Name: developing a virtual reality video game to simulate rip currents
Uploaded: 2020-07-16T13:00:00
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Esta publicação é um produto resultante do projeto NYSG R/CHD-14 financiado sob o prêmio NA18OAR4170096 do National Sea Grant College Program da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica do Departamento de Comércio dos EUA, para a Fundação de Pesquisa da Universidade do Estado de Nova York em nome do Fundo de Financiamento marítimo de Nova York. As declarações, achados, conclusões, opiniões e recomendações são do autor e não refletem necessariamente a opinião de nenhuma dessas organizações.

Todos os métodos utilizados foram aprovados pelo Conselho de Pesquisa Institucional da Universidade Hofstra (IRB). O videogame VR desenvolvido foi usado para levantamento de 64 indivíduos.
NOTA: Os scripts foram escritos no idioma C# e estão disponíveis para download em: https://github.com/Jasebern/HofstraVR.
1. Criação de vr rip jogo atual: ambiente virtual e entrada/saída do usuário
<ol><li>Plataforma de desenvolvimento Open VR (por exemplo, Unity<sup cl...

<ol>
	<li>Rip Current Science. National Weather Service Available from: <a target="_blank" href="https://www.weather.gov/safety/ripcurrent-science">https://www.weather.gov/safety/ripcurrent-science</a> (2020)</li><li>Moulton, M., Dusek, G., Elgar, S., Raubenheimer, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+rip+current+hazard+likelihood+forecasts+with+observed+rip+current+speeds.">Comparison of rip current hazard likelihood forecasts with observed rip current speeds.</a> Weather and Forecasting. 32 (4), 1659-1666 (2017).</li><li>Weather Related Fatality and Injury Statistics. National Weather Service Available from: <a target="_blank" href="https://www.weather.gov/hazstat">https://www.weather.gov/hazstat</a> (2020)</li><li>Gensini, V. A., Ashley, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+examination+of+rip+current+fatalities+in+the+United+States.">An examination of rip current fatalities in the United States.</a> Natural Hazards. 54 (1), 159-175 (2010).</li><li>Houser, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Public+perceptions+of+a+rip+current+hazard+education+program:+"Break+the+Grip+of+the+Rip!".">Public perceptions of a rip current hazard education program: "Break the Grip of the Rip!".</a> Natural Hazards and Earth System Sciences. 17 (7), 1003 (2017).</li><li>Doelp, M. B., Puleo, J. A., Cowan, P., Arford-Granholm, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delaware+coast+Delaware+surf+zone+injury+demographics.">Delaware coast Delaware surf zone injury demographics.</a> The American Journal of Emergency Medicine. 36 (8), 1372-1379 (2018).</li><li>Castelle, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surf+zone+hazards+and+injuries+on+beaches+in+SW+France.">Surf zone hazards and injuries on beaches in SW France.</a> Natural Hazards. 93 (3), 1317-1335 (2018).</li><li>Brannstrom, C., Trimble, S., Santos, A., Brown, H. L., Houser, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perception+of+the+rip+current+hazard+on+Galveston+Island+and+North+Padre+Island,+Texas,+USA.">Perception of the rip current hazard on Galveston Island and North Padre Island, Texas, USA.</a> Natural Hazards. 72 (2), 1123-1138 (2014).</li><li>Caldwell, N., Houser, C., Meyer-Arendt, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ability+of+beach+users+to+identify+rip+currents+at+Pensacola+Beach,+Florida.">Ability of beach users to identify rip currents at Pensacola Beach, Florida.</a> Natural Hazards. 68 (20), 1041-1056 (2013).</li><li>Fallon, K., Lai, Q., Leatherman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rip+current+literacy+of+beachgoers+at+Miami+Beach,+Florida.">Rip current literacy of beachgoers at Miami Beach, Florida.</a> Natural Hazards. 90 (2), 601-621 (2018).</li><li>Berg, L. P., Vance, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Industry+use+of+virtual+reality+in+product+design+and+manufacturing:+a+survey.">Industry use of virtual reality in product design and manufacturing: a survey.</a> Virtual Reality. 21 (1), 1-17 (2017).</li><li>Sundar, S. S., Kang, J., Oprean, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Being+there+in+the+midst+of+the+story:+how+immersive+journalism+affects+our+perceptions+and+cognitions.">Being there in the midst of the story: how immersive journalism affects our perceptions and cognitions.</a> Cyberpsychology, Behavior, and Social Networking. 20 (11), 672-682 (2017).</li><li>Dede, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immersive+interfaces+for+engagement+and+learning.">Immersive interfaces for engagement and learning.</a> Science. 323 (5910), 66-69 (2009).</li><li>Klippel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+value+of+being+there:+toward+a+science+of+immersive+virtual+field+trips.">The value of being there: toward a science of immersive virtual field trips.</a> Virtual Reality. , 1-18 (2019).</li><li>Bernhardt, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Communicating+Hurricane+Risk+with+Virtual+Reality:+A+Pilot+Project.">Communicating Hurricane Risk with Virtual Reality: A Pilot Project.</a> Bulletin of the American Meteorological Society. 100 (10), 1897-1902 (2019).</li><li>"Break the Grip of the Rip" brochure. National Weather Service Available from: <a target="_blank" href="https://www.weather.gov/media/safety/rip/rip_brochure_51419b.pdf">https://www.weather.gov/media/safety/rip/rip_brochure_51419b.pdf</a> (2019)</li><li>Rip Current Survival Guide transcript. National Oceanic and Atmospheric Administration Available from: <a target="_blank" href="https://oceantoday.noaa.gov/ripcurrentfeature/">https://oceantoday.noaa.gov/ripcurrentfeature/</a> (2016)</li><li>McCarroll, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+swimmer-based+rip+current+escape+strategies.">Evaluation of swimmer-based rip current escape strategies.</a> Natural Hazards. 71 (3), 1821-1846 (2014).</li><li>. Unity User Manual Available from: <a target="_blank" href="https://docs.unity3d.com/Manual/2Dor3D.html">https://docs.unity3d.com/Manual/2Dor3D.html</a> (2019)</li><li>. Unity Asset Store Available from: <a target="_blank" href="https://assetstore.unity.com/">https://assetstore.unity.com/</a> (2020)</li></ol>

