VR-Exergaming: Die Lösung für mehr Gesundheit

Der zunehmende Fokus auf Gesundheit und Fitness hat dazu geführt, dass der weltweite Markt für VR-Fitnessspiele im Jahr 2022 einen Wert von rund 11,1 Milliarden US-Dollar hat, wobei Prognosen bis zum Ende dieses Jahrzehnts auf über 16 Milliarden US-Dollar prognostiziert werden.

Mit fortschreitender Digitalisierung entstehen Technologien wie künstliche Intelligenz (KI), Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR). Diese zielen darauf ab, die digitale Welt nahtlos in unser tägliches Leben zu integrieren und es uns zu ermöglichen, Grenzen zu überschreiten und zuvor undenkbare Bereiche zu betreten.

VR ist insbesondere ein computergeneriertes simuliertes Erlebnis, das durch tragbare Technologie und sensorische Komponenten wahrgenommen wird. Durch Headsets und Projektionen werden realistische Bilder und Töne erzeugt, wodurch eine virtuelle Umgebung entsteht, in der sich Menschen bewegen und mit den virtuellen Gegenständen interagieren können.

Die beliebtesten Anwendungen dieser Technologie finden sich derzeit in Videospielen, virtuellen Meetings, medizinischer Ausbildung, Patientenrehabilitation und militärischer Ausbildung. Ein weiterer interessanter und äußerst nützlicher Anwendungsfall von VR ist in der Fitnessbranche entstanden, wo schätzungsweise 1 bis 2 Millionen Menschen in VR trainieren.

Dies ist von großer Bedeutung, da regelmäßige körperliche Aktivität für die Aufrechterhaltung eines gesunden Gewichts, die Verbesserung der psychischen Gesundheit, den Schutz vor chronischen Erkrankungen und die Steigerung der allgemeinen Lebensqualität unerlässlich ist. Allerdings sind Motivation und Durchhaltevermögen bei allen Arten von körperlichen Übungen weiterhin das Problem.

Unternehmen und Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich durch VR-Exergaming – eine Kombination aus körperlicher Bewegung und Spielen – etwas ändern wird, das vielversprechende Anreize für körperliche Aktivität bietet. Laut Dr. Dominic Potts, dem Hauptautor einer neuen Studie, die darauf abzielt, Sensortechnologie zu nutzen, um die Motivation von Sportlern aufrechtzuerhalten:

„Mit Exergaming können wir dieses Problem angehen und den Spaß und die Leistung einer Person maximieren, indem wir das Herausforderungsniveau an die Fähigkeiten und die Stimmung eines Benutzers anpassen.“

VR Exergaming: Die Lösung für mehr Gesundheit

Der zunehmende Fokus auf Gesundheit und Fitness hat dazu geführt, dass der weltweite Markt für VR-Fitnessspiele im Jahr 2022 einen Wert von etwa 11,1 Milliarden US-Dollar haben wird, wobei Prognosen bis zum Ende dieses Jahrzehnts auf über 16 Milliarden US-Dollar prognostiziert werden. Mithilfe der VR-Technologie können Menschen bequem von zu Hause aus Sport treiben und ihre Gesundheit erhalten.

Exergaming oder aktives Videospielen ist ein aufkommender Trend, bei dem digitale Spiele zum Spielen körperliche Bewegung erfordern und so ein aktives Spielerlebnis anregen. Aus diesem Grund wird es von vielen auch als „die Zukunft der Fitness“ bezeichnet.

Im Vergleich zu herkömmlichen Übungen können Exergames sowohl die Leistung als auch das Vergnügen steigern, indem sie Benutzer von Unbehagen ablenken, wenn sie sich der Atemschwelle nähern oder diese überschreiten, und sie in ansprechende virtuelle Umgebungen eintauchen.

Um optimale Ergebnisse zu erzielen, müssen Exergames Herausforderungen bieten, die den Fähigkeiten des Benutzers entsprechen und ihm helfen, die Vorteile von Immersion, Leistung und Vergnügen zu erkennen. Wenn sie den Schwierigkeitsgrad des Exergames an den des Benutzers anpassen, können sie einen Flow-Zustand erreichen, der den psychologisch optimalen Zustand darstellt, in dem ein Benutzer konzentriert und engagiert ist.

Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, den Schwierigkeitsgrad des Exergames in Echtzeit basierend auf der Herzfrequenz des Benutzers anzupassen. Aber es gibt noch eine andere, bessere Möglichkeit, die Anpassungen von Exergames zu kontrollieren, und zwar die Einschätzung des emotionalen Zustands des Benutzers während des Spiels. Durch die Affekterkennung, die auf physiologischen Sensormessungen basiert, können Exergames nicht nur an den Schwierigkeitsgrad, sondern auch auf andere Weise angepasst werden, beispielsweise durch interaktives Geschichtenerzählen. Es kann uns sogar helfen, das Spielerlebnis besser zu verstehen.

Allerdings ist die Affekterkennung beim Exergaming aufgrund des Einflusses von körperlicher Betätigung und zwischenmenschlichen Unterschieden auf Emotionen und physiologische Maße eine Herausforderung. Dies erfordert den Bedarf an emotionsauslösenden Umgebungen, für die Forscher Lösungen angeboten haben. Sie konzentrieren sich jedoch auf den Fluss oder darauf, wie angenehm er sich anfühlt (Valenz). Dies ist natürlich nur ein Teil des emotionalen Spektrums und wird auch nicht über verschiedene Trainingsintensitätsstufen hinweg validiert.

Darüber hinaus beeinflusst körperliche Anstrengung verschiedene physiologische Maßnahmen wie Bewegung und Schweiß. Während die Affekterkennung in Nicht-VR-Exergames untersucht wurde, allerdings nur bei mäßiger Trainingsintensität, gab es keinen systematischen und strengen Vergleich des affektiven Zustands einer Person in VR-Exergames über verschiedene Anstrengungsniveaus außer der Valenz hinweg.

Darüber hinaus müssen zwischenmenschliche Unterschiede, körperliche Betätigung und Umweltfaktoren wie Reize berücksichtigt werden, wenn Daten zu physiologischen Sensoren ausgewertet werden. Ihre Entfernung aus Sensordaten kann der Studie zufolge die Generalisierbarkeit, Robustheit und Vorhersagekraft von Affekterkennungsmodellen erhöhen.

Deshalb hat sich das Forschungsteam der University of Bath die Aufgabe gestellt, Exergames zu entwickeln, die tatsächlich einen besseren und personalisierteren Ansatz für bessere Ergebnisse bieten können.

Ein personalisierter Ansatz für VR-Exergaming

Mit Unterstützung des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon Europe der Europäischen Union und Innovate UK hat die neueste Forschung Exergames entwickelt, an denen Menschen teilnehmen können. Diese Spiele verwenden Sensoren, um kontinuierlich den emotionalen Zustand einer Person während des Trainings zu messen und das Spiel in Echtzeit anzupassen, um die Benutzer zu beschäftigen.

Laut Dr. Potts spüren vollständig adaptive Übungsspiele die Emotionen einer Person und geben ihr Hindernisse, wenn sie für eine Herausforderung bereit sind, und „Belohnungen“, wenn sie Schwierigkeiten haben.

Dem Bath-Team gelang die Entwicklung solcher personalisierten Exergames durch den Einsatz einer neuen Reihe von Sensoren, die in VR-Headsets und Wearables wie Smartwatches eingebaut werden können. Diese Sensoren verfolgen dann die körperlichen Veränderungen des Trainierenden als

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