De effectiviteit van VR ‘ExerGaming’ maximaliseren met een gepersonaliseerde aanpak

De toenemende digitalisering heeft geleid tot de ontwikkeling van technologieën zoals kunstmatige intelligentie (AI), augmented reality (AR) en virtual reality (VR).

Deze technologische vooruitgangen hebben als doel de digitale wereld interactiever, meeslepender en naadloos geïntegreerd in ons dagelijks leven te maken, waardoor we grenzen kunnen overschrijden en gebieden kunnen betreden die voorheen ondenkbaar waren.

VR is in het bijzonder een door computer gegenereerde gesimuleerde ervaring die wordt waargenomen via draagbare technologie en sensorische componenten. Realistische beelden en geluiden worden gegenereerd via headsets en projecties, waardoor een virtuele omgeving ontstaat waarin mensen zich kunnen verplaatsen en met virtuele objecten kunnen interactie hebben.

De meest populaire toepassingen van deze technologie worden momenteel gevonden in video games, virtuele vergaderingen, medische training, patiëntrevalidatie en militaire training.

Een andere interessante en zeer nuttige toepassing van VR is ontstaan in de fitnessindustrie, waar naar schatting 1 tot 2 miljoen mensen trainen in VR.

Dit is van groot belang omdat regelmatige lichaamsbeweging essentieel is voor het behouden van een gezond gewicht, het verbeteren van de mentale gezondheid, het beschermen tegen chronische aandoeningen en het verhogen van de algehele levenskwaliteit. 

Echter, motivatie en naleving van lichaamsbeweging blijven een probleem bij alle soorten fysieke oefeningen. 

Bedrijven en wetenschappers verwachten verandering met VR‑exergaming—een combinatie van fysieke oefening met gamen—die veelbelovend is voor het stimuleren van fysieke activiteit. Volgens Dr. Dominic Potts, de hoofdautorist van een nieuwe studie die sensor‑technologie wil benutten om sporters gemotiveerd te houden:

“Met exergaming kunnen we dit probleem aanpakken en het plezier en de prestaties van een persoon maximaliseren door het uitdagingsniveau aan te passen aan de vaardigheden en stemming van de gebruiker.” 

VR Exergaming: De oplossing voor een betere gezondheid

De toenemende focus op gezondheid en fitness heeft de wereldwijde markt voor VR‑fitnessgames, die in 2022 ongeveer $11,1 miljard waard was, aangejaagd, met prognoses die aangeven dat deze tegen het einde van dit decennium $16 miljard zal overschrijden. 

Met behulp van VR‑technologie kunnen mensen trainen en hun gezondheid behouden vanuit het comfort van hun eigen huis. 

Exergaming, of actieve videogaming, is een opkomende trend waarbij digitale spellen lichamelijke beweging vereisen om te spelen, waardoor een actieve game‑ervaring wordt gestimuleerd. Dit is waarom velen het ook bestempelen als “de toekomst van fitness”.

In vergelijking met conventionele oefening kunnen exergames zowel de prestaties als het plezier verbeteren door gebruikers af te leiden van ongemak terwijl ze dichter bij of boven de ventilatiedrempel komen, waardoor ze ondergedompeld worden in boeiende virtuele omgevingen.

Voor de beste resultaten moeten exergames uitdagingen bieden die overeenkomen met het vermogen van de gebruiker, zodat ze de voordelen van onderdompeling, prestaties en plezier kunnen ervaren. Het afstemmen van de moeilijkheidsgraad van de exergame op die van de gebruiker stelt hen in staat een flow‑toestand te bereiken, de psychologisch optimale staat waarin een gebruiker gefocust en betrokken is. 

Een manier om dit te bereiken is de moeilijkheidsgraad van de exergame in realtime aan te passen op basis van de hartslag van de gebruiker. 

Maar er is een andere, betere manier om de aanpassingen van de exergame te beheersen, namelijk het inschatten van de emotionele toestand van de gebruiker tijdens het spel. Door affectherkenning, gebaseerd op fysiologische sensormetingen, kunnen exergames niet alleen worden aangepast qua moeilijkheid, maar ook op andere manieren, zoals interactieve verhaallijnen. Het kan ons zelfs helpen de spelerservaring beter te begrijpen.

Echter, affectherkenning in exergaming is uitdagend vanwege de invloed van fysieke inspanning en interpersoonlijke verschillen op emoties en fysiologische metingen. 