A análise preliminar dos resultados da pesquisa de acompanhamento demonstra que o videogame vr rip atual foi geralmente eficaz em retratar com precisão o risco e demonstrar ações adequadas a serem tomadas de forma envolvente e memorável. Os respondentes às perguntas da escala Likert indicaram que a simulação vr resultou em que eles se sentiam mais preparados do que não para uma corrente de rasgo e também que era bastante imersivo. Além disso, os resultados da escolha de uma das seis breves declarações mostra...

As correntes de rasgo são "fluxos de água fortes e estreitos que se estendem para longe da praia1." Correntes de rasgo podem ocorrer comumente em qualquer praia com ondas quebrando e podem transportar nadadores rapidamente para longe da costa. Correntes de rasgo perigosas podem ocorrer em dias de praia aparentemente 'seguros' com alturas de ondas de apenas 2 a 3 pés2, e assim podem surpreender os nadadores, pois eles são transportados a uma distância considerável da costa. Isso coloca os nadadores em risco de pânico, exaustão e até afogamento. Como resultado, as correntes de rasgo são uma das principais causas de mortes climáticas nos Estados Unidos. Por exemplo, em 2018, 71 mortes foram atribuídas a correntes de rasgo, e para o período de 10 anos 2009-2018, uma média de 58 indivíduos pereceu a cada ano3. As correntes de rasgo são o principal perigo para os banhistas; em 2018, as mortes atuais de rasgo representaram 65% de todas as mortes na "zona do surfe" nos Estados Unidos. Parece haver algum controle demográfico sobre a vulnerabilidade atual do rasgo, como um estudo descobriu que os homens são mais de seis vezes mais propensos do que as mulheres a se afogarem das correntes de rasgo do que as fêmeas4. Além disso, pesquisas adicionais descobriram que usuários de praia pouco frequentes são mais propensos a fazer escolhas de segurança nas praias mais pobres5 e que os não-locais são consideravelmente mais propensos do que os locais a sofrer lesões na zona de surfe6,,7.
No entanto, apesar de seu lugar entre os mais mortais perigos climáticos nos Estados Unidos, as correntes de rasgo são mal compreendidas pelo público. Uma pesquisa com 392 usuários de praia pública no Texas determinou que apenas 13% poderiam identificar corretamente uma corrente de rasgo a partir de fotografias apresentadas a eles8, enquanto resultados semelhantes foram encontrados em estudos realizados em Pensacola Beach, Flórida9 (15%) e Miami Beach, Flórida10 (27%). De forma mais ampla, Houser et al (2017)5 realizaram uma pesquisa baseada na Internet com 1622 entrevistados em 49 dos 50 estados dos EUA e descobriram que 54% dos participantes relataram corretamente uma ação a tomar quando pegos em uma corrente de rasgo. No entanto, a natureza auto-selecionada da amostra da pesquisa ditou que apenas 10% da amostra era pouco frequente usuários de praia, que são mais vulneráveis a correntes rasgadas e foram mostrados na pesquisa para possuir menos conhecimento do que fazer em um.
É evidente que as correntes de rasgo apresentam um desafio único, uma vez que são mal compreendidas pelo público, podem ocorrer de repente em pequenas escalas com aviso mínimo ou não prévio, podendo resultar em morte. Assim, novas abordagens são necessárias para enfrentar esse desafio de segurança pública. A tecnologia imersiva, como a realidade virtual (VR), fornece uma abordagem inovadora para aumentar a alfabetização atual e incentivar o comportamento positivo sobre o impacto. Pesquisas anteriores indicaram que vr e tipos semelhantes de mídia imersiva são altamente eficazes na comunicação de informações. Vr é geralmente definida como uma experiência interativa que ocorre dentro de um ambiente simulado que incorpora feedback auditivo e visual, geralmente com a ajuda de um fone de ouvido. Um estudo recente11 afirmou que a VR é uma tecnologia madura, adequada para auxiliar no processo de investigação científica. Além disso, outras pesquisas recentes12 mostraram que quando os indivíduos leem uma história do New York Times com um suplemento vr, eles eram mais propensos a perceber a fonte como crível, recordar as informações apresentadas, compartilhá-la com outras pessoas e sentir uma conexão emocional, do que aqueles que lêem o artigo na mídia tradicional, com apenas texto e gráficos. Estudos adicionais13,14 concluíram que a mídia imersiva promove a educação aumentando o engajamento e a aplicabilidade do mundo real de um tema. Mais recentemente, os pesquisadores15 aproveitaram o VR para simular um landfall de furacão de categoria 3 e determinaram que os respondentes da pesquisa que visualizavam o VR eram significativamente mais propensos a considerar a evacuação do que aqueles que apenas visualizavam textos e produtos gráficos tradicionais. Apesar de sua utilidade clara, nenhum estudo ou iniciativas mostrou de forma abrangente como o VR pode ser efetivamente aplicado ao desafio único de treinar os usuários de praia a melhor localização e reação às correntes de rasgo. O presente trabalho preenche essa lacuna de pesquisa, primeiro ensinando os indivíduos a nadar e acenar em um ambiente virtual do oceano e, em seguida, avaliando como eles reagem ao início repentino e injustificado de uma corrente de rasgo. Os participantes foram treinados tanto na natação quanto acenando para obter ajuda, pois cada uma dessas ações são consideradas como respostas válidas quando pegos em uma corrente de rasgo16,17, com condições particulares para um rasgo individual muitas vezes ditando qual ação pode ser mais eficaz na facilitação da fuga18. Nós imaginamos que a natureza realista e memorável de uma simulação atual de rasgo vr permitirá que os participantes tomem com sucesso a ação evasiva no jogo virtual e, em seguida, relatam que a experiência aprimorou seu conhecimento de risco e mitigação de rip current.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:661px;" width="662">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Dell 17.3&#34; Alienware 17 R5 Laptop</td>
			<td style="width:71px;">Dell</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:229px;">PC for virtual reality development</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Oculus Rift S</td>
			<td style="width:71px;">Oculus</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Virtual reality headset</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

