Wat kan het combineren van virtual reality met bewegingsregistratieapparatuur betekenen voor de bewegingswetenschappen? Daarover spraken we met de afdeling Human Movement Sciences (HMS) van het Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG), met wie 8D Games sinds begin dit jaar samenwerkt aan de ontwikkeling van software voor een aantal grote virtual reality (VR) opstellingen. Een prachtige klus die – zo is de ambitie – nieuw onderzoek op het vlak van sport, revalidatie en veroudering mogelijk maakt.
‘De apparatuur in onze beweeglabaratoria varieert van kleine activiteitenmeters tot grote opstellingen met het bewegingsregistratiesysteem Vicon,’ vertelt ingenieur Wim Kaan, hoofd Technical Support van de afdeling Bewegingswetenschappen. ‘Twee van onze opstellingen hebben dit systeem als basis. De volgende stap is het ontwikkelen van virtual reality omgevingen die samenwerken met deze specialistische apparatuur. Zo scheppen we voor onderzoekers de mogelijkheid om vraagstukken die in de ‘echte’ wereld niet of slecht gemeten kunnen worden, toch in een realistische setting te bestuderen.’
Een van de onderzoekers die nauw betrokken is bij de realisatie van de opstellingen is Raoul Bongers. Raoul: ‘Het mooie van VR is dat de visuele informatie waarmee we een bepaalde beweging uitlokken – bijvoorbeeld een bal die toegeworpen wordt – heel nauwkeurig gemanipuleerd kan worden. Wat gebeurt er met de beweging van de proefpersoon wanneer de bal iets hoger of iets lager aangegooid wordt? Dat is in VR veel preciezer te controleren dan in de echte wereld.’ Daarnaast kan een VR-opstelling logistieke problemen oplossen: ‘Denk bijvoorbeeld aan het toetsen van bewegingen in complexe omgevingen met veel obstakels. In VR kunnen we obstakels plotseling verplaatsen of laten omvallen – dat maakt het mogelijk om te bestuderen hoe mensen hun stappatroon aanpassen om zo’n verstoring op te vangen.’ Ook voor aanpalende domeinen en afdelingen kunnen de opstellingen veel waarde toevoegen. Onderzoeker Anniek Heerschop: ‘Denk aan het in detail bekijken van de kinematica van een voetbalspeler op blessuregevoelige momenten in een wedstrijd, maar ook aan het analyseren van het kijkgedrag van iemand die een drukke weg oversteekt. Of het aanleren van een specifieke vaardigheid of beweging in een volledig veilige omgeving, bijvoorbeeld binnen de ouderenzorg of tijdens een revalidatietraject.’
HMS heeft de ambitie om wereldwijd voorop te lopen in het gebruik van VR-opstellingen binnen de bewegingswetenschappen. Daarnaast wil de afdeling graag duurzame relaties opbouwen met andere afdelingen van het ziekenhuis en innovatieve bedrijven. Kaan: ‘Hierbij geldt natuurlijk de voorwaarde dat studenten en onderzoekers een actieve rol spelen bij ontwikkelingen die aangezwengeld worden door bedrijven, zodat er een vruchtbare wisselwerking ontstaat tussen bedrijfsleven en wetenschap. We zien dat de technische ontwikkelingen razendsnel gaan. Dat schept mogelijkheden, maar brengt ook het risico mee dat je nieuwe apparatuur niet de kans geeft echt in te burgeren – of erger: in de haast naast elkaar het wiel aan het uitvinden bent. Daarom willen we dat straks ook andere afdelingen en innovatieve organisaties ons lab weten te vinden.’
Johan van der Meulen, vanuit 8D Games betrokken bij het project, prijst deze aanpak: ‘Verbinding tussen wetenschap en het bedrijfsleven vergroot de kans dat wetenschappelijke kennis wordt omgezet in nieuwe producten en diensten die de kwaliteit van de zorg verhogen. We juichen dit enorm toe, omdat ook wij nog vaak zien dat veelbelovende innovaties voor zorg en onderzoek uiteindelijk niet goed geïmplementeerd worden. In dit geval zijn we betrokken voor techniek en ontwerp, maar wij zijn ook vaak en graag de schakel tussen wetenschap en markt. Bijvoorbeeld door onderzoekers te adviseren hoe ze hun onderzoeksresultaten verder kunnen brengen en maatschappelijke impact kunnen maken met nieuwe kennis. Het is mooi dat het UMCG en HMS daar ook zo actief mee bezig zijn.’
Kaan klopte bij 8D Games aan voor het ontwikkelen van software voor de VR-opstellingen: ‘We kenden het bedrijf al van de Schaatsgame, een balansgame die zij eerder ontwikkelden voor het UMCG. Op dit moment werkt het team van 8D voor ons aan een aantal ‘bouwblokken’ – stukken programmatuur voor Unity – die naar wens gecombineerd of aangepast kunnen worden. Het doel is dat onderzoekers en de technische dienst van HMS met deze bouwblokken straks zelfstandig applicaties kunnen ontwikkelen voor de VR-opstellingen. Dit schept ruimte om het gebruik van de opstellingen goed toe te spitsen op specifieke onderzoeksdoelen en wensen, zonder dat er voor ieder onderzoek een volledig nieuwe applicatie gemaakt moet worden.’
Dit is een opstelling die opgebouwd is rond een split-belt loopband welke voorzien is van geïntegreerde krachtplaten. De virtuele wereld wordt geprojecteerd op een groot halfrond scherm. Zowel scherm als een Vicon MoCapSysteem staan rond de loopband opgesteld. Het systeem kan geïntegreerd worden met diverse andere systemen zoals krachtplaten, een EMG-meetsysteem, een Spirometer, een Eyetracker een XSens mocap systeem etc. Applicaties voor dit systeem worden geschreven in DFlow.
Dit is een opstelling die opgebouwd is rond een grote ruimte waarin proefpersonen vrij rond kunnen lopen. De proefpersoon draagt een Head Mounted Display waarop de virtuele wereld wordt geprojecteerd. Rondom deze ruimte is een Vicon MoCapSysteem opgesteld. Het systeem kan geïntegreerd worden met diverse andere systemen zoals krachtplaten, een EMG-meetsysteem, een Spirometer, een Eyetracker een XSens MoCapSysteem etc. Applicaties voor dit systeem worden geschreven in Unity.
Dit is een zogenaamde CAVE opstelling bestaande uit drie wanden en een vloer. De virtuele wereld wordt op de wanden en de vloer geprojecteerd. Het gehele systeem is weer omgeven door een Vicon MoCapSysteem. Het systeem kan geïntegreerd worden met diverse andere systemen zoals een EMG-meetsysteem, een Spirometer, een Eyetracker een XSens MoCap systeem etc. Applicaties voor dit systeem worden geschreven in Unity.
Neem contact op met Johan van der Meulen
Interested in the possibilities of serious gaming in healthcare and research, and want to know more about the process of doing PhD research in this field? On July 5, 2023,…
Serious game als onderzoeksinstrument Games als methode Serious games kunnen op heel veel verschillende manieren – en op heel veel verschillende momenten – bijdragen aan wetenschappelijk onderzoek. Denk aan het…
Virtual reality gaat een stapje verder dan het spelen van een spelletje op je smartphone of computer. Een VR-bril sluit je af van de werkelijke omgeving en alleen de virtuele omgeving blijft over. Een immersieve ervaring die heel veel mogelijkheden biedt op het vlak van leren, trainen en bewegen.