчика мы извлекли профили угловой скорости всех суставов во всех испытаниях. Мы проанализировали профили угловой скорости суставов вместо распределения вероятностей абсолютного угла сустава, поскольку последние более чувствительны к дрейфу в датчиках.Ранее мы показали, что вероятностные распределения угловых скоростей суставов более инвариантны, чем распределения углов суставов, предполагая, что это воспроизводимые особенности между субъектами в естественном поведении [42]. В текущей задаче эта надежность довольно интуитивно понятна: все испытуемые стояли перед одним и тем же бильярдным столом и использовали одну и ту же кий, таким образом, размер тела испытуемых влиял на распределение углов их суставов (более высокие испытуемые с более длинными руками должны были больше сгибаться в сторону. стол и сгибают их в локтях меньше, чем у более низких испытуемых с более короткими конечностями), но не распределения вероятностей угловой скорости суставов [21].Мы определили пик испытания как пик средней абсолютной скорости по степеням свободы правого плеча и правого локтя. Мы выровняли все испытания вокруг пика испытания и обрезали окно в 1 секунду вокруг пика для анализа углов суставов и профилей скорости.

Выполнение задания и показатели обучения

Выполнение задачи измерялось методом пробной ошибки, которая определялась как абсолютная угловая разница между направлением вектора движения целевого мяча и желаемым направлением для приземления целевого шара в центре лузы.Уменьшение количества ошибок по сравнению с испытаниями — самый явный признак обучения в задаче. Для расчета показателей успешности и вариабельности между испытаниями испытания были разделены на блоки по 25 испытаний в каждом (каждый экспериментальный набор из 50 испытаний был разделен на два блока для увеличения разрешения). Показатель успешности в каждом блоке определялся соотношением успешных попыток (при которых мяч попал в лузу). Чтобы повысить надежность и учесть выбросы, мы установили ошибки в каждом блоке с помощью t-распределения и использовали параметры местоположения и масштаба (μ и σ) в качестве центра блоков и мер изменчивости.Чтобы скорректировать обучение, происходящее внутри блока, мы также вычислили скорректированную межпробную изменчивость [21], которая представляла собой межпробную изменчивость по остаткам от линии регрессии, подогнанной к направлению мяча в каждом блоке.

Для количественной оценки структуры изменчивости движения тела в рамках исследования мы используем обобщенную дисперсию, которая является детерминантом ковариационной матрицы [43] и интуитивно связана с многомерным разбросом точек данных вокруг их среднего значения.Мы измерили обобщенную дисперсию профилей скорости всех суставов в каждом испытании, чтобы увидеть, как она изменяется при обучении в задаче EVR по сравнению с реальной задачей [21]. Чтобы изучить сложность движения тела, которая определялась количеством степеней свободы, используемых испытуемым, мы применили анализ главных компонентов (PCA) по суставам для профилей скорости на испытание для каждого испытуемого и использовали количество ПК, которые объясняют больше. более 1% дисперсии для количественной оценки степеней свободы в каждом пробном движении [21].Мы также рассчитали сложность манипуляций, предложенную Беличем и Фейсалом [44] как способ количественной оценки сложности для заданного количества ПК в фиксированной шкале (C = 1 означает, что все ПК вносят одинаковый вклад, а C = 0, если один ПК объясняет всю изменчивость данных).

В качестве меры выполнения задачи в пространстве тела были рассчитаны расстояния корреляции (один минус коэффициент корреляции Пирсона) между профилем скорости каждого сустава в каждом испытании и профилями скорости этого сустава во всех успешных испытаниях.Минимум этих расстояний корреляции дает единственную меру погрешности профиля скорости (VPE) для каждого сустава в каждом испытании [21]. Несмотря на то, что существует несколько комбинаций переменных тела, которые могут привести к успешному выполнению задачи, эта мера определяет расстояние от ближайшего успешного решения, используемого испытуемыми, и, таким образом, обеспечивает показатель, учитывающий избыточность в теле.

Результаты

Наша воплощенная структура виртуальной реальности (EVR) представлена одновременно и достоверно точно отслеживает реальную среду.Мы обнаружили, что игроки могли надежно стрелять (и целиться) в физический шар для пула с помощью физической реплики, при этом их голова и глаза были закрыты, и они видели физическую сцену, визуализированную в виртуальной реальности. Далее мы опишем, во-первых, как мы провели проверку виртуальной и физической реальности с точки зрения выполнения задачи по игре в пул, а затем сообщим о результатах краткосрочных экспериментов по обучению моторики.

Проверка траектории мяча

Чтобы проверить, насколько хорошо бильярдный бросок в EVR похож на тот же самый бросок в реальной жизни, были сопоставлены траектории битка 100 ударов в различных направлениях (-50˚ <ø <50˚, когда 0 - прямолинейно) в двух средах. .Углы битка полностью коррелировали (корреляция Пирсона r = 0,99), а среднеквадратичная ошибка (RMSE) была ниже 3 градусов (RMSE = 2,85). Таким образом, угол виртуального шара в EVR, который определяет производительность в этой бильярдной задаче, очень соответствовал углу реального шара (рис. 2A). Скорости также сильно коррелировали (корреляция Пирсона r = 0,83) между средами, но скорости мяча в VR были немного ниже, чем на реальном бильярдном столе (рис. 2B), что привело к RMSE равному 1.03 м / с.

Рис. 2. Валидация траекторий мяча.

Сравнение встроенного выстрела между реальной траекторией битка (измеренной с помощью высокоскоростной камеры) и виртуальной траекторией мяча (рассчитанной физическим движком VR). Каждый — выстрел. Всего представлено 100 бильярдных выстрелов в различных направлениях (-50˚ <ø <50˚, когда 0 - прямо вперед). ( A ) Уголки для битка. ( B ) Максимальная скорость битка во время каждой попытки. Линия регрессии показана черным цветом, а ее 95% ДИ отмечены пунктирными линиями.Идентификационная линия — светло-серого цвета.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245717.g002

Краткосрочный эксперимент по моторному обучению

Чтобы сравнить обучение бильярду в нашем EVR с обучением в реальной жизни, мы выполнили тот же экспериментальный протокол, что и в [21], и сравнили среднюю успеваемость испытуемых (рис. 3). На рис. 3 пунктирные линии взяты из нашего исследования физического мира, не связанного с виртуальной реальностью [21], в котором использовались идентичный протокол поведения, лабораторные среды, таблица, методы отслеживания и т.д., а сплошные линии — данные EVR из этой работы.Данные физического эксперимента в реальном мире представлены, чтобы упростить качественное сравнение между средами и, таким образом, избежать статистического сравнения между ними. Следуя [21], испытания были разделены на блоки по 25 испытаний в каждом (каждый экспериментальный набор из 50 испытаний был разделен на два блока для увеличения разрешения) для оценки производительности. По блокам наблюдается постепенное уменьшение средней абсолютной ошибки направления (рис. 3A). Хотя этот спад в EVR медленнее и меньше, чем в реальной задаче, за сеанс испытуемые действительно уменьшили свою ошибку на 8.3 ± 2,47 градуса (среднее ± стандартное отклонение), и это снижение было значительным (парный t-критерий p = 0,008). Соответственно, процент успешных попыток увеличивался по блокам (рис. 3B). Прирост успешности в EVR также был ниже, чем в реальной задаче. В течение сеанса участники улучшили свои показатели успешности на 6,2% ± 1,78% (среднее ± SEM), и это увеличение было значительным (парный t-критерий p = 0,007).

Рис. 3. Выполнение задачи в EVR по сравнению с реальным миром.

