多模态虚拟现实高度模拟中感官刺激对临场感与恐惧反应的协同增强效应

为解决VR高度模拟中非视听感官刺激的权重问题，诺丁汉大学团队通过16名被试的对照实验，发现不稳定木板与风力反馈的组合显著提升IPQ问卷测量的临场感(3.68 vs 2.58)和主观恐惧(4.5 vs 2)，行为数据证实其增强用户谨慎性(p<0.01)，为安全培训系统设计提供实证依据。

　　

在建筑安全培训和恐高症治疗领域，传统虚拟现实(VR)高度模拟主要依赖视听(A/V)刺激，但真实高空体验涉及多感官整合。现有研究对触觉、前庭觉等非视听模态的贡献权重缺乏系统评估，导致模拟器设计缺乏科学依据。这种局限性使得VR训练难以诱发真实高空作业时的生理应激和行为反应，削弱了其在安全培训和心理治疗中的应用价值。

诺丁汉大学的研究团队在《Applied Ergonomics》发表的研究创新性地采用多模态交互框架，通过对照实验量化了触觉与风力反馈在高度模拟中的独立与协同效应。研究使用PICO 4 Enterprise头显呈现"Richie's Plank Experience"虚拟环境，构建1492mm可晃动木板和50W风扇组成的混合现实系统，采用平衡拉丁方设计比较纯A/V、单独木板、单独风力及多模态四种条件。通过IPQ问卷、行为计时和Empatica E4腕带等工具，全面采集16名被试的生理(心率)、行为(登板耗时)和主观(恐惧评分)数据。

研究结果部分，"3.1 IPQ数据分析"显示多模态条件使总体临场感提升42.6%(p<0.001)，其中"空间临场感"子项达到"边缘合格"等级，而纯A/V条件所有子项均为"不合格"。"4.2 自定义问卷分析"揭示木板单独使恐惧评分翻倍(4 vs 2，p<0.001)，且86%被试首选多模态体验。"4.3 行为测量"显示多模态下登板耗时增加82%(5.38s vs 2.95s，p=0.008)，证实额外感官线索诱发更谨慎的行为模式。值得注意的是，"4.5 相关性检验"发现游戏经验与恐惧呈负相关(r_s=-0.608)，而临场感与重复体验意愿呈指数关系(R²=0.612)。

讨论部分强调三个关键发现：首先，不稳定木板作为本体觉通道，比风力反馈更能诱发恐惧(p<0.01)和行为改变，这支持了Slater关于"有效感觉运动匹配"的理论。其次，多模态协同使IPQ"体验真实性"从"不合格"提升至"边缘合格"，印证了Chalmers关于"场景依赖性感官权重"的假说。最后，心率指标未显现组间差异，建议未来采用HRV等更敏感的自主神经指标。该研究为建筑安全VR培训提供明确设计指南——优先保证木板动态真实性，辅以风力反馈可进一步提升训练转化率。实际应用中需注意感官同步问题，如28%被试报告的木板吱呀声与步伐不同步会破坏沉浸感。

这项研究的创新价值在于首次系统量化了高度模拟中多模态感官的贡献度，其方法论框架可扩展至其他危险作业VR培训。研究证实即使低成本设备(总成本<￡2000)也能通过精准的感官组合设计达到专业级训练效果，为中小企业安全培训提供可行方案。未来研究可探索温度觉等更多感官维度，并扩大样本量验证性别差异效应。