Профессиональные спортсмены проявили себя в виртуальном хоккее лучше, чем геймеры

Ситуация: Виртуальная реальность сегодня может позволить человеку почувствовать себя настоящим спортсменом, например, хоккеистом.

На деле: При отсутствии реальных навыков игры в хоккей отбить шайбу в VR-пространстве не так то просто.

Теперь подробнее

Исследователи из НИУ ВШЭ и МГУ им. М.В. Ломоносова сравнили возможности новичков и профессиональных хоккеистов при игре в хоккей в виртуальной реальности (Virtual Reality, VR). Для эксперимента была разработана имитационная виртуальная среда с разными уровнями сложности, в которой испытуемым, одетым в VR-шлемы и настоящие костюмы хоккеистов, предлагалось отбить виртуальную шайбу. Результаты анализа двигательной активности показали, что профессиональные хоккеисты и новички по-разному ведут себя в виртуальном поле. Опытные игроки совершают меньше лишних движений, у них выше скорость реакции на шайбу, они не теряют профессиональную стойку, но при её сохранении у них выше амплитуда вертикальных колебаний. Статья по результатам исследования опубликована в журнале «Человек. Спорт. Медицина».

Исследование проведено при поддержке гранта РНФ № 19-78-10134.

О чём речь?

Виртуальная реальность постоянно развивается и предлагает человеку всё больший спектр возможностей и ощущений, заставляя при этом совершать реальную физическую активность. Существует множество спортивных VR-игр — можно, например, попробовать себя в роли теннисиста или стрелка из лука, боксёра, скалолаза высоко в VR-горах. Симуляторы различных активностей помогают развивать навыки, которые нужны в реальной жизни.

Исследователи из МГУ и НИУ ВШЭ задались вопросом — а как способствуют уже имеющиеся в спорте навыки успехам в спортивном VR-пространстве? И проверить эту взаимосвязь они решили на хоккее. В ходе своего исследования авторы поставили задачу сравнить двигательный отклик в ответ на предъявление шайбы у профессиональных хоккеистов и новичков.

Хоккей — достаточно сложная спортивная игра. «Хоккеист не может достичь высоких спортивных результатов, если не владеет всем многообразием технических приёмов игры в совершенстве», — отмечают исследователи, поясняя, что техника хоккеиста высокого класса должна быть разносторонней, рациональной и надёжной.

Помимо всего прочего хоккеист должен уметь профессионального кататься на коньках. Плохую конькобежную подготовку сложнее восполнить, чем любой другой компонент мастерства в данном виде спорта.

При игре в хоккей спортсмен также должен поддерживать специфическую вертикальную позу. Это так называемая посадка хоккеиста или основная стойка. «Профессиональные игроки поддерживают стойку на протяжении практически всей игры. Отработка любых навыков или движений в хоккее также начинается с основной стойки», — поясняют исследователи.

Они отмечают, что посадка во многом зависит от анатомо-морфологических особенностей игрока. Но её усреднённый вариант заключается в том, что туловище наклонено вперед на 15–25° от вертикали и согнуто в тазобедренном суставе под углом 100–120°, проекция плеч должна опережать колени, проекция колена опережает стопу. Также плечи должны быть развернуты, живот и голова подтянуты. «Такая посадка обеспечивает нормальную работу мышц ног, не стесняет работу органов дыхательной и сердечно-сосудистой систем, позволяет хоккеисту хорошо видеть и ориентироваться в окружающей обстановке», — объясняют учёные.

И это, конечно, не всё, что нужно уметь хоккеисту. Необходимы также отлично работающие когнитивные ресурсы. «В хоккее игрокам всё время необходимо удерживать в голове целый комплекс факторов — положение шайбы, положение игроков, стратегии игры, счёт, предвидение действий как членов по команде, так и соперников», — рассказывают авторы. Крайне высокая степень неопределённости — особенность таких видов спорта, как хоккей.

Как изучали?

В эксперименте приняли участие 12 испытуемых — мужчин, средний возраст которых составил 21 год. Среди них было семь хоккеистов и пять новичков-геймеров — не занимающихся хоккеем. Средний стаж хоккеистов составил 14,25 года, их разряд варьировался от 3-го юношеского до 1-го взрослого.

Для исследования было разработано специальное виртуальное окружение на графическом движке Unity. Виртуальная ледовая арена, как рассказали авторы, воспроизводилась с использованием системы HTC Vive, на которой регистрировалась позиция игрока, стоящего на линии ворот.

Испытуемый, одетый в шлем виртуальной реальности, видел тело своего виртуального аватара, держа в руках клюшку, которая совпадала с виртуальной. Экипировка при этом соответствовала полевой, других игроков на площадке не было.

