Haptic Feedback in Virtual Reality Technologies: A Literature Review on its Use for Educational Purposes

Abstract

Virtual reality is a technology that makes the user exist in a computer-generated environment and gives them a sense of reality. In virtual reality environments, users can receive haptic stimuli in addition to visual and auditory stimuli. Haptic feedback is a virtual reality feature that allows the user to touch or interact with objects in the virtual environment. In addition to enriching the virtual reality experience, this feature plays an important role in virtual reality applications for educational purposes. In this study, a literature review was conducted to measure the use and potential of haptic feedback in virtual reality technologies for educational purposes. First, the definition and characteristics of virtual reality and haptic feedback concepts were explained. Then, the level of benefit of haptic feedback integrated into virtual reality technologies in education is discussed. Finally, the results of research on educational virtual reality applications with haptic feedback were analyzed with the literature review method. As a result of the study, it was determined that haptic feedback has advantages such as increasing motivation in education, reinforcing learning, providing skills and providing realism.

Keywords

• Virtual Reality
• Haptic Feedback
• Technology
• Education

Sanal Gerçeklik Teknolojilerinde Dokunsal Geri Bildirim: Eğitim Amaçlı Kullanımı Üzerine Yazın İncelemesi

Abstract

Sanal gerçeklik, kullanıcıyı bilgisayar tarafından üretilen bir ortamda var eden ve ona gerçeklik hissi veren bir teknolojidir. Sanal gerçeklik ortamlarında kullanıcılar görsel ve işitsel uyaranlara ek olarak dokunsal uyaranlar da alabilmektedir. Dokunsal geri bildirim, kullanıcının sanal ortamda bulunan nesnelere dokunmasını veya onlarla etkileşim kurmasını sağlayan bir sanal gerçeklik özelliğidir. Bu özellik, sanal gerçeklik deneyimini zenginleştirmenin yanı sıra eğitim amaçlı sanal gerçeklik uygulamalarında da önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, sanal gerçeklik teknolojilerinde dokunsal geri bildirimin eğitim amaçlı kullanımını ve potansiyelini ölçmek için literatür taraması ile yazın incelemesi yapılmıştır. Öncelikle sanal gerçeklik ve dokunsal geri bildirim kavramlarının tanımı ve özellikleri açıklanmıştır. Ardından sanal gerçeklik teknolojilerine entegre edilen dokunsal geri bildirimin eğitimdeki fayda seviyesi ele alınmıştır. Son olarak dokunsal geri bildirim içeren eğitim amaçlı sanal gerçeklik uygulama araştırma sonuçları yazın incelemesi yöntemi ile analiz edilmiştir. Çalışmanın sonucunda, dokunsal geri bildirimin eğitimde motivasyonu arttırma, öğrenmeyi pekiştirme, beceri kazandırma ve gerçekçilik sağlama gibi avantajları olduğu saptanmıştır.

Keywords

• Sanal Gerçeklik
• Dokunsal Geri Bildirim
• Teknoloji
• Eğitim

References

1. Ambalina, L. (2020, Ağustos 25). Haptic Feedback is the Next Step in Virtual Reality. Hackernoon: https://hackernoon.com/haptic-feedback-is-the-next-step-in-virtual-reality-o6s3uom adresinden alındı
2. Blenkinsopp, R. (2019, Haziran 10). What is Haptics? Ultraleap: https://www.ultraleap.com/company/news/blog/what-is-haptics/ adresinden alındı
3. Burdea, G. (1999). Keynote Address: Haptic Feedback for Virtual Reality. Proceedings of International Workshop on Virtual prototyping (s. 87-96). New Jersey: Rutgers.
4. Civelek, T. (2014). Orta öğretim öğrencilerinin fizik eğitiminde kullanmak amacıyla sanal gerçeklik ortamında kuvvet geribeslemeli haptik uygulamalar geliştirilmesi. DSpace@Trakya. https://dspace.trakya.edu.tr/xmlui/bitstream/handle/trakya/1618/?sequence=1&isAllowed=y adresinden alındı
5. Durmuş, H. (2019, Nisan 10). Dokunmatik Ekran için Dokunsal Geri Bildirim. Halil Durmuş: https://www.halildurmus.com/2019/04/10/dokunmatik-ekranlar-icin-dokunsal-geri-bildirim/ adresinden alındı
6. Engineering Product. (2021, Ekim 27). What is Haptic feedback and technology? Engineering Product Design: https://engineeringproductdesign.com/knowledge-base/haptic-feedback-and-technology/ adresinden alındı
7. Farag, A., & Hashem, D. (2022). Impact of the Haptic Virtual Reality Simulator on Dental Students’ Psychomotor Skills in Preclinical Operative Dentistry. Clinics and Practice, 12(1), 17-26. https://doi.org/10.3390/clinpract12010003 adresinden alındı
8. Gani, A., Pickering, O., Ellis, C., Sabri, O., & Pucher, P. (2022). Impact of haptic feedback on surgical training outcomes: A Randomised Controlled Trial of haptic versus non-haptic immersive virtual reality training. Annals of Medicine and Surgery, 83, 104734.