Dit vraagt om emotie‑opwekkende omgevingen, waarvoor onderzoekers oplossingen hebben geboden. Echter, zij richten zich op flow of alleen hoe plezierig het aanvoelt (valentie). Natuurlijk is dit slechts een deel van het emotiespectrum en is het niet gevalideerd over verschillende niveaus van inspanningsintensiteit.

Bovendien beïnvloedt fysieke inspanning verschillende fysiologische metingen zoals beweging en transpiratie. Terwijl affectherkenning is onderzocht in niet‑VR exergames, zij het alleen bij matige inspanningsintensiteiten, is er geen systematische en rigoureuze vergelijking gemaakt van de affectieve toestand van een persoon in VR‑exergames over verschillende inspanningsniveaus, naast valentie.

Bovendien is het nodig om rekening te houden met interpersoonlijke verschillen, de invloed van oefening en omgevingsfactoren zoals stimuli bij het beoordelen van gegevens gerelateerd aan fysiologische sensoren voor dezelfde persoon. Het verwijderen hiervan uit sensorgegevens kan de generaliseerbaarheid, robuustheid en voorspellende kracht van affectherkenningsmodellen vergroten, volgens de studie.

Dus nam het onderzoeksteam van de Universiteit van Bath de taak op zich om exergames te creëren die daadwerkelijk een betere en meer gepersonaliseerde aanpak kunnen bieden voor verbeterde resultaten.

Een gepersonaliseerde aanpak voor VR‑exergaming

Ondersteund door het Horizon Europe onderzoeks‑ en innovatieprogramma van de Europese Unie en Innovate UK, heeft het nieuwste onderzoek exergames ontwikkeld waaraan mensen zich kunnen houden. Deze games gebruiken sensoren om continu de emotionele toestand van een persoon tijdens het sporten te meten, en passen het spel in realtime aan om gebruikers betrokken te houden.

Volgens Dr. Potts detecteren volledig adaptieve oefengames de emoties van een persoon en geven ze obstakels wanneer ze klaar zijn voor een uitdaging en ‘beloningen’ wanneer ze worstelen.

Het Bath‑team slaagde erin dergelijke gepersonaliseerde exergames te ontwikkelen door een nieuwe reeks sensoren te gebruiken die in VR‑headsets en wearables zoals smartwatches kunnen worden geplaatst. Deze sensoren volgen vervolgens de fysieke veranderingen van de sporter tijdens de training.

Hoewel sensoren zeer effectief kunnen zijn bij het volgen van onze emotionele toestanden, zijn ze alleen nuttig wanneer we inactief zijn en niet zozeer tijdens fysieke activiteit. Dit maakt het moeilijk om de emoties van een persoon te herkennen; zijn ze verveeld of blij. 

Dit kan eindelijk worden veranderd met de nieuwe sensoren die traditioneel in VR‑headsets zijn ingebed om pupilverwijding en knipperen te volgen.

Dus kregen Bath‑wetenschappers 72 deelnemers voor een statische VR‑fietswedstrijd. Deze deelnemers, voornamelijk personeel en studenten van de universiteit, omvatten 43 mannen, 27 vrouwen, 1 non‑binary en één ‘anders’, met leeftijden tussen 18‑60.

De meeste van deze deelnemers hadden een hoge fysieke activiteit, gebruikten af en toe VR, en hadden ook af en toe videogames gespeeld. 

De race vond plaats in vier verschillende virtuele omgevingen, waarbij elk is ontworpen voor een specifieke emotie, namelijk verdriet, geluk, kalmte en stress.

Een specifieke combinatie van sensoren werd vervolgens gebruikt om gezichtsuitdrukkingen, pupilgrootte, hartslag, huidontsteking, transpiratieniveaus en elektrodermale activiteit te meten om stressniveaus te controleren.

Dus, terwijl de deelnemers door deze virtuele omgevingen gingen bij lage, middelmatige en hoge intensiteit van de oefening, verzamelden de onderzoekers de gegevens via de sensoren.

Elke sessie duurde 90 minuten voor één oefenreeks per intensiteitsniveau. Ondertussen ervaarden de deelnemers elk van de vier verschillende emoties gedurende zestig seconden.

De onderzoekers konden nauwkeurig de emotionele toestand van de gebruiker voor elke training aangeven. Daarmee stemden ze het moeilijkheidsniveau en de aard van de virtuele omgeving af op de fysiologische veranderingen die de gebruiker ondervond.

