Hoe worden keuzes gemaakt in een virtuele wereld:
De invloed van presence op effort-based decision making.
Felix Tertius Teepe
Abstract
In dit onderzoek werd onderzocht wat het effect is van het gevoel van presence op effort-based decision making. Dit werd onderzocht bij 48 Nederlanders tussen de 18 en 28 jaar. Deelnemers voerden één computertaak uit die op drie verschillende manieren gepresenteerd werd, in een 2D, 3D en virtual reality setting. Op basis van de verhouding tussen de hoeveelheid moeite en hoeveelheid beloning die gekoppeld werd aan de taken werd er gekeken naar de invloed van presence op de reward per unit effort. Daarnaast werd ook onderzocht of anhedonie leidde tot een andere invloed van presence. Er werd geen signficant effect gevonden van presence op de reward per unit effort. Anhedonia bleek niet van invloed te zijn op de mate van plezier die
ervoeren werd op de verschillende taken.
Universiteit van Amsterdam
Bachelorproject: Effort-based decision making in virtual reality 29-05-2015
5431 woorden Jasper Winkel 10012958
Inhoudsopgave Inleiding 3-8 Methode 8-14 Deelnemers 8-9 Materialen 9-10 Procedure 10-14 Resultaten 14-21 Conclusie 21-24 Literatuurlijst 24-27
Inleiding
Het gebruik van Virtual Reality (VR) neemt al decennia lang toe. Deze
technologie, die in eerste instantie door de game-industrie geïntroduceerd werd, wordt tegenwoordig steeds meer toegepast binnen het wetenschappelijk onderzoeksveld. De toenemende mate waarin VR gebruikt wordt is onder andere te danken aan
verbeteringen van onderliggende technologieën zoals head-mounted displays, VR-glasses en snellere computers. Daarnaast zijn de kosten van VR systemen sterk gedaald (Turner & Casey, 2014).
Door het toenemende gebruik van de VR als tool voor psychologische interventies is het belangrijk dat de technologie duidelijk gedefinieerd is en dat begrippen die een belangrijke rol spelen binnen de VR duidelijk in kaart gebracht worden. Een gangbare definitie voor de VR-technologie is ‘de capaciteit om een gebruiker in staat te stellen om een virtuele wereld te verkennen en eraan deel te nemen, waardoor de gebruiker een gevoel van presence ervaart in een door een computer gegenereerde wereld’ (Fox, Arena & Bailenson, 2009).
Het begrip presence vervult een belangrijke rol binnen de VR. Gebruikers ervaren een sterk gevoel van presence op het moment dat zij het gevoel hebben dat ze zich daadwerkelijk in de virtuele wereld bevinden, alsof de persoon in kwestie
“getransporteerd” is naar de virtuele wereld. Dit gevoel van aanwezigheid kan versterkt worden door onder andere immersion en engagement. Immersion kan opgedeeld worden in perceptual immersion en psychological immersion. Het eerste kan bereikt worden door zintuigen zo veel mogelijk af te sluiten voor de werkelijke wereld en enkel te focussen op de virtuele wereld. Psychological immersion heeft betrekking op de mentale absorptie van de virutele wereld. Engagement heeft
betrekking tot de mate van interactiviteit die mogelijk is met de virtuele wereld (McMahan, 2003). Een bevinding die deze theorie ondersteund komt van onderzoek van Ling et al. (2013), waarbij er een positief verband werd gevonden tussen de mate van immersive tendencies en presence. Het effect dat presence op mensen heeft, is afhankelijk van verschillende karaktereigenschappen en kan verschillen tussen personen (Schuemie, Van der Straaten, Krijn & Van der Mast 2001). Zo zijn er
bijvoorbeeld gender verschillen geconstateerd in de beleving van presence (Felnhofer, Kothgassner, Beutl, Hlavacs & Kryspin-Exner, 2012). Daarnaast is bekend dat
presence weliswaar positief correleert met emoties, maar de causaliteit van de relatie tussen presence en emoties is nog onduidelijk (Riva et al, 2007).
Naast presence is het ook mogelijk dat mensen in een virtuele wereld een gevoel van cybersickness ervaren, een ongewenste psychofysiologische reactie op de perceptuele illusies van virtuele omgevingen. Symptomen zijn onder meer hoofdpijn, duizeligheid en misselijkheid. Ook hierin bestaan individuele verschillen, mensen die in contact komen met dezelfde virtuele wereld kunnen een andere mate van
cybersickness ervaren. Nichols, Haldane, en Wilson (2000) hebben onderzoek gedaan naar de relatie tussen presence, cybersickness en enjoyment. Zij concludeerden dat presence negatief samenhangt met cybersickness en positief samenhangt met enjoyment, dat wil zeggen dat hoe meer presence een persoon ervaart, des te meer plezier hij ervaart en des te minder misselijk hij is. Er werd vreemd genoeg geen negatieve correlatie gevonden tussen enjoyment en sickness. Lin et al. (2002) hebben ook onderzoek gedaan naar de relatie tussen presence, sickness en enjoyment. Zij vonden wel een negatieve correlatie tussen enjoyment en sickness. In tegenstelling tot Nichols et al. (2000) vonden zij geen positieve correlatie tussen presence en
virtuele omgeving. Het is zeer waarschijnlijk dat de mate van interactiviteit met de virtuele wereld een grote rol speelt in het plezier dat men ervaart, interactiviteit zorgt voor meer opwinding en plezier waardoor er minder misselijkheid ervaren wordt (Lin et al, 2002).
