إعداد شبكة اتصال سطح مكتب واقع الافتراضي لمقرر العلوم والتجارب الملاحة مع المشاركين متعددة

دراسات البحوث في الإدراك المكاني والتنقل عادة اتخاذ القرارات المكانية (مثلاً.، إذ انتقل إلى اليسار أو إلى اليمين عند تقاطع) والتمثيل العقلي للأفراد في بيئات حقيقية وافتراضية^1،2. تشمل مزايا الواقع الافتراضي (VR) الوقاية قضايا الأخلاق والسلامة (مثلاً.، أثناء إجلاء خطرة³)، القياس التلقائي وتحليل البيانات المكانية⁴، ومزيج متوازن من الداخلية و الخارجية صلاحية^5،،من⁶⁷. على سبيل المثال، مددت ويسبيرج والزملاء البحوث السابقة المتعلقة بالفروق الفردية في اكتساب المعرفة المكانية بإثبات أن المهام المكانية في الواقع الافتراضي يمكن أن توفر تدبير سلوكية موضوعية للقدرة المكانية⁸. واقترحت هذه الدراسة أيضا أن سلوك التنقل في VR يقارب الملاحة في العالم الحقيقي لأنه كان على غرار بيئة ظاهرية بعد الحرم الجامعي يستخدمها شينازي والزملاء⁹ (انظر أيضا دراسة رودلي والزملاء ¹⁰)-VR طبق أيضا على¹¹من العلاج النفسي والتقييم السريري¹²و سلوك المستهلك¹³والجراحة^14،15. ومع ذلك، تفتقر معظم VR النظم المخصوص والصوت من ردود الفعل التي قد تحسن وجود والغمر^16،17،،من¹⁸¹⁹، تتطلب تدريبا مع واجهة التحكم^{20 ،،}من²¹²²، وانعدام الإشارات الاجتماعية. في الواقع، كثيرا ما ينتقل الناس في العالم الحقيقي في²³من الفئات، تجنب أو اتبع أخرى^3،الناس²⁴، واتخاذ القرارات استناداً إلى السياق الاجتماعي^25،26.

في الوقت نفسه، والبحوث المتعلقة بسلوك الحشد غالباً ما يركز على الخصائص الناشئة من حشود (مثلاً، تشكيل لين، والازدحام في اختناقات) محاكاة على جهاز كمبيوتر أو التي لوحظت في العالم الحقيقي. على سبيل المثال، هيلبينج وزملاؤه استخدمت مجموعة من الملاحظات الواقعية والمحاكاة الحاسوبية بغية اقتراح تحسينات لتدفق حركة المرور في تقاطع طريق فصل تدفق وتدفق بالحواجز المادية ووضع عقبة في مركز²⁷. Moussaïd وزملاؤه تستخدم نموذج يستند إلى الأساليب البحثية لدراسة حالات عالية الكثافة أثناء الكوارث حشد²⁸. هذا النهج اقترح إدخال تحسينات على أجواء بيئية للأحداث الجماهيرية لتفادي الكوارث الحشد. مع المعونة من إطار المصدر المفتوح القائمة، يمكن أن يكون من السهل نسبيا تنفيذ مثل هذه المحاكاة. ستيرسويتي هو إطار مصدر مفتوح التي تسمح للمستخدمين لمحاكاة خوارزميات التوجيه وسلوك الحشد بسهولة بتوفير أدوات لتيسير، والقياس، واختبار²⁹. يمكن أن توفر هذا الإطار جوهر وكيلاً للملاحة المنطقي، هو أمر حاسم لمحاكاة الحشد الناجح. وبالإضافة إلى ذلك، أثبتت سينغ والزملاء منصة واحدة تجمع بين مجموعة متنوعة من تقنيات³⁰التوجيهي. بينما يمكن اقتراح الباحثين تصميم التدخلات استخدام هذه المحاكاة، يتم التحقق من نادراً ما مع المشاركين البشرية في إعداد التي تسيطر عليها. التجارب التي تسيطر عليها نادرة في الحشد للبحث نظراً لأنها يمكن أن تكون صعبة لتنظيم وخطيرة للمشاركين.