( A ) Средняя абсолютная ошибка направления мишени, ( B ) Частота успеха, ( C ) изменчивость направления и ( D ) изменчивость направления с поправкой на обучение (см. Текст) .( A-D ) представлены блоками по 25 испытаний. Сплошными линиями показаны характеристики 10 испытуемых в новой среде EVR. Что касается сжатия, то пунктирные линии представляют результативность группы из 30 субъектов в одной парадигме пула в реальном мире (без виртуальной реальности) из нашего предыдущего исследования [21].

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245717.g003

Мы также видим уменьшение межпредметной изменчивости по мере обучения, представленное уменьшением размера полосы ошибок направленной ошибки с течением времени ( Рис 3A).Эти краткосрочные тенденции моторного обучения в отношении ошибок направления и показателей успеха аналогичны тем, о которых сообщается в реальном мире. Тем не менее, существуют явные различия в кривой обучения. В EVR краткосрочное моторное обучение происходит медленнее, чем в реальной задаче, и результаты испытуемых хуже. Наиболее разительное различие между средами заключается в межпробной изменчивости (рис. 3C). В реальной задаче на протяжении всего эксперимента наблюдалось явное снижение межпробной изменчивости, тогда как в EVR мы не видим четкой тенденции.Скорректированная межпробная изменчивость (рис. 3D), рассчитанная для корректировки обучения, происходящего внутри блока [21], также не показала краткосрочной тенденции к двигательному обучению.

Движения всего тела были проанализированы по профилям скорости всех суставов, поскольку они менее чувствительны к потенциальному смещению ИДУ и более устойчивы и воспроизводимы в естественном поведении субъектов и испытаний [21, 42]. Профили скорости различных суставов в EVR показали, что движение происходит в правой руке, как и ожидалось.Профили скорости правой руки показали те же изменения после краткосрочного моторного обучения, что и в реальной задаче. Скорости плеч показали снижение от начальных испытаний к испытаниям плато обучения, что свидетельствует о меньшем движении плеча; в то время как вращение локтя показывает увеличение скорости по мере обучения (рис. 4). Ковариационная матрица профилей скорости различных суставов, усредненная по блокам испытаний всех испытуемых, подчеркивает эту тенденцию. По первому блоку видно, что большая часть вариации движений приходится на правое плечо, в то время как в 9-м блоке (испытания 201–225, начало плато обучения) имеется общая аналогичная структура ковариационной матрицы, но с сильное уменьшение дисперсии плеча и сильное увеличение дисперсии вращения правого локтя (рис. 5А).Эта тенденция аналогична той, что наблюдается в реальной задаче, и даже более устойчива.

Рис. 4. Профили скорости в EVR по сравнению с реальным миром.

Профили скорости с 3 степенями свободы (DoF) для каждого сустава правой руки. Синие линии — это профили во время первого блока (испытания 1–25), а красные линии — это профили скорости после обучения плато во время девятого блока (испытания 201–225). Сплошные линии представляют профили скорости 10 субъектов в новой среде EVR.Для сжатия пунктирными линиями представлены профили скорости группы из 30 субъектов в одной парадигме пула в реальном мире (без VR) из нашего предыдущего исследования [21].

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245717.g004

Рис. 5. Сравнение дисперсии и сложности.

( A ) Ковариационная матрица вариаций профилей скорости суставов правой руки в EVR, усредненная по субъектам и испытаниям по первому, второму и девятому блокам (после плато обучения).( B ) Обобщенная дисперсия (GV) от испытания к испытанию с двойной экспоненциальной аппроксимацией (красная кривая). ( C ) Количество главных компонентов (ПК), которые объясняют более 1% дисперсии профилей скорости всех суставов в одном испытании, с экспоненциальной аппроксимацией (красная кривая). ( D ) Сложность манипуляции (Белич и Фейсал, 2015) с экспоненциальной аппроксимацией (красная кривая). ( B-D ) Среднее значение по всем субъектам во всех испытаниях. Данные усредняются по показателям 10 субъектов в новой среде EVR.Серые точки — это пробные средние для данных EVR. Сплошные красные линии соответствуют кривым для данных EVR. Для сжатия пунктирные линии представляют кривую, подходящую для группы из 30 субъектов в той же парадигме пула в реальном мире (без виртуальной реальности) из нашего предыдущего исследования [21].

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245717.g005

Обобщенная дисперсия (GV; определитель ковариационной матрицы [43]) по профилям скорости всех суставов была ниже в EVR, чем в реальном -world, но продемонстрировал ту же тенденцию: быстро увеличивался в течение первых ~ 30 испытаний, а затем медленно снижался (рис. 5B), что свидетельствует об активном контроле над компромиссом между разведкой и разработкой.Ковариация (рис. 5A) показывает, что изменения GV были вызваны первоначальным увеличением с последующим уменьшением дисперсии правого плеча. Как и в реальном мире, в EVR внутреннее / внешнее вращение правого локтя показало непрерывное увеличение своей дисперсии, которая не соответствовала тенденции GV.

Анализ главных компонентов (PCA) в суставах для профилей скорости на испытание для каждого субъекта показал, что в EVR субъекты использовали больше степеней свободы в своих движениях, чем в реальной задаче (рис. 5C и 5D).Хотя в обеих средах во всех испытаниях ~ 90% дисперсии можно объяснить первым ПК, наблюдается медленный, но постоянный рост количества ПК, которые объясняют более 1% дисперсии профилей скорости суставов ( Рис 5C). Сложность манипуляции, предложенная Беличем и Фейсалом [44] как способ количественной оценки сложности для заданного количества ПК в фиксированной шкале (C = 1 означает, что все ПК вносят одинаковый вклад, а C = 0, если один ПК объясняет всю изменчивость данных ), показали ту же тенденцию (рис. 5D).Это говорит о том, что в обеих средах испытуемые в ходе испытаний использовали больше степеней свободы в своих движениях; а в EVR они использовали немного больше глубины резкости, чем в реальной задаче.

В качестве меры выполнения задачи в пространстве тела мы используем ошибку профиля скорости (VPE), как у Хаара и др. [21]. VPE определяется минимальным расстоянием корреляции (один минус коэффициент корреляции Пирсона) между профилем скорости каждого сустава в каждом испытании и профилями скорости этого сустава во всех успешных испытаниях.Как и в реальном мире, в среде EVR мы также обнаружили, что VPE демонстрирует четкую картину распада по сравнению с испытаниями на экспоненциальной кривой обучения для всех суставов (рис. 6A).

Рис. 6. Обучение суставам.

Ошибка профиля скорости (VPE) и уменьшение межпробной изменчивости по всем суставам в задаче EVR. ( A ) Исследование VPE для всех 3 степеней свободы всех суставов, усредненное по всем субъектам, с экспоненциальной аппроксимацией. Постоянные времени посадки указаны под заголовком.Цветовая кодировка DoF — синий: сгибание / разгибание; красный: отведение / приведение; зеленый: внутреннее / внешнее вращение. ( B ) Межпробная вариабельность VPE (ITV) по блокам из 25 испытаний, усредненная по всем предметам. Данные усредняются по показателям 10 субъектов в новой среде EVR.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245717.g006

Межпробная изменчивость суставных движений также измерялась по VPE в каждом блоке. В отличие от реальной задачи, где обучение проявлялось в уменьшении по сравнению с обучением межпробной изменчивости VPE, в EVR такого распада не было в большинстве суставов (рис. 6B).Это соответствует отсутствию затухания межпробной изменчивости ошибки направления (рис. 3C и 3D).

