Exploring the uncanny valley effect in virtual reality for social phobia

This thesis aims to explore how visual realism affects the emotional response in subjects with social phobia in the context of applications in Virtual Reality (VR) technologies. The focus is on the uncanny valley effect and on how perception differs in cases of fear of public speaking, also known as glossophobia. The reference context of the research is the practice of treating phobias with VR-based therapies and the goal is, hence, to understand the level of realism required by the therapy to be effective. The research includes the study of phobias and therapeutic treatment methods; VR and its applications; the studies on the uncanny valley effect. They are followed by the use of VR for phobia treatment, thus an experimentation on the realism in VR and the uncanny valley impact. Our hypothesis is that in virtual environments the emotional response in subjects is determined by the presence of social phobia, in particular glossophobia. In other words, it is argued that, for subjects with glossophobia, the uncanny valley effect either has no basis or it is accentuated in VR. To support the hypothesis, a prototype-based experimentation was created. Three levels of realism are implemented in the virtual environment: low, medium and high. A questionnaire is used to compare the anxiety level in the participants in previous experiences with that experienced by using the assigned prototype. The analysis of the collected data suggests that the anxiety level of people without social phobia increases at high levels of realism, which is aligned with the uncanny valley hypothesis. It is also noted that the opposite is true for people with social phobia. Their anxiety level is lowest for high levels of realism. We can conclude that the perception of avatars in virtual environment is individual and depends on the user’s individual characteristics, in particular whether they experience a social phobia. Finally, the thesis presents the implications of this research and how it is possible to obtain a positive emotional response by manipulating the level of realism, depending on the group of individuals under examination. The research suggests the potential of the contribution of Interaction Design in the research of psychological therapies to contrast phobias, based on virtual reality solutions.

Questa tesi si propone di esplorare come il realismo visivo influenzi la risposta emotiva di soggetti con fobia sociale nell’ambito di applicazioni in tecnologia VR - realtà virtuale. L’attenzione è sull’effetto valle perturbante, “uncanny valley effect”, e su come si differenzia la percezione nei casi di fobia da oratoria (discorsi in pubblico), altrimenti nota come glossofobia. Il contesto di riferimento della ricerca è la pratica di trattare le fobie con terapie basate sulla realtà virtuale e l’obiettivo è comprendere, di conseguenza, il livello di realismo richiesto dalla terapia affinché sia efficace. La ricerca comprende lo studio delle fobie e dei metodi di trattamento terapeutico; la realtà virtuale (VR) e le sue applicazioni; gli studi su l’“uncanny valley effect”. Seguono inoltre gli studi sull’uso della realtà virtuale per il trattamento delle fobie, e quindi una sperimentazione sul realismo nella VR e l’impatto de l’“uncanny valley”. La nostra ipotesi è che in ambienti virtuali la risposta emotiva dei soggetti è determinata dalla presenza di fobia sociale, in particolare di glossofobia. In altri termini, si sostiene che, per soggetti con fobia da oratoria, l’ ”uncanny valley effect” o non ha fondamento oppure è accentuato in VR. A supporto dell’ipotesi, è stata create una sperimentazione basata su prototipo. Sono stati implementati tre livelli di realismo nell’ambiente virtuale: basso, medio e alto. Un questionario è impiegato per confrontare il livello di ansietà dei partecipanti in esperienze precedenti con quanto sperimentato dall’utilizzo del prototipo assegnato. L’analisi dei dati raccolti suggerisce che il livello di ansietà in soggetti senza fobia sociale cresce per alti livelli di realismo, il che è in accordo con l’ipotesi “uncanny valley”. Si nota inoltre che è valido l’opposto per i soggetti con fobia sociale. Il loro livello di ansietà è minimo per alti livelli di realismo. Possiamo concludere che la percezione degli avatar in contesti virtuali è individuale e dipende da caratteristiche individuali, in particolare dalla presenza di fobie sociali. Nella tesi sono infine presentate le implicazioni di questa ricerca e come sia possible ottenere una risposta emotiva positiva, manipolando il livello di realismo, a seconda del gruppo di individui in esame. La ricerca infine dimostra le potenzialità del contributo dell’Interaction Design nella ricerca per le terapie psicologiche a contrasto delle fobie basate su soluzioni di realtà virtuale.