developing a virtual reality video game to simulate rip currents

Os banhistas nos Estados Unidos enfrentam muitos perigos diferentes, mas as correntes de rasgo são anualmente as mais mortais para os nadadores oceânicos. Apesar do risco apresentado pelas correntes de rasgo, é evidente que o público tem uma compreensão limitada de seu perigo e das ações mitigadoras adequadas a serem tomadas quando pegos em um. Um videogame de realidade virtual (VR) que coloca os participantes em uma corrente de rasgo simulado foi desenvolvido para ajudar a amenizar esse problema. O jogo VR foi usado para pesquisar banhistas na costa atlântica de Long Island, Nova York durante julho e agosto de 2019. As ações que os participantes tomaram quando confrontados com a corrente de rasgo foram registradas, juntamente com se eles escaparam ou se afogaram. Uma entrevista com cada jogador também foi realizada depois que eles participaram do jogo para determinar o realismo da simulação atual de rip e sua eficácia em demonstrar ações adequadas a tomar quando impactadas por um. A análise desses resultados indica que a VR tem potencial para comunicar risco atual de rasgo e formas de minimizá-lo de forma única e envolvente. No entanto, mais trabalhos são necessários para melhorar a facilidade de uso da simulação vr e entender melhor como fatores como a demografia influenciam o risco atual percebido e a resposta comportamental.

A pesquisa vr rip atual de videogame foi realizada em julho e agosto de 2019 em Long Island na cidade de Hempstead Beach em Point Lookout, Nova York (resultados detalhados podem ser encontrados na Tabela Suplementar 1-3). 64 indivíduos jogaram o jogo e responderam à pesquisa, com 60 escapando da corrente de rasgo e 4 afogamentos (ou seja, a resistência chegou a zero). Entre os 60 que escaparam, 51 saíram acenando para pedir ajuda, e 9 o fizeram nadando fisicamente para fora do rasgo. Dado que a maior...

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Developing a Virtual Reality Video Game to Simulate Rip Currents

As correntes de rasgo estão entre os mais mortais perigos meteorológicos dos Estados Unidos. A fim de demonstrar as ações adequadas a tomar quando pego em uma corrente de rasgo de forma memorável e envolvente, um jogo de realidade virtual é desenvolvido.

Desenvolvimento de um videogame de realidade virtual para simular correntes de rip

Beachgoers in the United States face many different hazards, but rip currents are annually the deadliest for ocean swimmers. Despite the risk presented by ...