VR‑oefeningen emotioneel intelligent maken

Nu, voortbouwend op dit onderzoek, hebben de wetenschappers acht richtlijnen opgesteld voor VR‑exergame‑makers om de emotionele betrokkenheid van gebruikers te verbeteren. 

Deze aanbevelingen omvatten het ontwerpen van pupil‑detecterende sensoren om luminositeitsveranderingen in de virtuele omgeving te corrigeren, rekening houden met de bestaande zweetniveaus van de gebruiker om stress en opwinding van het zenuwstelsel te voorspellen, sensorgegevens vóór en tijdens de exergame te reinigen om het spel voor elke gebruiker aan te passen, en het gebruik van meerdere fysiologische sensoren om voorspellingen over de emotionele toestand te verbeteren.

Andere aanbevelingen omvatten het opnemen van het vermogensoutput van de gebruiker voor betere voorspellingen, het vermijden van lineaire regressiemodellen voor het voorspellen van emoties, het niet gebruiken van ruwe data zonder signalen die niet gerelateerd zijn aan emotionele veranderingen te verwijderen, en het niet gebruiken van knipperingsmetingen.

De studie kent echter wel beperkingen. Zo is ze alleen generaliseerbaar naar vrouwen, matig actieve individuen en mensen uit een brede leeftijdsgroep. Het spelverloop duurde slechts 12 minuten, exclusief warming‑up en cooling‑down, en beschouwde slechts één oefeningstype — fietsen.

Deze bevindingen werden gepubliceerd op de CHI‑conferentie over Human Factors in Computing Systems, waar het artikel een eervolle vermelding kreeg. De onderzoekers hopen nu dat de studie wordt overgenomen door game‑ontwerpers om meeslepende programma’s te creëren die gebruikers blijven laten trainen, zelfs nadat ze normaal zouden stoppen.

Het doel “is om VR‑oefeningen op de lange termijn emotioneel intelligent te maken”, zei de studieleider Dr. Christof Lutteroth, directeur van het REVEAL‑onderzoekscentrum van de universiteit. Hij wees ook op hoe VR‑oefeningen al worden gebruikt op schoolniveau evenals in sportwetenschap en revalidatie. Hij voegde toe:

“We verwachten volledig dat fysieke activiteit in VR de komende jaren enorm in populariteit zal toenemen… dus is het belangrijk te focussen op het maken van technologie die emotioneel intelligent en adaptief is aan verschillen tussen gebruikers.”

In het domein van VR‑oefeningen wordt momenteel veel vooruitgang geboekt, waarbij mensen die hun ervaringen delen over gewicht verliezen met de hulp van deze apparaten. 

Gezien de interesse van mensen tonen bedrijven ook een actieve interesse. Nog afgelopen maand kondigde Virtuix aan dat zijn Omni One VR-loopband in september zal worden uitgebracht voor $2,595 (plus verzendkosten) na een decennium van ontwikkeling. 30,000 eenheden zijn al verkocht door het bedrijf tijdens de pre‑orderperiode van de Omni One VR-loopband.

De startup heeft tot nu toe in totaal $40 miljoen opgehaald via durfkapitaal en individuele investeringen om haar inspanningen te bevorderen. De VR‑loopband van Virtuix, die “toegewijd is aan het realiseren van VR‑locomotie”, komt op een moment dat mixed reality veel aandacht krijgt van tech‑reuzen zoals Meta en HTC. 

VR‑fitnessgames en -apps overspoelen nu ook de markt. Dit omvat het abonnement‑gebaseerde FitXR, dat een verscheidenheid aan trainingen biedt, Supernatural, en Les Mills BodyCombat.

Onderzoek heeft eigenlijk gevonden dat trainen met VR voor een kortere tijd net zo voordelig is als trainen voor een langere periode zonder VR. Deze studies meldden dat deelnemers alerter en gelukkiger waren met een significante verbetering in hun emotionele toestand vergeleken met traditionele training.

Met dagelijkse beweging bewezen om “weerstand op te bouwen, het risico op het ontwikkelen van negatieve mentale gezondheid en zelfs mentale aandoeningen te verminderen,” zegt Dr. Brendon Stubbs, een bewegingsonderzoeker, dat het hebben van “een toegankelijke en gewoontevormende training” zoals VR‑games en oefen‑apps een geweldige oplossing biedt.

