Investigating the effects of caffeine on executive functions using traditional Stroop and a new ecologically-valid virtual reality task, the Jansari assessment of Executive Functions (JEF©)

Objective: Caffeine has been shown to have effects on certain areas of cognition, but in executive functioning the research is limited and also inconsistent. One reason could be the need for a more sensitive measure to detect the effects of caffeine on executive function. This study used a new non-immersive virtual reality assessment of executive functions known as JEF© (the Jansari Assessment of Executive Function) alongside the ‘classic’ Stroop Colour- Word task to assess the effects of a normal dose of caffeinated coffee on executive function. Method: Using a double-blind, counterbalanced within participants procedure 43 participants were administered either a caffeinated or decaffeinated coffee and completed the ‘JEF©’ and Stroop tasks, as well as a subjective mood scale and blood pressure pre- and post condition on two separate occasions a week apart. JEF© yields measures for eight separate aspects of executive functions, in addition to a total average score. Results: Findings indicate that performance was significantly improved on the planning, creative thinking, event-, time- and action-based prospective memory, as well as total JEF© score following caffeinated coffee relative to the decaffeinated coffee. The caffeinated beverage significantly decreased reaction times on the Stroop task, but there was no effect on Stroop interference. Conclusion: The results provide further support for the effects of a caffeinated beverage on cognitive functioning. In particular, it has demonstrated the ability of JEF© to detect the effects of caffeine across a number of executive functioning constructs, which weren’t shown in the Stroop task, suggesting executive functioning improvements as a result of a ‘typical’ dose of caffeine may only be detected by the use of more real-world, ecologically valid tasks.

Competency Based Assessment Using Virtual Reality (VERT): Is It a Realistic Possibility ?

The education of the radiography profession is based within higher education establishments, yet a critical part of all radiography programmes is the clinical component where students learn the practical skills of the profession. Assessments therefore not only have to assess a student’s knowledge, but also their clinical competence and core skills in line with both Health and Care Professions Council and the Society and College of Radiographers requirements. This timely thesis examines the possibility of using the Virtual Environment for RadioTherapy (VERT) as an assessment tool to evaluate a student’s competence so giving the advantage of a standard assessment and relieving time pressures in the clinical department. A mixed methods approach was taken which can be described as a Quantitative Qualitative design with the emphasis being on the Quantitative element; a so called QUAN  qual design. The quantitative evaluation compared two simulations, one in the virtual reality environment and another in the department using a real treatment machine. Students were asked to perform two electron setups in each simulation; the order being randomly decided and so the study would be described as a randomised cross-over design. Following this, qualitative data was collected in student focus groups to explore student perspectives in more depth. Findings indicated that the performance between the two simulators was significantly different, p < 0∙001; the virtual simulation scoring significantly lower than the hospital based simulation overall and in virtually all parameters being assessed. Thematic analysis of the qualitative data supported this finding and identified 4 main themes; equipment use, a lack of reality, learning opportunities and assessment of competence. One other sub-theme identified for reality was that of the environment and senses.

Upper Limb Posture Estimation in Robotic and Virtual Reality-based Rehabilitation.

New motor rehabilitation therapies include virtual reality (VR) and robotic technologies. In limb rehabilitation, limb posture is required to (1) provide a limb realistic representation in VR games and (2) assess the patient improvement. When exoskeleton devices are used in the therapy, the measurements of their joint angles cannot be directly used to represent the posture of the patient limb, since the human and exoskeleton kinematic models differ. In response to this shortcoming, we propose a method to estimate the posture of the human limb attached to the exoskeleton. We use the exoskeleton joint angles measurements and the constraints of the exoskeleton on the limb to estimate the human limb joints angles. This paper presents (a) the mathematical formulation and solution to the problem, (b) the implementation of the proposed solution on a commercial exoskeleton system for the upper limb rehabilitation, (c) its integration into a rehabilitation VR game platform, and (d) the quantitative assessment of the method during elbow and wrist analytic training. Results show that this method properly estimates the limb posture to (i) animate avatars that represent the patient in VR games and (ii) obtain kinematic data for the patient assessment during elbow and wrist analytic rehabilitation.

