Setup

Prima di far partire l’applicazione, è possibile cambiarne alcune caratteristiche grazie ad un file di configurazione. Eccone di seguito alcuni.

• numero massimo di avatar nell’ambiente: questo va ad influenzare il valore numerico della variabile Numero nel caso tanti; per la sperimentazione si è assegnato il valore 40;

• rmax: questo va ad influenzare il valore numerico della variabile Distanza nel caso lontano; per la sperimentazione si è assegnato il valore 9.6 metri;

• rmin: questo va ad influenzare il valore numerico della variabile Distanza per entrambi i casi lontano e vicino; per la sperimentazione si è assegnato il valore 3.6 metri;

• tempo di sguardo: questo rappresenta il tempo in secondi in cui gli avatar fissano l’utente, quando hanno l’input di girarsi a guardarlo; per la sperimen-tazione si è assegnato il valore 3 secondi;

• task per l’utente: qui si possono scrivere le stringhe che appariranno come task all’utente sull’applicazione del cellulare virtuale che tiene in mano durante la simulazione;

• genere dell’utente: se il soggetto è uomo o donna andrà ad influenzare quale modello di corpo virtuale sarà posizionato in corrispondenza del corpo reale dell’utente per la durata della simulazione.

L’altezza, posizione e orientamento dell’utente si possono regolare da tastiera, per-ché dipendono dal setting reale: questa fase di setup è fatta appena l’utente viene immerso nello scenario virtuale, prima di registrare i segnali di baseline.

Gli elettrodi per la rilevazione dei parametri fisiologici sono applicati in siti specifici del corpo per registrare la risposta galvanica, il battito cardiaco e la respirazione.

La disposizione dei sensori è stata studiata anche in modo tale da essere comodi anche durante l’uso della VR e viceversa che non siano disturbati dall’interazione dell’utente con l’ambiente virtuale: si è scelto di utilizzare il controller destro come dispositivo di input anche perché i sensori per la risposta galvanica, che sono più sensibili, si trovano sulla mano sinistra. Sulla destra c’è invece uno dei tre sensori per il battito cardiaco, misura che è più stabile. Ovviamente la scelta del control-ler destro va anche incontro al fatto che la maggior parte dei soggetti è destrorsa e quindi sarebbe stato più facile per la maggior parte di loro utilizzare la mano destra per interagire. In ogni caso, per la prima parte del protocollo sperimentale, ovvero l’esperienza sociale di cui tratta principalmente questa tesi, l’interazione consiste unicamente nel premere un tasto sul controller, senza doverlo muovere, per incrementare il contatore degli avatar con una determinata caratteristica (task dell’utente). Questi ragionamenti sui sensori diventano invece più determinanti per la seconda parte, ovvero lo Stroop test, in quanto per premere i pulsanti colo-rati che corrispondono al valore semantico delle parole che compaiono a schermo in realtà virtuale, il soggetto deve muovere il braccio destro parecchio. In ogni caso con questa configurazione di sensori, dopo varie prove, i segnali registrati so-no risultati stabili e puliti. Ovviamente, come è capitato una volta, se uso-no degli elettrodi durante l’esperienza si dovesse staccare dalla pelle del soggetto, i dati si sporcano inevitabilmente.

Il setup hardware comprendeva anche delle cuffie collegate al visore per esaltare l’e-sperienza uditiva, per migliore qualità e senso di immersione e isolare ulteriormente i soggetti dall’ambiente esterno. Essendo la componente audio fondamentale per trasmettere le emozioni degli avatar, era importante che tutte le clip si potessero

Sperimentazione

sentire chiaramente. Inizialmente si controlla che i dati dai sensori sono acquisiti correttamente, quindi che non ci sia troppo rumore, altrimenti si posizionano me-glio i sensori sul soggetto. A questo punto si raccolgono dati di baseline, ovvero i segnali del soggetto a riposo nell’ambiente virtuale, perché i segnali fisiologici di base sono diversi per ogni persona. Per esempio il battito cardiaco. Abbiamo ri-dotto al minimo i motivi di movimento degli arti del partecipante per non sporcare i segnali, infatti l’unico task previsto si poteva fare semplicemente tenendo nella mando destra, fermo, un controller e premere un pulsante su di esso.

Biopac e iMotions

Per la parte di testing e, nello specifico, per la raccolta dei parametri fisiologici degli utenti, è stato utilizzato un sistema di acquisizione e analisi dati modulare e flessibile che offre molteplici configurazioni per adattarsi alle varie esigenze. I moduli Biopac rappresentano la componente hardware del sistema di acquisizione, mentre iMotion la componente software. Raccolta degli indici fisiologici durante paradigmi di interazione sociale, misurati tramite un sistema di acquisizione ed elaborazione di misure fisiologiche per mezzo della piattaforma di ricerca iMotions I moduli che abbiamo deciso di utilizzare sono tre, ovvero elettrocardiogramma, conduttanza cutanea e respirazione.