Обсуждение

В этой статье мы представляем новую реализованную структуру виртуальной реальности, способную обеспечивать контролируемые манипуляции для лучшего изучения естественного моторного обучения в сложной реальной обстановке. Выравнивая объекты реального мира по вертикали и отображая их в среде VR, мы смогли обеспечить проприоцептивную обратную связь реального мира, которая отсутствует в большинстве сред VR, которая должна усилить ощущение погружения и, следовательно, воплощение.Мы демонстрируем сходства и различия между краткосрочным моторным обучением в среде EVR и в реальной среде. Таким образом, теперь мы можем напрямую сравнивать двигательное обучение всего тела в реальной задаче между виртуальной реальностью и реальным миром. Прежде чем перейти к подробному обсуждению наших результатов, мы повторяем мотивацию этой работы, а именно, разработать структуру, позволяющую исследователям нейробиологии использовать наши экспериментальные методы и протоколы для выполнения в реальных задачах причинного вмешательства путем манипулирования визуальной обратной связью.Например, изменение скорости виртуальной реальности, манипулирование восприятием силы при выстреле, изменение обратной связи по ошибке направления мяча с объектом, модулируя его по желанию или полностью скрывая мяч после касания [например, 45]. В контексте реабилитации манипуляции могут целенаправленно увеличивать сложность задания для улучшения передачи [46].

Существует множество доказательств того, что люди могут изучать двигательные навыки в виртуальной реальности и переносить обучение из виртуальной реальности в реальный мир.Тем не менее, большинство этих свидетельств представлены в упрощенном виде [например, 47–50], в то время как успешная передача сложных навыков обучения остается проблемой. Соответственно, существует реальная потребность в усилении передачи, чтобы сделать виртуальную реальность полезной для приложений реабилитации и вспомогательных технологий [51, см. Обзор 52]. Современные представления предполагают, что передача должна быть улучшена, чем ближе виртуальная реальность воспроизводит реальный мир [33, 52]. Физические взаимодействия в нашем EVR генерируют точную силу, прикосновение и проприоцептивное восприятие, которых не хватает в обычных установках VR.Это говорит о том, что наша структура EVR может таким образом улучшить обучение и передачу между виртуальной реальностью и реальным миром. Недавний обзор обучения и передачи в VR [52] также подчеркивает точность и размерность виртуальной среды как ключевые компоненты, определяющие обучение и передачу, которые также рассматриваются в нашей установке. В этом смысле макет реальных задач EVR, подобный представленному здесь, должен быть шагом вперед, поскольку он затрагивает все ключевые компоненты, которые определяют обучение и передачу в реальных задачах.Поскольку технологии VR и отслеживания движения становятся доступными, установки EVR, подобные представленной здесь, потенциально могут быть развернуты в условиях клинической реабилитации в обозримом будущем. Очевидно, что предстоит проделать большую работу, чтобы проверить эти настройки и сделать их доступными для развертывания (без опыта программирования), но использование доступного готового оборудования и игрового движка с открытым исходным кодом делает его относительно недорогим. высокопроизводительная система.

Ограничения

Сравнение траекторий мяча между EVR и реальной средой подчеркивает сходство в направлениях мяча, что является основным параметром, определяющим ошибку и успех задачи.Тем не менее, между средами наблюдалась значительная разница в скорости. Эти различия в скоростях были установлены для оптимизации восприятия испытуемых с учетом отклонений в физике мяча из-за трения, вращения и завершения, которые не были смоделированы в VR. Из-за этих отклонений в VR биток почти мгновенно достигает максимальной скорости, в то время как в реальном мире существует фаза ускорения. В текущей версии установки мы пренебрегли этими различиями, полагая, что это не повлияет на ощущение воплощения очень наивных игроков в пул.В будущих исследованиях, в ходе которых специалисты по тестированию установки потребуют более точную физику игры в EVR.

Еще одно ограничение текущей настройки EVR состоит в том, что субъекты не могут видеть свои собственные конечности в окружающей среде, тогда как в реальном мире положение собственных конечностей субъекта может влиять на то, как усваивается задача. Мы, вероятно, можем пренебречь этой разницей из-за обширной литературы, предполагающей, что обучение оптимизируется за счет внешнего фокуса внимания [см. Обзор 53]. Таким образом, отсутствие зрения не должно существенно влиять на обучение.Отсутствие аватара (достоверная визуализация тела человека) также потенциально может повлиять на воплощение виртуальной реальности. Во время бильярда большая часть тела находится вне поля зрения, и должны быть видны только руки, держащие кий. Хотя руки и руки не видны в нашей установке, кий виден, и, таким образом, существует мультисенсорная корреляция между тактильной и проприоцептивной обратной связью при обращении с кием в качестве физического инструмента и визуальной обратной связью от виртуальной реальности. Этот мультисенсорный эффект воспроизводит индукцию стратегии воплощения, наблюдаемую в e.грамм. иллюзия резиновой руки, а также другие эксперименты, в которых воплощение измеряется через самоопределение [54, 55].

Работа в виртуальной реальности требует акклиматизации и, возможно, обучения слегка измененному зрительно-моторному картированию (т. Е. Двигательной адаптации). Хотя стереоскопическая технология виртуальной реальности стремится представить пользователю истинное трехмерное изображение сцены, могут возникать такие искажения, как минимизация, сдвиговое искажение или подушкообразное искажение [56]. Эти искажения зависят от конкретной конфигурации оборудования, и оценка эгоцентрических расстояний в VR может быть неточной на 25% [56].Более того, стереоскопические дисплеи вызывают конфликт между различными сигналами, которые наша зрительная система использует для определения глубины и расстояния. В частности, механизм аккомодации в глазу, который помещает объект в фокус, также сочетается с другими сигналами, такими как вергенция (движение обоих глаз в противоположных направлениях для поддержания единого бинокулярного зрения) для оценки расстояния до объекта. Это проблема в виртуальной реальности, поскольку точка фокусировки всех объектов находится на экране сразу на расстоянии кончика носа. Это приводит к конфликту аккомодации-вергенции [57, 58].Этот конфликт изменяет зрительно-моторное отображение и является известной причиной зрительного дискомфорта в VR [56, 59, 60]. Головные дисплеи последнего поколения (например, HTC Vive Pro, используемый здесь) действительно решают некоторые из этих проблем, обеспечивают более точное восприятие пространства, чем другие налобные дисплеи [61], и были проверены и рекомендованы для использования в реальной навигации и даже в двигателях. реабилитация [62]. Тем не менее, выполнение реальной зрительно-моторной задачи, такой как выстрел в бассейн, вероятно, требует некоторого зрительно-моторного обучения виртуальной среде в дополнение к моторному обучению задаче.

Кратковременное моторное обучение в задаче EVR и задаче физического мира [21] показало много общего, но также и интригующие различия. Основные тенденции по обучению, которые были обнаружены в физической реальной задаче, включают уменьшение ошибки направления, уменьшение направленной межпробной изменчивости, уменьшение движений плеча и увеличение ротации локтя, уменьшение VPE суставов и уменьшение межпробной вариабельности VPE суставов. [21]. В среде EVR мы обнаружили одни и те же общие тенденции для всех этих показателей, за исключением показателей изменчивости между испытаниями.Однако мы видим систематическую разницу в скорости обучения между VR и реальным миром при сравнении ошибки направления и тенденций VPE. В целом мы видим меньше краткосрочного моторного обучения в виртуальной реальности по сравнению с реальным физическим миром. Предположительно, это связано с дополнительным обучением измененному зрительно-моторному картированию, которое требуется в VR.

