Negli ultimi anni, l'interesse per la tecnologia della realtà virtuale (RV) è aumentato enormemente in un'ampia gamma di settori (ad esempio, quello della medicina o quello militare), includendo anche la prestazione d’élite negli gli sport olimpici (Richlan et al., 2023). In questo articolo forniamo una panoramica, basata su risultati scientifici, di quelli che sono gli effetti dell'allenamento RV sugli atleti e sulle atlete degli sport olimpici. Inoltre, presenteremo esempi concreti di applicazione della RV in ambito psicologico-sportivo e discuteremo sviluppi futuri, campi di applicazione e limitazioni legate all’utilizzo di questa tecnologia.
La RV descrive un'esperienza in un ambiente virtuale simulato. Questi ambienti virtuali sono presentati prevalentemente tramite cuffie RV (ad esempio, Oculus/Meta Quest o HTC Vive) con tracciamento della posizione e display 3D davanti agli occhi degli/lle utenti. Rispetto agli schermi dei computer tradizionali, la tecnologia RV consente agli/lle utenti di immergersi nell'ambiente virtuale in misura maggiore, probabilmente grazie a fattori quali un campo visivo realistico, l'isolamento dal mondo reale e un software ad alta fedeltà. Questa maggiore immersione porta a un'esperienza molto più intensa e realistica rispetto alla semplice "osservazione" dei contenuti del video su uno schermo convenzionale.
Con l'avvento di questa tecnologia, sono nate nuove possibilità di allenamento in diverse discipline sportive ad alte prestazioni. Ad esempio, nel nostro progetto in corso con la federazione austriaca di sci, gli sciatori alpini utilizzano la RV per rivivere e analizzare in video le gare già disputate o per esercitarsi in quelle future in un ambiente virtuale pratico e sicuro.
Nel calcio, la RV può essere utilizzata per allenare la consapevolezza dei giocatori in campo, ad esempio sotto forma di comportamento di scansione (cioè rapidi movimenti della testa per individuare i giocatori/le giocatrici circostanti). Nonostante non sia ancora stato esplicitamente testato in RV, nella vita reale il comportamento di scansione sembra avere un'influenza positiva sulle prestazioni calcistiche (Jordet et al., 2020).
Un recente studio ha utilizzato occhiali RV per migliorare il processo decisionale nei giocatori/trici di basket junior (Pagé et al., 2019). Ai partecipanti sono stati mostrati dei video di schemi tattici prestabiliti e, a filmato concluso, veniva loro chiesto di decidere quale azione avrebbero eseguito per completare lo schema. I giocatori che avevano visto questi video in RV hanno preso decisioni significativamente migliori in campo rispetto a quelli che avevano visto gli schemi sullo schermo di un computer convenzionale. Nello specifico, i giocatori che hanno seguito l'allenamento in RV hanno ottenuto un punteggio di accuratezza decisionale più elevato, in particolare per gli schemi non allenati che non avevano visto prima della valutazione. Questo risultato mette in mostra sia le possibili applicazioni nel mondo reale che una migliore generalizzabilità a situazioni nuove dell'allenamento basato sulla RV rispetto a quello convenzionale basato su video.
Figura 1. Allenamento in realtà virtuale di un giocatore di calcio (generato dall'intelligenza artificiale; fonte: Leonardo.Ai - https://leonardo.ai/)
Questi sono solo alcuni esempi dei numerosi e interessanti casi d'uso della RV in vari tipi di sport. In linea di principio, l'allenamento in RV è interessante ogni volta che può fornire un'alternativa a situazioni di allenamento fisicamente impegnative, pericolose, poco pratiche o comunque costose (in termini di risorse umane, tecniche o temporali; Richlan et al., 2023).
Nella più recente letteratura scientifica, gli effetti dell'allenamento RV sono stati analizzati relativamente ad abilità specifiche di alcuni sport. In dodici diversi studi di intervento pre-post, comprendenti vari tipi di sport (ad esempio, tiro con l'arco o calcio) e processi non specifici dello sport (ad esempio, abilità di equilibrio), gli effetti dell'allenamento in RV hanno per lo più superato gli effetti dell'allenamento in condizioni di controllo che utilizzavano approcci più tradizionali (Bedir & Erhan, 2020; Fortes et al., 2021; Köyağasıoğlu et al., 2022; Richlan et al., 2023). Ad esempio, uno studio ha osservato maggiori miglioramenti nei processi decisionali di passaggio e nel comportamento di ricerca visiva dei giocatori di calcio che si allenavano in RV rispetto a uno schermo video convenzionale (Fortes et al., 2021).