De beleving van presence verschilt niet alleen per persoon binnen eenzelfde situatie maar is ook sterk afhankelijk van de manier waarop de virtuele wereld gepresenteerd wordt. Kober, Kurzmann & Neuper (2012) deden onderzoek naar hoe eenzelfde navigatie taak een verschillend level van presence teweeg kan brengen door het taakje op verschillende manieren te presenteren. Zij concludeerden dat wanneer de taak uitgevoerd werd in een VR 3D wereld, de ervaring van presence sterker was dan wanneer diezelfde taak achter een computer met een standaard 3D projectie
uitgevoerd werd. Kortom, het gevoel van presence speelt een zeer belangrijke rol binnen de beleving van een virtuele wereld. Hoe sterk presence ervaren wordt is afhankelijk van de manier hoe de virtuele wereld gepresenteerd wordt.
Doordat het gebruik van VR technologie binnen de wetenschap pas recentelijk zijn opmars heeft gemaakt, valt er binnen het gebied omtrent de invloed van presence binnen de VR nog veel informatie in te winnen. In dit onderzoek zal onderzocht worden in hoeverre het gevoel van presence binnen een virtuele wereld direct of indirect invloed heeft op de motivatie van mensen en de bereidheid om moeite te doen voor beloningen. Dit zal getest worden door eenzelfde effort-based decision making (EBDM) taak aan te bieden in een virtuele wereld die op drie verschillende manieren gepresenteerd wordt. Er wordt daarbij onderscheid gemaakt tussen een 2D computer taak, 3D computer taak en een VR taak.
Mensen variëren onderling in de manier waarop zij kosten en baten analyses evalueren. Variatie in de keuzes die mensen maken in situaties waarin moeite gedaan
moet worden voor het verkrijgen van een beloning worden gelinkt aan
persoonlijkheidskenmerken. Er bestaan verschillen in de hoeveelheid moeite die mensen bereid zijn te doen, het risico dat zij bereid zijn te nemen en de tijd die zij bereid zijn om te wachten voordat ze een bepaalde beloning krijgen (Treadway et al, 2012). Een voorbeeld hiervan is dat een persoon die van nature extravert is, over het algemeen een grotere response reward laat zien dan iemand die dat minder is. Dat wil zeggen dat een persoon die extravert is meer waarde hecht aan het wel of niet krijgen van een beloning ten opzichte van een persoon die minder extravert is. Ook zijn extraverte personen gevoeliger voor de verschillen in de grootte van de beloning (Cohen, Young, Baek, Kessler & Ranganath, 2005).Een andere eigenschap die van invloed is op de manier hoe mensen kosten en baten analyseren en die – in
tegenstelling tot extraversie – in dit onderzoek uitgebreid behandeld wordt is
anhedonie. Mensen die lijden aan anhedonie, een symptoom van depressie, zijn niet of nauwelijks in staat om vreugde te ervaren, wat veroorzaakt wordt door een slecht werkend dopamine systeem (Treadway, Buckholtz, Schwartzman, Lambert & Zald, 2009). Een persoon die hieraan lijdt is minder snel bereid om werk te verrichten voor een beloning dan iemand die wel makkelijk vreugde kan ervaren. De reden hiervoor is dat mensen met anhedonie verminderde motivatie voor beloningen ervaren. Ashbly en Isen (1999) toonden met hun onderzoek naar de rol van dopamine aan dat dopamine banen sterk actief zijn tijdens het ervaren van genot en plezier en dat dopamine wordt aangemaakt na het ontvangen van beloningen, iets wat dus in mindere mate gebeurt bij mensen die lijden aan anhedonie.
Een goed functionerend dopamine systeem speelt ook een belangrijke rol bij het maken van keuzes en het evalueren van kosten en batenanalyses. Phillips, Walton & Jhou, (2007) hebben de samenhang tussen beloningen, dopamine en utiliteit
onderzocht. Zij concludeerden dat hoe hoger het dopamine gehalte is, des te meer mensen bereid zijn om kosten te accepteren. Het dopamine gehalte neemt toe
naarmate de voorspelde beloning omhoog gaat. Zodra de investeringen of kosten die gemaakt moeten worden voor een beloning omhoog gaan, neemt de mate van utiliteit af. Hoe lager het dopamine gehalte is, des te sneller een persoon een drempelwaarde zal overschrijden en de baten niet meer op vinden wegen tegen de kosten. Deze drempelwaarde is dus sterk afhankelijk van dopamine en variabel tussen personen. Het feit dat mensen eerder bereid zijn om moeite te doen naarmate een beloning toeneemt, ongeacht de hogere kosten die hier aan verbonden zijn, is ook
geconcludeerd naar aanleiding van het onderzoek naar decision making door Doya (2008).