9. Gibbs, J. K., Gillies, M. & Pan, X. (2022). A Comparison Of The Effects Of Haptic and Visual Feedback On Presence In. International Journal of Human - Computer Studies, 157, 1-11.
10. Gönültaş, B., & Zengin, D. (2021, Mayıs 2). Dokunsal geri bildirim, dijital ile gerçek dünyayı birleştirmeye hazırlanıyor. Anadolu Ajansı: https://www.aa.com.tr/tr/bilim-teknoloji/dokunsal-geri-bildirim-dijital-ile-gercek-dunyayi-birlestirmeye-hazirlaniyor/2227091 adresinden alındı
11. Hasser, J.C. & Massie, T. H., 1996. The Haptic Illusion. In C. Dodsworth, Digital Illusion: Entertaining the Future with High Technology, Addison-Wesly Publ. Co
12. Karal, H., Reisoğlu, İ (2009). Haptic Teknolojisinin Simülasyon Ve Geleneksel Yöntemlere Göre Öğrencilerin Akademik Başarilarina Etkisi. Eğitim Teknolojileri Araştırma Dergisi, 1(3). https://www.acarindex.com/dosyalar/makale/acarindex-1423877265.pdf adresinden alındı
13. Kovács, P. T., Murray, N., Rozinaj, G., Sulema, Y., & Rybárová, R. (2015). Application of Immersive Technologies for Education: State Of The Art. International Conference on Interactive Mobile Communication Technologies and Learning (s. 283-288). Selanik: Interactive Mobile Communication Technologies and Learning (IMCL). http://99.80.113.84/bitstream/handle/20.500.12065/3146/Application%20of%20immersive%20technologies%20....pdf?sequence=1&isAllowed=y adresinden alındı
14. Lowood, H. E. (2023, Mart 20). virtual reality. Britannica: https://www.britannica.com/technology/virtual-reality adresinden alındı
15. Metaverse ve Eğitim Teknolojisi. (2021). T. Talan (Dü.) içinde, Eğitimde Dijitalleşme ve Yeni Yaklaşımlar (Digitalization and New Approaches in Education) (s. 169-192). İstanbul: Efe Akademi. https://avesis.deu.edu.tr/yayin/d0b6f98e-12d5-486b-af18-ebb5558acd27/egitimde-dijitallesme-ve-yeni-yaklasimlar adresinden alındı
16. Sheldon, R. (2022, Ağustos). virtual reality. TechTarget: https://www.techtarget.com/whatis/definition/virtual-reality adresinden alındı
17. Üstünel, H. (2014). Üstün yetenekli öğrencilerin kullanımı için sanal gerçeklik ortamında kuvvet geribeslemeli haptik uygulamaların geliştirilmesi. Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. https://dspace.trakya.edu.tr/xmlui/handle/trakya/1642 adresinden alındı
18. Webb, M., Tracey, M., Harvin, W. & Tokatli, O. (2022). Haptic-enabled collaborative learning in virtual reality for schools. Education and Information Technologies, 937-960.
19. Webb, M., Tracey, M., Harwin, W., Tokatli, O., Hwang, F., Johnson, R., Jones, C. (2021, Temmuz 2). Haptic-enabled collaborative learning in virtual reality for schools. Education and Information Technologies, 27, s. 937-960.
20. Wikipedia (2023, Nisan 4). Haptic technology. Nisan 24, 2023 tarihinde In Wikipedia: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Haptic_technology&oldid=1148182004 adresinden alındı
21. www.precedenceresearch.com, (2022). Haptic Technology Market (By Component: Solution, Software; By Application: Consumer Electronics, Gaming, Healthcare, Robotics, Education, Research, Others; By Feedback Type: Tactile, Force) - Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends, Regiona. Kanada: Precedence Research. https://www.precedenceresearch.com/haptic-technology-market adresinden alındı
22. Yıldız, A. (2022). Bir Araştırma Metodolojisi Olarak Sistematik Literatür Taramasına Genel Bakış. Anadolu Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 22(Özel Sayı 2), 367-386.
23. Zhao, H., Zheng, Z., Swanson, A., Weitlauf A. (2018). Design of a Haptic-Gripper Virtual Reality System (Hg) for Analyzing Fine Motor Behaviors in Children with Autism. ACM Transactions on Accessible Computing, 11(4), 1-21. https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3231938 adresinden alındı