Este protocolo é significativo porque as correntes de rasgo estão levando o risco de praia. Estamos buscando ajudar a transmitir melhor esse risco usando um inovador jogo de realidade virtual. Devido ao seu formato VR, essa técnica será mais memorável e envolvente para os usuários do que a literatura atual de rip baseada em texto tradicional.Para criar um jogo de vídeo atual rip primeiro abra uma plataforma de desenvolvimento virtual apropriada. Selecione um novo projeto 3D intitulado rip current, no programa abrir a guia de armazenamento de ativos que contém prefabs já criados coleções de objetos de jogo 2 e 3D e arquivos de áudio desenvolvidos por outros usuários, que podem ser adicionados ao projeto. Para criar a primeira cena nova, clique com o botão direito do mouse para selecionar a interface do usuário e a tela para adicionar uma nova tela intitulada menu principal com uma caixa de texto, para a simulação vr do título.Para anexar scripts escritos na linguagem C afiada ao objeto do jogo, selecione o menu principal e adicione componentes adicione novo script e digite o título de script desejado. Em seguida, selecione interface de usuário e botão para adicionar os botões start, options, about e quit to the canvas. Usando a função apropriada do menu principal e os scripts do mouse, quando um botão é selecionado.Para criar a cena de teste da boia, baixe o ativo de água realista da loja de ativos de unidade e adicione o prefab marítimo à cena. Adicione um arquivo de áudio de ondas oceânicas ao pré-fabricado no mar em loop e baixe o pacote de ativos padrão da loja de ativos unity. Adicione o pré-fabricador do jogador, que inclui uma câmera que está incorporada dentro do jogador à cena.A maior sensação de que o participante do jogo é controlar o jogador e selecionar ativos, criar e controlador animador para adicionar uma animação à câmera. Use a janela do animador para gravar uma animação da câmera balançando para cima e para baixo e definir a animação para loop contínuo, para simular uma pessoa mantendo um carro alegórico no oceano. Baixe o VR Hands e First-Person Arms Pack da loja de ativos unity e adicione o prefab de personagem em primeira pessoa quando criança ao jogador, para permitir que os braços se movam com o jogador e para balançar para cima e para baixo com a câmera do jogador.Baixe o ativo Simple Buoy da loja de ativos unity e adicione o pré-fabricado de boia à cena quando criança do ponto de verificação. Para duplicar o pré-fabricador da boia, clique com o botão direito do mouse no pré-fabricado e selecione duplicata. Na guia inspetor para o objeto do jogo de checkpoint, selecione adicionar componente, física e um colisor de caixa e selecione editar colisor para desenhar o colisor entre as duas boias.Em seguida, adicione o script de marcas de verificação ao objeto do jogo de ponto de verificação. O roteiro sairá de cena assim que o jogador entrar e passaremos para a próxima cena. Para criar a cena de teste de ondas adicione um simples barco de madeira à cena e baixe o ativo Low Poly Animated People da loja de ativos unity.Adicione o pré-fabricado do garoto à cena e duplique o pré-fabricado para adicionar a criança ao pré-fabricado do barco. Renomeie o objeto do jogo, dois barcos com crianças e coloque as crianças em cada um dos assentos do barco. Grave uma animação do barco circulando lentamente ao redor da água para emular um barco a remo se movendo lentamente