Het doel van dit onderzoek is het onderzoeken van het effect van presence op EBDM. Verwacht wordt dat de deelnemers tijdens de VR taak het sterkste gevoel van presence ervaren en tijdens de 2D taak het zwakst. Daarnaast wordt verwacht dat naarmate een individu meer presence ervaart, dit gepaard zal gaan met meer plezier, wat zorgt voor meer motivatie om inspanning te leveren tijdens de taak. Ook
verwachten we dat deze verhoogte motivatie zal leiden tot het overkomen van kosten en dus meer bereidheid voor het verrichten van moeite. Daarnaast zal er gekeken worden of dit mogelijke effect van presence verschilt tussen individuen. Hierbij is de verwachting dat naarmate een individu meer anhedonistische trekken heeft, het effect van presence op EBDM kleiner zal zijn, wat veroorzaakt wordt door het minder sterke gevoel van plezier. Dit wordt verwacht omdat anhedonie er waarschijnlijk voor zorgt dat een persoon minder geluk ervaart door het gevoel van presence, wat vervolgens resulteert in minder motivatie, wat een trigger is voor het overkomen van kosten binnen EBDM. Zie figuur 1 voor een schematische weergave van negatieve en
positieve verbanden, die op basis van eerder onderzoek worden verwacht, tussen verschillende variabelen die van belang zijn voor de onderbouwing van de hypothese.
Figuur 1. Positieve en negatieve verbanden die verwacht worden op basis van
hierboven besproken literatuur. De variabele point of indifference heeft betrekking tot EBDM en wordt later in dit verslag uitgebreid besproken. De stippellijnen geven een indirect verband aan, de overige lijnen geven een direct verband aan.
Methode
Deelnemers
Er deden 48 gezonde Nederlandse mannen en vrouwen mee aan het onderzoek. Hiervan zijn er negen proefpersonen gebruikt voor een pilot. Er is één vrouw uitgesloten omdat zij 30 jaar was en voldeed aan één van de exclusiecriteria, die van leeftijd. De uiteindelijk 38 overgebleven proefpersonen bestonden uit 12 mannen en 26 vrouwen. Alle deelnemers waren tussen de 18 en 28 jaar, de gemiddelde leeftijd was 23 jaar. Deelnemers zijn geworven doormiddel van het ophangen van posters en het uitdelen van flyers. Exclusiecriteria voor deelname aan het onderzoek waren epilepsie, neurologische afwijkingen, hartklachten en
gevoeligheid voor misselijkheid en duizeligheid bij achtbanen of draaimolens. Mensen met een bril met cilinderafwijking of tegen verziendheid mochten niet mee doen aan het onderzoek, lenzen of een bril tegen bijziendheid waren wel toegestaan.
Deelnemers zijn van te voren geïnformeerd over de duur van het onderzoek, de vergoeding en eventuele risico’s. Deelnemers kregen een standaard vergoeding van 20 euro per persoon plus een bonus van maximaal 50 eurocent, het geld werd direct na afloop van het onderzoek contant uitbetaald. Verteld werd dat hoe meer effort zij bereid waren te doen hoe hoger de bonus zou zijn. In de praktijk kreeg iedere deelnemer de maximale bonus van 50 eurocent uitbetaald.
Materialen
De afhankelijke variabele binnen dit experiment was de Point of Indifference (POI). Door middel van deze maat is per proefpersoon, per conditie, vastgesteld wat de proefpersoon zag als de perfecte balans tussen de hoeveelheid effort die verricht moest worden en de hoeveelheid reward die daaraan verbonden was. Hoe deze waarde vastgesteld en berekend is wordt later in dit verslag uitgelegd.
Zowel de mate van presence als de mate van enjoyment is voor de 2D setting, 3D setting en de VR setting achteraf voor iedere setting appart gemeten. Voor het meten van presence is de Igroup Presence Questionaire (IPQ; Schubert, Friedmann, en Regenbrecht, 2001) gebruikt. Deze vragenlijst bevat veertien items met elk vijf antwoord mogelijkheden, waarbij 1 staat voor ‘Helemaal mee oneens’ en 5 voor ‘Helemaal mee eens’. Enjoyment is gemeten met de E²I scale (Lin et al, 2002). Deze schaal is ontworpen om de mate van ‘engagement, enjoyment en immersion’ in een virtuele wereld te meten. Voor dit onderzoek is alleen het component enjoyment gebruikt, doormiddel van een vragenlijst bestaande uit vijf self-report vragen die gescoord zijn aan de hand van een zevenpuntschaal. De mate van cybersickness is ook achteraf gemeten maar niet voor de verschillende settingen apart. Dit is gedaan
aan de hand van zeven vragen, gescoord met een vierpuntschaal, uit de Simulator Sickness Questionnaire (SSQ; Bruck en Watters, 2009).
De gevoeligheid voor dopamine werd getest door middel van een listening span task, afkomstig uit onderzoek door Vos, Gunter, Kolk en Mulder (2001), die de capaciteit van het werkgeheugen meet. De capaciteit van het werkgeheugen is een goede voorspeller van de dopamine synthese capaciteit in het striatum. Hoe hoger de capaciteit van het werkgeheugen, hoe hoger de capaciteit van de dopamine synthese in het striatum (Cools et al, 2008). Voor het meten van anhedonie werd de Temporal Experience of Pleasure Scale (TEPS; Gard, D. E., Gard, M.G., Kring en John, 2006) gebruikt. Dit is een self-report vragenlijst die bestaat uit achttien vragen en wordt gescoord aan de hand van een zespuntschaal. Hoe lager de score op deze test hoe meer de persoon in kwestie lijdt aan anhedonie. Tot slot is motivatie achteraf gemeten door één vraag met zeven antwoordmogelijkheden te stellen, met betrekking tot de mate waarin deelnemers hun best gedaan hebben tijdens de taak bij de verschillende settings. Antwoorden konden variëren van ‘heel weinig’ tot ‘heel veel’.
