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バーチャルリアリティ（VR）には多くの用途があります。建築・都市デザイン、工業デザイン、自然治癒体験、ヘルスケア・臨床療法、デジタルマーケティング・アクティビズム、教育・トレーニング、エンジニアリング・ロボット工学、エンターテインメント、バーチャルコミュニティ、美術、文化遺産・考古学、労働安全、社会科学・心理学など、さまざまな分野でアプリケーションが開発されてきました。
バーチャルリアリティ（VR）は、没入型のインタラクティブなシミュレーションを可能にし、これらの業界の専門家の仕事を大幅に改善することで、業界に革命を起こしています。VRは、建築や都市計画など、さまざまな分野で専門家が問題に取り組み、創造的な解決策を考案する方法を変えています。複雑な構造を視覚化して都市全体をシミュレートし、ヘルスケアや外科手術では精度と患者の安全性を高めます。[1] [2] [3] [4] VRプラットフォームを使用した共同手術の成功からもわかるように、VRの進歩により、外科医はリスクのない環境でトレーニングし、特定の患者に合わせてカスタマイズされた治療をスケッチすることができます。[5] [6]
VRアプリケーションは、技術的熟練度を促進し、実践的な経験を提供し、医療教育におけるエラーを減らし生産性を高めることで患者の転帰を改善します。[7] [8] [9]ヘルスケアを超えて、仮想現実（VR）は、現実的でインタラクティブな設定を通じて教育とトレーニングを改善し、より安全な職場を設計し、心を落ち着かせる自然体験を生み出す上で重要な役割を果たします。[10 ] [ 11] [12]これらの開発は、VRがさまざまな業界に革命を起こす能力を示していますが、手頃な価格、使いやすさ、リアリズムなどの問題にはまだ対処する必要があります。[13] [14] [15]
VRはマーケティングの世界にもその影響力を広げており、没入型の3D体験はユニークな方法で顧客を魅了し、製品への興味を喚起します。さらに、PTSDや不安障害の治療を通じてメンタルヘルスにおけるVRの役割は、その心理的価値を証明しています。[16] [17] [15]
建築と都市デザイン
建築におけるバーチャルリアリティの最初の記録された使用例の1つは、1990年代後半にノースカロライナ大学がコンピューターサイエンス学部の本拠地であるシッターマンホールをバーチャルにモデル化したときでした。[1]デザイナーはヘッドセットを装着し、ハンドコントローラーを使用して仮想空間内を移動するシミュレーションを行いました。Autodesk Revitモデルを使用すると、設計図を「歩く」ことができました。VRを使用すると、建築家は材料の変化、視線、壁の応力、風荷重、太陽熱の増加、その他の工学的要因の視覚的表示など、プロジェクトの詳細をよりよく理解できます。 [2] 2010年までに、VRプログラムは都市再生、計画、交通プロジェクト向けに開発されました。[3] 都市全体がVRでシミュレーションされました。[18]
工業デザイン
ポルシェやBMWなどの自動車メーカーは、生産チェーンを最適化するために仮想現実と人工知能を活用しています。 [13]ソフトウェア開発者は、冗長な設計ワークフロー段階を省略し、エンドユーザーの期待に迅速かつ正確に応えるためにVRソリューションを構築しています。 [19] [信頼できない情報源? ]
癒しの自然体験
自然環境への露出に関する研究では、それが個人のリラックス、注意力と認知機能の回復、ストレスの軽減、ポジティブな気分の刺激にどのように役立つかが示されています。[10] [20] [21]注意回復理論とストレス回復理論[22]は、VRの自然環境が精神の回復につながるメカニズムを説明しています。[11]これは、回復力が低いことが示されている都市環境とは対照的です。[23]
没入型バーチャルリアリティ技術は、360度のビデオ映像や、Unreal EngineやUnityなどのゲームエンジンを使用して開発された3Dリアルタイムレンダリングから作成された環境を使用して、真実味のある自然治癒体験を再現することができます。これは、身体的な制約や合併症に直面している高齢者や老人ホームの入居者など、特定のエリアにアクセスできないユーザーに役立ちます。[14]
ヘルスケアと医療
VRは、医療教育、トレーニング、手術、医療従事者の診断支援など、幅広い医療分野に応用されています。医療従事者にとっては、コンピューターで生成された3次元（3D）マルチメディア感覚環境を、リアルなものか人工的なものかにかかわらず、リアルタイムで探索することで、臨床現場で使える実践的な知識を得ることができます。[24]患者にとっては、VRは手術、リハビリテーション、トレーニングに活用され、医学的症状を緩和し、病気を治すことができます。[25] [26] VRは2000年代にリハビリテーションに登場し始めました。
医療従事者向けトレーニング
2020年のCOVID-19の流行により、臨床教育者の不足と対面での交流を避けて社会的距離を保つ必要性から、臨床研修や教育の機会は大幅に減少しました。 [27]しかし、近年では資金が再び増加しており、多くの機関が医学生を教育するためのシミュレーションを開発しています。特に糖尿病の分野では、DEVICE（糖尿病緊急事態：仮想インタラクティブ臨床教育）と呼ばれる研究により、専門医以外のクリニックが糖尿病患者をより適切に特定して治療するための研修を受けることができました。[7]