Inoltre, indagini preliminari sugli effetti di trasferimento a lungo termine dell'allenamento RV sono state effettuate con giocatori di baseball (Gray, 2017). Coloro che hanno preso parte a un allenamento di battuta RV adattivo (cioè, velocità, tipo e posizione del lancio adattati continuamente alle prestazioni dei giocatori) avevano maggiori probabilità di disputare almeno una stagione completa a un livello superiore a quello del baseball delle scuole superiori nei cinque anni successivi all'intervento rispetto agli altri gruppi di allenamento (allenamento di battuta RV non adattivo, allenamento di battuta reale e controllo). Pertanto, l'allenamento RV ha persino superato l'allenamento di battuta reale aggiuntivo per quanto riguarda gli effetti di trasferimento a lungo termine.
Questi esiti mettono in evidenza il potenziale della RV nell’ottenere un aumento delle prestazioni nella vita reale. Tuttavia, il successo del trasferimento dalla RV al mondo reale è stato osservato in un insieme piuttosto eterogeneo di esperimenti iniziali e non è ancora chiaro se le simulazioni RV adattate a specifiche abilità (ad esempio, il comportamento dello sguardo nel calcio) aiutino gli atleti e le atlete a ottenere prestazioni migliori nello sport.
Sono pertanto necessari ulteriori studi e, in particolare, repliche indipendenti per aprire la strada a conclusioni solide e basate sull'evidenza scientifica riguardo alla rilevanza pratica e potenziali benefici dell'allenamento in RV (Richlan et al., 2023). In particolare, i ricercatori e le ricercatrici dovrebbero cercare di capire se la RV è in grado di migliorare le abilità (cognitive) richieste dallo sport in questione, sia nell'ambiente virtuale (fase 1) sia nella realtà (effetto di trasferimento; fase 2). In definitiva, la questione più interessante, ossia se l'allenamento con la RV porti a un miglioramento delle prestazioni e alla vittoria degli atleti e delle atlete in competizioni reali, deve essere indagata più a fondo in studi futuri (fase 3). Nella sezione seguente, discuteremo in modo più dettagliato i promettenti e molteplici casi d'uso della RV negli sport olimpici, prima di evidenziare alcune delle potenziali insidie dell'utilizzo di questa nuova tecnologia.
Figura 2. Uno sciatore alpino che utilizza la realtà virtuale sulle piste (generato dall'IA; fonte: Leonardo.Ai (https://leonardo.ai/)
"Una nuova alba:” Le promesse dell'allenamento RV per gli atleti e le atlete degli sport olimpici
I visori RV stanno diventando sempre più accessibili e performanti. Questo implica una grafica migliore e, di conseguenza, livelli di immersione più elevati. Inoltre, le cuffie RV stanno diventando sempre più leggere, il che porta a un'esperienza complessivamente migliore nell'uso di questi dispositivi, grazie a un miglior comfort. Infatti, gli attuali display RV montati sulla testa sono spesso piuttosto pesanti (ad esempio, 503 grammi per il Meta Quest 2 e 515 grammi per il suo successore, il Meta Quest 3), il che potrebbe causare disagio nelle sessioni di allenamento più lunghe, poiché gli/le utenti devono contrarre i muscoli del collo per contrastare la gravità.
Un'altra caratteristica dell'hardware che cambierà è il modo in cui l'esperienza RV viene controllata e navigata. In futuro, è probabile che controller hardware indipendenti vengano completamente eliminati e che l'unico sistema di navigazione saranno le mani degli utenti e delle utenti, consentendo un maggiore comfort e modelli di movimento delle dita e delle mani più naturali rispetto ai normali controller portatili. Inoltre, potrebbe essere implementato un sistema di tracciamento dei piedi basato su video, invece che i controller dei piedi già utilizzati (ad esempio, nel software Rezzil Index).
Per garantire una migliore somiglianza con le caratteristiche degli sport reali, ipotizziamo che alcuni sviluppatori di RV possano prendere in considerazione l'utilizzo di body e/o attrezzature sportive con tracker. Questo potrebbe aprire la strada a un'esperienza sportiva incarnata il più possibile in un ambiente virtuale, dato che nell'hardware sono implementate vibrazioni che simulano le sensazioni sensomotorie del mondo reale. È dubbio, tuttavia, se questa stimolazione sia sufficiente a sostituire l'input sensoriale del mondo reale.