Procedure
Alle deelnemers kregen bij binnenkomst een instructieformulier en twee informed consent formulieren die beiden ondertekend moesten worden, waarvan één voor de deelnemer en één voor de proefleider. Er waren steeds twee deelnemers gelijktijdig actief, waarvan één met de taak bezig was en de ander met het invullen van de vragenlijsten of het maken van de listening span task. De volgorde van de verschillende settings waarin de taak gemaakt werd was counterbalanced. Dit om eventuele bias van de volgorde waarin de taak aangeboden werd te voorkomen. Voor elke deelnemer was er twee uur de tijd voor het onderzoek. Deze tijd werd gelijkelijk
verdeeld over twee blokken. Het uitvoeren van de taak met de bijbehorende
vragenlijsten (de mate van presence en enjoyment) nam ongeveer één uur in beslag. Het andere blok betrof de overige vragenlijsten en de listening span task, ook dit blok duurde ongeveer één uur. In de praktijk waren de meeste deelnemers niet de volledige twee uur die voor het onderzoek stond bezig.
Deelnemers bevonden zich in de virtuele wereld in een treinkarretje en
moesten per trial een traject afleggen. Door met een xbox-controller (Microsoft, 2013) de pookjes in tegengestelde richting te bewegen konden de proefpersonen zichzelf voortbewegen. Er kon aan het begin van iedere trial een keuze gemaakt worden tussen een moeilijker en een makkelijker traject. De trajecten waaruit gekozen kon worden werden steeds van te voren per trial schematisch weergegeven met groene, oranje en rode blokjes. Een rood blokje stond voor moeilijk, groen voor makkelijk en oranje voor gemiddeld. De moeilijkheidsgraad werd bepaald aan de hand van de hoeveelheid fysieke effort die door de proefpersoon verricht moest worden om zichzelf door het traject voort te kunnen bewegen. In de moeilijkere (rode) delen van het traject moesten deelnemers relatief snel de pookjes op en neer bewegen om niet te worden afgeremd. In de makkelijkere (groene) delen volstond een minder snelle handeling om geen vaart te minderen. Gedurende elke trial werd er een balk weergeven die
geleidelijk aan leeg liep, door het in tegengestelde richting bewegen van de pookjes moesten proefpersonen het balkje boven een bepaald niveau houden om de maximale snelheid van het karretje te behouden.
De beloning die aan een traject gekoppeld was stond steeds van te voren voor elk traject apart aangegeven. De verhouding van beloning en moeite, de reward per unit effort (POI), werd aangepast aan de hand van de keuzes die de deelnemers maakten. Als een deelnemer koos voor het moeilijke traject met een hoge beloning
dan werd de verhouding op de volgende trial minder gunstig, een lagere POI. Als een deelnemer koos voor het makkelijke traject met een lage beloning werd de
verhouding op de volgende trial juist gunstiger, een hogere POI. Op deze manier hebben we volgens het staircase model van Tversky & Kahneman, (1992) voor elke proefpersoon per conditie een gestabiliseerde waarde van de POI achterhaald. De POI begon voor iedere deelnemer op een waarde van 29 en nam afhankelijk van de keuzes na iedere trial met een bepaalde waarde toe of af. Voor de eerste vijf trials ging dit in stapjes van respectievelijk 10, 8, 6, 4 en 2. De laatste tien trials nam de POI
afhankelijk van de keuze na iedere trial toe of af met een constante waarde van twee. De gemiddelde POI over de laatste vijf trials van een proefpersoon is meegenomen in de analyses. Deze waarde gaf dus aan hoeveel reward de proefpersoon in kwestie binnen een bepaalde conditie wilde verdienden per unit effort. Zie figuur 2 voor een schematische weergave van het staircase model.
Figuur 2: Een schematische weergave van de totstandkoming van de POI volgens het staircase model
Het moeilijke en makkelijke traject duurde even lang. Deelnemers konden op basis van de hoeveelheid effort die verricht moest worden en de hoogte van de
beloning die daaraan gekoppeld was aan het begin van iedere trial een keuze maken tussen een moeilijke en een makkelijkere taak, zie figuur 3 voor een screenshot van het moment van kiezen in de 2D setting.
Figuur 3: Het startscherm voorafgaand aan een willekeurige trial binnen de 2D conditie. Rechts in het figuur staat het moeilijke traject met bijbehorende beloning weergeven en links het makkelijke traject.
De opzet was voor elke conditie hetzelfde, behalve de manier waarop de virtuele wereld gepresenteerd werd. Zoals in figuur 3 te zien is werd tijdens de 2D-computer taak slechts een schematische weergave van de trajecten met bijbehorende beloningen gepresenteerd. Tijdens de 3D-computer taak zagen de proefpersonen een 3D-wereld die vergelijkbaar is met een standaard computergame, zie figuur 4.
Figuur 4: Het startscherm voorafgaand aan een willekeurige trial in de 3D conditie.
In de VR setting kregen de deelnemers een head-mounted display op, in dit onderzoek werd gebruik gemaakt van een ‘oculus rift dk2’ (Oculus, 2015), waardoor ze de taak in een virtuele wereld uitvoerden. De virtuele wereld was geprogrammeerd met de software unreal engine (Versie 4.0; Epic Games, 2015). Elke deelnemer doorliep vijftien trajecten per conditie, een traject duurde ongeveer 21 seconden.