外科手術におけるVRトレーニングの活用
VRは、現実のシナリオを再現したリアルな手術シミュレーターを提供することで、外科医のトレーニングにますます使用されています。これらのツールは、安全な環境での実践的な練習を可能にし、実際の患者に関連するリスクなしに精度とスキルを向上させます。 [28] [29]これにより、新しい外科医は、熟練した外科医に手順を説明されなくても、練習してフィードバックを受けることができます。[30]
研究によると、VRシミュレーションを体験した医師は、対照群と比較して、手術室での器用さとパフォーマンスが大幅に向上しました。 [8] [31] [32] [33] [34] 2020年の研究では、VRを通じてトレーニングを受けた臨床学生は、従来の方法で教えられた学生と比較して、診断、手術方法、全体的なパフォーマンスなど、さまざまな分野で高いスコアを獲得したことがわかりました。[9]研修生は、実際の器具やビデオ機器を使用して、シミュレーション手術で練習することができます。[35]計算分析能力の革命により、現在、脳神経外科のトレーニングでは完全に没入型のVRモデルが利用できます。脳室瘻カテーテル挿入、内視鏡および血管内シミュレーションは、世界中の脳神経外科レジデンシートレーニングセンターで使用されています。専門家は、VRトレーニングを将来の脳神経外科医のトレーニングカリキュラムの重要な部分と見ています。[35]
例えば、2022年のこれらの研究の1つでは、参加者にはタッチスクリーンモニター、2人の外科用ハンドラー、および現実世界の腹腔鏡シミュレーターをエミュレートするように設計された2つのフットペダルが提供されました。[34]参加者にシミュレーションされた手術タスクを実行するように依頼したところ（図1）、VRを使用してトレーニングしていないコントロールグループよりも大幅に優れたパフォーマンスを発揮しました。[34]タスクの成績が向上したことに加えて、VRトレーニングを受けた参加者は、大幅な時間の節約と、前述の重要な領域でのパフォーマンスの向上を示しました。[8] [31] [32] [33] [34]仮想現実を使用してトレーニングした参加者は、認知負荷も軽減され、大幅に少ない精神的負担でコンテンツを学習できたことを示唆しています。 これらの調査結果は、外科手術の練習に安全で楽しい環境を提供するVRベースのシミュレーターが、腹腔鏡トレーニングを完全に変革する可能性を秘めていることを示しています。[34]
VR技術は、特に熟練外科医の不足により、医療トレーニングの潜在的なツールとして浮上しています。非常にリアルでインタラクティブな仮想環境を作成することにより、VRシミュレーションは外科手術のスキルを高め、患者の安全性を高め、トレーニングコストを削減する可能性があります。2020年の研究では、脊椎手術のVRシミュレーションで経験豊富な外科医と経験の浅い外科医のパフォーマンスを比較しました。結果によると、VRトレーニングを受けた初心者の外科医は、従来のトレーニング方法のみに頼った外科医よりも、エラーをより効果的に特定して修正できました。[36] VRシミュレーションは、潜在的に費用対効果が高く効率的なトレーニング方法を提供します。死体実験室や物理シミュレーションなどの従来の方法では多大なリソースが必要ですが、VRシミュレーションはリモートでアクセスでき、個々のニーズに合わせてカスタマイズできます。
患者に対する手術、治療、リハビリテーション
手術におけるVRの活用
VRは特定の患者の解剖学的構造の3次元表現を生成することができ、外科医は事前に手術を計画することができる。[4]これは脳神経外科で使用でき、脳神経外科医は手術前に患者に合わせた手術手順を設計することができ、手術の成功率を高めることができる。[5]最初の共同仮想現実手術は、2022年6月にブラジルでロンドンのグレートオーモンドストリート病院の小児外科医ヌール・ウル・オワセ・ジーラニによって成功裏に行われた。結合双生児の分離手術であるこの手術は、ジーラニ博士とブラジルのパウロ・ニーマイヤー脳研究所の小児外科責任者ガブリエル・ムファレジ博士によって「仮想現実室」で共同で行われた。[6] [37]
同様に、専門家は今日の外科教育における仮想現実（VR）の状況を調査し、患者の安全性（例：電気外科手術）、非技術的スキル（例：チームワーク）、技術的スキル（例：腹腔鏡検査）に対するその利点を強調した。会議の目的は、外科トレーニングにおけるVRシミュレーション技術の可能性を評価し、その適用に関するベストプラクティスを提供することであった。彼らは、VRシミュレーションにより、外科医が気密空間や適切な換気のあるエリアに容易に移動できることを発見した。VRシミュレーションは、外科医に安全要因や、破損の重要性、潜在的な故障や問題につながる要因についても教えることができる。[38]
セラピーにおけるVRの使用
仮想現実暴露療法（VRET）は、心的外傷後ストレス障害（PTSD）や恐怖症などの不安障害を治療するための暴露療法の一種である。研究では、VRETと行動療法を組み合わせることで、患者の症状が軽減されることが示されている。 [15] [39]場合によっては、患者はPTSDのDSM-V基準を満たさなくなった。[40]