Уменьшение межпробной изменчивости во время испытаний — характерная черта обучения навыкам [63–70], но не обнаруживается в экспериментах по двигательной адаптации. В парадигме физического пула мы обнаружили два типа субъектов, которые различаются снижением межпробной изменчивости, а также другими поведенческими и нейронными маркерами [22].В целом, это предполагает вклад двух разных механизмов обучения в задачу: адаптация на основе ошибок и обучение с подкреплением на основе вознаграждения, где преобладающий механизм обучения различается между предметами. Здесь отсутствие спада межпробной изменчивости и общие различия в кривой обучения между группой, которая изучила задачу в настройке EVR, и группой, которая изучила ее в реальных условиях физического мира, предполагает потенциальные различия в механизмах обучения, используемых испытуемые, изучившие задание в EVR.Предположительно, в среде EVR преобладающим механизмом обучения была адаптация на основе ошибок. Это может быть связано с тем, что все испытуемые были совершенно наивны по отношению к среде EVR и должны были научиться не только бильярдной задаче, но и тому, как работать в EVR.

Как и в случае с физическим заданием, в настройке EVR мы также обнаружили, что краткосрочное моторное обучение представляет собой целостный процесс — изучение задания затрагивает все суставы тела в целом. Это проявилось в уменьшении ошибки профиля скорости (VPE) и межпробной изменчивости при обучении (рис. 6).Как мы подчеркиваем в [21], этот целостный аспект моторного обучения известен в спортивной науке [например, 71–73], но редко изучается в моторной нейробиологии и моторной реабилитации, которые обычно используют упрощенные искусственные задачи и измеряют движение только в одном или двух суставах руки. Это совпадение между физическим и EVR предполагает, что, хотя есть явные различия между средой обучения и выполнением на уровне задачи (как обсуждалось выше), есть сильное сходство на уровне тела [74], что потенциально может улучшить передачу.

. Выводы. Мы также продемонстрировали в парадигме краткосрочного моторного обучения сходство в прогрессии обучения для бильярда в пуле между EVR и реальным миром и подтвердили реальные выводы о том, что моторное обучение — это целостный процесс, в котором задействовано все тело. с головы до пят.Управляя визуальной обратной связью в EVR, мы можем теперь дополнительно исследовать взаимосвязь между различными стратегиями обучения, используемыми людьми для этого реального двигательного навыка. Наш подход потенциально может быть полезен для реабилитации в виртуальной реальности, поскольку он преодолевает пределы погружения в виртуальную реальность. Наша работа подчеркивает потенциал реальных задач, которые используются в виртуальной реальности при реабилитации, а также при обучении навыкам на основе виртуальной реальности, например, биохирургии.

Благодарности

Благодарим наших участников за участие в исследовании.

