[논문 리뷰] Remote VR Studies -- A Framework for Running Virtual Reality Studies Remotely Via Participant-Owned HMDs

Radiah Rivu, Ville Mäkelä외 10명|arXiv (Cornell University)|2021. 02. 22.

Virtual Reality Applications and Impacts참고 문헌 35인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 참가자들이 소유한 개인용 헤드셋 장치(HMD)를 사용하여 실험실 외부에서 원격 가상현실(VR) 연구를 수행할 수 있는 네 경로 프레임워크를 제안한다. 이는 실험실이 없는 환경에서 다양한 참가자 모집을 가능하게 하며, 단독 앱에서 소셜 VR 플랫폼에 이르기까지 다양한 접근 방식을 평가하고, 설정, 윤리, 데이터 수집 분야의 핵심 과제를 규명하며, 안전하고 확장 가능한 원격 VR 연구를 위한 최선의 실천 방법을 제시한다.

ABSTRACT

We investigate the opportunities and challenges of running virtual reality (VR) studies remotely. Today, many consumers own head-mounted displays (HMDs), allowing them to participate in scientific studies from their homes using their own equipment. Researchers can benefit from this approach by being able to reach a more diverse study population and to conduct research at times when it is difficult to get people into the lab (cf. the COVID pandemic). We first conducted an online survey (N=227), assessing HMD owners' demographics, their VR setups, and their attitudes towards remote participation. We then identified different approaches to running remote studies and conducted two case studies for an in-depth understanding. We synthesize our findings into a framework for remote VR studies, discuss the strengths and weaknesses of the different approaches, and derive best practices. Our work is valuable for HCI researchers conducting VR studies outside labs.

연구 동기 및 목표

• 기존 실험실 기반 VR 연구에서 참가자 다양성이 제한된 문제를 해결하기 위해 참가자 개인의 VR 장비를 활용한 원격 연구를 가능하게 한다.
• 코로나19 패닉과 같은 상황에서 발생하는 물리적 제약과 접근성 문제를 극복하기 위해 VR 연구를 통제된 실험실 환경 외부로 이동시킨다.
• 연구자들이 효과적이고 윤리적인 원격 VR 연구를 설계하고 수행할 수 있도록 체계적이고 근거 기반의 프레임워크를 제공한다.
• 실제 HMD 소유자와 사례 연구를 바탕으로 한 실세계 데이터를 활용해 원격 VR 연구의 가능성, 한계 및 윤리적 고려사항을 조사한다.
• HCI 분야 전반에 걸쳐 확장 가능하고 포용적이며 기술적으로 실현 가능한 원격 VR 연구 방법을 채택할 수 있도록 지원한다.

제안 방법

• HMD 소유자 대상 온라인 설문 조사(N=227)를 실시하여 연령, 성별, VR 설정 구성, 원격 연구 참여 의향 등을 평가하였다.
• 기존 VR 배포 채널(예: 스팀, 플레이 스토어 등 앱 스토어 및 리코 롬, VR챗 등 소셜 VR 플랫폼 포함)을 분석하여 원격 연구에 적합한지 평가하였다.
• 다양한 원격 연구 접근 방식을 테스트하기 위해 두 가지 사례 연구를 개발하고 구현하였다: 하나는 단독 VR 애플리케이션을 사용한 연구이고, 다른 하나는 기존 소셜 VR 플랫폼을 활용한 연구였다.
• 결과를 종합하여 네 경로 프레임워크를 도출하였다. (1) 단독 앱 배포, (2) 유통업체 앱 스토어 배포, (3) 소셜 VR 플랫폼 API 통합, (4) 소셜 VR 플랫폼 내 직접 설정.
• 연구자 고려사항(예: 메모 접근성, 원격 모니터링, 안전한 데이터 전송 등)을 통합하여 연구의 무결성과 참가자 안전을 확보하였다.
• 투명한 위험 공유, 안전한 데이터 처리, 원격 감독을 포함한 윤리적 설계 최선의 실천 방법을 제안하였다.

(a) Total time (hours) spent in VR on weekdays and weekends. Most users spend at most two hours with the VR setup on weekdays and on weekends under normal circumstances. During the pandemic, participants reported somewhat higher usage.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 RQ1: HMD 소유자와 그들의 가정 내 VR 설정은 원격 연구에 얼마나 적합한가? 이러한 설정이 초래하는 제약은 무엇인가?
• RQ2 RQ2: 원격 VR 연구를 개발하고 배포하며 실행하기 위한 실현 가능한 기술적 및 물리적 접근 방식은 무엇인가?
• RQ3 RQ3: 각 원격 VR 연구 설계 접근 방식의 장점, 단점 및 핵심 고려사항은 무엇인가?
• RQ4 RQ4: 현장 감독 없이 원격 VR 연구에서 윤리 기준, 데이터 보안, 참가자 안전을 확보하기 위해 연구자는 어떻게 해야 하는가?
• RQ5 RQ5: 원격 VR 연구 수행 중 발생하는 실질적 과제는 무엇이며, 이를 어떻게 완화할 수 있는가?

주요 결과

• HMD 소유자는 다양한 배경을 가진 다각도의 인구 집단이며, 설문 조사에 응답한 참가자 중 85%가 원격 VR 연구에 참여할 의향이 있음을 확인하였다.
• 가장 효과적인 원격 연구 접근 방식은 연구자 통제력, 참가자 자율성, 기술적 노력의 균형에 따라 달라지며, 앱 스토어 배포에서 단순한 구현부터 단독 앱 개발에 이르기까지 다양하다.
• 기존 소셜 VR 플랫폼(예: 리코 롬)을 활용하면 신속한 배포와 실시간 연구자 존재가 가능하지만, 실험 제어력과 데이터 수집의灵活性가 제한된다.
• 참가자에게 직접 단독 VR 애플리케이션을 배포하면 연구 환경에 대한 완전한 제어를 확보할 수 있지만, 상당한 기술적 노력과 안전한 배포 메커니즘의 필요성이 따른다.
• 원격 연구자들은 HMD 착용 중 메모에 접근하는 데 어려움을 겪을 수 있으며, 데스크톱 액세스나 가상 환경 내에 메모를 통합함으로써 이를 완화할 수 있다.
• 원격 환경에서는 사이버실리아, 개인정보 유출, 현장 지원 부족 등의 윤리적 위험이 증폭되며, 이에 대비해 투명한 위험 공유, 안전한 데이터 처리, 원격 모니터링 프로토콜이 필요하다.

(b) Space available for users’ VR setups, showing most users have a space of up to 25 square meters. 26 participants stated a larger than 40 square meters space (excluded in this plot).