وقد استخدمت VR للتحقيق في السلوك الاجتماعي باستخدام البيئات الظاهرية البسيطة والمعقدة مع واحد أو أكثر من عوامل محاكاة الكمبيوتر. في دراسة^31،بودي والزملاء³²، طلب المشاركون إلى إجلاء بيئة ظاهرية بسيطة من منظور من أعلى إلى أسفل بين عوامل عدة، ووجدت أن خيار الخروج تأثرت بلافتات ثابتة والدافع. عرض المشاركون مع بيئة أكثر تعقيداً من منظور الشخص الأول، وجد كيناتيدير وزملاؤه أن المشاركين كانوا أكثر عرضه لمتابعة عامل واحد محاكاة الكمبيوتر أثناء الهرب من حريق نفق ظاهري²⁵. في بيئة ظاهرية معقدة مع عوامل متعددة، وجدت دروري والزملاء أن المشاركين تميل إلى مساعدة عامل الذين سقطوا خلال عملية إخلاء عندما حددوا مع الحشد²⁶. وتوحي هذه النتائج مجتمعة، أن الواقع الافتراضي يمكن أن تكون وسيلة فعالة للحصول على السلوكيات الاجتماعية، حتى مع وكلاء محاكاة الكمبيوتر. ومع ذلك، بعض السلوكيات الحشد فقط ويمكن ملاحظة عندما يكون هناك إشارة اجتماعية واقعية (أي.، عندما علم أن الآلهة الأخرى يتم التحكم بواسطة الشعب³المشاركين). ولمعالجة هذا القصور، يصف هذا البروتوكول وسيلة لإجراء التجارب التي تسيطر عليها مع العديد من المستخدمين في إعداد VR شبكية. هذا النهج قد استخدمت في دراسة حديثة مساعد والزملاء للتحقيق في سلوك الإجلاء المشاركين شبكية 36³.

البحث في شبكة VR ركزت على مواضيع لا علاقة لها بالتنقل استراتيجيات^33،34 و/أو تعتمد على منصات الألعاب على الإنترنت القائمة مثل “الحياة الثانية”. على سبيل المثال، التحقيق دانييلسن Molka وتشابادا السلوك الإجلاء من حيث اختيار الخروج والمعرفة المكانية للمبنى باستخدام المشاركين المعينين بين المستخدمين الحاليين “الحياة الثانية”³⁵. في حين أن الكتاب يقدم بعض النتائج الوصفية (مثلاً.، وتصورات لمسارات)، هذه الدراسة صعوبات مع تجنيد المشاركين ومراقبة التجريبية والتعميم خارج هذه الحالة المحددة. في الآونة الأخيرة، نورمويلي والزملاء وجدت أن المستخدمين الحاليين “الحياة الثانية” والمشاركين في مختبر كانت قابلة للمقارنة من حيث اختيار الأداء وإنهاء الإجلاء ومختلفة من حيث وجود المبلغ عنها ذاتيا والإحباط مع عنصر التحكم واجهة³⁶. النتائج المستخلصة من هذه الدراسات اثنين تسليط الضوء على بعض التحديات والفرص التي تتيحها الإنترنت والتجارب المختبرية. دراسات على الإنترنت قادرة على الرسم من سكان أكبر ودافع كثير من المشاركين المحتملين. بيد أن الدراسات المختبرية التي تسمح للتحكم أكثر تجريبية من البيئة المادية والانحرافات المحتملة. وبالإضافة إلى ذلك، الدراسات على الإنترنت قد تثير بعض الشواغل الأخلاقية فيما يتعلق بالبيانات السرية والسرية.

