Progettazione e sviluppo di un ambiente ludico in Realtà Virtuale immersiva per lo studio di processi di incorporazione di arti superiori artificiali = Design and development of a playful immersive environment in Virtual Reality for the artificial upper limb embodiment study

I soggetti che, per via di un’amputazione o per deformazione congenita, utilizzano un arto protesico possono incontrare difficoltà di adattamento tali da portali successivamente all’abbandono del dispositivo. Questo accade per via del dolore, come nei casi di Phantom Limb Pain, o per via del basso livello di embodiment (ovvero, l’incorporazione di un elemento all’interno del proprio schema corporeo e mentale) e quindi di mancata integrazione con l’arto artificiale. L'obiettivo che si pone questo studio è quello di valutare la validitá di una strategia atta a migliorare la sensazione di embodiment dei soggetti verso il proprio arto superiore. La strategia è sviluppata nell’ottica di migliorare le condizioni di vita degli utilizzatori di protesi elettromeccaniche, migliorando l’incorporazione del dispositivo prostetico nello schema corporeo. La presente ricerca si pone all’interno di un ciclo di studi condotti dall'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova e finalizzati a valutare il contributo dell’utilizzo di metodologie di biofeedback e di tecnologie di Realtà Aumentata per migliorare la sensazione di embodiment. Sulla scorta dei risultati dei precedenti lavori, si è scelto di utilizzare la Realtà Virtuale e, con essa,l’hand tracking come interfaccia, considerandolo il metodo più disintermediato possibile per intervenire sul mondo virtuale. L’esperienza inoltre prevede una struttura ludica, con degli obiettivi da perseguire e un punteggio come ricompensa. La ricerca è mirata a verificare se il livello di engagement provato durante un’esperienza ludica immersiva possa influenzare positivamente il grado di embodiment percepito da una persona.Per questo motivo si è realizzata un’ applicazione, fruibile attraverso un visore Meta Quest 2, in grado di offrire diversi livelli di sfida e raccogliere dati di utilizzo utili per valutare il coinvolgimento del giocatore e l'ergonomia di utilizzo. Il design dell’applicazione ha come target gli utilizzatori di protesi della mano, e pertanto, è stato progettato un obiettivo di gioco tale da coinvolgere specificamente l’arto superiore degli utenti. Per rendere semplice la comprensione e l'apprendimento delle meccaniche di gioco, l’applicazione prevede la presa di oggetti posti di fronte all’utente. Il grado di sfida del gioco è rappresentato dalla necessità di ricordare una sequenza mostrata e dal dover prendere gli oggetti nel corretto ordine, con un conseguente assegnamento di un punteggio. Sono state strutturate due configurazioni, con l’obiettivo di discriminare una versione sfidante dal punto di vista cognitivo da una non sfidante. Una configurazione infatti prevede che i soggetti memorizzino una sequenza di elementi prima che essa scompaia, mentre nell’altra versione non sará richiesto lo stesso compito, ma la sequenza resterá sempre visibile. La lunghezza della sequenza sarà la stessa in entrambe le configurazioni, differendo quindi soltanto nell’impegno cognitivo di memoria richiesto, così da verificare l’influenza della sfida sull’ embodiment risultante. L’applicazione è stata sperimentata nella sede dell’IIT di Genova, valutando l’esperienza personale di volontari non affetti da impedimenti agli arti superiori. Si è deciso di ricorrere a soggetti sani in modo da effettuare una verifica preliminare della validitá teorica dello studio, e stabilire il grado di usabilità dell’applicazione. Per valutare l'embodiment si è ricorso a questionari qualitativi e test di Rubber Hand Illusion, somministrati prima e dopo ciascuna esperienza.