Resultaten
Er werd een toename van presence tussen de condities verwacht en een afname van POI. Om dit te toetsen is er allereerst één repeated measures ANOVA uitgevoerd over de scores van presence en één over de scores van POI. De within-subject variabele betrof de verschillende condities. Er zijn verschillende datasets gebruikt bij verschillende analyses, omdat bepaalde vragenlijsten bij sommige proefpersonen niet of onvolledig zijn ingevuld. Daarnaast waren niet alle variabelen bij elke analyse bruikbaar, sommige proefpersonen zijn daarom in bepaalde analyses wel meegenomen en in anderen juist niet. Er zijn drie proefpersonen verwijderd voor
de analyse omtrent de scores van presence vanwege extreem hoge waardes op de 2D taak. Dit is gedaan omdat het zeer onwaarschijnlijk is dat een proefpersoon zich aanwezig voelde in de virtuele wereld in de 2D setting omdat er enkel een zwart scherm te zien was, zoals in figuur 3 te zien in. Om deze reden zijn we ervan
uitgegaan dat de drie deelnemers die aangaven zich extreem aanwezig te voelen in de 2D setting de vraag verkeerd geïnterpreteerd hebben. Er werd voldaan aan de
assumptie van sphericiteit Mauchly’s W(2) = 0.984, p = .768. De scores van presence waren op de 2D, 3D en VR taak gelijkelijk verdeeld (Shapiro-Wilk waren geen van allen significant, respectievelijk .075, .339 en .840). Er is een significant hoofdeffect gevonden van conditie op presence F(2,68) = 293,861 p < .001, zie Grafiek 1.
Grafiek 1: De gemiddelde scores van de IPQ op de verschillende condities. De errorbars representeren de standard error of the mean, deze zijn gecorrigeerd voor een within-subject design1.
Contrasten lieten zien dat er een significant verschil was tussen de 2D en 3D taak F(1,34) = 93,313 p < .001 en tussen de 3D en VR taak F(1,34) = 201,854 p < .001. Dit resultaat lag in lijn met de verwachtingen. Voor de analyse over de scores van
1 De errorbars zijn voor alle grafieken die in dit onderzoeksverslag staan op
20 25 30 35 40 45 50 2D 3D VR Conditie IP Q scor es
presence
POI is een andere dataset gebruikt. Proefpersonen die gemiddeld over de drie condities lager uitkwamen dan een POI van twee, of hoger dan 50, zijn verwijderd, dertien proefpersonen voldeden hieraan en zijn dus niet meegenomen in de analyse. De proefpersonen die uitkwamen op een POI van lager dan twee gemiddeld werden gezien als non-responsive, deze proefpersonen keken namelijk enkel naar reward en lieten de hoeveelheid effort geen enkele rol spelen in hun beslissingen. Daarnaast zijn er twee proefpersonen verwijderd omdat ze de taak niet volledig hadden uitgevoerd. Er werd voldaan aan de assumptie van sphericiteit Mauchly’s W(2) = 0.958, p = .640. De assumptie van normaliteit werd echter geschonden, Shapiro-Wilk test for
normality waren in alle condities significant. Er werd geen significant hoofdeffect gevonden van conditie op POI F(2,44) = .361 p = .699. Dit resultaat lag niet in lijn met de verwachtingen, zie Grafiek 2.
Grafiek 2: De gemiddelde scores van POI op de verschillende condities.
Correlatiematrices over de verschilscores tussen de verschillende condities hebben uitgewezen dat er geen significante effecten zijn tussen de verschilscores van presence en POI, tussen de 3D en 2D taak r = 0.350, n = 22, p = .110, en VR en 3D taak r = 0.073, n = 22, p = .745. Tussen de VR en 2D taak werd er wel een trend geconstateerd, r = 0.415, n = 22, p = .054. Zie Tabel 1 voor een overzicht van de gemiddelden scores en bijbehorende standaarddeviaties.
5 7 9 11 13 15 17 2D 3D VR Conditie PO I
point of indifference
Tabel 1.
Gemiddelde scores en Standaardafwijkingen van presence, enjoyment, best gedaan en point of indifference op de verschillende condities.
2D taak 3D taak VR taak
Behandelconditie (n=38)
Presence 22,18 (7,01) 33,16 (9,14) 48,37 (7,19) Enjoyment 11,21 (4,74) 15,08 (4,25) 22,50 (7,83) Best gedaan 4,61 (1,46) 4,84 (0,92) 5,18 (1,11) Point of indifference 10,73 (15,98) 9,84 (15,98) 11,50 (18,43)
De hypothese dat een hogere mate van presence gepaard zou gaan met een lagere mate van POI was gebaseerd op de theorie dat presence leidt tot meer
enjoyment en enjoyment leidt tot meer motivatie om effort te verrichten. Er zijn een aantal testen uitgevoerd om te onderzoeken welk deel van deze theorie niet bevestigd kon worden. Wat betreft enjoyment werd er niet voldaan aan de assumptie van sphericiteit (X²(2) = 25,709, p < .001). Vanwege deze schending zijn de degrees of
freedom gecorrigeerd door de Greenhouse-Geisser toe te passen (ε = .662). Er is een
hoofdeffect gevonden van conditie op enjoyment F(1.324,48.994) = 38.805 p < .001,
Grafiek 3: : De gemiddelde scores van de E²I scale over de verschillende condities.
