VR-Exergaming: Die Lösung für mehr Gesundheit

Der zunehmende Fokus auf Gesundheit und Fitness hat dazu geführt, dass der weltweite Markt für VR-Fitnessspiele im Jahr 2022 einen Wert von etwa 11,1 Milliarden US-Dollar haben wird, wobei Prognosen bis zum Ende dieses Jahrzehnts auf über 16 Milliarden US-Dollar prognostiziert werden.

As digitization advances, technologies like artificial intelligence (AI), augmented reality (AR), and virtual reality (VR) are emerging. These aim to seamlessly integrate the digital world into our daily lives, allowing us to cross boundaries and enter realms previously unthinkable.

Mit fortschreitender Digitalisierung entstehen Technologien wie künstliche Intelligenz (KI), Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR). Diese zielen darauf ab, die digitale Welt nahtlos in unser tägliches Leben zu integrieren und es uns zu ermöglichen, Grenzen zu überschreiten und in Bereiche vorzudringen, die zuvor undenkbar waren.

VR, in particular, is a computer-generated simulated experience perceived through wearable technology and sensory components. Realistic images and sounds are generated through headsets and projections, creating a virtual environment where people can move around and interact with the virtual items.

Insbesondere VR ist ein computergeneriertes simuliertes Erlebnis, das durch tragbare Technologie und sensorische Komponenten wahrgenommen wird. Durch Headsets und Projektionen werden realistische Bilder und Töne erzeugt, wodurch eine virtuelle Umgebung entsteht, in der sich Menschen bewegen und mit den virtuellen Gegenständen interagieren können.

The most popular applications of this technology are currently found in video games, virtual meetings, medical training, patient rehabilitation, and military training. Another interesting and highly beneficial use case of VR has emerged in the fitness industry, where an estimated 1 to 2 million people are working out in VR.

Die beliebtesten Anwendungen dieser Technologie finden sich derzeit in Videospielen, virtuellen Meetings, medizinischer Ausbildung, Patientenrehabilitation und militärischer Ausbildung. Ein weiterer interessanter und äußerst nützlicher Anwendungsfall von VR hat sich in der Fitnessbranche ergeben, wo schätzungsweise 1 bis 2 Millionen Menschen in VR trainieren.

This is of great significance as regular physical activity is essential for maintaining a healthy weight, improving mental health, protecting against chronic conditions, and increasing the overall quality of life. However, motivation and adherence to exercise continue to be the problem with all kinds of physical exercises.

Dies ist von großer Bedeutung, da regelmäßige körperliche Aktivität für die Aufrechterhaltung eines gesunden Gewichts, die Verbesserung der psychischen Gesundheit, den Schutz vor chronischen Erkrankungen und die Steigerung der allgemeinen Lebensqualität unerlässlich ist. Allerdings sind Motivation und Durchhaltevermögen bei allen Arten von körperlichen Übungen weiterhin das Problem.

Companies and scientists expect to change with VR exergaming—a combination of physical exercise with gaming—which holds great promise for incentivizing physical activity. According to Dr. Dominic Potts, the lead author of a new study that aims to leverage sensor technology to keep exercisers motivated:

Unternehmen und Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich mit VR-Exergaming – einer Kombination aus körperlicher Bewegung und Spielen – etwas ändern wird, was vielversprechende Anreize für körperliche Aktivität bietet. Laut Dr. Dominic Potts, dem Hauptautor einer neuen Studie, die darauf abzielt, Sensortechnologie zu nutzen, um die Motivation von Sportlern aufrechtzuerhalten:

“With exergaming, we can address this issue and maximize a person's enjoyment and performance by adapting the challenge level to match a user's abilities and mood.”

