雖然虛擬現(xiàn)實(VR)在游戲和娛樂中的使用持續(xù)增長，但該技術(shù)也有望改變醫(yī)藥，教育和勞動力培訓等行業(yè)的格局。

隨著最近強調(diào)VR在高影響地區(qū)的使用，馬里蘭大學的研究人員首次深入分析了人們是否通過虛擬，沉浸式環(huán)境更好地學習，而不是像二維這樣的傳統(tǒng)平臺臺式電腦或手提平板電腦。

研究人員發(fā)現(xiàn)，如果信息在虛擬環(huán)境中呈現(xiàn)給他們，人們會更好地記住信息。該研究的結(jié)果最近發(fā)表在Virtual Reality雜志上。

“這一數(shù)據(jù)令人興奮，因為它表明沉浸式環(huán)境可以為改善教育和高水平培訓的結(jié)果提供新的途徑，”計算機科學教授，計算機，數(shù)學和自然科學學院院長Amitabh Varshney說。 UMD。Varshney領(lǐng)導UMD校園的幾項主要研究工作，涉及虛擬和增強現(xiàn)實(AR)，包括與有興趣開發(fā)基于AR的急診醫(yī)學診斷工具和外科住院醫(yī)師VR培訓的醫(yī)療保健專業(yè)人員密切合作。

除了Varshney之外，該論文的作者還包括馬里蘭大學高級計算機研究所的高級研究科學家Catherine Plaisant和計算機科學博士生Eric Krokos。

對于這項研究，UMD團隊使用了“記憶宮殿”的概念，人們通過將物體或物品放置在像建筑物或城鎮(zhèn)這樣的假想物理位置來回憶它。這種方法 - 研究人員將其稱為空間記憶編碼 - 自古典時代就開始使用，利用人類大腦在空間上組織思想和記憶的能力。

“人類總是使用基于視覺的方法來幫助他們記住信息，無論是洞穴繪圖，粘土片，印刷文本和圖像，還是視頻，”該論文的第一作者Krokos說。“我們想看看虛擬現(xiàn)實是否可能是這一進程中的下一個合乎邏輯的步驟。”

在這項研究中，UMD研究人員招募了40名志愿者 - 大多數(shù)是不熟悉虛擬現(xiàn)實的UMD學生。研究人員將參與者分成兩組：一組通過VR頭戴式顯示器首先查看信息，然后在桌面上查看; 另一個做了相反的事情。

兩組都收到了知名面孔的打印件 - 包括亞伯拉罕林肯，達賴喇嘛，阿諾德施瓦辛格和瑪麗蓮夢露 - 并熟悉了這些圖像。接下來，研究人員向參與者展示了使用具有兩個想象位置的記憶宮殿形式的面孔：華麗宮殿的內(nèi)部空間和中世紀城鎮(zhèn)的外部視圖。兩個研究小組都在每個記憶宮中進行了五分鐘的導航。桌面參與者使用鼠標來改變他們的視點，而VR用戶則將他們的頭部從一側(cè)轉(zhuǎn)向另一側(cè)并向上和向下看。

接下來，Krokos要求用戶記住所顯示的每個面部的位置。一半的面孔位于內(nèi)部環(huán)境的不同位置 - 奧普拉溫弗瑞出現(xiàn)在一個大樓梯的頂部; 斯蒂芬霍金走了幾步，緊接著史萊克。在一樓，Napoleon Bonaparte的臉龐坐在雄偉的木桌上，而The Rev. Martin Luther King Jr.則位于房間的中央。

同樣，對于中世紀城鎮(zhèn)環(huán)境，用戶在建筑物的左側(cè)觀看了包含希拉里克林頓臉部的圖像，米老鼠和蝙蝠俠在不同高度放置在附近的建筑物上。

然后，場景一片空白，經(jīng)過兩分鐘的休息后，每個記憶宮殿都重新出現(xiàn)，臉上有數(shù)字框。然后要求研究參與者回憶起現(xiàn)在顯示數(shù)字的每個位置的哪個面。

研究人員說，關(guān)鍵是讓參與者通過其物理位置及其與周圍結(jié)構(gòu)和面部的關(guān)系來識別每個面部 - 以及圖像相對于用戶自身身體的位置。

“通過視覺導航場景，用戶可以確定'希拉里·克林頓位于左上方窗口，看起來她距離我所在的位置約20碼，'”在Augmentarium進行用戶研究的Krokos說道， UMD校園的可視化測試平臺實驗室于2015年啟動，由國家科學基金會資助。

結(jié)果顯示，使用VR頭戴式耳機的召回準確率總體上提高了8.8%，根據(jù)研究團隊的數(shù)據(jù)，這一數(shù)據(jù)具有統(tǒng)計學意義。

在研究后調(diào)查問卷中，所有40名參與者表示，他們在駕駛桌面計算機訪問信息方面非常舒適 - 而且熟練 - 但除了兩人之外，他們都認為他們更喜歡身臨其境的虛擬現(xiàn)實環(huán)境作為潛在的學習平臺。調(diào)查問卷還發(fā)現(xiàn)只有兩個人說使用VR感覺“不舒服”。

許多參與者表示，使用VR時身臨其境的“存在感”使他們能夠更好地專注。這反映在研究結(jié)果中：40%的參與者使用VR而不是桌面顯示器的召回能力至少高出10%。

人類通常擁有的召回量已有很多先前的心理學研究，Plaisant指出，他是人機交互方面的專家。最近對認知心理學的研究表明，心靈具有內(nèi)在的體現(xiàn)，人類創(chuàng)造和回憶心理結(jié)構(gòu)的方式受到他們感知和移動方式的影響，她補充道。

“這導致空間虛擬記憶宮殿 - 在沉浸式虛擬環(huán)境中經(jīng)歷 - 可以通過利用人的整體身體姿勢，運動和加速感來增強學習和回憶，”Plaisant說。

UMD團隊相信這項研究將為其他有關(guān)VR和AR教育價值的科學探究奠定基礎(chǔ)。

“通過展示虛擬現(xiàn)實可以幫助提高召回率，它打開了進一步研究的大門，這些研究著眼于基于VR的各級培訓模塊的影響 - 從小學兒童學習天文學到創(chuàng)傷居民獲得救生程序的最新知識，“Varshney說。“我們相信教育和創(chuàng)新的未來將從這些新視覺技術(shù)的使用中受益匪淺。”