Contrasten lieten zien dat dit effect optrad tussen de 2D en 3D taak F(1,37) = 27,102 p < .001 en tussen de 3D en VR taak F(1,37) = 28,644 p < .001. Ook wat betreft motivatie werd er niet voldaan aan de assumptie van sphericiteit (X²(2) = 9,456, p = .009). Vanwege deze schending zijn de degrees of freedom gecorrigeerd door de
Greenhouse-Geisser toe te passen (ε = .812). Er werd een hoofdeffect gevonden van
conditie op motivatie F(1.624,60.104) = 4.237 p = .026, zie grafiek 4.
Grafiek 4: De gemiddelde scores van motivatie over de verschillende condities. 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 2D 3D VR Conditie E²I scor es
enjoyment
4 4,5 5 5,5 2D 3D VR C diti Be st g ed aanmotivatie
Daarnaast werd verwacht dat presence positief samenhangt met de mate van enjoyment. Resultaten van een correlatiematrix van de verschilscores hebben deze verwachting bevestigd. Er werd een positieve correlatie gevonden tussen de
verschilscores van presence en enjoyment tussen de 3D en de 2D taak, r = 0.443, n = 35, p = .008, tussen de VR en de 3D taak, r = 0.606, n = 35, p < .001 en de VR en 2D taak, r = 0.449, n = 35, p = .007. Daarnaast correleerde enjoyment positief met motivatie op de VR taak r = 0.402, n = 38, p = .012, er werd echter geen positief verband gevonden op de 2D en 3D taak. Correlatiematrices hebben uitgewezen dat er geen verband was tussen de mate van enjoyment of motivatie met de scores van POI. Dit sluit logisch aan bij de bevinding dat er geen hoofdeffect van was van conditie op POI.
De verwachting dat anhedonie het effect van enjoyment op POI zou verstoren is al deels weerlegd doordat er op zichzelf geen effect van enjoyment op POI is gevonden. Dit is bevestigd aan de hand van een moderatieanalyse. Voor deze analyse zijn er vier proefpersonen verwijderd omdat zij de TEPS-vragenlijst niet ingevuld hadden. Er werd voor zowel enjoyment als anhedonie geen significante correlatie gevonden met POI. Het moderatie effect van anhedonia bleek ook niet significant. Dit houdt in dat anhedonia geen invloed heeft op het effect van enjoyment op POI. Zie Tabel 2 voor de resultaten van de moderatieanalyse.
Tabel 2.
Resultaten van een moderatieanalyse over de voorspellende kracht van enjoyment, anhedonia en hun interactie op de mate van point of indifference.
_____________________________________________________________________ B SE B t p Constant 12.90 3.64 3.54 p = 0.002 Anhedonia (centred) 0.18 0.43 0.43 p = 0.67 Enjoyment (centred) -0.26 0.50 -0.52 p = 0.61 Anhedonia x Enjoyment 0.04 0.06 0.68 p = 0.51 _____________________________________________________________________ Een verklaring hiervoor is dat het effect van enjoyment op POI op zichzelf ook niet gevonden werd. Deze hypothese was gebaseerd op de verwachting dat de verschilscores van enjoyment kleiner zou zijn voor mensen met meer anhedonia ten op zichte van mensen met minder anhedonia. Dit is getoetst aan de hand van een correlatiematrix tussen de verschilscores van enjoyment en anhedonia. Er werden geen significante correlaties gevonden tussen de verschilscores van enjoyment en de TEPS, tussen de VR en 3D taak r = 0.139, n = 34, p = .432 en tussen de VR en 2D taak r = .092, n = 34, p = .605 en de 3D en 2D taak r = -0.047, n = 34, p = .790. Dit lag niet in lijn met de verwachting dat meer anhedonie leidt tot kleinere verschilscores van enjoyment tussen de condities. Er werd een trend geconstateerd tussen de mate van enjoyment en de TEPS op de 3D taak r = -0.301, n = 34, p = .083. Deze trend houdt in dat hoe lager deelnemers op de TEPS-vragenlijst scoorden en hoe meer zij dus lijden aan anhedonie, hoe leuker de 3D taak gevonden werd. Dit is
Naast het toetsen van de hypotheses is er exploratief onderzoek uitgevoerd. Er werd geen samenhang gevonden tussen de scores van de listening span task en motivatie. Dit lag niet in lijn met de verwachting dat de listening span task een goede voorspeller is voor dopamine en motivatie. Er werd een negatieve correlatie gevonden tussen de mate van enjoyment op VR en misselijkheid op VR r = -0.375, n = 38, p = .019. Tussen presence en sickness werd geen significante correlatie gevonden. Tot slot bleek anhedonia niet direct in verband te staan met scores op de listening span task en POI.
Conclusie
In deze studie werd onderzocht wat het effect is van presence op keuzes die mensen maken omtrent effort-based decision making. De verwachting was dat een gevoel van presence zorgt voor meer bereidheid om moeite te doen voor beloningen. De resultaten hebben deze verwachting niet bevestigd. Presence lijkt geen invloed te hebben op keuzes die mensen maken in een virtuele wereld. Een bevinding die hier logisch bij aansluit is dat anhedonia geen invloed uitoefent op het verwachte effect van plezier op de bereidheid om moeite te doen voor beloningen. De hogere mate van presence in de virtuele wereld ging zoals verwacht gepaard met meer plezier en motivatie. Er zijn verschillende oorzaken die er mogelijk voor gezorgd hebben dat dit niet heeft geresulteerd in ander gedrag omtrent de keuzes die deelnemers maakten. Een eerste mogelijke oorzaak is dat het verschil in moeite die deelnemers moesten doen voor een hoge of lage beloning te klein was. Hierdoor kozen deelnemers wellicht te snel voor de taak waarbij het meeste effort verricht moest worden, die ondanks het feit dat hij relatief veel moeite kostte absoluut gezien toch een geringe inspanning vergde. Er is na de pilotsessie geprobeerd om hiervoor te corrigeren door
de bonus die behaald kon worden te verkleinen, waardoor de motivatie om moeite te doen minder zou worden. Daarnaast zijn de instructies voor het uitvoeren van de taken zodanig aangepast dat het doen van moeite minder comfortabel werd. Deze maatregelen hebben waarschijnlijk iets geholpen maar niet genoeg om het gewenste effect te vinden.