Ссылки

1.
Шадмехр Р., Мусса-Ивальди Ф.А. Адаптивное представление динамики при обучении двигательной задаче. J Neurosci. 1994; 14: 3208–24. pmid: 8182467
2.
Смит М.А., Газизаде А., Шадмер Р. Взаимодействие адаптивных процессов с разными временными рамками лежит в основе краткосрочного моторного обучения. PLoS Biol. 2006; 4: e179. pmid: 16700627
3.
Дидрихсен Дж., Хашамбой Й., Рэйн Т., Шадмер Р. Нейронные корреляты ошибок охвата.J Neurosci. 2005; 25: 9919–9931. pmid: 16251440
4.
Ховард И.С., Вольперт Д.М., Франклин Д.В. Ценность последующего развития происходит из моторного обучения в зависимости от будущих действий. Curr Biol. 2015; 25: 397–401. pmid: 25578907
5.
Krakauer JW, Pine Z, Ghilardi M, Ghez C. Изучение зрительно-моторных преобразований для векторного планирования траекторий достижения. J Neurosci. 2000; 20: 8916–8924. Доступно: http://www.jneurosci.org/content/20/23/8916.short pmid: 11102502
6.Маццони П., Кракауэр Дж. Неявный план отменяет явную стратегию во время зрительно-моторной адаптации. J Neurosci. 2006; 26: 3642–3645. pmid: 16597717
7.
Тейлор Дж. И Кракауэр Дж. У., Иври РБ. Явный и неявный вклад в обучение в задаче сенсомоторной адаптации. J Neurosci. 2014; 34: 3023–32. pmid: 24553942
8.
Хаар С., Дончин О., Динштейн И. Разделение визуальной и моторной направленной селективности с помощью зрительно-моторной адаптации. J Neurosci.2015; 35: 6813–6821. pmid: 25926457
9.
Бромберг З., Дончин О, Хаар С. Движения глаз во время зрительно-моторной адаптации представляют только часть явного обучения. eNeuro. 2019; 6: 1–12. pmid: 31776177
10.
Хонда Т., Хирасима М., Нозаки Д. Адаптация к задержке визуальной обратной связи влияет на зрительно-моторное обучение. Брембс Б., редактор. PLoS One. 2012; 7: e37900. pmid: 22666408
11.
Ботцер Л., Карниэль А. Адаптация с обратной связью и прямой связью к зрительно-моторной задержке во время движения по достижению и срезанию.Eur J Neurosci. 2013; 38: 2108–2123. pmid: 23701418
12.
Бруднер С. Н., Кетиди Н., Грёупнер Д., Иври Р. Б., Тейлор Дж. А. Отсроченная обратная связь во время сенсомоторного обучения выборочно нарушает адаптацию, но не использование стратегии. J Neurophysiol. 2016; 115: 1499–1511. pmid: 26792878
13.
Авраам Г., Лейб Р., Прессман А., Симо Л.С., Карниэль А., Шмуэлоф Л. и др. Основанное на состоянии представление задержки и его переход от игры в понг к достижению и отслеживанию. eNeuro. 2017; 4.pmid: 29379875
14.
Шабботт Б.А., Сайнбург Р.Л. Изучение зрительно-моторного вращения: одновременная визуальная и проприоцептивная информация имеет решающее значение для визуомоторного переназначения. Exp brain Res. 2010. 203: 75–87. pmid: 20237773
15.
Пелед А., Карниэль А. Знания о производительности недостаточно для неявной адаптации зрительно-моторного вращения. J Mot Behav. 2012; 443: 185–194. pmid: 22548697
16.
Тейлор Дж. А., Хибер Л. Л., Иври РБ. Обобщение, зависящее от обратной связи.J Neurophysiol. 2013; 202–215. pmid: 23054603
17.
Фейсал А., Стаут Д., Апель Дж., Брэдли Б. Манипулятивная сложность изготовления каменных орудий нижнего палеолита. Петраглиа, доктор медицины, редактор. PLoS One. 2010; 5: e13718. pmid: 21072164
18.
Hecht EE, Gutman DA, Khreisheh N, Taylor S. V., Kilner J, Faisal AA и др. Приобретение навыков палеолитического изготовления орудий включает структурную реконструкцию нижних лобно-теменных областей. Функция структуры мозга. 2014; 220: 2315–2331.pmid: 24859884
19.
Xiloyannis M, Gavriel C, Thomik AAC, Faisal AA. Авторегрессия гауссовского процесса для одновременного пропорционального мультимодального ортопедического контроля с естественной кинематикой кисти. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2017; 25: 1785–1801. pmid: 28880183
20.
Рито Лима I, Хаар С., Ди Грасси Л., Фейсал А.А. Нейроповеденческие сигнатуры в гоночном автомобиле: тематическое исследование. Научный доклад 2020; 10: 1–9. pmid: 31913322
21.
Хаар С., Ван Ассель К.М., Фейсал А.А.Обучение моторики в реальном бильярде. Sci Rep. 2020; 10: 1–13. pmid: 31913322
22.
Хаар С., Фейсал А.А. Мозговая деятельность раскрывает множество механизмов моторного обучения в реальной задаче. Front Hum Neurosci. 2020; 14. pmid: 32982707
23.
Ланье Дж. Рассвет всего нового: путешествие по виртуальной реальности. Случайный дом; 2017.
24.
Фейсал А. Информатика: провидец виртуальной реальности. Природа. 2017; 551: 298–299.
25.Холден М.К., Тодоров Э. Использование виртуальных сред в моторном обучении и реабилитации. Handb Virtual Environ Des Implementation, Appl. 2002; 44: 1–35. Доступно: http://web.mit.edu/bcs/bizzilab/publications/holden2002b.pdf
26.
Rizzo A, Buckwalter JG, van der Zaag C, Neumann U, Thiebaux M, Chua C и др. Приложения виртуальной среды в клинической нейропсихологии. Proc — Virtual Real Annu Int Symp. 2000; 63–70.
27.
Холден МК. Виртуальные среды для двигательной реабилитации: Обзор.Киберпсихология и поведение. 2005. С. 187–211. pmid: 15971970
28.
Джек Д., Боян Р., Мерианс А.С., Тремейн М., Бурдеа Г.К., Адамович С.В. и др. Реабилитация после инсульта с использованием виртуальной реальности. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2001; 9: 308–318. pmid: 11561668
29.
Zhang L, Abreu BC, Seale GS, Masel B, Christiansen CH, Ottenbacher KJ. Среда виртуальной реальности для оценки повседневных навыков реабилитации после черепно-мозговой травмы: надежность и обоснованность.Arch Phys Med Rehabil. 2003. 84: 1118–1124. pmid: 12917848
30.
Левин М.Ф., Вайс П.Л., Кешнер Э.А. Появление виртуальной реальности как инструмента для реабилитации верхних конечностей: объединение принципов моторного контроля и моторного обучения. Phys Ther. 2015; 95: 415–425. pmid: 25212522
31.
Mendes FA dos S, Pompeu JE, Lobo AM, da Silva KG, Oliveira T. de P, Zomignani AP, et al. Моторное обучение, удержание и передача после тренировки на основе виртуальной реальности при болезни Паркинсона — влияние двигательных и когнитивных требований игр: продольное контролируемое клиническое исследование.Физиотерапия. 2012; 98: 217–223. pmid: 22898578
32.
Мирельман А., Майдан I, Герман Т., Дойч Дж. Э., Гилади Н., Хаусдорф Дж. М.. Виртуальная реальность для тренировки походки: может ли она стимулировать развитие моторики, чтобы улучшить сложную ходьбу и снизить риск падений у пациентов с болезнью Паркинсона? Журналы Gerontol Ser A Biol Sci Med Sci. 2011; 66A: 234–240. pmid: 21106702
33.
Rose FD, Attree EA, Brooks BM, Parslow DM, Penn PR. Обучение в виртуальных средах: переход к реальным задачам и эквивалент обучения реальным задачам.Эргономика. 2000. 43: 494–511. pmid: 10801083
34.
Картер А. Р., Форман М. Х., Мартин С., Фиттерер С., Пиоппо А., Коннор Л. Т. и др. Стимулирование зрительно-моторной адаптации с помощью игр в виртуальной реальности с виртуальным сдвигом в качестве лечения одностороннего пространственного пренебрежения. J Нарушение интеллекта — лечение от диагноза. 2016; 4: 170–184.
35.
Энглин Дж. М., Сугияма Т., Лью С. Л.. Зрительно-моторная адаптация в виртуальной реальности на голове по сравнению с обычным обучением. Научный доклад 2017; 7. pmid: 28374808
36.Линдгрен Р., Джонсон-Гленберг М. Воодушевленные воплощением: шесть правил исследования воплощенного обучения и смешанной реальности. Educ Res. 2013; 42: 445–452.
37.
Arzy S, Thut G, Mohr C, Michel CM, Blanke O. Нейронная основа воплощения: отчетливые вклады височно-теменного соединения и экстрастриарной области тела. J Neurosci. 2006; 26: 8074–8081. pmid: 16885221
38.
Лонго М.Р., Шюр Ф., Каммерс М.П.М., Цакирис М., Хаггард П. Что такое воплощение? Психометрический подход.Познание. 2008; 107: 978–998. pmid: 18262508
39.
Килтени К., Гротен Р., Слейтер М. Чувство воплощения в виртуальной реальности. Виртуальная среда присутствия телеоператоров. 2012; 21: 373–387.
40.
Макин Т.Р., де Виньемон Ф., Фейсал А.А. Нейрокогнитивные барьеры на пути воплощения технологий. Nat Biomed Eng. 2017; 1: 0014.
41.
Рем Ф. 3D-бассейн Unity. В: Репозиторий GitHub [Интернет]. 2015. Доступно: https://github.com/fgrehm/pucrs-unity3d-pool
42.Thomik AAC. О структуре естественного движения человека. Имперский колледж Лондон. 2016. Доступно: https://spiral.imperial.ac.uk/handle/10044/1/61827
43.
Уилкс СС. Некоторые обобщения в дисперсионном анализе. Биометрика. 1932; 24: 471.
44.
Белич JJ, Файсал AA. Расшифровка действий рук человека при работе с отсутствующими конечностями в нейропротезировании. Front Comput Neurosci. 2015; 9: 27. pmid: 25767447
45.
Фейсал А.А., Вольперт Д.М.Практически оптимальное сочетание сенсорной и моторной неопределенности во времени при выполнении задачи естественного восприятия и действия. J Neurophysiol. 2009; 101. pmid: 19109455
46.
Квадрадо В.Х., Сильва Т.Д. да, Фаверо Ф.М., Тонкс Дж., Массетти Т., Монтейро С.Б. де М. Моторное обучение от виртуальной реальности к естественной среде у людей с мышечной дистрофией Дюшенна. Disabil Rehabil Assist Technol. 2019; 14: 12–20. pmid: 29124971
47.
Рави Д.К., Кумар Н., Сингхи П. Эффективность реабилитации в виртуальной реальности для детей и подростков с церебральным параличом: обновленный систематический обзор, основанный на фактических данных.Физиотерапия (Великобритания). Elsevier Ltd; 2017. С. 245–258. pmid: 28109566
48.
Laver KE, Lange B, George S, Deutsch JE, Saposnik G, Crotty M. Виртуальная реальность для реабилитации после инсульта. Кокрановская база данных систематических обзоров. John Wiley and Sons Ltd; 2017. pmid: 29156493
49.
Массетти Т., Тревизан, Иллинойс, Араб C, Фаверо FM, Рибейро-Папа, округ Колумбия, Де Мелло Монтейро, CB. Виртуальная реальность при рассеянном склерозе — систематический обзор. Рассеянный склероз и связанные с ним заболевания.Elsevier B.V .; 2016. С. 107–112. pmid: 27456884
50.
Доккс К., Беккерс EMJ, Ван ден Берг В., Гинис П., Рочестер Л., Хаусдорф Дж. М. и др. Виртуальная реальность для реабилитации при болезни Паркинсона. Кокрановская база данных систематических обзоров. John Wiley and Sons Ltd; 2016. pmid: 28000926
51.
Ктена С.И., Эбботт В., Фейсал А.А. Платформа виртуальной реальности для безопасной оценки и обучения вождению инвалидных колясок с естественным взглядом. Международная конференция IEEE / EMBS по нейронной инженерии, NER.Компьютерное общество IEEE; 2015. С. 236–239. https://doi.org/10.1109/NER.2015.7146603
52.
Levac DE, Huber ME, Sternad D. Изучение и передача сложных двигательных навыков в виртуальной реальности: обзор в перспективе. J Neuroeng Rehabil. 2019; 16: 121. pmid: 31627755
53.
Вульф Г. Внимание и моторное обучение: обзор 15 лет. Int Rev Sport Exerc Psychol. 2013; 6: 77–104.
54.
Ботвиник М., Коэн Дж. Резиновые руки «ощущают» прикосновение, которое видят глаза.Природа. Издательская группа «Природа»; 1998. с. 756. pmid: 9486643
55.
Ленггенхагер Б., Маутон М., Бланке О. Пространственные аспекты телесного самосознания. Сознательное познание. 2009. 18: 110–117. pmid: 19109039
56.
Реннер RS, Величковский BM, Helmert JR. Восприятие эгоцентрических расстояний в виртуальных средах — обзор. ACM Computing Surveys. 2013.
57.
Хоффман Д.М., Гиршик А.Р., Акели К., Бэнкс М.С. Конфликты вергентности и аккомодации ухудшают зрительную способность и вызывают зрительное утомление.J Vis. 2008; 8. pmid: 18484839
58.
Крамида Г. Разрешение конфликта вергентности и аккомодации в налобных дисплеях. IEEE Trans Vis Comput Graph. 2016; 22: 1912–1931. pmid: 26336129
59.
Карнеги К., Ри Т. Уменьшение визуального дискомфорта с помощью HMD с помощью динамической глубины резкости. IEEE Comput Graph Appl. 2015; 35: 34–41. pmid: 26416360
60.
Вьенн С., Сорин Л., Блонде Л., Хюин-Тху К., Мамассиан П. Влияние конфликта аккомодации-вергенции на вергентные движения глаз.Vision Res. 2014; 100: 124–133. pmid: 24835799
61.
Келли Дж. В., Череп Л. А., Сигель З. Д.. Воспринимаемое пространство в HTC vive. ACM Trans Appl Percept. 2017; 15: 1–16.
62.
Боррего А., Латорре Дж., Альканьис М., Льоренс Р. Сравнение Oculus Rift и HTC Vive: возможность исследования, навигации, игр и реабилитации на основе виртуальной реальности. Games Health J. 2018; 7: 151–156. pmid: 29293369
63.
Deutsch KM, Newell KM. Изменение структуры изометрической вариативности силы у детей с практикой.J Exp Child Psychol. 2004. 88: 319–333. pmid: 15265679
64.
Мюллер Х., Стернад Д. Декомпозиция вариативности в выполнении целевых задач: три компонента повышения квалификации. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 2004. 30: 212–233. pmid: 14769078
65.
Коэн Р.Г., Стернад Д. Изменчивость в моторном обучении: перемещение, направление и уменьшение шума. Exp Brain Res. 2009. 193: 69–83. pmid: 18953531
66.
Guo CC, Raymond JL.Моторное обучение снижает изменчивость движений глаз за счет изменения веса сенсорных входов. J Neurosci. 2010; 30: 16241–16248. pmid: 21123570
67.
Шмуэлоф Л., Кракауэр Дж. В., Маццони П. Как изучается двигательный навык? Изменение и неизменность на уровнях успеха задачи и управления траекторией. J Neurophysiol. 2012; 108: 578–594. pmid: 22514286
68.
Хубер М.Э., Браун А.Дж., Стернад Д. Девочки могут играть в мяч: угроза стереотипов снижает изменчивость двигательных навыков. Acta Psychol (Amst).2016; 169: 79–87. pmid: 27249638
69.
Стернад Д. Важно не (только) средство: вариативность, шум и исследования в обучении навыкам. Curr Opin Behav Sci. 2018; 20: 183–195. pmid: 30035207
70.
Кракауэр Дж. В., Хаджиосиф А. М., Сюй Дж., Вонг А. Л., Хейт А. М.. Моторное обучение. Compr Physiol. 2019; 9: 613–663. pmid: 30873583
71.
Кагеяма М., Сугияма Т., Такай Й., Канехиса Х., Маеда А. Кинематические и кинетические профили туловища и нижних конечностей во время подачи бейсбола в студенческих питчерах.J Sports Sci Med. 2014; 13: 742–50. Доступно: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25435765 pmid: 25435765
72.
Оливер Г. Д., Кили Д. В.. Кинематика таза и туловища и их связь с кинематикой плеча у бейсбольных питчеров средней школы. J Strength Cond Res. 2010; 24: 3241–3246. pmid: 20703168
73.
Стодден Д.Ф., Лангендорфер С.Дж., Флейзиг Г.С., Эндрюс-младший. Кинематические ограничения, связанные с приобретением метания через плечо. Часть I. Res Q Exerc Sport.2006; 77: 417–427. pmid: 17243217
74.
Хаар С., Дончин О. Пересмотренная вычислительная нейроанатомия для управления моторикой. J Cogn Neurosci. 2020; 32: 1823–1836. pmid: 32644882