バーチャルリアリティは、行動活性化（BA）療法の分野でもテストされています。BA療法は、日常生活にポジティブな活動を組み込むことで、患者の気分を変えることを促します。[41]訓練を受けた医療提供者にアクセスできない、身体的な制約、または経済的な理由により、多くの患者はBA療法を受けることができません。[41]研究者は、バーチャルリアリティを介してBA療法を提供することでこれらの課題を克服しようとしており、患者、特に高齢者がVRなしでは参加できない活動に参加できるようにしています。おそらく、いわゆる「BAに触発されたVRプロトコル」は、気分、生活満足度、うつ病の可能性を改善できる可能性があります。[41]
VR療法は、精神病や広場恐怖症の患者が外部環境の回避を管理するのを助けるために設計されている。この療法では、ユーザーはヘッドセットを装着し、仮想キャラクターが心理的なアドバイスを提供し、模擬環境（カフェや混雑した通りなど）を探索する際にガイドする。英国国立医療技術評価機構（NICE）は、この療法が国民保健サービス（NHS）で推奨されるべきかどうかを評価している。[42] [43]
VR 療法のもう 1 つの分野として、摂食障害や身体イメージ障害の治療が挙げられます。被験者にさまざまな特徴を持つアバターを体現させることで、個人は自分の身体イメージを作ることができます。これにより、人々はストレスの多い状況に対処する練習をしたり、食料品の買い物や鏡で自分の体を観察するなど、シミュレーションや練習を行うことができます。[44]ミッタル ヒマニ氏によると、「仮想現実気晴らし療法は、患者にさまざまなレベルのインタラクションを提供し、多くの感覚を使用できるようにすることで、仮想世界の体験に没頭できるようにします。ユーザーの没入度が高いほど、仮想世界への注意が高まり、痛みの他の信号への注意が少なくなります。気晴らし介入として VR を使用する研究調査は、28 人の参加者を対象に 8 週間にわたって 2 回のセッションで実施されました。」[45]
リハビリテーションにおけるVRの活用
没入型VRは、リハビリテーションセンターや高齢者ホームで、運動障害のある座りがちなユーザーの運動意欲を高めることができ、身体活動の増加を通じてユーザーの生活の質と自立性を高めることができます。 [14] [46]特に、一部の企業や研究者は、VRベースの体験を通じて自転車に乗るなどの文脈化によって（右の画像を参照）、[14]またはゲーミフィケーションを使用して運動を奨励することによって、VRをフィットネスに応用し、理学療法や運動を動機付けています。[47] [48]没入型VRは、人々の気をそらして痛みの経験を軽減する可能性があるという理論に基づいて、急性疼痛管理にも有効であることが示されています。[49] [50] [51] [52]
研究によると、仮想回想療法を受けた認知症患者は認知症関連症状の発症率が減少したことがわかっています。[53]仮想回想療法は患者に合わせた仮想環境を作り出し、患者が昔の記憶を思い出しやすくすることで、全体的な生活の質を向上させる可能性があります。
しかし、パーキンソン病のようないくつかの疾患については、他のリハビリテーション方法と比較したその利点の証拠が不足しています。[54] VRミラーセラピーとロボットの有効性に関する2018年のレビューでは、有意な利点は見つかりませんでした。[55]
医療研究者は、VRを直接治療に利用するだけでなく、さまざまな症状の研究にもVRを利用しています。例えば、研究者はVRを活用して、社会不安を抱える人がどのように学習し、意思決定を行うかを調査しています。最終的には、研究者は医療介入と治療を改善するために、病状をよりよく理解することを目指しています。[41]
デジタルマーケティング
バーチャルリアリティは、デジタルマーケティングの機会と代替チャネルを提供します。インターナショナル・データ・コーポレーションは、拡張現実（AR）とバーチャルリアリティへの支出が増加すると予想し、 2015年から2020年までの年間複合成長率を198％と予測しています。収益は2020年に1433億ドルに増加すると予想されていました。 [16] [56]デジタル広告への世界の支出は、2020年までに3355億ドルに増加すると予測されています。[57] [58] 2015年の調査によると、フォーブスの世界で最も価値のあるブランドリストに掲載されている企業の75％がVRまたはARエクスペリエンスを開発していました。[59] VRは他の形式のデジタルメディアと比較して消費者の間で普及していませんが、[60]多くの企業がVRに投資しています。一部の企業は、職場のコラボレーションを強化するためにVRを採用しました。[61]
VRは高解像度の3次元インタラクティブ画像を提示できる。[62] VRマーケティングのメリットは、SuhとLeeによって実験室実験を通じて観察された。VRインターフェースにより、参加者の感情が引き込まれ、製品知識と製品に対する姿勢が著しく向上した。[63]両方の研究は、VRを通じて販売された製品の購入意欲が高まったことを示唆している。しかし、これらのメリットは最小限の投資収益率（ROI）を示した。[59] SuhとLeeは、主に聴覚と視覚（他の感覚ではない）を通じて体験される製品がVRマーケティングからより多くの恩恵を受けることを発見した。[62]