Dit is nog niet alles; kortetermijn‑VR‑oefening samen met vrijetijds‑gerichte meeslepende VR hebben ook aangetoond pijn, angst en depressie te verlichten, de zelfwaargenomen gezondheid te verbeteren en de kwaliteit van leven te verhogen.

Klik hier voor een lijst van maverick‑bedrijven die de AR/VR‑frontier herdefiniëren.

Bedrijven die de vooruitgang van VR‑oefeningen helpen

Veel bedrijven zijn betrokken bij het bevorderen van het vakgebied van VR‑exergaming, zoals we hierboven hebben opgemerkt. Dit omvat Apple (AAPL ) (AAPL), dat zowel in VR als AR vooruitgang heeft geboekt en werkt aan het integreren van fitnessfuncties zoals hartslagmeting en emotionele welzijnsmetriek in zijn apparaten. Peloton (PTON), bekend om zijn fitnessapparatuur, verkent ook VR om de gebruikerservaring te verbeteren. Dan is er Vuzix Corporation (VUZI ) (VUZI), dat slimme brillen en draagbare display‑technologie ontwikkelt, terwijl de geavanceerde GPU‑technologie van NVIDIA (NVDA) VR‑ervaringen aandrijft.

Laten we nu een paar prominente namen in het vakgebied bekijken:

#1. Meta Platforms (META)

Meta, met zijn Quest‑VR‑divisie, is een toonaangevende speler in de ontwikkeling van meeslepende VR‑hardware en -software. Zijn Quest‑VR‑headsets worden gebruikt voor diverse activiteiten, waaronder entertainment, reizen, design, gaming en fitness. Meeslepende trainingsroutines worden aangeboden via Supernatural en FitXR.

Met een marktkapitalisatie van meer dan $1,3 biljoen, worden Meta‑aandelen momenteel verhandeld tegen $515,48, een stijging van 46 % jaar‑tot‑datum. Voor Q2 2024 rapporteerde het bedrijf een totale omzet van $39,07 mlrd, een stijging van 22 % ten opzichte van het voorgaande jaar, terwijl de totale kosten en uitgaven met 7 % toenamen tot $24,22 mlrd. Aandeleninkoop bedroeg $6,32 mlrd, terwijl $1,27 mlrd werd uitgekeerd als dividend. Contanten, kasequivalenten en verhandelbare effecten aan het einde van het kwartaal bedroegen $58,08 mlrd, en de vrije kasstroom was $10,90 mlrd.

#2. Unity Software Inc. (U)

Een van de toonaangevende platforms voor het creëren van VR‑toepassingen, de Unity‑engine, wordt ook veel gebruikt door ontwikkelaars om interactieve en meeslepende VR‑ervaringen in fitness te ontwikkelen.

Met een marktkapitalisatie van meer dan $6,7 miljard, worden Unity‑aandelen momenteel verhandeld tegen $16,99, een daling van 58,2 % jaar‑tot‑datum. Voor Q2 2024 rapporteerde het bedrijf een totale omzet van $449 mln, een daling van 16 % ten opzichte van het voorgaande jaar. De aangepaste EBITDA bedroeg $113 miljoen, terwijl de GAAP‑nettoverlies $126 miljoen was.

“We geloven dat met betere uitvoering de schaal en levendigheid van deze markten Unity in staat zal stellen zijn plaats te verdienen naast de best presterende bedrijven in de gaming‑ en technologiesector.”

– CEO van Unity

Conclusie

Naarmate onze wereld digitaler wordt, zullen minder mensen aan lichaamsbeweging doen. Echter, wetenschappers en bedrijven hebben een oplossing voor dit probleem gevonden. De voortdurende integratie van virtual reality in exergaming revolutioneert fysieke fitheid en mentale gezondheid door trainingen nog boeiender en plezieriger te maken. 

Dit betekent niet dat er geen uitdagingen zijn voor VR‑exergaming, maar studies zoals deze pakken die uitdagingen aan, zoals motivatie, om betere oplossingen aan het publiek te bieden.

Dus, naarmate VR zich blijft ontwikkelen met geavanceerde emotieherkenning, sensorintegratie en gepersonaliseerde feedback, belooft het niet alleen gaming en entertainment te transformeren, maar ook gezondheid en algeheel welzijn.

Klik hier voor een lijst van de top 10 AR & VR‑aandelen.