Что виртуальная реальность может рассказать нам о психологии реального мира?

Я жду в сером, голом коридоре, который не выглядел бы неуместным в слегка запущенной больнице или университете. Из ниоткуда появляется рычащий волк менее чем в метре от моего лица. Я отшатываюсь, но в мгновение ока он исчез.Я готовлюсь к следующему сюрпризу. Слева от меня появляется огромный птицеед, а затем исчезает. Потом змея справа от меня. Потом курица у моих ног.

Мои руки слегка потеют от предвкушения, пока я жду следующего существа. Они явно не настоящие: они выглядят так, как будто были импортированы из компьютерной игры десятилетней давности, и я чувствую, как большая часть гарнитуры виртуальной реальности давит на мою голову и переносицу. Но мой ответ страха определенно — это реальный. И для исследователей, наблюдающих за мной, это важный момент.

Они надеются измерить, думаю ли я, что угрожающие животные кажутся ближе, чем неопасные, и изменяется ли эта психологическая причуда с циклами моего сердцебиения. А технология виртуальной реальности позволяет им сделать «небольшой шаг» от традиционных экспериментов с компьютерными мониторами и смоделировать что-то более близкое к реальному миру, — говорит один из моих мучителей, Феликс Клоче, доктор-исследователь в Институте человека Макса Планка. Когнитивные науки и науки о мозге в Берлине.

Использование виртуальной реальности в исследованиях психологии становится все более обычным явлением. Никто точно не знает, сколько лабораторий этим занялось, но «люди не так сильно поднимают брови, когда вы им пользуетесь», — говорит Кейд МакКолл, преподаватель психологии в Йоркском университете. А Антония Гамильтон, профессор социальной нейробиологии в UCL, считает, что каждая психологическая группа в университетах Russell Group в Великобритании теперь имеет как минимум одну систему виртуальной реальности.

МакКолл сам экспериментировал с VR в течение 15 лет, но его более широкое распространение стало возможным благодаря выпуску в 2016 году нескольких коммерчески доступных высококачественных гарнитур, таких как Oculus Rift и HTC Vive.«Раньше дисплей с креплением на голову стоил 35 000 долларов (26 413 фунтов стерлингов)», — вспоминает он. «Теперь вы можете приобрести [гарнитуру] менее чем за 1000 долларов: у каждого может быть лаборатория виртуальной реальности».

Не только это, но, поскольку VR становится все более популярной, техническая поддержка для устранения неполадок улучшилась, а программное обеспечение для создания виртуальных миров стало намного проще в использовании, сообщают исследователи.

Но не только технологии стимулируют использование виртуальной реальности. В прошлом году ряд психологов и нейробиологов начали утверждать, что это может открыть новые исследовательские границы — например, позволяя им моделировать ЛСД-трип или внетелесные переживания — и, что особенно важно, добавляя столь необходимую воспроизводимость. эксперименты.

«Виртуальная реальность предлагает лучшее из обоих миров», — написали в прошлом году Стефан де ла Роса и Мартин Брейдт, исследователи из Института биологической кибернетики Макса Планка в Тюбингене. Размещение людей в настраиваемых и управляемых мирах виртуальной реальности предлагает «полный экспериментальный контроль» среди «реалистичных сред», которые повышают «экологическую достоверность» результатов, утверждали они в комментарии к British Journal of Psychology , озаглавленному: «Виртуальная реальность». : новое направление в психологических исследованиях ».