„Mit Exergaming können wir dieses Problem angehen und den Spaß und die Leistung einer Person maximieren, indem wir das Herausforderungsniveau an die Fähigkeiten und die Stimmung eines Benutzers anpassen.“

VR Exergaming: The Solution to Better Health

VR-Exergaming: Die Lösung für mehr Gesundheit

The increasing focus on health and fitness has driven the global VR fitness game market worth about $11.1 billion in 2022, with projections to surpass $16 billion by the end of this decade. With the help of VR technology, people can exercise and maintain their health right from the comfort of their homes.

Der zunehmende Fokus auf Gesundheit und Fitness hat dazu geführt, dass der weltweite Markt für VR-Fitnessspiele im Jahr 2022 einen Wert von etwa 11,1 Milliarden US-Dollar haben wird, wobei Prognosen bis zum Ende dieses Jahrzehnts auf über 16 Milliarden US-Dollar prognostiziert werden. Mithilfe der VR-Technologie können Menschen bequem von zu Hause aus Sport treiben und ihre Gesundheit erhalten.

Exergaming, or active video gaming, is an emerging trend in which digital games require bodily movement to play, stimulating an active gaming experience. This is why many have also designated it “the future of fitness.”

Exergaming oder aktives Videospielen ist ein aufkommender Trend, bei dem digitale Spiele zum Spielen körperliche Bewegung erfordern und so ein aktives Spielerlebnis anregen. Aus diesem Grund wird es von vielen auch als „die Zukunft der Fitness“ bezeichnet.

Compared to conventional exercise, exergames can enhance both performance and enjoyment by distracting users from discomfort as they reach closer to or surpass the ventilatory threshold, immersing them in engaging virtual environments.

Im Vergleich zu herkömmlichen Übungen können Exergames sowohl die Leistung als auch den Spaß steigern, indem sie Benutzer von Unbehagen ablenken, wenn sie sich der Atemschwelle nähern oder diese überschreiten, und sie in ansprechende virtuelle Umgebungen eintauchen.

For best results, exergames must offer challenges that correspond with the user's ability, helping them realize the benefits of immersion, performance, and enjoyment. Matching the exergame difficulty to that of the user allows them to achieve a flow state, which is the psychologically optimal state in which a user is focused and engaged.

Um optimale Ergebnisse zu erzielen, müssen Exergames Herausforderungen bieten, die den Fähigkeiten des Benutzers entsprechen und ihm dabei helfen, die Vorteile von Immersion, Leistung und Vergnügen zu erkennen. Indem sie den Schwierigkeitsgrad des Exergames an den des Benutzers anpassen, können sie einen Flow-Zustand erreichen, also den psychologisch optimalen Zustand, in dem ein Benutzer konzentriert und engagiert ist.

One way to achieve this is to adjust the exergame difficulty in real-time based on the user's heart rate. But there's another, better way to control the adaptations of exergame and that is to estimate the emotional state of the user during the gameplay. Through affect recognition, which is based on physiological sensor measures, exergames can be adapted for not just difficulty but also in other ways like interactive storytelling. It may even help us better understand the player experience.

Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, den Schwierigkeitsgrad des Exergames in Echtzeit basierend auf der Herzfrequenz des Benutzers anzupassen. Aber es gibt noch eine andere, bessere Möglichkeit, die Anpassungen von Exergames zu kontrollieren, und zwar die Einschätzung des emotionalen Zustands des Benutzers während des Spiels. Durch die Affekterkennung, die auf physiologischen Sensormessungen basiert, können Exergames nicht nur an den Schwierigkeitsgrad, sondern auch auf andere Weise angepasst werden, beispielsweise durch interaktives Geschichtenerzählen. Es kann uns sogar helfen, das Spielerlebnis besser zu verstehen.

However, affect recognition in exergaming is challenging because of the influence of physical exercise and interpersonal differences on emotions and physiological measures. This calls for the need for emotion-inducing environments, for which researchers have offered solutions. However, they are focused on flow or just how pleasurable it feels (valence). Of course, this is just part of the emotional spectrum and isn't validated either across different levels of exercise intensity.

