見えない脅威を可視化、VR技術が実現する感染症対策教育

VRによる行動変容の実現

2024年9月6日、環境ワンヘルス研究会において「感染症対策VR」について講演する貴重な機会をいただきました。 今回の研究会では「清拭、環境衛生」という医療・介護現場における重要なテーマを中心に、多くの研究者・実践者の方々が現状の課題と今後の解決策について発表されました。 その中で私たちは、VR技術を活用した手指衛生教育と行動変容の実現について、これまでの取り組みと新たな展開をご紹介いたしました。

なぜVR/XRが感染症対策に有効なのか

従来の感染症対策教育では、講義やビデオ、実習といった方法が主流でしたが、これらには限界があり、特に「見えない脅威」である病原体の存在や、手指衛生の効果を実感することは困難でした。

しかし、VR/XR技術を活用することで、以下のような革新的なアプローチが可能になります。

1. 可視化による理解の深化

VR空間では、通常は見えない病原体の動きや拡散パターンをCGにより可視化が可能となります。 具体的には、手指に付着した病原体が、どのように環境表面や他者に伝播していくのか、リアルタイムで視覚的に理解することができます。 この「見える化」により、手指衛生の重要性が直感的に理解され、行動変容への強い動機付けとなります。

2. 安全な環境での反復学習

実際の医療現場では、感染リスクを伴う状況での訓練は困難ですが、VR環境では完全に安全な状態で、何度でも練習を重ねることができます。 失敗から学ぶことも、実際の患者や利用者に影響を与えることなく可能です。

災害時避難所での新たな展開

今回の講演では、これまでの医療・介護現場での取り組みを基盤として、災害時避難所における衛生環境改善への応用についても提案をいたしました。

災害時の避難所では、限られた資源と過密な環境の中で、感染症の拡大リスクが高まります。

従来の対面での衛生教育が困難な状況でも、VRデバイスがあれば以下のような対策が可能になります：

• 避難所特有の環境をシミュレート：実際の避難所のレイアウトや設備を3DCGで再現し、その環境における適切な衛生行動を学習

• 多言語対応による包括的な教育：外国人避難者も含め、言語の壁を越えた視覚的な教育の実現

• 心理的ストレスの軽減：困難な状況下でも前向きに衛生行動に取り組める環境づくりを提案

  
  

行動変容を実現する3つの要素

私たちの研究と実践を通じて、VR/XRを活用した感染症対策教育が行動変容をもたらすために重要な3つの要素に注目しています。

1. 没入感による体験の内在化

VRの高い没入感により、学習内容が単なる知識ではなく「自分の体験」として記憶されます。

この体験の内在化が、実際の場面での適切な行動につながります。

2. エンゲージメントの維持

3DCGによるビジュアルとインタラクティブな要素により、学習者の興味と集中力が維持されます。

従来の教育方法では難しかった長期的なエンゲージメントの維持が可能になります。

3. データに基づく個別最適化

VRシステムは学習者の行動データを詳細に記録できるため、個々の習熟度や課題に応じたパーソナライズされた教育プログラムの提供が可能です。

研究支援ツールとしてのXR技術

さらに、XR技術は教育ツールとしてだけでなく、研究支援ツールとしても大きな可能性を持っています。

• 行動データの収集と分析：VR環境での詳細な行動ログにより、感染症対策行動の定量的な分析が可能

• 仮説検証の効率化：様々な介入方法の効果を、実環境での実験に先立ってVR環境で検証

• 研究成果の視覚化と共有：複雑な感染経路や対策効果を3DCGで視覚化し、研究者間での知見共有を促進

  
  

環境・動物・人の健康を一体的に捉えるアプローチにおいて、VR/XR技術は分野横断的な理解と協働を促進する重要なツールとなりえます。

異なる専門分野の知見を統合し、複雑な相互作用を可視化することで、より効果的な感染症対策の実現に貢献できると考えています。

謝辞

最後に、このような有意義で貴重な発表の機会をご提供くださった環境ワンヘルス研究会の皆様に、心より感謝申し上げます。

会場でいただいた貴重なご意見やご質問は、今後の研究開発に活かしてまいります。

VR/XR技術を活用した感染症対策は、まだ発展途上の分野ですが、その可能性は無限大です。技術の進歩とともに、より多くの現場で、より多くの人々の健康と安全に貢献できるよう、引き続き研究開発、社会実装を進めてまいります。

