Evaluating constrained users ability to interact with virtual reality applications

Abstract

This Master’s Project presents a comprehensive exploration of a novel Virtual Reality (VR) application designed to evaluate and enhance user performance within the context of constraints experienced by individuals, including those confined to an Intensive Care Unit (ICU). The work unfolds through a detailed examination of the proposal, development, and assessment phases. The proposal lays the foundation for the project, emphasizing the need for an immersive technology-based solution to assess ICU patients’ abilities. It includes a well-structured system architecture, deployment architecture, and data architecture. This framework guides the subsequent phases, offering insights into the development and assessment processes. In the development phase, the practical realization of the VR application is explored. It highlights adjustments tailored to the specific needs of ICU patients, offering valuable insights into user progress, reducing dependency on external assistance. Eight distinct tasks are detailed, categorized based on complexity and fundamental functionalities. The assessment phase evaluates the real-world impact of the VR application through three interventions. While limited to non-ICU environments, these interventions capture data from users who share critical constraints with ICU patients. The assessment involves correlation analysis of numerous variables, including age, cognitive function (assessed through the Mini-Mental Status Examination), and prior VR experience. The results unearth significant correlations, shedding light on age-related differences, the influence of cognitive ability, and the impact of prior VR exposure on task performance. This comprehensive exploration represents an essential contribution to the burgeoning field of VR applications for healthcare, specifically targeting constrained user groups like ICU patients. The findings underscore the significance of considering user characteristics, prior experience, and cognitive function when designing VR interventions. Further research is warranted to refine assessment methodologies and expand the scope of real ICU patient testing, ultimately paving the way for improved patient care and enhanced rehabilitation practices.

Este projeto de mestrado apresenta uma exploração abrangente de uma nova aplicação de Realidade Virtual (RV) concebida para avaliar e melhorar o desempenho do utilizador no contexto dos constrangimentos vividos pelos indivíduos, incluindo os que estão confinados a uma Unidade de Cuidados Intensivos (UCI). O trabalho desenrola-se através de uma análise pormenorizada das fases de proposta, desenvolvimento e avaliação. A proposta estabelece as bases do projeto, salientando a necessidade de uma solução imersiva baseada na tecnologia para avaliar as capacidades dos doentes da UCI. Inclui uma arquitetura de sistema bem estruturada, uma arquitetura de implementação e uma arquitetura de dados. Esta estrutura orienta as fases subsequentes, oferecendo informações sobre os processos de desenvolvimento e avaliação. Na fase de desenvolvimento, é explorada a realização prática da aplicação de RV. Destaca os ajustes adaptados às necessidades específicas dos pacientes da UCI, oferecendo infor mações valiosas sobre o progresso do utilizador, reduzindo a dependência da assistência externa. São detalhadas oito tarefas distintas, categorizadas com base na complexidade e nas funcionalidades fundamentais. A fase de avaliação avalia o impacto da aplicação de RV no mundo real através de três intervenções. Embora limitadas a ambientes não UCI, estas intervenções captam dados de utilizadores que partilham restrições críticas com doentes da UCI. A avaliação envolve a análise de correlação de numerosas variáveis, incluindo a idade, a função cognitiva (avaliada através do Mini-Mental Status Examination) e a experiência anterior em RV. Os resultados revelam correlações significativas, lançando luz sobre as diferenças relacionadas com a idade, a influência da capacidade cognitiva e o impacto da exposição prévia à RV no desempenho da tarefa. Esta exploração exaustiva representa um contributo essencial para o crescente campo das aplicações de RV nos cuidados de saúde, visando especificamente grupos de utilizadores limitados, como os doentes de UCI. Os resultados sublinham a importância de considerar as características do utilizador, a experiência anterior e a função cognitiva ao conceber inter venções de RV. Justifica-se a realização de mais investigação para aperfeiçoar as metodologias de avaliação e alargar o âmbito dos testes em doentes reais de UCI, abrindo caminho a melhores cuidados para os doentes e a melhores práticas de reabilitação.