e adicionar um animador à mão de onda.Em seguida, grave uma animação do braço e da mão movendo-se para cima e para baixo para simular uma onda de mão, e adicione o script animado feminino à mão de onda, para permitir que o participante do jogo controle a onda de mão usando os controladores oculus. Com base no roteiro do motor dois do jogador, assim que o participante vir o barco e acenar a unidade deve transitar para a cena atual do rasgo. Para criar a cena atual de rasgo, ajuste o texto na tela de texto para ler você está sendo retirado da costa e grave um arquivo de áudio lendo esse texto.Adicione o arquivo de áudio à tela de texto e defina o arquivo para reproduzir no início da cena. Como demonstrado, crie um novo objeto de jogo na hierarquia chamada Rip Collider e adicione um Colisor de Caixa. O motor do jogador dois script, também vamos simular uma corrente de rasgo puxando constantemente o jogador perpendicular da costa.Como demonstrado use a guia inspetor para adicionar o script de saída de rasgo e o objeto do jogo de colisor de rip. O script vai gravar se o jogador escapa da corrente de rasgo. Para pesquisar indivíduos sobre o vr rip jogo atual, abra o software VR e configure o hardware através do programa.Para administrar o formulário de consentimento e questões demográficas em um iPad separado, permita que o participante prossiga através da simulação. O participante deve completar a cena principal do rip por conta própria. Após a conclusão do jogo, questione o participante sobre seu conhecimento prévio e experiência com correntes rasgando e a eficácia da simulação atual de rasgo em demonstrar as ações adequadas a tomar de tal forma que o participante se sinta confortável respondendo sem correr.Em seguida, peça ao participante para avaliar o realismo e a natureza imersiva do jogo. Esta pesquisa representativa de realidade virtual rip atual videogame, foi realizada em julho e agosto de 2019, em Long Island, na cidade de Hempstead beach em Point Lookout, Nova York. 64 indivíduos jogaram o jogo e responderam à pesquisa.Dado que a maioria dos participantes acenou para a ajuda como forma de escapar do afogamento, a quantidade de tempo necessário na simulação foi desviada para valores mais elevados. Com média de 11,1 segundos, mediana de 9,5 segundos e um desvio padrão de 6,2 segundos. Por outro lado, a resistência final foi inclinada para valores mais baixos, com média de 36,8, mediana de 41,3 e desvio padrão de 15,3.Após o jogo, os participantes receberam um conjunto de seis breves declarações destinadas a capturar sua opinião sobre a experiência de realidade virtual e perguntaram com quais eles mais concordavam. Dos 58 participantes que responderam à pesquisa, 38 selecionaram a declaração que dizia que o jogo os ajudou a se sentirem melhor preparados porque era realista. 19 selecionou a declaração que dizia que ajudava porque era assustador, fazia com que se sentissem preocupados.Enquanto apenas cinco participantes selecionaram declarações que diziam que o jogo não ajudava. Tome cuidado para tornar o ambiente virtual o mais relacionável possível, incluindo água realista, sons e correntes de rasgo. Para avaliar melhor a eficácia da realidade virtual, expanda a amostra da pesquisa para um público mais amplo, especialmente aqueles que visitam a praia com pouca frequência.

Research

JoVE Journal

Environment

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