本講演で紹介したVRシステムやコンテンツについてのお問い合わせは、お気軽にご連絡ください。共同研究や実証実験のご提案も歓迎いたします。 EN Visualizing Invisible Threats: Infection Control Education Realized through VR Technology

Achieving Behavioral Change through VR

On September 6, 2024, we had the valuable opportunity to present on "Infection Control VR" at the Environmental One Health Research Conference. This conference focused on the critical themes of "cleaning, disinfection, and environmental hygiene" in healthcare and nursing settings, with many researchers and practitioners presenting current challenges and future solutions. We introduced our initiatives in hand hygiene education using VR technology and the realization of behavioral change, along with new developments in this field.

Why VR/XR is Effective for Infection Control

Traditional infection control education has relied primarily on lectures, videos, and practical training, but these methods have limitations. It has been particularly difficult to perceive the presence of pathogens as "invisible threats" and to experience the effects of hand hygiene. However, by utilizing VR/XR technology, the following innovative approaches become possible:

1. Deepening Understanding through Visualization

In VR spaces, the movement and spread patterns of normally invisible pathogens can be visualized through CG. Specifically, learners can visually understand in real-time how pathogens attached to hands spread to environmental surfaces and other people. This "visualization" enables intuitive understanding of the importance of hand hygiene and provides strong motivation for behavioral change.

2. Repeated Learning in a Safe Environment

While training in actual medical settings with infection risks is difficult, VR environments allow for repeated practice in completely safe conditions. Learning from mistakes is also possible without affecting actual patients or care recipients.

New Developments for Disaster Evacuation Shelters

In this presentation, building on our work in healthcare and nursing settings, we also proposed applications for improving hygiene environments in disaster evacuation shelters.

In disaster evacuation shelters, the risk of infectious disease spread increases due to limited resources and overcrowded environments. Even when traditional face-to-face hygiene education is difficult, VR devices enable the following measures:

• Simulating Shelter-Specific Environments: Recreating actual shelter layouts and facilities in 3DCG to learn appropriate hygiene behaviors in those environments

• Comprehensive Education through Multi-language Support: Realizing visual education that transcends language barriers, including for foreign evacuees

• Reducing Psychological Stress: Proposing environments where people can engage positively in hygiene behaviors even under difficult circumstances

Three Elements for Achieving Behavioral Change

Through our research and practice, we focus on three important elements for VR/XR-based infection control education to bring about behavioral change:

1. Internalization of Experience through Immersion

The high immersion of VR allows learning content to be remembered not merely as knowledge but as "one's own experience." This internalization of experience leads to appropriate behavior in actual situations.

2. Maintaining Engagement

Visual and interactive elements through 3DCG maintain learners' interest and concentration. This enables the long-term engagement maintenance that was difficult with traditional educational methods.

3. Individual Optimization Based on Data

VR systems can record detailed behavioral data of learners, enabling the provision of personalized educational programs tailored to individual proficiency levels and challenges.

XR Technology as a Research Support Tool

Furthermore, XR technology has great potential not only as an educational tool but also as a research support tool:

• Collection and Analysis of Behavioral Data: Detailed behavioral logs in VR environments enable quantitative analysis of infection control behaviors

• Efficient Hypothesis Testing: Testing the effects of various intervention methods in VR environments prior to real-world experiments

• Visualization and Sharing of Research Results: Visualizing complex infection routes and control effects in 3DCG to promote knowledge sharing among researchers

In approaches that comprehensively address the health of the environment, animals, and humans, VR/XR technology can become an important tool for promoting cross-disciplinary understanding and collaboration. By integrating knowledge from different specialized fields and visualizing complex interactions, we believe we can contribute to more effective infection control measures.

Acknowledgments

Finally, we would like to express our sincere gratitude to all members of the Environmental One Health Research Conference for providing this meaningful and valuable opportunity to present. The valuable opinions and questions we received at the venue will be utilized in our future research and development.

While infection control using VR/XR technology is still a developing field, its potential is limitless. As technology advances, we will continue to advance research, development, and social implementation to contribute to the health and safety of more people in more settings.

Please feel free to contact us regarding the VR systems and content introduced in this presentation. We also welcome proposals for collaborative research and demonstration experiments.

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