Allerdings ist die Affekterkennung beim Exergaming aufgrund des Einflusses von körperlicher Betätigung und zwischenmenschlichen Unterschieden auf Emotionen und physiologische Maße eine Herausforderung. Dies erfordert den Bedarf an emotionsauslösenden Umgebungen, für die Forscher Lösungen angeboten haben. Sie konzentrieren sich jedoch auf den Fluss oder darauf, wie angenehm er sich anfühlt (Valenz). Dies ist natürlich nur ein Teil des emotionalen Spektrums und wird auch nicht über verschiedene Trainingsintensitätsstufen hinweg validiert.

Furthermore, physical exertion affects several physiological measures such as movement and perspiration. While affect recognition has been investigated in non-VR exergames, though only at moderate exercise intensities, there hasn't been a systematic and rigorous comparison of a person's affective state in VR exergames across various exertion levels besides valence.

Darüber hinaus beeinflusst körperliche Anstrengung verschiedene physiologische Parameter wie Bewegung und Schweiß. Während die Affekterkennung in Nicht-VR-Exergames untersucht wurde, allerdings nur bei moderaten Trainingsintensitäten, gab es keinen systematischen und genauen Vergleich des affektiven Zustands einer Person in VR-Exergames über verschiedene Anstrengungsniveaus hinweg außer der Valenz.

Moreover, there is a need to account for the interpersonal differences, exercise influence, and environmental factors like stimuli when assessing data related to physiological sensors for the same. Removing them from sensor data can increase the generalisability, robustness, and predictive power of affect recognition models, as per the study.

Darüber hinaus müssen zwischenmenschliche Unterschiede, Trainingseinflüsse und Umweltfaktoren wie Reize berücksichtigt werden, wenn Daten im Zusammenhang mit physiologischen Sensoren ausgewertet werden. Ihre Entfernung aus Sensordaten kann der Studie zufolge die Generalisierbarkeit, Robustheit und Vorhersagekraft von Affekterkennungsmodellen erhöhen.

So, the research team from the University of Bath took upon the task of creating exergames that can actually offer a better and more personalized approach for improved results.

Deshalb hat sich das Forschungsteam der University of Bath die Aufgabe gestellt, Exergames zu entwickeln, die tatsächlich einen besseren und personalisierteren Ansatz für bessere Ergebnisse bieten können.

Taking a Personalized Approach to VR Exergaming

Ein personalisierter Ansatz für VR-Exergaming

Supported by the European Union's Horizon Europe research and innovation program and Innovate UK, the latest research has developed exergames that people can adhere to. These games use sensors to continuously measure a person's emotional state during exercise, adjusting the game in real-time to keep users engaged.

Mit Unterstützung des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon Europe der Europäischen Union und Innovate UK hat die neueste Forschung Exergames entwickelt, an denen Menschen teilnehmen können. Diese Spiele verwenden Sensoren, um den emotionalen Zustand einer Person während des Trainings kontinuierlich zu messen und das Spiel in Echtzeit anzupassen, um die Benutzer zu beschäftigen.

According to Dr. Potts, completely adaptive exercise games sense a person's emotions and give them obstacles when they're ready for a challenge and ‘rewards' when they're struggling.

Laut Dr. Potts spüren vollständig adaptive Übungsspiele die Emotionen einer Person und geben ihr Hindernisse, wenn sie für eine Herausforderung bereit sind, und „Belohnungen“, wenn sie Schwierigkeiten haben.

The Bath team was successful in developing such personalized exergames by using a new range of sensors that can be put into VR headsets and wearables like smartwatches. These sensors then track the physical changes of the exerciser as

Dem Bath-Team gelang die Entwicklung solcher personalisierten Exergames durch den Einsatz einer neuen Reihe von Sensoren, die in VR-Headsets und Wearables wie Smartwatches eingebaut werden können. Diese Sensoren verfolgen dann die körperlichen Veränderungen des Trainierenden