评估虚拟腿与高空狭窄作业空间对建筑工人步态模式影响的VR与实体混合框架

由于安全顾虑，利用实际作业现场环境进行培训并评估工人的姿态表现十分困难。虚拟现实（VR）提供了一种替代方案，可在无显著安全顾虑的情况下创建沉浸式工作环境。在高处表面作业是一种危险场景，可能导致步态与姿态不稳，进而引发严重坠落。先前研究表明，VR是衡量高度对姿态晃动影响的颇具前景的工具。然而，此类研究大多在虚拟环境（VE）中使用跑步机作为行走运动装置。本文聚焦于自然行走运动，以减少VR设备固有的姿态扰动。为研究虚拟高度对步态特征的影响并保持真实感与临场感的最高水平，我们为第一人称角色模型增强了“虚拟腿”。随后，我们研究了其在有高度和无高度情况下对参与者步态参数的影响。为此，十二名健康成年人被要求分别在地面层以及某未完工建筑17楼，于一条虚拟环形路径上行走一次。通过定量比较参与者的步态模式结果，我们观察到暴露于高度下的参与者步幅减小、步态持续时间增加。在地面层，增强模型的使用降低了参与者的平均步幅与身高。本研究结果有助于我们理解用户暴露于高处表面时的行为，并为未来与高度相关的VR研究的步态稳定性分析奠定坚实基础。我们期望该开发的VR平台能在更多建筑安全研究中产生可靠的VR应用结果。