Технология приобрела известность в тот момент, когда психология столкнулась с кризисом доверия после нескольких неудачных попыток воспроизвести некоторые из своих наиболее выдающихся исследований. В последнем из них, опубликованном в ноябре, удалось воспроизвести только 14 из 28 исследований. «По иронии судьбы, похоже, что одним из самых надежных открытий в психологии является то, что только половина психологических исследований может быть успешно повторена», — заключил журнал The Atlantic .

Никто не ожидает, что VR станет той серебряной пулей, которая решит все эти проблемы.Тем не менее, защитники видят множество преимуществ. Во-первых, эксперименты виртуальной реальности должны быть более воспроизводимыми, чем работа с актерами из плоти и крови, которых просят сыграть определенную роль в экспериментальной установке, но которые могут невольно вносить небольшие вариации в то, как они действуют и разговаривают между итерациями.

«Никогда не знаешь, что происходит во время этого взаимодействия», — говорит Сильвия Ксуени Пан, преподаватель VR в Goldsmiths, Лондонский университет, и соавтор книги «Почему и как использовать виртуальную реальность для изучения человеческого социального взаимодействия: проблемы» изучения нового исследовательского ландшафта », — руководство для исследователей, опубликованное в прошлом году в журнале British Journal of Psychology .«Даже лучшие актеры не могут контролировать то, что они делают», — добавляет она, учитывая, что люди также общаются подсознательно, посредством взгляда, движений головы или покраснения.

Виртуальные среды

, с другой стороны, могут оставаться идентичными от участника к участнику и от лаборатории к лаборатории. «Если у вас есть тот же набор и тот же код, вы сможете повторить эти эксперименты», — говорит Анил Сет, профессор когнитивной и вычислительной нейробиологии в Университете Сассекса, который провел несколько экспериментов в виртуальной реальности.

Более того, в VR исследователи могут точно настраивать, что меняется от ситуации к ситуации, выделяя конкретные переменные. Например, они могут настроить только цвет кожи аватара, чтобы увидеть, влияет ли это на взаимодействие. Такой точный контроль невозможен при использовании актеров, поскольку найти двух идентичных, за исключением их этнической принадлежности, практически невозможно. И третье преимущество — это возможность помещать людей в ситуации, которые были бы опасными, неэтичными или совершенно невозможными в реальной жизни, но в которых не было бы какого-либо реализма или погружения, если бы они просто отображались на экране.

В одном из экспериментов МакКолла, предназначенных для проверки того, как люди справляются с тревогой, добровольцев помещают в виртуальную «Комнату 101», которая заполнена гигантскими пауками, забрызгана кровью и разрушает половицу за половицей в яму, прежде чем один последний человек на участника спускается крупный птицеед. «Трудно представить, чтобы делать что-то подобное тому, что мы делали [в реальной жизни], без крайней неэтичности», — говорит МакКолл.

Это также было бы очень дорого. Исследователи могут построить дом с привидениями за сотни тысяч долларов, полагает он, но виртуальная реальность — гораздо более простой способ заставить сердце биться от ужаса.По его словам, по сравнению с другими инструментами, имеющимися в распоряжении психологов, такими как просмотр пауков на плоском экране компьютера, виртуальная реальность похожа на «кувалду» для генерации таких эмоций, как страх.

Эта технология также использовалась для изучения менее пугающих паранормальных явлений, таких как внетелесные переживания, которые при некоторых условиях уменьшили страх субъектов перед смертью.

Последнее преимущество виртуальной реальности состоит в том, что она «привносит тело в картину», — объясняет Сет из Сассекса. Некоторые наборы VR, хотя еще и не поступающие в продажу, могут отслеживать все тело объекта, что означает, что его тело VR движется так же, как и он.«Мы можем манипулировать переживаниями воплощения всеми способами. Мы можем дарить людям виртуальные руки разных размеров, форм и цветов », — восторгается Сет.

В своем последнем эксперименте добровольцы смогли увидеть виртуальные версии своих рук в виртуальной реальности. Иногда эти виртуальные руки двигались, чтобы нажать кнопку, несмотря на то, что их настоящие руки оставались неподвижными. Это позволило команде проверить, воспринимается ли действие, которое они не совершали, так же, как и действие, которое они совершили. «Мы не смогли бы сделать это без виртуальной реальности», — говорит он.

Некоторые исследователи объединили датчики ЭЭГ с гарнитурами VR для отслеживания мозговых волн, в то время как новые комплекты, выпущенные в этом году, также будут включать отслеживание глаз. Такой детальный мониторинг «позволяет анализировать неявное и естественное поведение, которое может показывать гораздо более тонкие и интересные эффекты», чем традиционные компьютерные методы, согласно руководству по использованию виртуальной реальности, написанному Пэном Голдсмитса и Гамильтоном из UCL. Напротив, реакция на то, что происходит на традиционном экране компьютера, «совсем не похожа на то, что мы делаем в реальном мире», — говорит она.

Но большой вопрос, нависший над виртуальной реальностью, заключается в том, может ли она лучше пролить свет на то, как мы ведем себя в реальной жизни. Я могу вздрогнуть перед лицом виртуального волка, но настоящий наверняка вызовет более сильную реакцию. И может ли совместное пространство с виртуальным аватаром когда-либо сравниться с пребыванием в одной комнате с человеком из плоти и крови?

Алан Кингстон, профессор психологии Университета Британской Колумбии, является одним из тех, кто исследует этот вопрос. В одном эксперименте Кингстон и его коллеги изучают, в какой степени присутствие других людей сдерживает заразную зевоту.Известно, что это происходит в стандартных лабораторных условиях, но исследователи обнаружили, что человеческие аватары в виртуальном мире не имеют такого же эффекта. Напротив, люди, носящие гарнитуру VR, с меньшей вероятностью заразно зевнули, когда в комнате присутствовал настоящий исследователь, даже если они не могли их видеть или слышать. «Социальные сигналы в реальной реальности, по-видимому, преобладают и вытесняют сигналы в виртуальной реальности», — заключает итоговая статья «На заразное зевание в виртуальной реальности влияет реальное, но не смоделированное социальное присутствие», опубликованное в январе в журнале Scientific Reports .

Теперь Кингстон и его коллеги хотят выяснить, повторяются ли другие результаты, полученные в VR, в реальной жизни (и наоборот). Страх, что они этого не делают, заставил его «немного разочароваться» в его прежней психологической работе, выполненной в виртуальной реальности.

Для начала, он утверждает, что VR-графика еще не убедительна; они напоминают «странный сон, будто ничего не существует». По его мнению, идея о том, что виртуальная реальность сопоставима с реальной жизнью, «на данный момент немного натянута». Возьмите подводный опыт виртуальной реальности, в котором людей опускают на морское дно в виртуальной водолазной клетке.Когда виртуальные акулы плывут к ним, люди кажутся искренне напуганными, но никогда не думают задерживать дыхание. Кингстон догадывается, что одни реакции на виртуальные миры отражают реальный мир, а другие — нет, поскольку при использовании современной технологии виртуальной реальности объекты «погружаются, но не погружаются».

Честно говоря, исследователи, использующие виртуальную реальность в своих экспериментах, не утверждают, что она вызывает те же отклики, что и полная реальность. «Когда я кидаю пауков в людей в виртуальной реальности, я знаю, что это отличается от того, что я получил бы в реальном мире, если бы я швырнул им в лицо настоящего паука», — признает МакКолл.Но «я чертовски уверен, что могу получить эмоциональный отклик», — добавляет он, что означает, что это все еще может быть полезно для изучения.