VR体験中に表示される広告（中断型マーケティング[58]）は、侵入的であると考えられる可能性がある。[60]消費者は広告を受け入れるかどうかを選択できる。[64]これを軽減するために、組織はVRキャンペーンを体験する前にユーザーにモバイルアプリのダウンロードを要求することができる。[65]
非営利団体は、従来のメディアでは不可能だった没入型の方法で、遠く離れた社会、政治、環境問題に潜在的な支援者を近づけるためにVRを使用しています。シリア紛争のパノラマビュー[65]やネパールのコンピューター生成画像（CGI）のトラとの対面[66]などがその例です。
小売業者はVRを使用して、製品が消費者の家にどのようにフィットするかを示すことができます。[67]製品のデジタル写真を見ている消費者は、製品を仮想的に回転させて、横や後ろから見ることができます。
建築設計事務所は、スケールモデルやフロアプランをVRモデルに置き換えることで、顧客に提案中の建物や既存の建物の仮想モデルを見学させ、製品を販売することができる。[68]
教育と訓練
VRは、失敗しても現実世界で影響が出ることなく学習者がスキルを伸ばすために使用され、特に生死に関わる領域で役立ちます。VR体験を提供するために使用される特定のデバイスは、携帯電話であろうとデスクトップコンピューターであろうと、学習者が受ける教育上のメリットに影響を与えないようです。[12]
最近のケーススタディでは、VRトレーニングのアプローチは理解を深めるだけでなく、個人の満足度も高めることにつながっています。エラーの数を減らし、特定のタスクの完了時間を短縮することができます。[69]
従業員のオンボーディングに関しては、バーチャルリアリティを活用する企業が増えています。[70] VRオンボーディングは、デモ機器が不要なため、従来のトレーニングに比べて安価で効率的です。[71]
航空宇宙および車両訓練
NASAは数十年にわたってVR技術を使用してきましたが、[72]最も注目すべきは、飛行前の宇宙飛行士の訓練に没入型VRを使用していることです。VRシミュレーションには、無重力作業環境への露出、宇宙遊泳の方法の訓練[73] [74]、低コストのツールモックアップを使用したツールの使用が含まれます。[75]
フライトシミュレーターはVRトレーニングのもう一つの形態です。完全に密閉されたモジュールから、パイロットの視点を提供するコンピューターモニターまであります。[76]運転シミュレーションでは、実際の車両を操作する前に、戦車の運転手に基礎を訓練することができます。[77]同様の原理が、消防車などの特殊車両のトラック運転シミュレーターにも適用されています。これらの運転手は現実世界での経験の機会が限られていることが多いため、VRトレーニングは追加のトレーニング時間を提供します。[78]
高校および大学教育
没入型VRは、高校の授業で生徒が学習し、その内容に没頭するためのツールとして使用できます。[79]没入型VRは、歴史などの人文科学科目[80]と物理学などのSTEM科目の両方を生徒にインタラクティブに教えるために使用されています。[81]一部の学校では、特定のカリキュラムの成果と科目に焦点を当てた没入型VR体験を生徒に提供するためにVRラボが設置されています。[81] Google CardboardなどのVR媒体を通じて、教師は教室で外国語も教えています。[79]これらのいくつかの例は、中等教育の教室でのVRの応用の一部を示しています。
大学レベルでは、VRは科学、地理、[82] 、歴史[83]などの主要科目における学生教育を強化するためにも応用されています。
医療分野におけるVRの活用
バーチャルリアリティ（VR）技術は、医療トレーニングと教育における重要なツールとして登場しました。特に、外科手術シミュレーションと外科手術のリアルタイム強化における革新において大きな飛躍がありました。[84]ノースカロライナ州の医療機関で行われた研究では、特に人工股関節全置換術などの手術において、従来のトレーニングと比較してVRトレーニングを使用した医学生と現役外科医の技術的パフォーマンスとスキルが向上したことが実証されています。[85]これに加えて、他のVRシミュレーションプログラムは、基本的な調整、器具の取り扱い、および手順に基づくスキルを向上させます。これらのシミュレーションは、より現実的な外科手術の感覚を提供するフィードバックと触覚タッチで高い評価を得ることを目指しています。[84]
研究では、4週間のトレーニングセッション後にタスク完了時間とスコアが大幅に改善されたことが示されています。このシミュレーション環境により、外科医は実際の患者にリスクを与えることなく練習することができ、患者の安全が促進されます。[84]
シュレスヴィヒ＝ホルシュタイン大学病院と他の機関の協力者が実施した研究のデータによると、医学生や長年の経験を持つ外科医は、VR技術を使った練習後にパフォーマンスが著しく向上したことが示されています。
ノースカロライナ大学チャペルヒル校の最近の研究では、VRシステムの開発により、腹腔鏡による画像の統合、リアルタイムの皮膚層の可視化、手術の精度向上が可能になったことが示されています。[85]