Wildspace VR. Il wellness per le nuove generazioni - Studio su come la psicologia percettiva applicata alla Virtual Reality può migliorare gli effetti della Mindfulness

Dai recenti studi effettuati sulle nuove generazioni (Z e Alpha) è emerso che stress e ansia colpiscono di più i giovani che si trovano in queste fasce di età. Questa tesi, partendo dalle ricerche socio-culturali, vuole proporre una soluzione progettuale a questi problemi. Si vuole elaborare quindi un progetto sul benessere mentale attraverso la Mindfulness. Le nuove tecnologie emergenti, come ad esempio l’Extended reality, stanno trovando consenso tra le nuove generazioni. Per questo motivo è stata scelta questa tecnologia per erogare il contenuto del servizio. Si ipotizza di poter migliorare gli effetti della Mindfulness utilizzando la Psicologia Percettiva. Questo campo di studio consente di sfruttare l’alterazione della percezione nella Virtual Reality attraverso ‘Spatial Visualization’ e ‘Spatial Audio’. Queste ipotesi sono stata valutate attraverso uno studio indiretto del mercato del Wellness e consolidate attraverso una User Research. Dopo questa fase di ricerca si è valutata la strada progettuale comprendendo a fondo i bisogni del target: i giovani lavoratori. Sono stati utilizzati metodi di Design Thinking e Service Design per intraprendere il progetto, tenendo ben saldi i valori etici. Il progetto pensato, Wildspace VR, è un servizio per aziende che permette ai dipendenti di meditare con contenuti di Mindfulness in Realtà Virtuale. I contenuti proposti mirano a rispondere ai bisogni degli utenti elaborando per loro percorsi personalizzati. Le aziende traggono ricavo dal servizio avendo dipendenti profittevoli salvaguardando il loro stato di salute. L’obiettivo è aiutare i giovani lavoratori offrendogli la possibilità di praticare la Mindfulness dal luogo di lavoro grazie alla Realtà Virtuale, dando loro uno strumento per affrontare lo stress quotidiano in modo innovativo. Si è infine fatto un M.V.P. dell’esperienza, elaborando un prototipo Virtuale e stilando conclusioni ed idee per sviluppi futuri.

HBIM to Virtual Reality Workflow for Industrial Archaeology Immovable Assets’ Management: A Case Study

As a witness on the industrialization in Bologna, since its first generation was born in the late 1760, the Battiferro lock has been coping with the innovation that the city experienced throughout the centuries, until it has lost its functionality due to the technological development for which Bologna’s canals were gradually covered starting from the 1950s under Giuseppe Dozza ’s administration, as part of the reconstruction, reclamation and urban requalification that was carried out in the aftermath the World War II and which involved the whole city. The interest of the research carried out on this case study was primarily to reintroduce the landmark that is still intact, to what is considered to be the fourth generation of the industrial revolution, namely in the construction field, which is recognized as Construction 4.0, by means of the Historic (or Heritage) Information Modeling HBIM and Virtual Reality (VR) application. A scan-to-BIM approach was followed to create 3D as-built BIM model, as a first step towards the storytelling of the abandoned industrial built asset in VR environment, or as a seed for future applications such as Digital Twins (DT), heritage digital learning, sustainable impact studies, and/or interface with other interfaces such as GIS. Based on the HBIM product, examples of the primary BIM deliverables such as 2D layouts is given, then a workflow to VR is proposed and investigated the reliability of data and the type of users that may benefit of the VR experience, then the potential future development of the model is investigated, with comparison of a relatively similar experience in the UK.

Just which Reality do you Mean? Users' Experiences of Virtual Spaces

Virtual Reality is a relatively new technology in the relatively young field of computer science. The design of Virtual Reality has only recently come into discussion, as well as the implications for this sort of design. I hope to determine how a user can work most efficiently and accurately in a Virtual World. By studying this, I hope to help in the standardization of Virtual Reality design.

Exploring Urban Environments Using Virtual and Augmented Reality

In this paper, we propose the use of specific system architecture, based on mobile device, for navigation in urban environments. The aim of this work is to assess how virtual and augmented reality interface paradigms can provide enhanced location based services using real-time techniques in the context of these two different technologies. The virtual reality interface is based on faithful graphical representation of the localities of interest, coupled with sensory information on the location and orientation of the user, while the augmented reality interface uses computer vision techniques to capture patterns from the real environment and overlay additional way-finding information, aligned with real imagery, in real-time. The knowledge obtained from the evaluation of the virtual reality navigational experience has been used to inform the design of the augmented reality interface. Initial results of the user testing of the experimental augmented reality system for navigation are presented.

