< Terug naar vorige pagina

Project

Virtual reality serious game voor chemische laboratorium veiligheidstraining in de industrie en universiteiten: van ontwerp, ontwikkeling tot verhoogde motivatie en betrokkenheid

Chemische laboratoria zijn werkplaatsen waar risico's op verwondingen en zelfs dodelijke gevolgen altijd aanwezig zijn. Laboratoriumwerkers, in de academische wereld en de industrie, moeten een geschikt veiligheidsbewustzijn hebben om het risico tot een acceptabel niveau te brengen. Uit onderzoeksrapporten en reviews van laboratoriumongevallen blijkt echter dat er door een gebrek aan veiligheidsbewustzijn en risicogedrag nog steeds ongelukken plaatsvinden. Onvoldoende veiligheidstraining wordt vaak als één van de oorzaken van deze ongevallen gezien.

Vaak worden veiligheidstrainingen gegeven door middel van conventionele trainingsmethoden, zoals klassikale presentaties, video's en gedrukte handleidingen. Bij deze methoden moeten de leerlingen echter naar de instructeur luisteren of lange tekstuele paragrafen lezen. Ze zijn passief in hun leerproces en kunnen snel hun aandacht verliezen als ze niet gemotiveerd zijn, waardoor de veiligheidstraining niet effectief is. Virtual reality (VR) technologie kan worden gebruikt als een praktisch hulpmiddel om gevaarlijke situaties te simuleren in een virtuele omgeving waar leerlingen hun veiligheidsbewustzijn kunnen trainen zonder zichzelf of anderen echt in gevaar te brengen. Een combinatie van deze technologie met een ‘serious game’-aanpak zou veiligheidstraining motiverender en boeiender kunnen maken dan conventionele trainingsmethoden.

Daarom gaat dit doctoraatsonderzoek de immersieve virtual reality technologie exploiteren om leerervaringen in een virtuele laboratorium omgeving uit te voeren, waar laboratoriumveiligheid kan aangeleerd worden zonder mensen echt in gevaar te brengen. In dit geval, dit onderzoek zou een beter begrip willen verkrijgen hoe werknemers gemotiveerd en geengageerd zijn om veiligheidstrainingen te volgen in een immersieve VR omgeving. Het ontwerpen en ontwikkelen van een VR serious game is echter zeer uitdagend. Er zijn veel factoren waarmee rekening moet gehouden worden voor een optimaal trainingsspel. Daarom is het doel van dit onderzoek niet enkel om te verifiëren dat dit immersieve hulpmiddel veiligheidstrainingen motiverender en boeiender kunnen maken, maar ook om richtlijnen op te stellen hoe men een VR serious game kan ontwerpen, ontwikkelen en implementeren in een veiligheidstraining. In dit proefschrift, is er een voorbeeld getoond van het ontwerp- en ontwikkelingsproces van een VR serious game, genaamd VR LaboSafe Game. De opgestelde richtlijnen zijn generiek en kunnen toegepast worden op het ontwikkelen van andere gelijkaardige VR veiligheidstrainingen. Deze richtlijnen bevatten de integratie van instructieontwerp, gameontwerp en VR-ontwerp. Ook worden online bronnen en optimalisatietechnieken voorgesteld om zelfstandig een VR-game te kunnen ontwikkelen.

Tijdens de ontwikkeling van VR LaboSafe Game, werd het spel getest op academische en industriële populatie om de gebruiksvriendelijkheid van het systeem en de simulatorziekte te analyseren. Het is zeer belangrijk dat het spel gemakkelijk te gebruiken is en weinig simulatorziekte veroorzaakt vooraleer er verdere evaluatietesten worden gedaan. De eerste test, dat werd uitgevoerd met de eerste versie van VR LaboSafe Game 1.0, toonde aan dat wanneer instructies enkel via tekst worden vertoond, het VR spel eerder een slecht gebruiksvriendelijkheid heeft. Deze test toonde ook aan dat langdurige, continue ervaringen in VR (>40 minuten) zal leiden tot milde symptomen van simulatorziekte. Daarom, is het VR spel verder aangepast om tekstuele informatie te verminderen, gesproken instructies toe te voegen en om begeleidende animaties te vertonen. Spelers zijn ook toegelaten om pauzes te nemen van VR tussen de spelniveaus. Een test werd uitgevoerd met de geüpdatete VR LaboSafe Game en toonde inderdaad aan dat de gebruiksvriendelijkheid en simulatorziekte verbeterd waren vergeleken met versie 1.0 van het spel. Deze VR LaboSafe Game 2.0 is dan geschikt om te gebruiken in verdere studies.

In een evaluatieonderzoek met VR LaboSafe Game werden eerder persoons- gerichte variabelen onderzocht om te bepalen hoe gemotiveerd en geëngageerd medewerkers van een chemisch bedrijf zijn voor veiligheidstrainingen met een conventionele methode en met een VR serious game. Vanuit dit experiment blijkt dat laboranten en managers eerder persoonlijk gemotiveerd zijn om veiligheidstrainingen te volgen voor hun eigen veiligheid en die van anderen. Ze vinden veiligheidstraining echter repetitief, passief en gemakkelijk om de aandacht te verliezen wanneer deze wordt aangeboden met conventionele trainingsmethoden. De resultaten tonen aan dat werknemers meer intrinsiek gemotiveerd zijn om veiligheidstraining te volgen met een VR serious game dan met conventionele trainingsmethoden. VR is voor sommigen echter nog te ingewikkeld en onbekend waardoor dit de autonome motivatie kan beïnvloeden. Vooral oudere werknemers (ouder dan 50 jaar) hebben meer moeite met het gebruik van VR-headsets dan jongere werknemers (jonger dan 30 jaar). Ondanks deze complicatie willen medewerkers meer VR-veiligheidstrainingen volgen dan met een conventionele methode. Er wordt voorgesteld om conventionele methoden te combineren met VR als een aanvullend hulpmiddel en om frequentere en kleinere sessies aan te bieden, waarbij geleidelijk VR-technologie wordt geïntroduceerd voor beginners.

De resultaten van dit proefschrift zijn tweeledig: 1) er wordt een reeks van richtlijnen gedemonstreerd over het ontwerp, de ontwikkeling en implementatie van VR serious games voor veiligheidstrainingen, en 2) er wordt een functioneel artefact gecreëerd om veiligheidsbewustzijn in laboratoria aan te leren. Met dit artefact is het bewezen dat een VR serious game de intrinsieke motivatie en engagement van de leerling kan verbeteren. Echter, vooraleer men VR trainings implementeert, zou men eerst rekening moeten houden om mensen gewoon te laten worden met de VR technologie.

Datum:3 okt 2019 →  21 mrt 2023
Trefwoorden:Virtual Reality, Health, Safety and Environment, Serious Game, Chemical Industry, Training
Disciplines:Virtual reality en gerelateerde simulatie, Gezondheid en veiligheid op het werk, Onderwijspsychologie en educatief ontwerp
Project type:PhD project