これらは、外科医が追加の仮想現実シミュレーション手法を活用できることを研究が示した例であり、これにより素晴らしい体験を生み出し、カスタマイズされたシナリオを提供し、触覚フィードバックによる独立した学習を提供することができます。[84]これらのVRシステムは、外科医のパフォーマンスを測定できるだけでなく、教育ツールとして十分に現実的である必要があります。
VRに関する他の研究では、VRを使用して医療従事者向けのタイプおよびスクリーン（T＆S）手順トレーニングを改善し、従来のトレーニング方法の課題に対処しています。T＆Sは、輸血中の患者の安全を確保するための血液型判定と抗体スクリーニングに不可欠です。[86]従来のトレーニング方法は「1つ見て、1つやって、1つ教える」またはSODOTOですが、教師とリソースの数が限られているため、不十分になる傾向があります。この問題に取り組むために、Unity3Dを使用してVRベースのトレーニングプログラムが作成および開発され、外科医が効果的で安全で繰り返し可能な代替手段でトレーニングできるようになりました。[86]このVRシステムには、病院環境をシミュレートするヘッドマウントディスプレイとLeap Motionコントローラーが付属していました。また、完全な機器、手順、リアルな採血と滅菌もありました。さらに、エラー通知と進捗レポートにより、このトレーニング体験が強化されました。[86]この実験で研究された3つの主な要因は、コンテンツ、動機、準備であり、この研究全体の統計分析により、これらの要因とプログラムの信頼性と影響の間に強い相関関係があることが確認されました。[86]これは、VRと従来のトレーニングを組み合わせることで実践的なスキルを向上させ、外科医の将来に備えることができる多くの事例の1つです。
最後に、OculusとGear VRという2つのVRプラットフォームを対象に、医学・健康科学の学生に脊椎の解剖学を教える際の有効性を評価する研究が行われた。[87]この研究では、学生の認識のパフォーマンスと各デバイスに関連する潜在的な副作用が調べられた。VR技術の使用には多くの利点があるが、吐き気や視界のぼやけなどの副作用もある。[87]特にGear VR技術を使用している参加者。[87]このグループは、Oculus Riftグループと比較して最大40％多くの問題を経験することとなった。多くの欠点があるにもかかわらず、この研究では、モバイルベースのGear VRがOculus Riftの費用対効果の高い代替品であることを強調した。この学生の研究結果は、モバイルVRデバイスを使用しても、医学生はより実用的で手頃な価格でトレーニングできることを示しています。[87]この研究の将来の実装では、教育用VRプラットフォームの使用、教育用モバイルVRプラットフォーム、および医学教育のための対面トレーニングの間のトレードオフを検討することができます。
この技術の将来の課題としては、リアリティの側面に加えて複雑なシナリオを強化することが挙げられます。これらの技術には、ストレスを誘発する要因やその他の現実的なシミュレーションのアイデアを組み込む必要があります。さらに、コスト効率を維持し、可用性を高く保つことが強く求められます。[84]
軍事訓練
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1982年、トーマス・A・ファーネス3世は、仮想飛行シミュレーターである視覚結合型航空機システムシミュレーター（VCASS）の実用モデルをアメリカ空軍に提出した。 [要出典]彼が「スーパーコックピット」と呼んだプロジェクトの第2段階では、高解像度（当時としては）のグラフィックスとレスポンシブディスプレイが追加された。[88]イギリスは1980年代から軍事訓練にVRを使用している。[89]アメリカ軍は2012年に下車兵士訓練システムを発表した。[90]これは、最初の完全に没入型の軍事VR訓練システムとして引用された。[91]
仮想訓練環境は、弾薬を節約するなどしてコストを最小限に抑えながら現実感を高めると主張されている。 [92] [93] [94] 2016年に、米国陸軍研究所の研究者は、仮想訓練にはインストラクターのフィードバックが必要であると報告した。仮想訓練は、複合兵器訓練や兵士にいつ射撃するかを指導するために使用されている。[95]
戦闘指揮知識システム（BCKS）や高度兵士センサー情報技術（ASSIST）などの軍事プログラムは、仮想技術の開発を支援することを目的としていました。 [92] ASSISTイニシアチブの目標は、兵士が戦場の認識とデータ収集を向上させるためのソフトウェアとウェアラブルセンサーを開発することでした。[96]研究者は、これらのプログラムにより、兵士は状況の変化に応じて仮想環境を更新できると述べました。[92]仮想戦闘空間3（VBS3、以前のバージョンのVBS1およびVBS2の後継）は、市販の既製製品を改造した、広く使用されている軍事トレーニングソリューションです。[97]ライブ、仮想、建設的 - 統合アーキテクチャ（LVC-IA）は、複数のトレーニングシステムを連携させて統合トレーニング環境を作成できる米国の軍事テクノロジーです。報告されているLVC-IAの主な用途は、ライブトレーニング、仮想トレーニング、建設的トレーニングです。2014年には、LVC-IAバージョン1.3にVBS3が含まれていました。[98]