Transfer of spatial knowledge from a virtual environment to reality: Impact of route complexity and subject’s strategy on the exploration mode

The use of virtual reality as tool in the area of spatial cognition raises the question of the quality of learning transfer from a virtual to a real environment. It is first necessary to determine with healthy subjects, the cognitive aids that improve the quality of transfer and the conditions required, especially since virtual reality can be used as effective tool in cognitive rehabilitation. The purpose of this study was to investigate the influence of the exploration mode of virtual environment (Passive vs. Active) according to Route complexity (Simple vs. Complex) on the quality of spatial knowledge transfer in three spatial tasks. Ninety subjects (45 men and 45 women) participated. Spatial learning was evaluated by Wayfinding, sketch-mapping and picture classification tasks in the context of the Bordeaux district. In the Wayfinding task, results indicated that active learning in a Virtual Environment (VE) increased the performances compared to the passive learning condition, irrespective of the route complexity factor. In the Sketch-mapping task, active learning in a VE helped the subjects to transfer their spatial knowledge from the VE to reality, but only when the route was complex. In the Picture classification task, active learning in a VE when the route was complex did not help the subjects to transfer their spatial knowledge. These results are explained in terms of knowledge levels and frame/strategy of reference [SW75, PL81, TH82].

Building a Open Source Framework for Virtual Medical Training

This paper presents a framework to build medical training applications by using virtual reality and a tool that helps the class instantiation of this framework. The main purpose is to make easier the building of virtual reality applications in the medical training area, considering systems to simulate biopsy exams and make available deformation, collision detection, and stereoscopy functionalities. The instantiation of the classes allows quick implementation of the tools for such a purpose, thus reducing errors and offering low cost due to the use of open source tools. Using the instantiation tool, the process of building applications is fast and easy. Therefore, computer programmers can obtain an initial application and adapt it to their needs. This tool allows the user to include, delete, and edit parameters in the functionalities chosen as well as storing these parameters for future use. In order to verify the efficiency of the framework, some case studies are presented.

A realidade virtual como factor de atracção para a engenharia

O objectivo da Realidade Virtual é simples de entender mas muito difícil de implementar: criar ambientes completamente indiferenciáveis do mundo real com os quais se possa interagir de um modo natural. Desde a criação do Sensorama por Morton Heiling em 1962, passando pela difusão do conceito pelo público geral na década de 90 até os dias de hoje, a evolução da Realidade Virtual tem sido constante. Este conjunto de tecnologias tem estado envolvido por uma certa descrença por parte da sociedade, motivada pelas grandes expectativas que lhe foram atribuídas e pelo estado de desenvolvimento do hardware aquando do seu auge. No entanto, actualmente assiste-se a um ressurgimento do seu interesse no público geral com a introdução de imagem estereoscópica no cinema ou o sucesso dos controladores da consola Nintendo Wii. Hoje em dia as suas aplicações são muito variadas: desde o treino de pilotos de avião ao tratamento de fobias, passando pela industria do entretenimento e a visita virtual de locais com interesse histórico ou turístico. O objectivo desta tese de mestrado é explorar uma área que ainda não tem sido muito abrangida pela Realidade Virtual e que cobre também aspectos educacionais e lúdicos de modo a ser um factor de atracção para os estudantes do ensino secundário: a simulação de instrumentos musicais. Para tal foi implementado um sistema capaz de simular instrumentos musicais de percussão (uma bateria) utilizando imagem estereoscópica, som posicional e interfaces com o utilizador realistas. Os resultados obtidos nas sessões de avaliação efectuadas por alunos recentemente ingressados no ensino superior demonstram que o sistema desenvolvido, bem como a inovação em interfaces do utilizador com os dispositivos electrónicos de uma forma geral, constituem um meio efectivo na sua motivação para a escolha de um curso na área da engenharia.

Taxonomy of broker's functions in virtual enterprises

Not just with the emergence but also with the growing of the electronic market, that is, the growth of online suppliers of services and products and Internet users (potential consumers), the necessary conditions to the affirmation of the agile/virtual enterprises (A/VE) as a present and future enterprise organizational model are created. In this context, it is our understanding that the broker may have an important role in its development, namely, if the broker performs functions for the A/VE with better efficacy and efficiency. In this article, we will present first a revision of the broker’s models in a structured form. We present a taxonomy of possible broker’s functions for the broker’s actuation near the A/VE and then the classification of the literature broker’s models. This classification will permit an analysis of a broker’s model and establish a mainframe for our broker’s model according to the BM_Virtual Enterprise Architecture Reference Model (BM_VEARM).

