Understanding the Use of Weight-Changing Controllers to Simulate Body Weight in Virtual Reality

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird untersucht, wie die Kombination aus Avatar-Gewicht und physischem Gewicht von VR-Controllern die Körperwahrnehmung der Nutzer in einer Virtual- Reality-Umgebung beeinflusst. Hierbei sollen sensorischen Rückmeldungen in VR, durch das Anpassen des Controller-Gewichts, das Nutzer-Erlebnis realistischer gestalten. Dies erfolgt parallel zur Darstellung von Avataren mit unterschiedlichen Körperformen, um die Wahrnehmung des Avatars als eigenen Körper zu verstärken. In einer vorangegangenen Arbeit von Kalus et al. (2023) wurde das Gerät zur Gewichtsänderung der Controller mittels Wasser entwickelt und getestet. Hier wurde dieses System dafür genutzt, um Körpergewicht und Gewicht von verschiedenen virtuellen Objekten und zu simulieren. Das Konzept des Embodiments spielt eine zentrale Rolle in der VRForschung. Studien zeigen, dass die Körperform und das Gewicht eines Avatars Einfluss auf die Selbstwahrnehmung und das Verhalten der Nutzer haben können. Indem physisches Feedback in Form von variierendem Controller-Gewicht hinzugefügt wird, soll diese Studie neue Erkenntnisse darüber liefern, wie multisensorische Rückmeldungen genutzt werden können, um das Embodiment weiter zu fördern.

Ziel ist es, systematisch zu untersuchen, wie sich die Kombinationen aus Avatar- und Controller- Gewicht auf die Wahrnehmung der Nutzer auswirken. Dafür führen Probanden in VR Aufgaben aus, während sie Avatare mit unterschiedlichen Körperformen repräsentieren und gleichzeitig Controller mit unterschiedlichem Gewicht benutzen. Nach jedem Durchgang füllen sie Fragebögen aus, die ihre subjektive Wahrnehmung des Avatars und das Embodiment bewerten. Besonders nach der oben genannten Arbeit von Kalus et al. (2023) stellt sich die Frage, ob sowohl die visuelle Transformation der Avatare als auch die haptische Änderung des Controllergewichts die Körperwahrnehmungs-Illusion einleitet oder ob es zum gleichen Effekt führt, wenn der Avatar und das Gewicht der Controller schon gegeben sind, wenn es also keine Transformation gibt. Zudem ist eine weitere ergänzende Frage, ob man mit dieser beschriebenen Methode durch die Gewichtsreduktion de Controller und/ oder die visuelle Veränderung des Avatars auch „dünner werden“ simulieren kann. Die Ergebnisse sollen sowohl zur Forschung von Embodiment in VR beitragen als auch Empfehlungen für zukünftige Anwendungen in der VR-Technologie liefern.

• Durchführung einer Nutzerstudie mit variierenden Kombinationen aus Avatar-Gewicht und Controller-Gewicht.
• Erhebung und Analyse der Daten aus den Embodiment-Fragebögen.
• Untersuchung der Auswirkungen der Gewichtskombinationen auf die subjektive Wahrnehmung und das Verhalten der Nutzer.
• Ableitung von Erkenntnissen über den Einfluss multisensorischer Rückmeldungen auf das Embodiment.

• Grundlegendes Verständnis der VR-Technologie.
• Kenntnisse in der Durchführung und Auswertung von Nutzerstudien.
• Interesse an multisensorischer Wahrnehmung und Embodiment.

• Alexander Kalus, Martin Kocur, Johannes Klein, Manuel Mayer, and Niels Henze. 2023. PumpVR: Rendering the Weight of Objects and Avatars through Liquid Mass Transfer in Virtual Reality. In Proceedings of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '23), April 23–28, 2023, Hamburg, Germany. ACM, New York, NY, USA 13 Pages. https://doi.org/10.1145/3544548.3581172
• Slater, M., & Sanchez-Vives, M. V. (2016). Enhancing Immersion in Virtual Reality. Frontiers in Robotics and AI.
• Kilteni, K., Groten, R., & Slater, M. (2012). The Sense of Embodiment in Virtual Reality. Presence: Teleoperators and Virtual Environments.