探秘斯坦福VHIL：虚拟现实可改变人类思想

虚拟现实(VR)正带来一场新的技术革命。许多公司、机构和用户都在谈论这项技术的未来，包括VR对游戏、娱乐甚至传统行业的影响。但我们注意到，有些机构对VR技术进行了更深刻探索，比如斯坦福大学的虚拟互动实验室(Virtual Human Interaction Lab，以下简称斯坦福VHIL)。

　　斯坦福VHIL创办于2003年，在成立之初就吸引了苹果前来拜访。这个成立15左右的实验室可能是世界上最好的虚拟环境实验室，其创始人Jeremy Bailenson更是持续关注VR技术20年之久。

　　有趣的是，Jeremy Bailenson还是美国政府虚拟现实政策问题和Facebook CEO 扎克伯格的顾问。在斥资20亿美元收购Oculus前，扎克伯格曾拜访过斯坦福VHIL，并与Jeremy Bailenson进行过长达3小时的会谈。

　　斯坦福VHIL的使命

　　Jeremy Bailenson此前表示，“自己是社会学家而非技术专家，这是我们和其他实验室和科技公司不一样的地方。” 实验室的宗旨不仅在于突破现有VR软件和硬件极限，还在于探索更多应用该技术的可能，以使VR技术以更积极的方式改变世界。

　　斯坦福VHIL在官网指出，其使命是理解VR中的用户交互，以及人类在不同媒介(媒体、游戏等)中的其它形式的数字化表现。研究人员主要是通过经验主义、行为科学方法来探索用户在数字世界中的互动。

　　不仅如此，实验室技术人员还时常要开发新手势监控系统、三维建模技术或代理行为(agent-behavior)算法等，从而能帮助解答这些基本的社会问题。因此，斯坦福VHIL也从事提供VR模拟新方法的研究。

　　从本质来讲，斯坦福VHIL是一家社会科学学术研究中心，其研究项目偏重于三大问题：使用VR会带来什么新社会问题?如何将VR作为基础工具研究面对面互动的细微差别?如何使用VR改善日常生活，如交流、同理心(Empathy)和通信系统。

　　斯坦福VHIL的研究项目

　　下面，我们通过一些项目，看看斯坦福VHIL在VR领域做了哪些探索。

　　HOMUNCULAR FLEXIBILITY

　　在该项目中，技术人员对“homuncular flexibility”这一概念，一种在互动任务中学习控制虚拟化身的能力进行了研究。比如说，为了在虚拟空间中更进一步，用户能控制虚拟身体的额外肢体吗?该项目会研究虚拟身体的外观，以及用户控制方式，是否会影响到任务成功、用户热爱度和参与感。

　　当用户沉浸于VR体验时，技术人员还尝试移动用户实际躯体，探究该行为如何提升参与感与沉浸感。研究人员还研究了用户如何学会将自由度映射到数字空间，包括情感认同时间、增加肢体的能力，以及使用映射信息来帮助任务的能力等。

　　LEARNING IN IMMERSIVE VR

　　虚拟教室让研究者对虚拟教师、学生和周围环境有完整的掌控，包括行为和外观。通过与教育研究生院合作，斯坦福VHIL研究了用户、教室构造和学习环境之间的互动。在虚拟世界中，研究者还能监视用户在教室的行为，并借此寻找用户行为和学习成效之间的关系。

　　研究显示，拥有社交互动的虚拟环境有助于增加激励，集中经历和提升学习效果。此外，非虚拟世界的实验也在虚拟现实中完成了复制和扩展，包括虚拟化身施加的成见威胁研究，以及研究解决数学问题中的手势运用等。

　　IMMERSION AND PRESENCE

　　伴随着VR技术从实验室走进客厅，如何带来“足够的沉浸感”这一问题变得尤其重要。为了创造出理想的VR体验，斯坦福VHIL通过移动VR，研究了理想VR体验所需的沉浸程度。这项研究利用移动VR的灵活性获取了大量样本。

　　研究VR沉浸感问题可透过三个方面：空间、社会和学习，每一个都会影响参与者的虚拟环境。硬件操作包括了视场角(FOV)、图像残影、刷新率、延迟和跟踪级别。该项目不仅收集头部和身体运动数据，还将通过生理传感器记录心跳率和皮肤电传导变化。

　　SUSTAINABLE BEHAVIORS

　　可持续发展等社会性议题同样是斯坦福VHIL的研究项目。部分研究项目通过VR技术，让公众看到了个人行为(如驾驶耗油汽车或是居住在能源效率低房屋)对地球环境产生的影响，从而能更好的迎接气候变化挑战。

　　在一项海洋酸化的VR模拟体验中，用户将化身珊瑚礁来见证海洋酸化过程，从而理解海洋酸化的不同阶段。而在另一个项目中，技术人员记录了鱼类在水下的活动，并在VR中创建了鱼类虚拟替身，让人类可以在虚拟环境中扮演鱼类，了解水下环境。

　　EXAMINING RACISM

　　斯坦福VHIL还探究了VR在消除种族歧视、性别歧视等方面的可能性。除少数特例外，大多数案例都表明VR能适度地增强同理心。事实上，NFL已经开始尝试使用VR技术训练球员们摆脱性别和种族歧视思维。

　　值得一提的是，由前斯坦福校队成员Derek Belch成立的StriVR Labs获得了斯坦福VHIL的VR技术支持，并将VR运用到了NFL运动员培训。StriVR Labs提供的VR训练程序有助于提升运动员表现，让他们不必忧心训练伤病，也不必忍受夏日酷暑。

　　EMPATHY AT SCALE

　　这些项目主要是通过VR技术教会用户同理心(Empathy)，如在VR中扮演他人行走一段距离。斯坦福VHIL的研究显示，用户能在VR环境中感受到残疾、不同肤色人群感受，从而更好地产生同理心。

　　但过去的研究存在三大弊端：小而重复的样本、纵向不足和有限的同理心剧本。因此斯坦福VHIL希望通过新项目，收集更广泛的样本数据，测试更多的同理心剧本，以及刺激同理心的动机因素。如果这一项目成功的话，还将检测超6个月后的效果。

　　CHILDHOOD DEVELOPMENT AND IMMERSION

　　VR是否适用于儿童的争论一直没有停止过。斯坦福VHIL研究了儿童对沉浸式VR的行为和社交反馈。技术人员还进行了一系列研究，帮助公众更好地理解儿童在VR这一新技术中的体验。

　　事实上，已经有研究显示，虚拟环境会给儿童带来不同于传统媒介的错误记忆。斯坦福VHIL的研究将继续研究VR对儿童心理、社交和行为的影响。

　　可以看到，斯坦福VHIL对VR的研究更多集中在社会科学领域。未来，随着VR技术的普及，或许将影响到疾病治疗、身体训练甚至是人类的思想和认知。看起来，企业和开发者应该共同努力去创造积极的VR体验，减少VR带来的负面影响。