Karpaltunnel, stela axlar, ansträngd ögonhuvudvärk—detta är alla välkända biverkningar av långvarig datoranvändning. Men vad händer när du går bort från skrivbordet och in i virtuell verklighet?

En nyligen genomförd studie från Oregon State University bedömde hur några vanliga virtuell verklighetsrörelser bidrar till muskelansträngning och obehag. Det är ett försök att säkerställa framtida användarsäkerhet i denna snabbväxande teknik som inte bara används för spel, men också alltmer för utbildning och industriell träning.

"Det finns inga standarder och riktlinjer för virtuell och augmented reality-interaktioner, " sa forskaren Jay Kim från OSU's College of Public Health and Human Sciences. "Vi ville utvärdera effekterna av målavstånden, platser och storlekar så att vi bättre kan designa dessa gränssnitt för att minska risken för potentiella muskuloskeletala skador."

Studien publicerades nyligen i Tillämpad ergonomi med Northern Illinois University medförfattare Sai Akhil Penumudi, Veera Aneesh Kuppam och Jaejin Hwang.

Virtual reality-användare bär ett headset och engagerar sig i hela kroppen, tredimensionella rörelser – till skillnad från vanliga datoranvändare, där ett skrivbord eller armarna på en stol ger en viss grad av stöd för händer och armar.

Med sensorer placerade på deltagarnas leder och muskler, forskare använde motion capture för att registrera sina rörelser och elektromyografi för att mäta elektrisk aktivitet i deras muskler medan de utför vanliga VR-gester. Bär ett Oculus Rift VR-headset, deltagarna fick i uppgift att antingen peka på specifika punkter runt en cirkel, eller färga ett visst område med fingret.

Forskare upprepade testerna med bilderna placerade i ögonhöjd, 15 grader över ögonhöjd, 15 grader under ögonhöjd och 30 grader under ögonhöjd.

Oavsett vinkel, att sträcka ut armen rakt ut orsakar obehag i axeln på så lite som tre minuter, sa Kim. Vid långvarig användning, som VR ofta kräver, detta kan leda till stora hälsoproblem som gorillaarmsyndrom och rotatorcuffskador.

Dessutom, det tunga VR-headsetet kan öka belastningen på halsryggen, riskerar större nackbelastning.

Hos datoranvändare, sambandet mellan obekväma ställningar eller upprepade rörelser och muskel- och skelettbesvär är välkänt, sa Kim. "Vi ville se hur VR kan jämföras med konventionella dator-mänskliga interaktioner."

Målet med studien var att fastställa en baslinje för optimal objektplacering och vinklar, så VR-utvecklare framöver kan designa spel och program som minimerar användarens obehag.

Forskare fokuserade på nacke- och axelrörelser. De fann att prestationsförmågan i målningsuppgiften var sämst när deltagarna var tvungna att luta ner huvudet 15 och 30 grader. De mest extrema ställningarna och högsta muskelaktiviteten observerades med mål i 15 grader över ögonhöjd, eftersom deltagarna tvingades ständigt behålla sin förlängda nacke och upphöjda armposition. Och obehaget var störst i pekuppgiften i 15 grader över ögonhöjd.

"Baserat på denna studie, vi rekommenderar att föremål som interageras med oftare bör vara närmare kroppen, " sa Kim. "Och föremål ska placeras i ögonhöjd, snarare än upp och ner."

Fynden kan ha en enorm inverkan, med tanke på VR:s växande efterfrågan:Teknikanalytiker räknar med att ungefär 168 miljoner människor världen över kommer att ha någon form av VR installerad till 2023. En stor del av användarna är spelare, men VR:s praktiska tillämpningar sträcker sig till hälso- och sjukvård, militären, Utbildning och träning. Inom kolbrytning, till exempel, praktikanter använder VR för att öva på nya färdigheter som skulle vara farliga att lära sig på plats.

Kims främsta mål är att undvika det förflutnas misstag. När persondatorn först dök upp på 80- och 90-talen, han sa, folk tänkte ofta inte på riskerna med överanvändning förrän det var för sent.

Med VR, han sa, "Vi skulle vilja lära oss nu snarare än senare."