Сет соглашается. «Вы идете и смотрите что-то в кинотеатре — конечно, вы знаете, что это ненастоящее. Но это не останавливает влечение к повествованию, — говорит он. Это «ложное стремление» надеяться, что виртуальная реальность когда-либо вызовет такой же отклик, как и реальность. Но «это отдельная вещь, и она будет полезным дополнением к экспериментам в реальном мире», — настаивает он.

Использование

VR в настоящее время «довольно хорошо развито» в исследованиях пространственного познания, где участники, например, должны найти свой путь через лабиринт, объясняет Гамильтон.Но «очень и очень сложно» создавать человеческие аватары, которые могут взаимодействовать с людьми в виртуальной реальности, — предупреждает она.

Ее руководство по использованию виртуальной реальности рассчитывает на разработку технологии, которая сможет пройти «тест Тьюринга виртуальной реальности» путем создания виртуального аватара, который ведет себя настолько реалистично, что субъект не может сказать, управляется ли он искусственным интеллектом или реальным человеком в следующий раз. комната. Но до этого еще далеко: «Может, лет 50», — размышляет Гамильтон.

Есть и другие способы заставить людей думать, что виртуальная реальность реальна.Сет вместе с коллегами, включая научного сотрудника с докторской степенью Кейсуке Судзуки, экспериментирует с тем, что они называют «замещающей реальностью». Участникам предлагается сидеть в комнате и носить гарнитуру VR, которая, тем не менее, позволяет им видеть реальный мир вокруг них через фронтальные камеры. Но без предупреждения и незаметно для участников эта прямая трансляция в какой-то момент тайно переключается на предварительно записанное панорамное видео той же самой комнаты, созданное ранее.

Тогда вы можете начать создавать необычные вещи в комнате, — со смешком объясняет Сет.«Насколько люди замечают странные вещи? Если вы на что-то не обращаете внимания, это может сильно измениться, и вы этого не заметите », — говорит он.

Помимо проблемы правдоподобного моделирования реальности, существуют и более приземленные, практические проблемы с существующей виртуальной реальностью. Гарнитуры могут быть неудобными при длительном ношении, в то время как движение в виртуальной реальности может вызвать у некоторых людей головокружение, говорит Майкл Гейблер, когнитивный и нейробиолог из Института когнитивных исследований человека и мозга им. Макса Планка.Он опасается, что в клинических условиях это может оттолкнуть пациентов от использования VR-лечения, например, от боли или фобий. «VR еще предстоит доказать свою ценность», — заключает Гейблер.

Ситуацию не помогает и то, что психологи до сих пор используют только самое раннее поколение коммерческих наушников. Но в отрасли высоки ожидания, что в следующем десятилетии произойдет резкое улучшение графики, звука, поля зрения и тактильной обратной связи.

Провидцы

VR давно думали, что эта технология может принести исследователям неисчислимые преимущества.Джарон Ланье, американские компьютерные ученые, придумавшие термин «виртуальная реальность», написал в своей книге « Рассвет всего нового: путешествие через виртуальную реальность » в 2016 году, что виртуальная реальность — «самый дальновидный инструмент для исследования того, что делает человек. бытие находится в… терминах познания и восприятия ».

Однако пока его потенциал для психологии и нейробиологии только смутно начинает проявляться в поле зрения. «Виртуальная реальность еще не опровергла существующие предположения» о поведении людей, — признает де ла Роса из Института Макса Планка: это серьезное изменение в исследованиях еще только «в самом начале».

Но даже если мы не ведем себя в виртуальных мирах точно так же, как в реальном мире, это не означает, что виртуальное поведение неважно. В конце концов, через 20 лет мы могли бы проводить больше времени, взаимодействуя с другими в виртуальных мирах, чем в реальном, считает Голдсмитс Пэн. Следовательно, как и наше поведение в социальных сетях, наше поведение в виртуальной реальности «определенно» заслуживает изучения, говорит она.

«В будущем все больше и больше мест будут использовать VR для обучения и образования», — прогнозирует она.«И нам абсолютно необходимо понимать, во что мы ввязываемся».

Что такое виртуальный мир?

Что означает виртуальный мир?

Виртуальный мир — это компьютерная среда онлайн-сообщества, разработанная и совместно используемая отдельными людьми, чтобы они могли взаимодействовать в специально созданном, смоделированном мире. Пользователи взаимодействуют друг с другом в этом смоделированном мире, используя текстовые, двухмерные или трехмерные графические модели, называемые аватарами. Аватары визуализируются графически с использованием компьютерной графики (CGI) или любой другой технологии визуализации.Люди управляют своими аватарами с помощью устройств ввода, таких как клавиатура, мышь и другие специально разработанные гаджеты для команд и моделирования. Сегодняшние виртуальные миры созданы для развлекательных, социальных, образовательных, учебных и других целей.

Все виртуальные миры обладают качествами настойчивости и интерактивности. Это позволяет пользователям исследовать неотъемлемые преимущества социализации и позволяет им изучать человеческую природу и способности пользователей.

Виртуальный мир также можно назвать цифровым миром.

Techopedia объясняет виртуальный мир

Изначально виртуальные миры были ограничены обменом текстом и документами, например, в чатах и через системы конференц-связи. С развитием технологий рендеринга двухмерной и трехмерной графики графические модели, называемые аватарами, стали отличительной чертой виртуальных миров. Сегодня виртуальные миры изображают мир, очень похожий на реальность, с правилами реального мира, действиями и коммуникациями в реальном времени. Аватары — это персонализированные персонажи из реального или вымышленного мира, которые изображают людей, домашних животных или других воображаемых персонажей, населяющих виртуальные миры.Сегодняшние аватары представляют собой трехмерные интерактивные значки, существующие в реалистичных виртуальных мирах.

Существует два типа виртуальных миров:

Развлекательные: запуск многопользовательских трехмерных игр в 1990-х годах привел к новым достижениям в интерактивных виртуальных мирах. В этой категории виртуальных миров пользователи играют в игры через свои аватары. Эти виртуальные миры находятся под сильным влиянием жанров фэнтези, научной фантастики и аниме, литературы и кино.

Мир виртуальный и мир реальный: Влияние виртуального мира на реальный

Влияние виртуального мира на реальный

Что такое виртуальный мир: как создать метавселенную

Отличия реального мира от виртуального

Каким должен быть виртуальный мир

Порожденность и блокчейн

Автономность и криптовалюты

Интерактивность и VR

Актуальность и социальные сети

Примеры метавселенных

Заключение

Классный час «Мир виртуальный и мир реальный » | План-конспект урока (2 класс):

Конспект классного часа на тему «Мир реальный, мир виртуальный»

Сценарий классного часа » Мир реальный и мир виртуальный» ( 3 класс)

Открытый классный час по теме «Мир реальный,мир виртуальный»

Возможно, наш мир виртуален. Но имеет ли это значение?

Соединение реального и виртуального мира через игры

Abstract

Ключевые слова

Информация об авторских правах

Авторы и членство

(PDF) Различия между реальным и виртуальным миром

Как виртуальный мир влияет на нашу реальную жизнь

Виртуальная реальность лучше, чем реальный мир для обучения?

Виртуальная реальность лучше, чем реальный мир для обучения?

Автор: Ван Тон-Куинливан,

Воплощенная виртуальная реальность для изучения реального моторного обучения

Abstract

Введение

Методы

Экспериментальная установка

Отслеживание бильярдного шара

Опытный образец

Отслеживание движения всего тела

Анализ профилей скорости движения

Выполнение задания и показатели обучения

Результаты

Проверка траектории мяча

Краткосрочный эксперимент по моторному обучению

Обсуждение

Ограничения

Благодарности

Ссылки

Что виртуальная реальность может рассказать нам о психологии реального мира?

Что такое виртуальный мир?

Что означает виртуальный мир?

Techopedia объясняет виртуальный мир

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики