Czy można nauczyć się czegoś w VR, a potem zrobić to naprawdę?

Jeżeli uczysz się procedury, duża część zadania może odbywać się w głowie. Trzeba zapamiętać kolejność czynności, rozpoznać właściwy element, zareagować na sygnał i wiedzieć, co zrobić dalej. W takim przypadku brak prawdziwego ciężaru narzędzia nie musi przekreślać całego treningu.

Inaczej wygląda nauka czynności, w której liczy się dokładna siła nacisku, opór materiału, balans albo delikatny kontakt z przedmiotem. Można znać ruch i nadal nie umieć wykonać go poprawnie, kiedy prawdziwy obiekt waży siedem kilogramów zamiast nic, a śruba rzeczywiście stawia opór.

Dlatego pytanie „czy VR uczy?” jest trochę zbyt szerokie. Ciekawsze brzmi: czego konkretnie ma nauczyć i która część tej umiejętności będzie potrzebna później poza goglami?

W badaniach nad uczeniem często pojawia się pojęcie transferu. Chodzi właśnie o to, czy poprawa uzyskana podczas treningu przenosi się na inne warunki. W naszym przypadku najważniejszy jest transfer z wirtualnego ćwiczenia do zadania wykonywanego naprawdę.

Sam wzrost wyniku w symulacji jeszcze tego nie rozstrzyga. Można stać się świetnym w samym symulatorze i nadal nie być gotowym na prawdziwe zadanie. Wynik rosnący w VR mówi przede wszystkim, że nauczyliśmy się działać w VR. Dopiero test poza nim pokazuje, ile z tej nauki przetrwało zmianę środowiska.

Niektóre badania pokazują, że taki transfer rzeczywiście może się udać. W eksperymencie Pawła Dobrowolskiego i współautorów uczestnicy trenowali w VR obsługę stanowiska wymagającego jednoczesnego układania obiektów we właściwych miejscach i pilnowania dodatkowego wskaźnika. Potem wykonywali podobne zadanie na fizycznym stanowisku. Osoby szkolone w VR osiągały większą dokładność i rzadziej przekraczały limit czasu w zadaniu dodatkowym niż grupa, która wcześniej dostała instrukcję i film.

Natalia Cooper i współautorzy sprawdzili z kolei wirtualną wymianę koła. Uczestnicy po treningu w VR naprawdę zmieniali później koło w samochodzie. Analiza krzywych uczenia wskazywała, że wcześniejszy trening w VR dawał im pewną przewagę na początku realnego zadania. Co ciekawe, badacze sprawdzili też wersję treningu, w której dodano wyraźne sygnały dźwiękowe, wizualne i wibracyjne podpowiadające kluczowe momenty czynności. Te sygnały nie były realistyczną kopią rzeczywistości, ale pomagały zwrócić uwagę na to, co w zadaniu ważne – a na części miar transfer do realnego zadania był lepszy.

Najłatwiej wyobrazić sobie transfer wiedzy proceduralnej. Jeżeli trzeba nauczyć się kolejności: otwórz osłonę, sprawdź wskaźnik, wybierz właściwy element, wykonaj czynność, potwierdź wynik – VR może pozwolić przećwiczyć ten ciąg wiele razy bez zajmowania prawdziwego stanowiska i bez ryzyka uszkodzenia sprzętu.

Ale transfer nie kończy się na zapamiętywaniu kroków. Wirtualne środowiska mogą też uczyć rozpoznawania przestrzeni, kierowania uwagi i reagowania na zdarzenia. Mogą przygotować człowieka do tego, gdzie patrzeć, czego szukać i które informacje są istotne. W części zadań właśnie takie elementy stanowią sporą część kompetencji.

Są też przykłady transferu ruchowego. Badano choćby omijanie przeszkód podczas chodzenia czy zadania wymagające szybkiego sięgania do określonych celów. Wyniki nie układają się jednak w prostą historię „VR działa”. Czasem umiejętność przenosi się częściowo, czasem potrzebne jest kilka prób w świecie realnym, żeby ruch dostroił się do nowych warunków, a w niektórych eksperymentach transferu prawie nie było.

Sam wynik w goglach nie pokazuje jednak jeszcze jednej rzeczy. Jeśli człowiek wykonał setki poprawnych ruchów w VR, a potem zachowuje się inaczej przy prawdziwym przedmiocie, nie musi to oznaczać, że trening był bezwartościowy. Być może nauczył się ruchu idealnie dopasowanego do informacji, które dostawał w symulacji – a poza nią część tych informacji nagle się zmieniła.

Intuicja podpowiada, że im bardziej realistyczna symulacja, tym lepszy trening. To brzmi rozsądnie, ale słowo „realistyczna” potrafi tu przeszkadzać.

Wyobraźmy sobie dwie wersje tego samego ćwiczenia. Pierwsza wygląda niemal jak fotografia, ale sterowanie kontrolerem tylko luźno przypomina ruch wykonywany później prawdziwym narzędziem. Druga jest graficznie prostsza, za to wymaga właściwej kolejności decyzji, podobnego ruchu ręki i reagowania na te same sygnały co prawdziwe zadanie.

Która jest bardziej realistyczna?

Dla oka pierwsza. Dla uczenia – niekoniecznie.

