Using video simulations and virtual reality to improve decision-making skills

Abstract

A large body of literature supports the effectiveness of video simulation to improve on-court/on-field performance in interceptive tasks (e.g., hitting a baseball). Its effectiveness for invasion tasks requiring the localization of teammates and opponents to select the optimal action has been demonstrated in the laboratory, however transfer of performance gains to the field has yet to be demonstrated. One possibility that could account for the lack of transfer is the relatively modest level of immersion afforded by video simulations using a TV/computer screen, a factor that has been suggested as critical for video training sessions. In this regard, it is noteworthy that modern technology can now afford viewers with an enhanced sense of immersion in the action while using virtual reality. With this in mind, whether presenting video simulations in virtual reality provides an added-value is unknown. Therefore, the present thesis investigates the effect of using video simulations and virtual reality to improve decision-making skills. To do so, 27 varsity-level basketball players underwent four training sessions during which they observed custom-made video clips of basketball plays presented either on a computer screen (CS group), using a virtual reality headset (VR group), or watched footage from NCAA playoff games on a computer screen (CTRL group). Decision-making skills were tested on-court before and after the four training sessions using two types of play: "trained" plays (plays presented during the CS and VR training sessions) and "untrained" plays (plays presented only during the on-court tests). Our results revealed that participant of the VR and CS groups significantly outperformed participants of the CTRL group when facing the “trained” plays during the on-court posttest (mean decision-making accuracy of 79.0%, 73.2% and 57.5%, respectively). However, when facing “untrained” plays, only participants of the VR group demonstrated better decision-making compared to participants of the CTRL group (mean decision-making accuracy of 78.9%, 60.9% and 60.2%, VR, CS, and CTRL groups, respectively). Our results demonstrate that video simulation using a computer screen leads to play specific transfer of performance gains, whereas using a virtual reality headset leads to play specific transfer of performance gains as well as a generalization of learning to novel plays. These results suggest that CS training results in improving pattern recognition of specific plays while VR training results in improving information sampling processes which are generalizable to novel plays.

La littérature supporte l’efficacité d’un entraînement employant des simulations vidéos afin d’améliorer la performance sur le terrain lors d’une tâche d’interception (par exemple : frapper une balle de baseball). Son efficacité pour une tâche d’invasion qui requiert la localisation de coéquipiers et d’adversaires afin de choisir l’action optimale a été démontrée en laboratoire, toutefois le transfert de gains de performance entre le laboratoire et le terrain n’a pas été démontré. Une des raisons pouvant expliquer cette absence de transfert est le niveau relativement modeste d’immersion qu’offre les simulations vidéos utilisant un écran d’ordinateur ou une télévision, un facteur qui a été suggéré comme étant crucial pour des séances d’entrainement vidéos. À cet effet, il est à noter que des progrès technologiques récents permettent aux spectateurs de visionner des vidéos avec un niveau d’immersion élevé dans l’action en utilisant la réalité virtuelle. Il est donc possible que les simulations vidéos en réalité virtuelle puissent être bénéfiques pour l’entraînement à la prise de décision. L’objectif du présent mémoire est donc d’étudier l’influence de l’utilisation des simulations vidéos et de la réalité virtuelle afin d’améliorer la prise de décision. Pour ce faire, 27 joueurs de basketball experts ont participé à quatre séances d’entrainement pendant lesquelles ils ont observé des séquences vidéos de situations de jeu de basketball réalisées pour les besoins de l’étude et présentées soit sur un écran d’ordinateur (groupe CS) en utilisant un casque de réalité virtuelle (groupe VR), ou ils ont regardé des séquences de matchs universitaires de niveau NCAA sur un écran d’ordinateur (groupe CTRL). La prise de décision a été évaluée sur le terrain avant et après les quatre séquences d’entrainements en utilisant deux catégories de jeux : des jeux « entrainés » (jeux présentés pendant les entrainements CS et VR) et des jeux « non-entrainés » (jeux présentés seulement durant les évaluations sur le terrain). Nos résultats ont montré que les participants des groupes VR et CS ont été significativement meilleurs que les participants du groupe CTRL lorsque confrontés aux jeux « entrainés » lors de l’évaluation sur le terrain en posttest (moyenne de l’exactitude de la prise de décision de 79.0%, 73.2% et 57.5%, respectivement). Toutefois, lors des jeux « non-entraînés », seuls les participants du groupe VR ont montré une prise de décision supérieure comparativement aux participant du groupe CTRL (moyenne de l’exactitude de la prise de décision de 78.9%, 60.9% et 60.2%, pour les groupes VR, CS et CTRL, respectivement). Nos résultats montrent ainsi que les simulations vidéos en utilisant un écran 4 d’ordinateur mènent à un transfert des gains de performance spécifique aux jeux entrainés tandis que la réalité virtuelle mène non seulement à un transfert des gains de performance pour les jeux entrainés mais également à une généralisation de l’apprentissage vers les jeux nouveaux. Finalement, ces résultats suggèrent que l’entrainement CS améliore la reconnaissance de patrons de jeux spécifiques tandis que l’entrainement VR améliore les processus cognitifs impliqués dans l’échantillonnage de l’information qui sont généralisable aux jeux nouveaux.