“Mixed Reality Bike” – Development and Evaluation of a Virtual Reality Cycling Simulator

Abstract

Obwohl das Fahrrad als Fortbewegungsmittel in den letzten Jahren an Popularität gewonnen hat, gibt es jedoch leider die Gefahr von Unfällen und die daraus resultierenden Verletzungen. Während es gut für die Gesundheit der Radfahrer und für die Umwelt ist, hatte es leider nicht die gleichen Innovationen wie motorisierte Fahrzeuge in Bezug auf die Sicherheit. Im Bereich der Sicherheitsforschung werden häufig Simulatoren eingesetzt, um die Studienteilnehmer keinen Gefahrensituationen auszusetzen. Das Problem bei diesen Simulatoren ist, dass sie oft nicht realistisch sind und durch VR (Virtuelle Umgebung) eine Simulator- oder Cyberkrankheit verursacht werden kann. Eine Entwicklung eines Mixed-Reality-Fahrradsimulators, der eine Neigungsfunktion bietet, könnte das Erlebnis und das Eintauchen verbessern. Durch das Hinzufügen realistischer Funktionen zum Prototyp soll auch getestet werden, ob dies eine mögliche Lösung ist, um die Nebenwirkungen von Cybersickness zu verringern. Nach dem Bau des Fahrradprototyps wurde ein Mixed-Methods-Ansatz mit einem Fragebogen und einem halbstrukturierten Interview angewendet, um die Akzeptanz des Simulators zu überprüfen und zu untersuchen, ob eine Verbesserung der Cybersickness durch die Neigungsfunktion vorliegt. Das System wurde von N = 31 Teilnehmern evaluiert, wobei unterschiedliche Fahrunterstützungsbedingungen getestet wurden. Die Unterstützungsbedingungen unterschieden sich in der Höhe der Kippunterstützung des Fahrradsimulators. Die Ergebnisse zeigen, dass realitätsverbessernde Funktionen die Benutzererfahrung verbessern, solange das richtige Maß an Realismus angewendet wird. Die Tests ergaben auch, dass die Funktionen das Problem von Simulator und Cyberkrankheit nicht verbessert haben. Es kann gefolgert werden, dass die realitätsverbessernden Funktionen die Simulatorakzeptanz steigern können, solange das richtige Maß an Realismus verwendet wird, sodass keine zusätzliche Simulator oder Cybersickness induziert wird.

Although cycling in recent years as form of transportation has grown in popularity, it unfortunately comes with the risk of accidents and the resulting injuries. While it is good for the cyclists health and for the environment, it unfortunately did not have the same innovations as motorized vehicles in terms of safety. In the field of safety research, simulators are often used in order to not expose the study participants to dangerous situations. The problem with these simulators is, that they are often not realistic and can cause simulator or cybersickness through the VR Virtual Environment. A development of a mixed reality bike simulator that offers a tilt functionality could improve the experience and immersion. By adding realism enhancing features to the prototype it should also be tested, if this is a possible solution to decrease the side effects of cybersickness. After the building of the bike prototype a mixed methods approach with a questionnaire and a semi-structured interview was applied to check the acceptance of the simulator and to investigate if there is an improvement of the cybersickness by the tilt feature. The system was evaluated by N = 31 participants, whereby different driving support conditions were tested. The support conditions differed in the amount of tilting support from the bicycle simulator. The results demonstrate that reality-enhancing features increase the user experience as long as the right amount of realism is applied. The tests also revealed that the features did not improve the problem of simulator and cybersickness. It can be concluded that the reality enhancing features can increase the simulator acceptance as long as the right amount of realism is used, so that no additional simulator or cybersickness is induced.