Symulacja nie zawsze musi więc być maksymalnie podobna do świata, żeby skutecznie przygotowywać do działania poza nią. Czasem ważniejsze jest to, czy zachowuje właściwą logikę zadania i czy uczy zwracać uwagę na odpowiednie informacje.

W badaniach nad symulacją spotyka się między innymi rozróżnienie między wiernością fizyczną a funkcjonalną – czyli tym, jak bardzo symulator wygląda jak prawdziwe środowisko i jak wiernie zachowuje się jak realne zadanie. Fotorealistyczna powierzchnia, idealnie odwzorowana hala i model narzędzia z każdym zarysowaniem mogą robić wrażenie, ale dla nauki ważniejsze bywa to, czy użytkownik musi podejmować te same decyzje, widzi właściwe sygnały i wykonuje ruchy odpowiadające temu, co będzie robił później. Nie chodzi o to, żeby świat w goglach wyglądał biednie. Jeśli podczas łapania piłki kluczowe są informacje o jej ruchu, to właśnie trajektoria, tempo i relacja piłki do naszego ruchu muszą być wiarygodne. Faktura stadionu jest sprawą drugorzędną.

To także jedna z największych zalet VR jako narzędzia treningowego. Symulacja może robić rzeczy, których świat realny nie robi. Może podświetlić element we właściwym momencie, zatrzymać zadanie, powtórzyć niebezpieczną sytuację bez konsekwencji, zmienić tempo, pokazać informację zwrotną natychmiast albo pozwolić wykonać tę samą sekwencję dziesiątki razy.

Takie ułatwienia mogą zmniejszać realizm doświadczenia, a jednocześnie zwiększać jego wartość szkoleniową. Warunek jest jeden: trzeba wiedzieć, co dokładnie ma zostać nauczone.

Wróćmy do wymiany koła. W wirtualnym treningu da się nauczyć, po który element sięgnąć, w jakiej kolejności odkręcać śruby i gdzie umieścić narzędzie. Znacznie trudniej zasymulować fakt, że koło naprawdę waży, klucz stawia opór, ciało musi utrzymać pozycję, a ręka czuje moment, w którym coś zaczyna pracować inaczej.

W tym samym badaniu ta różnica była bardzo konkretna. W VR koło praktycznie nie miało ciężaru, podczas gdy prawdziwe ważyło około siedmiu kilogramów. Cooper i współautorzy odnotowali, że uczestnicy zauważali później różnicę obciążenia przy realnym zadaniu. Symulacja mogła więc przygotować ich do procedury, ale nie mogła w pełni przygotować mięśni i czucia do pracy z masą prawdziwego przedmiotu.

Podobny problem pojawia się wszędzie tam, gdzie ważny jest dotyk. Kontroler może wibrować, ale nie zachowuje się jak tkanka, metal, lina, piłka czy narzędzie. Może podpowiedzieć, że nastąpił kontakt, ale nie zawsze nauczy, ile siły trzeba użyć i jak zmieniać ją w czasie.

Dlatego niektóre zadania przenoszą się lepiej niż inne. Jeśli najważniejsze są decyzje, kolejność działań, orientacja i rozpoznawanie sygnałów, VR może odtworzyć dużą część potrzebnego doświadczenia. Im bardziej wynik zależy od precyzyjnego kontaktu z fizycznym światem, tym większa część nauki musi wydarzyć się już z prawdziwym obiektem.

To nie jest wada charakterystyczna tylko dla VR. Każdy trening jest uproszczeniem sytuacji docelowej. Pilot ćwiczący w symulatorze nie doświadcza prawdziwego ryzyka. Sportowiec wykonujący ćwiczenie techniczne nie odtwarza całego meczu. Ratownik na szkoleniu wie, że manekin nie jest człowiekiem. Pytanie zawsze brzmi podobnie: które elementy trzeba odwzorować wiernie, żeby ćwiczenie przygotowało do tego, co przyjdzie później?

Łatwo byłoby odpowiedzieć po prostu: tak, VR uczy – albo nie, tylko udaje naukę. Badania nie dają jednak tak wygodnej odpowiedzi.

Mamy przykłady, w których trening w VR poprawia późniejsze wykonanie realnego zadania. Mamy też takie, w których transfer jest tylko częściowy, a różnice między światem wirtualnym i fizycznym szybko wychodzą na jaw. W wielu obszarach nadal brakuje badań sprawdzających nie tylko wynik zaraz po treningu, ale też to, co zostaje po dłuższym czasie i jak wiedza radzi sobie w bardziej złożonych, prawdziwych sytuacjach.

Najrozsądniej więc nie pytać, czy VR może zastąpić prawdziwy trening. Często ciekawsze jest pytanie, którą jego część może wykonać wcześniej, bezpieczniej albo wielokrotnie.

Możesz w goglach nauczyć się, gdzie spojrzeć, w jakiej kolejności działać, jak rozpoznać sytuację i jaki ruch rozpocząć. Potem zdejmujesz gogle i świat dodaje to, czego symulacja nie miała: ciężar, opór, fakturę, zmęczenie i prawdziwe konsekwencje.

I dopiero wtedy okazuje się, czego naprawdę nauczyłeś się w VR – a czego musisz nauczyć się już tutaj.