Перед участниками эксперимента была поставлена задача отбить все шайбы, летящие в ворота. Они предъявлялись в случайном порядке и с разных направлений. Исследователи спланировали эксперимент так, что шайбы двигались с разной начальной скоростью полёта — 60, 80, 100, 130, 170 км/ч. Расстояние до ворот составляло 18, 12 и 6 метров. Движение шайб было либо на уровне льда, либо на 0,5 метров над его уровнем. Выбранные величины, как поясняют авторы, перекрывали диапазон скоростей полёта шайбы в профессиональном хоккее, где средняя скорость — 110-120 км/час, максимальная — 170-190 км/час.

Вылет каждой шайбы сопровождался характерным щелчком. Перед её непосредственным предъявлением подсвечивался жёлтым тот сектор поля, откуда она вылетала. Засчитывались только шайбы, отбитые клюшкой.

Имитация бросков шайб включала три уровня сложности. Сложность определялась в зависимости от скорости шайб и расстояния до игроков. Самый простой первый блок — полет шайбы со скоростью 60-80 км/час при максимальном расстоянии до ворот (18 метров). В этом случае, как отмечают авторы, отбить шайбу могут даже новички, не играющие в хоккей. Два остальных блока были ориентированы, соответственно, на средний и высокий уровень мастерства.

Для анализа движений частей тела испытуемого и перемещения клюшки использовалась система StreamVR Tracking 2.0. Отслеживающие трекеры, как рассказывают авторы, закреплялись на хоккейной форме: щитках, расположенных на голени, на бедре, груди, перчатках и самой клюшке. В ходе анализа двигательной реакции учитывались такие параметры, как изменения угла в коленных и тазобедренных суставах, перемещение клюшки (средняя скорость за такт измерения), а также скорость реагирования при предъявлении шайб.

Что получили?

Результаты показали, что профессиональные хоккеисты и новички-геймеры значительно различаются по своим двигательным откликам на появление шайбы в виртуальном пространстве. Опытные спортсмены отбивали больше шайб и скорость реагирования у них была выше.

Правда, как поясняют исследователи, значимые различия в скорости реагирования на шайбы проявились только на третьем уровне сложности, где шайбы летят с максимальной скоростью (до 170 км/час) и с более близкого расстояния. Также у профессиональных игроков оказалась б о льшая амплитуда колебаний при сохранении стойки.

«Профессиональные игроки характеризуются чёткими и стабильными двигательными паттернами в ответ на предъявление шайбы, что проявляется как синхронными и симметричными изменениями углов в коленных суставах, так и в тазобедренных. У новичков такая стабильность и симметричность отсутствуют», — поясняют исследователи. Это может свидетельствовать о том, что профессиональные хоккеисты могут оптимизировать затраты ресурсов не только в условиях реального поля, но и виртуального.

Для чего это нужно?

Проведенный эксперимент показал на примере виртуального хоккея, как и почему могут различаться в своих результатах профессиональные спортсмены и игроки в контексте виртуальной игры. Новичок, например, не может осознанно контролировать ситуацию, когда шайба летит с максимальной скоростью. У профессионального хоккеиста такие навыки реализуются, как правило, на уровне автоматизмов. Исследователи планируют продолжить эксперименты, чтобы получить в дальнейшем больше данных.

Авторами получен патент на технологию RU 2 786 594 «Тренажер виртуальной реальности для отработки навыка хоккеиста по отбиванию шайбы и определения уровня мастерства»
IQ
 

Авторы исследования:

Григорий Бугрий, младший научный сотрудник лаборатории математического обеспечения имитационных динамических систем механико-математического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова

Анна Кручинина Павловна, ассистент кафедры прикладной механики и управления механико-математического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова

Павел Сухочев, научный сотрудник лаборатории математического обеспечения имитационных динамических систем механико-математического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова

Виктор Чертополохов научный сотрудник лаборатории математического обеспечения имитационных динамических систем МГУ им. М.В. Ломоносова

Маргарита Белоусова, младший научный сотрудник лаборатории математического обеспечения имитационных динамических систем МГУ им. М.В. Ломоносова

Наталья Булаева, оператор ЭВМ лаборатории по обеспечению учебного процесса и практикума по общей психологии факультета психологии МГУ им. М.В. Ломоносова

Ирина Поликанова, научный сотрудник лаборатории исследований молекулярных механизмов долголетия факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ, старший научный сотрудник лаборатории «Психология профессий и конфликта» факультета психологии МГУ им. М.В. Ломоносова

Сергей Леонов, доцент кафедры методологии факультета психологии МГУ им. М.В. Ломоносова

Автор текста: Селина Марина Владимировна, 27 января, 2023 г.