Využití virtuální reality u dětí s poruchou autistického spektra
V tomto článku se budu zabývat tématem virtuální reality s jejím využitím ve speciální pedagogice konkrétně u dětí s poruchou autistického spektra. Hlavním motivem, proč jsem si zvolila takové téma je ten, že mě velmi zaujal aspekt, jak technologie ve vzdělávání můžou pomoci jedincům, kteří vykazují nějaké psychické znevýhodnění, které jim brání, aby se běžně začleňovali do společnosti, poněvadž se neumějí orientovat v běžných sociálních konvencích, kde právě může pomoci virtuální realita jako terapeutický nástroj.[1] S tím souvisí i mé zaměření na jakou konkrétní zkoumanou oblast se ve virtuální realitě zaměřím, kde jsem se rozhodla pro rozvoj sociálních a emočních dovedností u dětí s poruchou autistického spektra, které obsahují nejvíc výzkumných studií.[2] A v tomto syntetizujícím článku podám základní přehled o různých typech výzkumných studií, jak v sociálních, tak emočních aspektech s vyžitím virtuální reality.
Předtím než přistoupím k představení konkrétních výzkumných studií s jejími zásadními výstupy, tak si musíme nejprve vymezit některé klíčové termíny jako je virtuální realita ve zkr. VR, porucha autistického spektra ve zkr. PAS a zaměříme se ještě na charakteristiku výzkumu autismu ve virtuálním prostředí.
Virtuální realita, resp. VR je termín, který popisuje ,,sofistikovanou souhru technologií a lidského vnímání”[3]a je težké jej definovat jako samotný zážitek. Jako první použil termín VR Jaron Lanier v 80. letech minulého století. Merriam-Webster definuje VR jako umělé prostředí poskytované počítačem, které působí skrze naše zrakové a sluchové vjemy, které jsou přístupné prostřednictvím displeje ve zkr. HMD, který si člověk nasadí přes hlavu. Tento displej představuje velké brýle, kde můžeme vidět virtuální prostředí, které se promítá skrze dva různé obrazy z nichž jeden se promítá do každého oka a vytváří působivou iluzi trojrozměrné scény všude kolem nás. Součástí těchto brýlí jsou také další vstupné zařízení jako jsou ovladače, rukavice a sledovače pohybu. Celý virtuální systém se skládá ze tří základních prvků a to je pocit pohlcenosti neboli imersivní vnímání, interakce a pocit přítomnosti, což je důsledkem interakce a úrovní imerzivní schopnosti technického vybavení. V této souvislosti se více zaměříme na imersivní vnímání, které funguje na takový princip, jak dobře přivádí uživatele od reality a je neodmyslitelně spjata s hardwarovým vybavením. A v našem konkrétním případě se budeme zabývat touto imerzivní složkou virtuální reality. A v souvislosti s výzkumnou složkou virtuálního systému mnoho oblastí psychologie přizpůsobilo tuto novou virtuální technologii tak, aby prováděla snadno ovadatelné a ekologicky platné využití ve výzkumech autismu.[4]
Nyní krátce objasním, v čem spočívá porucha autistického spektra ve zkr. PAS. Jedná se o neurovývojové onemocnění mozku, který vykazuje sociální obtíže, opakující a omezující chování a smyslovou přecitlivělost, kde je její klinická heterogenita dobře prokázána v souvislosti s opožděnou atypickou jazykovou produkcí a atypickým sociálním vývojem, které jsou provázány s PAS.[5]
A nyní se zaměříme na důležitou otázku, která pojednává o tom, proč je virtuální realita považována jako silný terapeutický nástroj. Je to dáno z důvodu toho, že virtuální realita poskytuje podněty pro bezpečnou modifikaci prostředí, které sestává z vizuálního a sluchového světa a jsou tak ideálním nástrojem pro tvorbu individuálních scénářů. Navíc se tyto podněty dají nastavit podle individuálních potřeb pro každého jedince s PAS pomalým a regulovaným způsobem a vytvořit tak pro ně zcela strukturované a udržitelně nastavené prostředí. A co je také pozitivním faktorem je to, že jedinci s PAS velmi dobře reagují na terapii a zásahy vytvořené počítačem.[6]
Obecně můžeme říct, že VR je tzv. mostem mezi skutečným světem a potenciálně transformačním pro vzdělávání a to převážně u jedinců s PAS, kde je klíčovým prvkem právě pocit přítomnosti, který umožňuje jedincům s PAS naprosto autentickou simulaci sociálních situací. Tento význam je vědecky podložen ze 24 výzkumných studií, které se konaly v letech 2012–2015 ještě před druhým technologickým pokrokem ve VR roku 2016, kde se konkrétně studie zaměřily u jedinců s PAS na jejich intervenci a terapii v prostředí jejich duševního prostředí. Na to navázaly další výzkumy o reálném využití VR např. v Koreji, což nabývá potřeb pro multikulturní výzkum. Většina těchto proběhlých VR výzkumů kladla za cíl důležitý aspekt pro zlepšení sociálních dovedností a intervenčních aspektů, kde počet respondentů byl omezen na malý vzorek populace konkrétně u dětí a to v západních společnostech.[7]
Než však přistoupíme k jednotlivým studiím, tak si ještě uvědomit jeden důležitý termín, který se týká zážitku virtuálního prostředí ve zkr. řečeno VRE v originále řečeno jako Virtual Reality Experience, který každý participant výzkumu ve VR podstoupí a využívá k tomu technologie určené k VR pro dosažení tohoto zážitku a které určují, aby bylo VRE plně funkční a není možné, aby takové VRE prostředí překračovalo možnosti technologií. Další termín charakteristický pro virtuální kolaborativní prostředí je prostředí CAVE v originále řečeno cave automatic virtual enviroments.[8]
Po vysvětlení všech klíčových pojmů nyní přistoupíme ke konkrétním výzkumným studiím, které všechny poukazují na to, jak virtuální realita zlepšuje respondentům jejich sociální a emoční dovednosti.
První výzkumná studie se zabývá zlepšením emočních a sociálních adaptačních dovedností u dětí s PAS na základě přístupu umožňující virtuální realitu. Hlavním výstupem této studie je tréninkový program, který se přesně bude zabývat dovednostmi a schopností dětí v oblastech rozpoznávání emocí, ve vyjadřování, regulaci emocí a k rozpoznání různých sociálních situací, kde primárními výsledky jsou oblasti emočního vyjadřování, regulace emocí a sociální interakce a sekundární výsledky se zaměřují na oblast rozpoznávání emocí a adaptivních dovedností. Konkrétně tato studie zahrnuje šest unikátních učících scénářů, které se zaměřují na emoční kontrolu a nastavení relaxačních strategií, které stimulují různé sociální situace. Tyto scénáře se odehrávají ve VR prostředí nazývaným half-CAVE s nerušením sledování pohybu. Tato studie trvala celkem 14 týdnů u 94 dětí s PAS ve věku od 6–12 let. Hlavním cílem k vytvoření tohoto tréninkového programu je usnadnit tyto simulované virtuální scénáře, ve kterých je možné aplikovat tyto dovednosti. U vytvoření těchto scénářů je zapotřebí znát tři základní principy. První princip zahrnuje dostatek vizuálních podnětů a detailů. Druhý princip by měl pokrývat skutečně reálné životní situace, které tyto děti zažívají v jejich každodenním životě. A třetí princip zahrnuje to, aby děti měly dostatečnou volnost při interakci s předměty a avatary a v případě jakýchkoli nejasností by měli školitelé neboli učitelé těchto scénářů udržovat jisté psychoedukační postupy.[9]
Druhá výzkumná studie se zabývá podpory komunikačních dovedností ve virtuálním prostředí, které simuluje virtuální obchod pro děti s PAS, kde si můžou nacvičit sociální interakce hezky v bezpečí v kontrolovaném prostředí. Tato studie je považována jako případová, kde poskytované virtuální prostředí umožňuje dát příležitosti těmto dětem k budování dovedností nezbytnými pro vedení konverzace bez strachu z negativních sociálních důsledků, které můžou nastat ve fyzickém světě. V takovém simulovaném virtuálním prostředí se můžou účastníci na základě opakujícího chování a analýz z virtuálních interakcí naučit do jisté míry sociální a konverzační porozumění.[10] A pro názornou ukázku takového virtuálního výukového rozhraní můžete níže vidět příklad takového virtuálního obchodu.
Třetí výzkumná studie se zabývá složkou virtuální reality vedoucí ke vzdělávání dětí s PAS pro rozvoj komunikačních dovedností a řešení problémů. V této studii se zkoumaly dvě skupiny dětí a každá skupina měla sedm respondentů ve věku od 8–15 let s podobnými studijními schopnostmi. V první skupině dětí se pracovalo na vlastním intervenčním designu podporující sociální a emoční dovednosti, který vytvořil virtuální prostředí socializace třídy a zahrady či venkovního dvora. A druhá skupina dětí byla považována jako kontrolní bez tohoto intervenčního designu. A ukázalo se, že úroveň takového designu virtuálního prostředí naznačuje zlepšení, protože byla v souladu se smyslovými preferencemi a vizuálním vnímáním dětí s PAS a lze ji použít pro vzdělávací účely. Pro vytvoření nasimulovaného virtuálního prostředí musíme znát prostředí reálné školy, která bude pro účastníky povědomá a bude tak umožňovat různé situace přizpůsobené potřebám a schopnostem těchto dětí s PAS. A v tomto prostředí je taktéž důležité myslet na různé socializační situace u jejich vrstevníků, které by ve virtuálním prostředí nahradili avataři s různými typy osobností a vzhledy, kteří mají u těchto respondentů vyvolat různé situační konflikty, do kterých pak následně vstoupí i učitel jako avatar a rozhodne o následujícím postupu.[11] A pro názornou ukázku takového virtuálního výukového rozhraní můžete níže vidět příklady avatarů ve školní třídě.
Čtvrtá výzkumná studie se zabývá rozvojem emoční složky prostřednictvím třetí osoby při metodě hraní rolí vedoucí k lepšímu porozumění na základě šesti základních emocí. Tato studie je rozdělená do dvou fází. První fáze zahrnuje tradiční rozpoznávání emocí na základě karet s postavami a druhá fáze už zahrnuje objekt vstupující do virtuálního prostředí CAVE, o kterém jsme si už říkali pro zapojení do interaktivních her. Zatímco v té první fázi jde o běžný statický obraz, který představuje vždy jeden obrázek základních šesti emocí, tak v té druhé fázi už dochází k použití 3D animačních postav, které na základě propojených obrazových scén vyjadřují emoce. A participující děti tak mohou interagovat s trojrozměrnými virtuálními animacemi postav a přepínat u nich jednotlivé role, které znázorňují každou emoci. Z výsledků je patrné, že došlo ke zlepšení u účastníků při hraní těchto rolí s 3D postavami.[12] A pro názornou ukázku takového virtuálního výukového rozhraní můžete níže vidět příklad jedné takové scény pro podporu vyjádření emocí.
Pátá výzkumná studie se zaměřuje na rozvoj komunikačních dovedností a sociální interakce v rámci virtuálního prostředí CAVE, které je založeno na tom, že děti s PAS budou hrát sérii interaktivních her za použití různých virtuálních objektů, se kterými můžou manipulovat. A tyto hry by měly pomoci podpořit u těchto dětí přirozenou komunikaci a podnítit v nich kooperaci mezi ostatními uživateli, kde mohou navzájem sdílet své herní strategie např. skrze hlasovou komunikaci nebo podle pohledu ve virtuálním prostředí. Tato studie byla provedena u 12 dětí, kteří byli diagnostikováni s PAS a taktéž se ukázalo, že tento způsob byl přijat i u jiných dětí, kteří neměli diagnózu PAS a u všech těchto dětí byl prokázán jejich potenciál pro podporu jejich komunikačních a kolaboračních dovedností.[13]
Šestá výzkumná studie se zabývá virtuálními sociálními příběhy na podporu sociálních dovedností u dětí s PAS na základě kolaborace se svými učiteli, kde cílem studie je vyhodnotit sociální dovednosti u těchto dětí v rámci sociálních příběhů, kde se učitel s dotyčným dítětem s PAS setká ve VR s různými sociálními kontexty a diskutují mezi sebou o správném chování. Celý tento koncept sociálních příběhů zahrnují specifické cílové chování, které pomáhají identifikovat vhodné chování, jsou tvořeny z pohledu dítěte, zahrnující vizuální 3D objekty různých obrázků či kreseb, které pomohou dítěti se vyrovnat s patřičným chováním a obsahují věty, které jsou popisné a perspektivní.[14] A pro názornou ukázku takového virtuálního výukového rozhraní můžete níže vidět příklady virtuální třídy s reálnou.
Sedmá výzkumná studie se zaměřuje na rozvoj sociálních dovedností prostřednictvím tzv. otevřeného simulátoru založené na výukovém virtuálním prostředí, které podporuje sociálně-orientované hraní rolí a různých designových her. Tento otevřený simulátor tvoří platformu pro spolupráci ve VR s realistickým sociálním aspektem, který podněcuje u uživatelů, aby se zapojili do mezilidské komunikace. Hlavním cílem této platformy je simulovat autentické sociální problémy, které se vyskytují v reálném životě týkající se podpory sociálních dovedností v oblastech odpovídání na otázky, zahájení komunikace, vyjednávání a spolupráci.[15]Tato studie je provedena u dětí ve věku od 10–14 let s PAS. Výsledky z výzkumu potvrdily úspěšnou úroveň sociálních dovedností a taktéž poskytly předběžné důkazy pro použití tohoto virtuálního prostředí pro výuku sociálních dovedností. A pro názornou ukázku takového virtuálního výukového rozhraní můžete níže vidět jednotlivé typy sociální výuky.[16]
A poslední výzkumná studia navazuje na předchozí studii, poněvadž taktéž popisuje využití otevřeného simulátoru pro podporu sociálních dovedností ve virtuálním prostředí u 15 dětí s vysokofunkčním autismem, která popisuje různé typy sociálních scénářů při vzdělávacích aktivitách. Výsledky z výzkumu se lišily podle typu sociálních scénářů ve výuce, ale jinak výsledky přinesly úspěšnou úroveň psychoedukace.[17] A pro názornou ukázku takového virtuálního výukového rozhraní můžete níže vidět jednotlivé typy sociální výuky.
Závěrečné slovo
Na závěr mého souhrnného přehledového článku chci dodat, že se mi podařilo vystihnout ty nejpodstatnější aspekty, kterými lze dosáhnout s využitím virtuální reality při rozvoji sociálních a emočních dovedností u dětí s poruchou autistického spektra. A co se týče vložených obrázků, které ilustrují některé ukázky virtuální reality, tak ty jsem zde vložila jako screenshoty z těchto vybraných studií.
Použité zdroje
[1] Savickaite, S., McDonnell, N., & Simmons, D. (2022). Defining virtual reality (VR). Scoping literature review on VR applications in autism research. [2] Tamtéž.
[3] Tamtéž.
[4] Tamtéž.
[5] Tamtéž.
[6] Tamtéž.
[7] Tamtéž.
[8] Tamtéž.