鉱業研修
多くの鉱山事故は、不適切な訓練や不十分な訓練に起因しています。[99] VR訓練では、実際の作業環境への曝露を、それに伴うリスクなしにシミュレートすることができます。[99]
スポーツトレーニング
VRヘッドセットは、アメリカンフットボールの選手ジェイデン・ダニエルズがルイジアナ州立大学とワシントン・コマンダーズでコグニライズVRシステムを使用したように、アスリートのトレーニングに使用されています。[17] [100]
エンジニアリングとロボット工学
1990年代半ばから後半にかけて、ビデオプロジェクター、3Dトラッキング、コンピューター技術によって3Dコンピューター支援設計（CAD）データがVR環境での使用が可能になり、アクティブシャッターグラスやマルチサーフェス投影ユニットが登場しました。VRは、自動車、航空宇宙、陸上輸送のOEMで使用されています。VRは、プロトタイピング、組み立て、サービス、パフォーマンスのユースケースを支援します。これにより、さまざまな分野のエンジニアが設計を体験できます。エンジニアは、橋、建物、その他の構造物をあらゆる角度から見ることができます。 [101]シミュレーションにより、エンジニアは構造物の風、重量、その他の要素に対する耐性をテストできます。[102]
さらに、VRはテレプレゼンス、遠隔操作、遠隔ロボットシステムでロボットを制御することができます。[103] [104] VRは、ロボットを直感的な人間のユーザーインターフェイスとしてどのように適用できるかを調査する実験に使用されています。[50]別の例としては、危険な環境での遠隔操作ロボットがあります。[50]
スマート製造（SmartMFG）は、インダストリー4.0とも呼ばれ、自動化とデータ交換を統合した製造技術の最新の進歩を表しています。米国国立標準技術研究所（NIST）によると、SmartMFGには、変化する需要と状況にリアルタイムで対応する完全に統合された共同製造システムが含まれます。[105] SmartMFGの中核は、サイバーフィジカルシステム（CPS）とモノのインターネット（IoT）を組み込んでおり、製造プロセスのさまざまな段階でデータをシームレスに接続します。3Dプリントの台頭とSmartMFGを組み合わせることで、リードタイムを増やすことなく、ユニークでコスト効率の高い製品を生産できます。ARテクノロジーの組み込みにより、SmartMFGがさらに強化され、ヒューマンマシンインタラクション（HMI）ツールが提供されます。ARデバイスは安全性を向上させ、生産工場の労働者の身体的負担を軽減し、仮想環境でユーザーをガイドします。このテクノロジーは、SmartMFGフレームワーク内での製品の設計とカスタマイズを容易にし、インタラクションの複雑さを高め、手動データ入力（MDI）システムをサポートします。[106]
エンターテインメント
ビデオゲーム
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初期の商用バーチャルリアリティヘッドセットは、1990年代前半から中頃にゲーム用に発売されました。これらには、バーチャルボーイ、iGlasses、サイバーマックス、VFX1ヘッドギアなどが含まれます。2010年以降、VRゲーム用の商用ヘッドセットには、Oculus Rift、HTC Vive、PlayStation VRなどがあります。[107] Samsung Gear VRは、電話ベースのデバイスの一例です。[108]
ゲーム用VRの他の現代的な例としては、Wiiリモコン、Kinect、PlayStation Move / PlayStation Eyeなどがあり、これらはすべてプレイヤーの動きを追跡してゲームに送信する。多くのデバイスは、コントローラーや触覚フィードバックでVRを補完している。[109]人気のあるビデオゲームのVR専用バージョンやVRバージョンがリリースされている。
シネマ
VR用に制作された映画では、観客は360度でシーンを見ることができる。これには、VRカメラを使用してインタラクティブな映画やシリーズを制作することが含まれる。[110] [111]ポルノメーカーは、通常、POVスタイルのポルノにVRを使用する。[112] [113] 2015年、ディズニーは、ノキアOZOカメラを使用してジャングルブック（2016年の映画）の360度ビデオを撮影し、VRコンテンツを制作し、大衆文化に360度のコンテンツを取り入れた最初の企業の1つでした。[114]
2016年の世界チェス選手権のマグヌス・カールセンとセルゲイ・カリャキンの試合は、「360度バーチャルリアリティで放送される初のスポーツ」として宣伝された。[115]しかし、 2016年9月17日には、オクラホマがオハイオ州立大学をホームに迎えたVR中継がこれに先立って行われていた。 [116] [117]この中継（完全なVRに必要な360度ではなく、およそ180度の回転を使用）は、有料のスマートフォンアプリとヘッドマウントディスプレイを通じて利用可能だった。
音楽
VRは、個人が仮想的にコンサートに参加することを可能にします。[118] [119]これらのVRコンサートは、ユーザーの心拍と脳波からのフィードバックを使用して強化できます。[120] VRはミュージックビデオにも使用できます。 [121]音楽の視覚化または視覚的な音楽アプリケーション。[122] [123] Nokia OZOなどの没入型オーディオ技術は、ヘッドトラッキングと正確な音の指向性を通じて、没入型のリスニング体験を作成できます。[124]