Een andere verklaring is de manier waarop de point of indifference berekend is. De scores weken over het algemeen sterk af van de gemiddelden, wat ervoor zorgde dat de assumptie van normaliteit werd geschonden. De manier waarop de POI berekend is, in dit geval volgens een staircase model, blijkt daarom achteraf gezien misschien niet de juiste. Een alternatieve mogelijkheid is om de waardes waarin de POI toe of af nam over de trials, constant te houden in plaats van af te laten nemen. De eerst vijf trials waarin de POI respectievelijk met 10, 8, 6, 4 en 2 toe of af nam, hadden relatief veel invloed op de uiteindelijke waarde die meegenomen werd in de analyses. Variatie tussen proefpersonen kan zijn ontstaan doordat er verschillen waren in de constantheid van motivatie over de trials. Waar de ene profpersoon de eerste vijf trials relatief sterk gemotiveerd was, kan dit voor een ander proefpersoon juist de laatste vijf trials geweest zijn. Verschillen binnen condities tussen proefpersonen kunnen misschien beperkt worden door alle trials even zwaar mee te laten wegen, waardoor er meer evenwicht ontstaat. Vervolgonderzoek is nodig om te kijken of alternatieve berekeningen een betere weerspiegeling kunnen bieden van de keuzes die mensen maken.
Een derde en laatste verklaring is de dat de beleving van de fysieke moeite niet gelijk was in de drie condities. Het zou kunnen dat door het gevoel van presence in de virtuele wereld de handeling als zwaarder ervaren werd dan in de 2D en 3D setting. In de 2D setting is het immers duidelijk dat enkel de pookjes van de
xbox-controller bewogen worden, terwijl in de virtuele wereld men wellicht sterker het gevoel had dat hij of zij daadwerkelijk een treintje aan het voortstuwen was. Dit effect kan er toe geleid hebben dat proefpersonen in de VR conditie minder bereid waren om moeite te doen, wat tegengesteld is aan de hypothese dat proefpersonen in de VR conditie meer gemotiveerd zouden zijn. Echter kan het feit dat de moeite die gedaan werd in de virtuele wereld direct resulteerde in een waarneembaar effect, er ook toe geleid hebben dat de proefpersonen daardoor juist gemotiveerder raakten, een gegeven dat wel aansluit bij de hypothese.
Een ander doel van dit onderzoek was het onderzoeken van een mogelijk effect van anhedonia op de invloed van presence. Anhedonia bleek niet
verantwoordelijk voor kleinere verschilscores binnen proefpersonen tussen de condities in de mate van plezier, de hypothese is daarmee niet bevestigd. Uit de resultaten kwam naar voren dat mensen die lijden aan anhedonie juist meer plezier ervoeren tijdens de 3D taak dan mensen met minder anhedonie. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat mensen die veel anhedonistische trekken hebben minder vaak in een enerverende situatie terecht komen waardoor een dusdanige taak eerder enerverend werkt. Als dit inderdaad de achterliggende reden is die het effect kan verklaren dan zou er ook een effect moeten optreden bij de VR taak. Dit is echter speculatief, op basis van dit onderzoek is de reden moeilijk vast te stellen en er is meer onderzoek nodig om hier iets over te kunnen concluderen. Het kan nuttig zijn om bij vervolgonderzoek onderscheid te maken tussen anticiperende anhedonie (het verheugen op iets) en consumerende anhedonie (het daadwerkelijk leuk vinden van iets) om meer inzicht te krijgen in de relatie tussen VR ervaringen en anhedonie.
Eerdere onderzoeken naar de relatie tussen presence en enjoyment leidden tot wisselende bevindingen. Nichols et al. (2000) vonden een positief verband terwijl Lin
et al. (2002) geen verband vonden. In dit onderzoek kwam wel een duidelijke
positieve samenhang naar voren. Een reden hiervoor kan zijn dat er veel interactiviteit met de virtuele omgeving was. Vervolgonderzoek moet de maat van interactiviteit kwantificeren en meenemen in de analyse om te onderzoeken of deze daadwerkelijk een belangrijke invloed heeft op het plezier dat men ervaart in een virtuele wereld.
In dit onderzoek is er gekeken naar de invloed die het gevoel van presence in een virtuele wereld met zich meebrengt. Het belangrijkste doel was om de relatie tussen presence en EBDM te verhelderen. De verwachting dat meer presence leidt tot meer bereidheid om moeite te doen voor een relatief lage reward is niet bevestigd. Wel leidde meer presence zoals verwacht tot meer plezier en meer plezier tot meer motivatie, dit resultaat sluit aan bij eerdere bevindingen. Een opvallende bevinding die tegenovergesteld was aan de hypothese is dat mensen met relatief veel anhedonie, de 3D taak als leuker ervoeren dan mensen met relatief weinig anhedonie.
