Can you feel the spiders: haptic feedback on virtual reality

Abstract

Anxiety disorders are the most common mental health problem in the world and it affects, on daily basis, a vast number of people all around the world. Even though there are a high number of people suffering from phobia, only a small percentage ever seeks treatment, usually sufferers avoid the source of the problem, even if it is meaning of constrains in daily and social activities. Due to the development and creation of new technologies with the focus on healthcare growing rapidly and a number of studies proving that virtual reality can be just as effective as in vivo exposure, while providing a less stressful experience, these findings can contribute to reduce the high number of people that never seeks treatment. In previous works of our group, the Veracity, virtual reality was already applied in the context of arachnophobia, an example of specific phobias as a mean to provide an exposure without any physical sensorial interaction. In this dissertation, we want to extend the system with a virtual haptic response when touching spiders. Although the use of haptic response has been used and it is being used successfully in other areas, to our knowledge this is a novelty in the relation to other works in the phobia treatment. The haptic feedback has impact in virtual spider’s level of realism/interaction, by adding the touch to the visual sensation. Through haptic feedback, while improving the realism, we aimed at maintaining the virtual experience "safe" in the phobic user perspective in comparison to in vivo exposure. In this work, we integrated the haptic feedback within the Veracity loop and evaluate the impact in the response of users to this new add-on. As in the original system we still collect physiological response of the users such as ECG, HR, Video and 3D tracking of Virtual objects that were used to compare the responses with and without haptic feedback. The preliminary evaluation of the system suggest that this approach is interesting to pursue but still need a more comprehensive evaluation to assert its usefulness and impact within the phobic users of the haptic feedback.

Os distúrbios de ansiedade são uma das doenças mentais mais comuns no mundo, afetando o quotidiano de um elevado número de pessoas. Embora exista um número significativo de pessoas que têm algum tipo de distúrbio de ansiedade, apenas uma pequena percentagem procura tratamento, preferindo simplesmente evitar a fonte da sua fobia, tendo como consequência a privação de momentos/atividades diárias. Com o rápido desenvolvimento e aparecimento de novas tecnologias, o número de soluções tecnológicas focadas em saúde tem vindo a crescer, juntamente com um número de estudos que demonstram que a realidade virtual permite resultados tão bons quanto o in vivo exposure, além de provocarem menores graus de stresse. Estes resultados podem contribuir para a redução do elevado número de pessoas que nunca chega a procurar tratamento. Um trabalho anterior do nosso grupo de investigação, o Veracity, utilizou realidade virtual no contexto da aracnofobia, um exemplo de fobia específica, de forma a proporcionar a exposição à fonte de fobia sem qualquer tipo de interação sensorial física. Com o Veracity, a interação foi realizada ao utilizar um dispositivo de reconhecimento gestual que permitia uma interação com o ambiente e aranhas, sem qualquer tipo de toque real. Nesta dissertação, quisemos acrescentar ao sistema uma resposta virtual háptica como feedback ao toque em aranhas. Apesar de o uso de respostas hápticas já ter sido usado ou estar a ser implementado com sucesso, noutras áreas, para nosso conhecimento, trata-se de uma inovação no que refere a trabalhos realizados na área do tratamento de fobias. O feedback háptico tem impacto no nível do realismo/interação das aranhas virtuais, ao adicionar o toque ao estimulo visual. Através do feedback háptico enquanto se aumentava o realismo tivemos como objetivo manter a experiência virtual segura do ponto de vista do utilizador fóbico, quando comparado com o in vivo exposure. Neste trabalho integrámos o feedback háptico dentro do loop do trabalho Veracity e avaliámos o impacto na resposta dos utilizadores, ao adicionar estas novas funcionalidades. Tal como no sistema original, continuámos a recolher as repostas fisiológicas, ECG, Frequência Cardíaca, Vídeo e Tracking 3D dos objetos virtuais, de forma a comparar as respostas dos utilizadores com, e sem respostas hápticas. Uma avaliação preliminar do sistema sugere que este método é de interesse para futuros trabalhos, apesar de necessitar de uma avaliação mais detalhada, por forma a garantir a sua utilidade e impacto do feedback háptico, entre os utilizadores fóbicos.