ファミリーエンターテイメントセンター
2015年、ジェットコースターやテーマパークは、視覚効果と触覚フィードバックを一致させるためにVRを取り入れ始めました。ユタ州プレザントグローブにあるテーマパーク「ザ・ヴォイド」は、複数の感覚を刺激するVRアトラクションを提供しています。[125] 2018年3月には、防水ヘッドセットを使用したVRウォータースライドが発売されました。[126]
仮想コミュニティ
VR 技術でアクセスできるソーシャル仮想世界を中心に、大規模な仮想コミュニティやメタバースプラットフォームが形成されています。人気の例としては、 VRChat、Horizon Worlds、Rec Room、AltspaceVRなどがありますが、 Robloxのようにもともと VR をサポートせずに開発されたソーシャル仮想世界もあります。
一部の人々から仮想コミュニティと見なされているMinecraft はVR をサポートしていませんが、改造によって VR をサポートすることができます。[要出典]
美術
デビッド・エムは1970年代にナビゲート可能な仮想世界を作成した最初の芸術家でした。[127]彼の初期の作品は、Information International, Inc.、ジェット推進研究所、カリフォルニア工科大学のメインフレームで行われました。 1988年のLegible Cityのジェフリー・ショーと1991年のFive into Oneのマット・マリカンは、精巧なVRアート作品を最初に展示した人たちの一人でした。
Virtopiaは、映画祭で初公開された最初のVRアート作品である。アーティスト兼研究者のジャクリーン・フォード・モリーと研究者のマイク・ゴスリンによって制作され、1992年のフロリダ映画祭でデビューした。プロジェクトのより発展したバージョンが1993年のフロリダ映画祭で上映された。[128] [129] 1990年代を通じてVRの初期の芸術的可能性を探求した他のアーティストには、ジェフリー・ショー、ウルリケ・ガブリエル、チャー・デイヴィス、モーリス・ベナユン、ノウボティック・リサーチ、レベッカ・アレン、ペリー・ホバーマンがいる。[130]
カナダ初のバーチャルリアリティ映画祭は、 2015年にケラム・マリキ・サンチェスが創設したFIVARS国際バーチャル＆拡張現実ストーリーズフェスティバルである。[131] 2016年にはポーランド初のVRプログラム「アバカノヴィッチ・アートルーム」が実現した。これは、ヤロスワフ・ピヤロフスキとパヴェウ・コモロフスキが制作したマグダレーナ・アバカノヴィッチのアートオフィスを記録したものだ。[132]大英博物館[133]やグッゲンハイム美術館など、いくつかの美術館では、コンテンツの一部をバーチャルリアリティで利用できるようにし始めている。[134]
Great Paintings VR [135]はSteam上の完全没入型バーチャルリアリティ美術館です。世界中のさまざまな美術館から1000点以上の有名な絵画を提供しています。[136]
遺産と考古学
バーチャルリアリティは、遺産を再現することを可能にします。[137]遺産は、洞窟、損傷または破壊された構造物、または過度の使用からの回復のために閉鎖されている敏感な環境など、一般の人の立ち入りが制限されていたり、立ち入りが禁止されている場合があります。[138]
VRが文化遺産に初めて使用されたのは1994年で、博物館が訪問者に1550年のイギリスのダドリー城の3D再現のインタラクティブな「ウォークスルー」を提供した時だった。これはエンジニアのコリン・ジョンソンが設計したコンピューター制御のレーザーディスクベースのシステムで構成されていた。このシステムは1994年11月に大英博物館が開催した会議で紹介された。[140]
労働安全
VR は、労働安全衛生(OSH) を目的として実際の職場をシミュレートします。たとえば、作業シナリオでは、機械の一部は自動的に動きますが、他の部分は人間のオペレーターによって動かすことができます。オペレーターが立っている場所や、環境に対してどのように動くかに応じて、視点、視野角、音響特性、触覚特性が変化します。
VR は OSH の目的のために次の目的で使用できます。
- 設計および開発中に製品とプロセスの使いやすさをレビューし、改善します。
- 潜在的に危険な製品、プロセス、安全コンセプトを安全にテストします。[141] [より良い情報源が必要]
- 製品に関する事故や製品が関係する事故の因果関係を特定します。これにより、現場でのテストに関連する材料、人員、時間、および費用を節約できます。[142] [より良い情報源が必要]
社会科学と心理学
仮想現実は、社会科学者や心理学者に、制御された環境での相互作用を研究し、再現するための費用対効果の高いツールを提供します。これにより、個人はアバターを具現化できます。別の存在を「具現化」することは、単に自分が別の誰かであると想像することとは異なる体験をもたらします。[143]研究者は、没入感を利用して、デジタル刺激が人間の知覚、感情、生理学的状態をどのように変えることができるか、また、デジタル相互作用が物理的世界でどのように社会的変化をもたらすことができるかを研究してきました。