[9] Ip, H. H., Wong, S. W., Chan, D. F., Byrne, J., Li, C., Yuan, V. S., … & Wong, J. Y. (2018). Enhance emotional and social adaptation skills for children with autism spectrum disorder: A virtual reality enabled approach. Computers & Education, 117, 1–15.
[10] Stewart Rosenfield, N., Lamkin, K., Re, J., Day, K., Boyd, L., & Linstead, E. (2019). A virtual reality system for practicing conversation skills for children with autism. Multimodal Technologies and Interaction, 3(2), 28.
[11] Herrero, J. F., & Lorenzo, G. (2020). An immersive virtual reality educational intervention on people with autism spectrum disorders (ASD) for the development of communication skills and problem solving. Education and Information Technologies, 25(3), 1689–1722.
[12] Tsai, W. T., Lee, I. J., & Chen, C. H. (2021). Inclusion of third-person perspective in CAVE-like immersive 3D virtual reality role-playing games for social reciprocity training of children with an autism spectrum disorder. Universal Access in the Information Society, 20(2), 375–389.
[13] Zhao, H., Swanson, A. R., Weitlauf, A. S., Warren, Z. E., & Sarkar, N. (2018). Hand-in-hand: A communication-enhancement collaborative virtual reality system for promoting social interaction in children with autism spectrum disorders. IEEE transactions on human-machine systems, 48(2), 136–148.
[14] Adjorlu, A., Hussain, A., Mødekjær, C., & Austad, N. W. (2018). Head-mounted display-based virtual reality social story as a tool to teach social skills to children diagnosed with autism spectrum disorder. In 2017 IEEE Virtual Reality Workshop on K-12 Embodied Learning through Virtual & Augmented Reality (KELVAR). IEEE.
[15] Moon, J., & Ke, F. (2021). Exploring the treatment integrity of virtual reality-based social skills training for children with high-functioning autism. Interactive Learning Environments, 29(6), 939–953.
[16] Ke, F., Moon, J., & Sokolikj, Z. (2020). Virtual reality–based social skills training for children with autism spectrum disorder. Journal of Special Education Technology, 0162643420945603.
[17] Moon, J., & Ke, F. (2021). Exploring the treatment integrity of virtual reality-based social skills training for children with high-functioning autism. Interactive Learning Environments, 29(6), 939–953.
Použité obrázky
Obr.1: Stewart Rosenfield, N., Lamkin, K., Re, J., Day, K., Boyd, L., & Linstead, E. (2019). A virtual reality system for practicing conversation skills for children with autism. Multimodal Technologies and Interaction, 3(2), 28.
Obr. 2: Herrero, J. F., & Lorenzo, G. (2020). An immersive virtual reality educational intervention on people with autism spectrum disorders (ASD) for the development of communication skills and problem solving. Education and Information Technologies, 25(3), 1689–1722.
Obr. 3: Tsai, W. T., Lee, I. J., & Chen, C. H. (2021). Inclusion of third-person perspective in CAVE-like immersive 3D virtual reality role-playing games for social reciprocity training of children with an autism spectrum disorder. Universal Access in the Information Society, 20(2), 375–389.
Obr. 4: Adjorlu, A., Hussain, A., Mødekjær, C., & Austad, N. W. (2018). Head-mounted display-based virtual reality social story as a tool to teach social skills to children diagnosed with autism spectrum disorder. In 2017 IEEE Virtual Reality Workshop on K-12 Embodied Learning through Virtual & Augmented Reality (KELVAR). IEEE.
Obr. 5: Ke, F., Moon, J., & Sokolikj, Z. (2020). Virtual reality–based social skills training for children with autism spectrum disorder. Journal of Special Education Technology, 0162643420945603.
Obr. 6: Tamtéž.
Obr. 7: Moon, J., & Ke, F. (2021). Exploring the treatment integrity of virtual reality-based social skills training for children with high-functioning autism. Interactive Learning Environments, 29(6), 939–953.