كمختبر VR مكتبية المتصلة بشبكة، “مختبر العلوم مقرر” (ديسسيل) في زيورخ ETH يستخدم في المقام الأول لدراسة التفاعلات الاقتصادية الاستراتيجية واتخاذ القرارات في بيئة تسيطر عليها. البنية التحتية التقنية في ديسسيل يتكون من الأجهزة والبرمجيات لأتمتة المخابر والبرمجيات التي تدعم سطح مكتب المستخدم متعددة الإعداد VR. تتضمن الأجهزة أجهزة الكمبيوتر المكتبية ذات الأداء العالي مع نظام التشغيل Microsoft Windows 10 المؤسسة، واجهات التحكم (على سبيل المثال-، الماوس ولوحة المفاتيح، وأجهزة جويستيك)، سماعات الرأس، والعين تتبع (جدول المواد). كافة أجهزة الكمبيوتر العميلة ترتبط مع Ethernet واحد جيجابت في الثانية لشبكة الجامعة ومشاركة ملف شبكة الاتصال نفسه. لا يوجد تأخير مرئية أو التأخر عندما يكون هناك 36 العملاء المتصلين. عدد الإطارات في الثانية الواحدة باستمرار فوق 100. التجارب أيضا إدارة والتحكم مع برامج التشغيل الآلي مختبر استناداً إلى مايكروسوفت PowerShell (أيتكوين الدولة المطلوب PowerShell و PowerShell الاتصال عن بعد). جميع الخطوات ذات الصلة من البروتوكول هي مبرمجة مسبقاً مع البرامج النصية PowerShell Cmdlets ودعا (على سبيل المثال-، بدء تشغيل الكمبيوتر، إيقاف–الكمبيوتر). وخلال التجربة، هذه البرامج النصية يمكن تنفيذها عن بعد وفي الوقت نفسه على كافة أجهزة الكمبيوتر العميلة. هذا النوع من التشغيل الآلي لمختبر يضمن إقامة دولة مماثلة للعميل أجهزة الكمبيوتر ويقلل الأخطاء المحتملة والتعقيد من خلال التجارب العلمية، ويمنع الباحثين من الاضطرار إلى أداء المهام اليدوية المتكررة. للتجارب الملاحة، ونحن نستخدم محرك اللعبة الوحدة () من أجل دعم تطوير بيئات 2D و 3D لسطح المكتب متعدد المستخدمين، والتفاعلية VR. أجهزة الكمبيوتر العميلة 36 متصلاً خادم عن طريق هندسة خادم موثوق. في بداية كل تجربة، يقوم كل عميل بإرسال طلب إنشاء مثيل على الملقم، ويستجيب الملقم بإنشاء مثيلات الرمزية لهذا المستخدم على كافة الأجهزة المتصلة. الصورة الرمزية لكل مستخدم لديه كاميرا مع مجال رؤية 50 درجة. طوال هذه التجربة، العملاء إرسال المستخدم ‘ الإدخال للخادم، والخادم تحديث الحركة لكافة العملاء.

ويرد كل جهاز كمبيوتر في المختبر المادي، في حجرة منفصلة ضمن ثلاث غرف شبه المستقلة (الشكل 1). الحجم الكلي للمختبر هو 170 م² (150 م² لتجربة غرفة و 20 م² لغرفة التحكم). كل من هذه الغرف هي مجهزة بأجهزة تسجيل الصوت والفيديو. تجارب يتم التحكم فيها من غرفة مجاورة منفصلة (أي.، وتوفير الإرشادات والشروع في البرنامج التجريبي). من غرفة التحكم هذه، يمكن أيضا مراقبة المجربون المشاركين في البيئات المادية والافتراضية. جنبا إلى جنب مع قسم الاقتصاد في جامعة زوريخ، يحافظ ديسسيل أيضا بمركز التسجيل في الجامعة “المشاركين في الدراسة”، التي تم تنفيذها استناداً إلى الجذر ح³⁷.

على الرغم من أن قد وصف نظم مماثلة في الأدب³⁸، ديسسيل هو أول مختبر وظيفي مناسب للتجارب VR سطح المكتب متعدد المستخدمين على التنقل وسلوك الحشد لمعرفتنا. هنا، يمكننا وصف البروتوكول المتعلق بإجراء تجربة ديسسيل، ويقدم النتائج تمثيلية من أحد دراسة عن السلوك الاجتماعي الملاحة ومناقشة الإمكانات والقيود المفروضة على هذا النظام.