Virtuaalitodellisuuslaitteet ja niiden vaikutus aistijärjestelmien toimintaan -kirjallisuuskatsaus

Abstract

Virtuaalitodellisuuslasien käyttö on yleistynyt 2010-luvulla viihdeteollisuuden ansiosta. Virtuaalitodellisuuslaitteita on kuitenkin kehitetty ja käytetty 1960-luvulta asti. Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää mitkä aistijärjestelmät ovat käytössä, kun virtuaalitodellisuuslaseja käytetään. Tavoitteena oli myös tarkastella, millä tavalla aistijärjestelmät toimivat virtuaalitodellisuuslaitteiden käytön aikana ja käytön jälkeen. Lisäksi tavoitteena oli löytää tapoja, joilla aistijärjestelmien toimintaa ja poikkeavuuksia voidaan mitata.

Opinnäytetyö toteutettiin kirjallisuuskatsauksena. Kirjallisuuskatsaus käsittelee virtuaalitodellisuuslaitteiden historiaa, nykyisiä virtuaalitodellisuuslaitteita ja niiden ominaisuuksia, näköjärjestelmää, virtuaalitodellisuuslaitteiden käytön vaikutusta näköjärjestelmään, tasapainojärjestelmää, virtuaalitodellisuuslaitteiden käytön vaikutusta tasapainojärjestelmään, pahoinvointia, virtuaalitodellisuuslaitteiden käytön vaikutusta pahoinvointiin, sekä pahoinvointikyselyitä. Kirjallisuuskatsauksessa käytetty kirjallisuus käsitteli pääasiassa tieteellisiä tutkimuksia ja artikkeleita aiheesta.

Kirjallisuuskatsauksen mukaan virtuaalitodellisuuslasien käyttö aktivoi näköjärjestelmää ja tasapainojärjestelmää. Virtuaalitodellisuuslaitteista ja niiden ominaisuuksista riippuen aistijärjestelmät voivat olla suurenkin rasituksen alaisia. Näköjärjestelmän suurin rasite johtuu akkommodaatio- ja vergenssijärjestelmän ristiriidasta, joka voi aiheuttaa ohimeneviä akkommodaatio- ja vergenssimuutoksia. Tasapainojärjestelmän rasite johtuu tasapainojärjestelmän ja näköjärjestelmän vihjeiden ristiriidasta. Tästä voi seurata pahoinvointia. Näköjärjestelmän muutoksia voi seurata ja tutkia näöntutkimusmenetelmillä. Tasapainojärjestelmän muutoksia voi seurata pahoinvointikyselyillä.

Opinnäytetyössä havaittiin, että aistijärjestelmät voivat olla hyvinkin suuren rasituksen alaisena käytettäessä virtuaalitodellisuuslaitteita. Kirjallisuuskatsaus kuitenkin kohdistui pääasiassa vanhempiin tutkimuksiin. Osa aistijärjestelmien rasitteista ja oireista johtuikin vanhempien virtuaalitodellisuuslaitteiden ominaisuuksista. Nykyaikaiset virtuaalitodellisuuslaitteet eroavat ominaisuuksiltaan vanhemmista virtuaalitodellisuuslaitteista paljon. Uudempien virtuaalitodellisuuslaitteiden ei voi olettaa rasittavan aistijärjestelmiä samalla tavalla kuin vanhemmat virtuaalitodellisuuslaitteet.

The use of virtual reality headsets has increased in the 21st century, largely thanks to entertainment industry. However, virtual reality devices have been made since the 1960s. The purpose of this thesis was to find out which sensory systems are active during the use virtual reality headsets. Another purpose of this thesis was to study how these sensory systems act during and after the use of a virtual reality headset. The final purpose of this thesis was to find ways to evaluate and measure the functions and abnormalities of these sensory systems.

This thesis was carried out as a literature review. The literature review deals with the history of virtual reality devices, current virtual reality headsets and their properties, visual perception, the effect of the use of virtual reality devices on visual perception, vestibular system, the effect of the use of virtual reality devices on the vestibular system, motion sickness, simulator sickness, the effect of the use of virtual reality devices on motion and simulator sickness, and sickness questionnaires. The literature used in this literature review were mainly research articles and articles about the topic.

According to the literature view, the use of virtual reality devices activates visual perception and the vestibular system. Depending on the properties of the virtual reality devices used, these sensory systems may be under a lot of stress. The main source of stress for visual perception is the conflict between accommodation and vergence due to different visual cues. The stress may cause temporary accommodation spasms and vergence changes. Vestibular system’s stress is caused by the cue conflict of visual perception and vestibular system. It may cause motion sickness and simulator sickness. Visual perception and its changes can be tracked and measured with eye examination techniques. Changes in the vestibular system can be tracked with motion sickness and simulator sickness questionnaires.

It was found that the sensory systems can be under a lot of stress during the use of virtual reality headsets. The literature review focused mainly on older research articles. Some of the stress and the symptoms that followed were caused by the properties of older virtual reality headsets. The properties of the older virtual reality devices differ considerably from the current ones. Current virtual reality headsets cannot be assumed to cause the same type and the same amount of stress as older virtual reality headsets.