Simulador em Realidade Virtual para Aprendizagem da Física

A forma como aprendemos depende do contexto tecnológico e sociocultural que nos rodeia, actualmente a inclusão de tecnologia recente na sala de aula não é mais considerada opcional, mas sim uma necessidade pois a forma como o aluno aprende está em constante evolução. Tendo em atenção esta necessidade, foi desenvolvido no decorrer desta tese um simulador em realidade virtual que utiliza comandos/interfaces hápticos. O objectivo deste simulador é ensinar conceitos de física de forma interactiva. Os dispositivos hápticos permitem adicionar o sentido táctil ou de toque à interacção entre homem e máquina, permitindo assim aceder a novas sensações relativas ao seu uso nomeadamente com objectivos de aprendizagem. O simulador desenvolvido designado por “Forces of Physics” aborda três tipos de forças da física: forças de atrito, forças gravitacionais e forças aerodinâmicas. Cada tipo de força corresponde a um módulo do simulador contendo uma simulação individual em que são explicados conceitos específicos dessa força num ambiente visual estimulante e com uma interacção mais realista devido à inclusão do dispositivo háptico Novint Falcon. O simulador foi apresentado a vários utilizadores bem como á comunidade científica através de apresentações em conferências. A avaliação foi realizada com recurso a um questionário com dez perguntas, cinco de sobre aprendizagem e cinco sobre a utilização, tendo sido preenchido por 14 utilizadores. O simulador obteve uma boa recepção por parte dos utilizadores, tendo vários utilizadores expressado as suas opiniões sobre estado actual do simulador, do futuro do mesmo e da respectiva validade para uso na sala de aula.

Estratificação da interação com o utilizador em ambientes de Realidade Virtual

A evolução tecnológica tem sido de tal ordem que a realidade virtual deixou de ser um mero conceito que apenas é possível de implementar recorrendo a máquinas com um poder de processamento muito elevado. Tendo em conta o potencial da realidade virtual e a não existência de boas práticas na criação da interface de um sistema que use este conceito, pretende-se, nesta dissertação, fazer um estudo sobre como pode ser analisada e estruturada a componente de interação através da estratificação de níveis de interação para as diferentes operações do sistema pretendido. Por forma a ser possível, posteriormente, comparar cada um dos sistemas relativamente à interação, foram estipulados um conjunto de ações/operações que teriam de ser passíveis de executar em cada um, bem como, um tema base, uma aplicação de realidade virtual de simulação de espaço aplicada ao sector mobiliário. Depois de implementados os sistemas, estes foram apresentados a um conjunto de pessoas que foram inquiridas sobre os mesmos, por forma a avaliar a interação com cada um. Através dos resultados obtidos da avaliação dos inquéritos entregues, foi possível concluir que, para uma grande parte das operações implementadas, existe uma preferência para que a realização da operação seja o mais similar à sua execução num contexto real.

A comunicação e difusão em Arquivística: planeamento de uma exposição virtual relativa à exposição «História dum gordo chinês que estava de barriga para o ar - no centenário de Álvaro Cunhal»

O Arquivo tem como funções primordiais, entre outras, comunicar e difundir o seu património, sendo as exposições um modo eficaz de o fazer. Por meio destas, o Arquivo dá a conhecer os conjuntos documentais que encerra e divulga o trabalho que leva a cabo. O presente trabalho tem numa primeira instância o objectivo de abordar três das exposições levadas a cabo na DGLAB, sendo descrito o trabalho levado a cabo e o modo como este contribuiu para o desenvolvimento do produto final. O desenvolvimento e ampliação da utilização das tecnologias de informação e comunicação (TIC) proporcionam aos Arquivos e outras instituições, como Bibliotecas e Museus, a possibilidade de acentuar estas duas funções, por meio da criação na web de exposições virtuais, que utilizam as ferramentas que advêm destas novas tecnologias. Neste sentido, é necessário compreender como é que as diferentes instituições fazem uso destas ferramentas na criação das suas exposições virtuais, uma vez que existem distintas tipologias com diversas aplicações. Procura-se assim nesta linha, escolher boas práticas de exposições virtuais e detalhar as suas potencialidades de modo a retirar ideias que se coadunem com as especificidades da exposição física para a qual se planeia criar uma exposição virtual. Este Relatório de Estágio procura assim responder à questão: Como pode uma exposição virtual valorizar uma exposição física de modo a contribuir para o desenvolvimento das funções de comunicação/ difusão na DGARQ?