1. L’amplificatore dell’elettrocardiogramma registra l’attività elettrica generata dal cuore. La raccolta di questi dati ECG di alta qualità include la misurazio-ne della variabilità della frequenza cardiaca, che può essere associata al livello di stress fisiologico o psicologico, o al contrario di calma, che un individuo sta vivendo. L’acquisizione del segnale avviene tramite due elettrodi posizionati rispettivamente su polso destro e caviglia sinistra, attaccati alla pelle tramite dei dischi adesivi.

2. L’amplificatore per l’attività elettrodermica/risposta galvanica cutanea mi-sura sia il livello di conduttanza cutanea (SCL) che risposta di conduttanza cutanea (SCR), poiché variano con il sudore a causa di stress, eccitazione o emotiva eccitazione. Il nostro livello di eccitazione emotiva cambia in risposta all’ambiente in cui ci troviamo: se qualcosa è spaventoso, minaccioso, gioio-so o comunque emotivamente rilevante, la conseguenza diretta è un aumento dell’attività delle ghiandole sudoripare eccrine. Questo è ciò che i dispositivi EDA/GSR catturano quando vengono posizionati sulle mani o sui piedi. Nel nostro caso sono stati posizionati su due dita della mano sinistra.

3. La misurazione fisica diretta dello sforzo respiratorio avviene invece attraverso un fascia da posizionare attorno al torace.

Tra i principali vantaggi che l’utilizzo del software iMotions fornisce troviamo: la possibilità di raccogliere dati da più sensori contemporaneamente, nel nostro caso

ECG, EDA e respiro; la sincronizzazione automatica e in tempo reale di tutti i dati dei sensori; la possibilità di gestire tutto da un singolo PC e in una singola applicazione software; i segnali acquisiti vengono anche ripuliti dal rumore.

File di log

Dall’applicazione si hanno come output due file di log, importanti per dare un senso ai dati fisiologici registrati. Il primo riguarda il flusso delle configurazioni, quindi nello specifico contiene tutti i timestamp relativi all’inizio e fine della si-mulazione e inizio e fine delle configurazioni e delle transizioni, questo per poter suddividere i segnali fisiologici per configurazione. Per ogni configurazione vengo-no ivengo-noltre stampate tutte le informazioni ad essa relative, ovvero ID e valori dei parametri. È possibile vedere un esempio di output nella tabella 4.2.

Timestamp Configuration ID Volume Distance Mood

47,43 start

57,42 configuration 7 few near fear

117,44 transition

147,44 configuration 2 many far happy

207,45 transition

Tabella 4.2. Esempio di log che presenta due configurazioni

Il secondo, invece riguarda l’azione di contatto oculare degli avatar con l’uten-te. Infatti, analisi approfondite vogliono investigare la correlazione dello sguardo ad un aumento puntuale di ansia visibile per esempio in un picco di conduttanza cutanea. Si ipotizza infatti, che il contato oculare con un VA possa provocare stress. L’analisi dei feedback dei soggetti sperimentali conferma questa ipotesi. In questo file di log pertanto si tiene traccia del timestamp di tempo di inizio e fine di ogni sguardo, che infatti si può protrarre nel tempo, nel nostro caso 3 secondi, con relativa configurazione, ma anche genere dell’avatar, distanza effettiva in metri dall’utente e soprattutto se l’utente ha nel campo visivo quell’avatar e quindi se lo sta guardando a sua volta. È possibile vedere un esempio di output nella tabella 4.3.

Il contenuto di questi file di log è incrementale, pertanto ad ogni avvio dell’ap-plicazione il file non viene sovrascritto ma vengono aggiunte le informazioni del

Sperimentazione

StartTime EndTime Configuration ID Distance Gender UserLooking

271,86 274,87 3 13,05 HumanFemale True

279,87 282,87 3 3,82 HumanMale True

280,87 283,89 3 3,09 HumanFemale True

283,89 286,90 3 8,20 HumanFemale False

292,89 295,90 3 14,25 HumanFemale True

292,90 295,91 3 6,43 HumanMale False

361,88 364,88 2 5,26 HumanMale False

363,88 366,90 2 9,97 HumanFemale True

368,90 371,90 2 6,14 HumanFemale True

372,90 375,91 2 8,93 HumanFemale False

376,91 379,93 2 6,13 HumanFemale True

376,92 379,93 2 10,12 HumanMale True

384,93 387,93 2 3,39 HumanMale True

399,02 402,03 2 6,52 HumanFemale True

401,36 404,36 2 7,14 HumanMale False

407,97 410,97 2 9,41 HumanMale True

414,97 417,98 2 4,65 HumanFemale False

Tabella 4.3. Esempio di log sguardo di due configurazioni

nuovo trial. Questa pratica è utile per scongiurare che i dati di un soggetto vengano per sbaglio cancellati o sovrascritti.