Virtual Reality (VR) is niet alleen geschikt voor een potje gamen of als vliegsimulator. Promovenda Yan Feng onderzoekt of VR kan helpen bij het begrijpen van voetgangersgedrag. In vijf maanden tijd leerde ze zichzelf een complex virtueel gebouw te programmeren en bouwde ze haar faculteitsgebouw heel precies na. Vervolgens mochten echte deelnemers haar virtuele gebouw ontdekken en evacueren. Hoe vinden zij hun weg?

Feng is gefascineerd door hoe voetgangers van a naar b komen en wil achterhalen wat hun keuze bepaalt. Feng: “Welke informatie gebruiken voetgangers? Wat zijn belangrijke markeringspunten? Hoe scannen ze de omgeving? Met die inzichten willen we voetgangersgedrag beter begrijpen.” Het gebruik van virtual reality (VR) en augmented reality (AR) in onderzoek is nog behoorlijk nieuw. Voor Feng bieden deze technologieën  kansen om allerlei situaties, ook potentieel gevaarlijke, na te bootsen. Ze vraagt zich dus in haar onderzoek ook af in hoeverre VR & AR gebruikt kunnen worden bij het bestuderen van voetgangersgedrag.

Het VR experiment

Voor haar onderzoek laat Feng zo’n 150 deelnemers door het virtuele faculteitsgebouw van Civiele Techniek & Geowetenschappen van de TU Delft lopen. Zo onderzoekt ze hoe voetgangers hun weg vinden in een gebouw met meerdere verdiepingen. “We willen begrijpen hoe voetgangers interacteren met hun omgeving en hoe ze bepaalde routes en uitgangen kiezen.”  Deelnemers liepen door de virtuele omgeving die Feng zelf heeft gemaakt, met een VR-bril of van achter een computerscherm. Van de deelnemers is een deel al bekend met het gebouw en een deel had nog geen idee van de indeling van het gebouw.”

In een later stadium benadert Feng nog een groep deelnemers voor een vergelijkbaar experiment in het fysieke gebouw van de faculteit. “Zo kunnen we zien of VR een realistisch beeld geeft van het gedrag van voetgangers in real-life situaties."

Brand!

Elke deelnemer liep zo’n twintig minuten door het gebouw en  op verschillende verdiepingen. op zoek naar een kamer met een bepaald nummer. Feng: “Bij sommige mensen voeg ik een element toe, bijvoorbeeld een vuilnisbak op de gang. Dat kan namelijk de route beïnvloeden.” Na het afronden van drie opdrachten kregen deelnemers de opdracht het gebouw zo snel mogelijk te verlaten. “Er volgde een evacuatie waardoor het nodig werd zo snel mogelijk een weg naar buiten  te vinden. Ik noemde de evacuatie overigens niet van tevoren, zodat deelnemers zich er niet op in konden stellen. ”

Stress en paniek

Hoewel de VR-situatie niet echt was, leverde de evacuatie soms behoorlijk wat stress op bij de deelnemers, zag Feng*. “Sommigen raken in paniek en beginnen te schelden. Er was ook iemand die echt bang werd, omdat ze in haar eigen land weleens een aardbeving had meegemaakt. Paniek is natuurlijk niet leuk voor de deelnemer, maar het toont wel aan hoe realistisch en immersief een virtuele omgeving kan zijn. Ook interessant is dat enkele deelnemers zodra ze horen dat ze het gebouw moeten verlaten meteen naar de bordjes zoeken die de locatie van de uitgang aangeven. Dat doen ze blijkbaar altijd in een gebouw.”

Verschillen beeldscherm en VR-bril

Feng merkt dat de deelnemers achter een computerscherm een stuk minder last hebben van stress bij calamiteiten. “Omdat ze geen bril op hebben, zijn ze zich er meer van bewust dat ze gewoon in een fysieke ruimte zitten. Op een laptopscherm is het experiment meer een soort computerspel. Deelnemers kijken meer dan vooruit en scannen de omgeving minder dan wanneer ze een VR-bril dragen. Met een VR-bril heb je echt het gevoel dat je ergens middenin zit.”

Praten met deelnemers

Feng keek op het beeldscherm mee hoe de deelnemers de opdrachten uitvoerden en welke handelingen ze verrichten. “Alle data werden automatisch opgeslagen. Ik maakte soms wel aantekeningen over hoe deelnemers reageren of hoe ze zich anders gedragen als ze  achter de computer zitten of als ze een VR bril droegen. Wat bijvoorbeeld opvalt, is dat deelnemers met de VR-bril meer bewegen en met hun lichaam de ruimte gaan ontdekken naarmate het experiment langer duurt. Ook praat ik aan het einde van het experiment met ze over hoe ze zich voelen. Slechts twee mensen, die nog nooit een VR-bril op hadden gehad, voelden zich wat misselijk.”

Zelf leren programmeren

Het digitaal nabootsen van de verschillende verdiepingen was een enorme klus, zegt Feng. “Ik had totaal geen ervaring met het programmeren van games en geen verstand van architectuur. Gelukkig heeft de TU Delft een VR Zone waar veel expertise te vinden is voor het gebruik van VR en AR voor allerlei doeleinden. Collega’s van de VR Zone hebben me veel geholpen met het maken van de 3D modellen en de data scripts. Zelf heb ik ook nog veel   instructiefilmpjes op YouTube bekeken. Hoewel ik al vaak in ons faculteitsgebouw had rondgelopen, moest ik regelmatig dingen opnieuw gaan bekijken: de kleur van de deuren, de breedte van de gang, de details op de muren. Uiteindelijk had ik vijf maanden nodig voor het ontwikkelen van een realistische VR-omgeving.”

Valideren in de toekomst

Nu de VR-fase van het onderzoek is afgerond, begint Feng met het real life-experiment. Daarbij zullen zo’n veertig deelnemers door het CiTG-gebouw lopen. “Als blijkt dat de data en ervaringen van de virtuele en echte oefeningen sterk overeenkomen, kan VR in de toekomst een belangrijke rol gaan spelen bij onderzoek naar voetgangersgedrag, bijvoorbeeld bij evacuaties. Het grote voordeel van experimenten met VR is dat ze vaak goedkoper zijn dan echte en je eenvoudig verschillende situaties kunt creëren en elementen kunt toevoegen.”

* Belangrijk om te vermelden is dat Feng een protocol heeft opgezet voor dit experiment in samenwerking met de Human Reseach Ethics Committee om de mentale en fysieke welbevinden van deelnemers te garanderen.

Gepubliceerd: mei 2020