Fokusgruppe «Extended Reality»

Am Gründungsworkshop, der am 20.03.23 am Institut für Sportwissenschaft stattfand, konnte die dort vorhandene Labor- und CAVE-Infrastruktur kennengelernt werden. Anschliessend an ein Grusswort des Präsidenten der Digitalisierungskommission präsentierten die Mitglieder der Fokusgruppe ihre bisherigen Projekte im Bereich XR. Zudem wurde die Ausrichtung der Fokusgruppe diskutiert. Ein abschliessender Apéro bot weitere informelle Diskussions- und Vernetzungsmöglichkeiten.

Unsere zweiten Workshop haben wir am 23.04.24 am Virtual Insel Simulation Lab der Medizinischen Fakultät zum Thema «Notfallmedizin: From Real to Virtual»durchgeführt.

In einem ersten Teil haben uns Tanja Birrenbach und Thomas Sauter durch das Notfallzentrum des Inselspitals geführt.

Der zweite Teil des Workshops begann mit einem Vortrag von Ronan Boulic, dem Leiter der Immersive Interaction Group an der EPFL und langjährigen Nutzer von VR-Technologien. Er gab uns Einblicke in seine Forschungsarbeiten und diskutierte mit uns Chancen und Herausforderungen dieser Technologie.

Title: Exploring the Boundaries of Full-body Embodiment in Immersive Virtual Reality
Abstract: When interacting through a Head-Mounted Display (HMD) in virtual reality, the participant is not able to visually assess the current state of their real body. In addition, the human proprioception is known to be less precise than visual localization in some contexts. This allows to assess the extend to which the participant may tolerate discrepancies between the current state of their real body and the displayed avatar virtual body. Our research activities have leveraged on this type of experimental setup, among others, to identify the necessary conditions for accepting the full-body avatar as our own body in immersive virtual reality. The presentation will provide an overview of our results in this research direction.

In einem anschliessenden Demonstrationsteil zeigen uns Tanja Birrenbach, Thomas Sauter und ihr Team die im Arbeitsbereich entwickelten und eingesetzten VR-Tools.
Der Workshop schloss mit einer gemeinsamen Diskussion und Zeit für Networking beim Apéro.

Der dritte Workshop findet am 6.6.2025 ab 13 Uhr am Psychologischen Institut der Phil.-Hum.-Fakultät statt. Neben dem Kennenlernen der dortigen Infrastruktur sind zwei Vorträge aus dem Bereich XR Bestandteil des Programms:
 

Potentiale für adaptives Lernen in XR: Automatisierte Erkennung kognitiver Prozesse mit Eye Tracking

Babette Bühler

Extended Reality (XR) eröffnet neue Möglichkeiten für immersive Lernumgebungen, in denen Lernprozesse nicht nur gestaltet, sondern auch kontinuierlich unterstützt werden können. Die Forschungsgruppe „Human-Centered Technologies for Learning” der Technischen Universität München untersucht, wie kognitive Prozesse wie Aufmerksamkeit, kognitive Belastung und Leseverständnis in immersiven Lernumgebungen erfasst und modelliert werden können. Beispiele hierfür sind die Analyse der kognitiven Belastung in Virtual Reality, die Untersuchung der Aufmerksamkeitsverläufe in virtuellen Klassenzimmern sowie das AR-System SARA. Letzteres erkennt mittels Eye Tracking Verständnisprobleme beim Lesen in Echtzeit und bietet adaptive Hilfestellungen.

Im Zentrum des Vortrags steht aktuelle Forschung zur automatisierten Erkennung von Mind Wandering, dem spontanen Abschweifen der Gedanken während des Lernens. Diese Form der Aufmerksamkeitsabweichung tritt oft unbemerkt auf, beeinträchtigt nachweislich die Lernleistung und lässt sich anhand von Blickdaten differenziert modellieren. In mehreren Studien konnte gezeigt werden, dass Eye Tracking – teils kombiniert mit Gesichtsvideos und physiologischen Signalen – zwischen bewusstem und unbewusstem Mind Wandering unterscheiden kann. Auch die Blicksynchronität mit anderen Lernenden erweist sich als vielversprechender Indikator für die selbstberichtete Aufmerksamkeit.

Eye Tracking hat sich dabei als der robusteste Sensor zur kontinuierlichen Erfassung kognitiver Zustände erwiesen. Auf Basis dieser Forschung lassen sich adaptive Interventionen entwickeln, beispielsweise visuelle Hinweise zur Re-Fokussierung, gezielte Pausenempfehlungen oder inhaltsbezogene Hilfestellungen bei nachlassender Aufmerksamkeit. Insbesondere in XR-Umgebungen mit integrierter Sensorik eröffnen sich dadurch neue Möglichkeiten für lernbegleitende, kognitionssensitive Systeme wie SARA, die in Echtzeit auf individuelle Aufmerksamkeitsverläufe reagieren können.

The Future Laboratory: Real Behaviour and Real Emotions in Virtual Environments

Benjamin Schöne

This presentation explores how virtual reality (VR) can significantly enhance the ecological validity of psychological experiments without sacrificing experimental control. Traditional laboratory experiments in psychology often employ artificial stimuli—such as word lists, shapes, or static images—to ensure maximum control over cognitive and emotional processes. While this approach enables precise measurement, it frequently lacks ecological validity, limiting the generalisability of findings to real-world scenarios.

VR offers a compelling solution by immersing participants in realistic environments, thereby bridging the gap between controlled experimental conditions and naturalistic experiences. Importantly, VR not only recreates lifelike environments but may also fundamentally alter the functional properties of cognitive and emotional processes compared to conventional 2D settings.

Studies on inattentional blindness, for example, demonstrate that participants in VR are more likely to notice unexpected events, suggesting that attentional mechanisms operate differently in immersive contexts. Similarly, research on autobiographical memory shows that experiences encoded in VR elicit neural patterns closely resembling those formed during real events, pointing to more authentic memory processing. Investigations into face perception further reveal that VR presentations evoke distinct neural responses compared to 2D stimuli, underlining the critical role of immersive context in social cognition.

By integrating VR into experimental paradigms, researchers can revisit and expand established theories, capturing human cognition and emotion in forms that are not only more ecologically valid but may also reveal new functional dynamics. This approach opens promising avenues for exploring complex behaviors within controlled yet realistic settings.

Interessierte können sich gerne per Email (ralf.kredel@unibe.ch) anmelden!