Vervolgonderzoek omtrent de relatie tussen anhedonia en ervaringen in een virtuele wereld is daarom sterk aan te raden.
Literatuurlijst
Bruck, S., & Watters, P. A. (2009, August). Estimating cybersickness of simulated motion using the Simulator Sickness Questionnaire (SSQ): A controlled study. In
Computer Graphics, Imaging and Visualization, 2009. CGIV'09. Sixth International Conference on (pp. 486-488). IEEE.
Cohen, M. X., Young, J., Baek, J. M., Kessler, C., & Ranganath, C. (2005). Individual differences in extraversion and dopamine genetics predict neural reward responses.
Cognitive Brain Research, 25(3), 851-861.
Cools, R., Gibbs, S. E., Miyakawa, A., Jagust, W., & D'Esposito, M. (2008). Working
memory capacity predicts dopamine synthesis capacity in the human striatum. The Journal of
Neuroscience, 28(5), 1208-1212.
Doya, K. (2008). Modulators of decision making. Nature neuroscience, 11(4), 410-416.
Epic Games. (2012). Unreal Engine 4 [Computer software] Retrieved from https://www.unrealengine.com
Felnhofer, A., Kothgassner, O. D., Beutl, L., Hlavacs, H., & Kryspin-Exner, I. (2012). Is virtual reality made for men only? Exploring gender differences in the sense of presence. Proceedings of the International Society on Presence Research,
Philadelphia, USA.
Fox, J., Arena, D., & Bailenson, J. N. (2009). Virtual reality. Journal of Media
Psychology: Theories, Methods, and Applications, 21(3), 95-113.
Gard, D. E., Gard, M.G., Kring, A.M., & John, O.P. (2006) Anticipatory and
consummatory components of the experience of pleasure: a scale development study. J. Res. Pers., 40, 1086–1102
Gard, D. E., Gard, M.G., Kring, A.M., & John, O.P. (2006) Anticipatory and
consummatory components of the experience of pleasure: a scale development study. J. Res. Pers., 40, 1086–1102
Kober, S. E., Kurzmann, J., & Neuper, C. (2012). Cortical correlate of spatial
presence in 2D and 3D interactive virtual reality: an EEG study. International Journal
of Psychophysiology, 83(3), 365-374.
Lin, J. W., Duh, H. B. L., Parker, D. E., Abi-Rached, H., & Furness, T. A. (2002). Effects of field of view on presence, enjoyment, memory, and simulator sickness in a virtual environment. In Virtual Reality, 2002. Proceedings. IEEE (pp. 164-171). IEEE.
Ling, Y., Nefs, H. T., Brinkman, W. P., Qu, C., & Heynderickx, I. (2013). The relationship between individual characteristics and experienced presence. Computers
in Human Behavior, 29(4), 1519-1530.
McMahan, A. (2003). Immersion, engagement and presence. The video game theory reader, 67-86.
Microsoft. (2013). Xbox One Wireless Controller. Retrieved from
http://www.xbox.com/en-us/xbox-one/accessories/controllers/wireless-controller.
Nichols, S., Haldane, C., & Wilson, J. R. (2000). Measurement of presence and its consequences in virtual environments. International Journal of Human-Computer
Studies, 52(3), 471-491.
Oculus, V. R. (2015). Oculus rift-virtual reality headset for 3d gaming. Retrieved from http://www.oculusvr.com.
Phillips, P. E., Walton, M. E., & Jhou, T. C. (2007). Calculating utility: preclinical evidence for cost–benefit analysis by mesolimbic dopamine. Psychopharmacology,
Riva, G., Mantovani, F., Capideville, C. S., Preziosa, A., Morganti, F., Villani, D., ... & Alcañiz, M. (2007). Affective interactions using virtual reality: the link between presence and emotions. CyberPsychology & Behavior, 10(1), 45-56.
Schubert, T., Friedmann, F., & Regenbrecht, H. (2001). The experience of presence: Factor analytic insights. Presence, 10(3), 266-281.
Schuemie, M. J., Van Der Straaten, P., Krijn, M., & Van Der Mast, C. A. (2001). Research on presence in virtual reality: A survey. CyberPsychology & Behavior, 4(2), 183-201.
Turner, W. A., & Casey, L. M. (2014). Outcomes associated with virtual reality in psychological interventions: where are we now?. Clinical psychology review, 34(8), 634-644.
Treadway, M. T., Buckholtz, J. W., Cowan, R. L., Woodward, N. D., Li, R., Ansari, M. S., ... & Zald, D. H. (2012). Dopaminergic mechanisms of individual differences in human effort-based decision-making. The Journal of Neuroscience, 32(18), 6170-6176.
Treadway, M. T., Buckholtz, J. W., Schwartzman, A. N., Lambert, W. E., & Zald, D. H. (2009). Worth the ‘EEfRT’? The effort expenditure for rewards task as an
objective measure of motivation and anhedonia. PLoS One, 4(8), e6598.
Tversky, A., Kahneman, D. (1992). Advances in prospect theory: Cumulative representation of uncertainty. Journal of Risk and Uncertainty, 5, 297-323.
Vos, S. H., Gunter, T. C., Kolk, H. H., & Mulder, G. (2001). Working memory constraints on syntactic processing: An electrophysiological investigation.