知覚、感情、生理状態の変化
研究では、仮想現実で私たちがとる形が私たちの認識や行動にどのような影響を与えるかが検討されています。ある研究では、子供の体を具現化することで、物体がそうでない場合よりも大きく見える可能性があることが示唆されました。[144]別の研究では、肌の黒いアバターの姿を具現化した白人は、そうでない場合よりも多様なスタイルでドラムを演奏することがわかりました。[145]
VR内での知覚、感情、生理学的反応を調査する研究によると、仮想環境は刺激に対する人の反応を変える可能性があることが示唆されています。たとえば、仮想公園は被験者の不安レベルに影響を与えます。[146]同様に、仮想トンネル内の暗い場所を運転するシミュレーションは恐怖を誘発する可能性があります。[147]仮想キャラクターとの社会的相互作用は、心拍数の変化や皮膚電気反応などの生理学的反応を引き起こすことが示されています。[148]
研究によると、強い存在感は感情的な反応を促進し、この感情的な反応が存在感をさらに高める可能性があることが示唆されています。[146]同様に、存在感の中断（または存在感の喪失）は生理的な変化を引き起こす可能性があります。[148] [説明が必要]
偏見と固定観念を理解する
研究者たちは、具現化されたVRの視点取得を利用して、人の自己表現を変えることで特定の社会集団に対する偏見を減らすことができるかどうかを評価してきました。しかし、具現化と偏見の関係の性質はまだ定義されていません。老人を具現化した人は、若者を具現化した人と比較して、否定的なステレオタイプ化が大幅に減少したことが示されました。 [149]同様に、肌の色が薄い人が黒い体のアバターに入れられた場合、暗黙の人種的偏見が減少しました。[150]しかし、他の研究では、黒人のアバターの形をとった人は、仮想環境を離れた後、白人を支持する暗黙の人種的偏見のレベルが高くなることが示されています。[143]
基礎的な精神能力の調査
日常生活で発揮する最も一般的な能力の 1 つは、方向感覚やナビゲーションなどを含む空間認知です。特にその研究分野では、仮想現実は、非常に没入感があり、同時に制御可能な環境で被験者のパフォーマンスをテストできるため、非常に貴重なツールになりました。
さらに、最新のヘッドマウントディスプレイでは視線追跡も可能で、注意力などの認知プロセスに関する貴重な洞察が得られます。[151]
人間の悲嘆のプロセスを促進する
2020年代初頭から、バーチャルリアリティは、亡くなった人のデジタル再現に基づいて、人々の悲嘆のプロセスをサポートする可能性のある技術的ツールとしても議論されてきました。2021年には、韓国のテレビドキュメンタリー番組で、悲嘆に暮れる母親が亡くなった娘のバーチャルレプリカと交流するという内容が放送され、特にメディアの注目を集めました。 [152]その後、科学者たちは、適応的な喪の行動を促進する可能性など、このような取り組みの潜在的な影響について議論してきましたが、それだけでなく、多くの倫理的な課題も伴います。[153] [154]
障害
1997年現在[アップデート]、バーチャルリアリティでは、動きと画面イメージの更新の間に遅延が生じることで生じる乗り物酔いが依然として大きな問題となっている。ユーザーは不快感を訴えることが多く、例えばある研究では、参加者12人全員が少なくとも2つの副作用を訴え、3人はひどい吐き気やめまいで中止しなければならなかったと報告されている。[155]
乗り物酔いだけでなく、ユーザーは新しいテクノロジーハードウェアによって気が散ることもあります。ある研究では、VRが実験室環境に取り入れられたとき、学生はコンセプトにもっと夢中になったものの、新たな気晴らしによって記憶に残る情報が少なくなったことが示されました。[156]
さらに、バーチャルリアリティのユーザーは、自分自身を物理的な環境から「切り離す」。これにより、ユーザーが移動中に事故に遭うリスクが生じる。ロシアの通信社TASSは、2017年にVRの使用による死亡事故を報じた。44歳の男性が「つまずいてガラスのテーブルにぶつかり、負傷し、失血によりその場で死亡した」という。[157]これはVRの使用による最初の死亡事故と考えられている。[158]さらに、仮想世界に没頭すると、社会的排除につながる可能性があり、ポジティブな気分が低下し、怒りが増す可能性がある。一部の研究者は、仮想現実でのユーザーの行動は、物理世界に戻ったときに永続的な心理的影響を与える可能性があると考えている。[159] [160]
哲学者のデイビッド・ピアースは、最も洗練された VR をもってしても、「私たちの主観的な生活の質が、狩猟採集民だった祖先の生活の質を平均的に大幅に上回るという証拠はない」と主張している。ピアースによると、脳の負のフィードバック機構を遺伝的に再プログラムしなければ、人は遺伝子と人生の歴史によって決まる幸福または不幸せの基準レベルに戻ってしまう。したがって、彼は VR は他の「純粋に環境の改善」と同様に、それ自体では持続可能なレベルの幸福の向上をもたらすことはできない、と主張している。[161] [162] [163]
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