Negli sport in cui è molto importante prendere decisioni corrette, la RV può essere utilizzata per esplorare tutti i possibili risultati grazie all'intelligenza artificiale (AI). Ad esempio, nel calcio, i giocatori potrebbero sperimentare diverse soluzioni di passaggio o di corsa per scoprire come queste avrebbero cambiato l'esito dello specifico scenario di gioco. Gli algoritmi di intelligenza artificiale potrebbero utilizzare le informazioni a intervalli precedenti al momento in cui viene presa la decisione per determinare cosa sarebbe successo con ogni probabilità per ogni altra decisione che avrebbe potuto essere presa.
L'implementazione di questo metodo combinato di apprendimento esplicito e implicito in un ambiente altamente stimolante e immersivo potrebbe essere di grande beneficio per il processo decisionale degli sportivi. Va notato, tuttavia, che in questo esempio (calcio) e in altri sport, potrebbe essere necessario uno spazio attrezzato in cui i giocatori e le giocatrici possano muoversi durante l'allenamento e i test RV (Fajen et al., 2011; Fink et al., 2009; Zaal & Bootsma, 2011; Zaal & Michaels, 2003).
Un altro campo promettente per la RV è quello dell'analisi video di diversi tipi di sport. I video a 360° sono uno strumento eccellente da utilizzare nelle cuffie RV e forniscono agli atleti e alle atlete un'esperienza immersiva delle loro prestazioni sportive (passate e future) sia in allenamento sia in gara. Le registrazioni da un point of view (POV) sia esterno che interno potrebbero essere utili agli atleti e alle atlete per analizzare in modo approfondito le loro prestazioni precedenti e prepararsi a situazioni future (come nuovi impianti sportivi, come spesso accade nei giochi olimpici) utilizzando prospettive multiple.
L'analisi combinata di diversi POV in RV consente anche di condividere la propria prospettiva con, ad esempio, un/a compagno/a di squadra, un allenatore o allenatrice, un avversario/a o un/a arbitro/a, per rendere comprensibile il motivo per cui sono state prese determinate decisioni, date le informazioni disponibili dall'altro POV. Negli sport di squadra, questo potrebbe portare a una migliore Teoria della Mente legata allo sport, ossia la capacità dei giocatori e delle giocatrici di assumere una prospettiva esterna e pianificare e reagire di conseguenza in allenamento e in gara.
Oltre alla RV, esiste anche la mixed reality (MR), che si prevede riceverà maggiore interesse e applicazioni in futuro grazie ai recenti sviluppi in questo settore. La MR descrive la combinazione di ambienti virtuali e reali (fisici). Ad esempio, l'utilizzo di una cuffia RV per generare elementi sul display (ad esempio, un bersaglio virtuale per le freccette) che vengono proiettati nel mondo reale (ad esempio, un muro reale di una casa) ripreso da telecamere poste all'esterno della cuffia, può essere considerato come MR.
Per gli sport olimpici, ciò significa che potrebbe diventare possibile generare, ad esempio, uno stadio olimpico sul proprio campo di allenamento per simulare questa importante competizione nell'allenamento quotidiano. Questo può essere considerato come una preparazione alla competizione il più vicino possibile. Anche le caratteristiche uditive, come il rumore della folla, possono essere facilmente implementate con estremo realismo. Un atleta di atletica leggera potrà così simulare la gara olimpica di sprint sui 100 metri generando virtualmente lo stadio e correndo su una pista reale. Tuttavia, non solo la corsa in sé può essere utilizzata per la preparazione, ma anche il momento che la precede e la segue. È possibile riprodurre scenari e routine immaginative che servono a ripetere mentalmente i possibili risultati della vita reale.
Per gli sport di alta precisione, la RV può servire come strumento per esercitarsi nella ripetizione di schemi di movimento reali in un ambiente virtuale, minimizzando lo sforzo fisico richiesto. Ad esempio, i servizi di tennis, i calci di punizione, le battute di baseball e il tiro con l'arco sono attività altamente ripetibili. Non è necessario alcuno strumento di addestramento oltre all'hard- e al software RV. Questo rende l'allenamento di precisione altamente “mobile” ed elimina la necessità di portare sempre con sé l'attrezzatura per l'allenamento e di dipendere dalle strutture in cui risiedono gli atleti. La pallacanestro, il tiro con l'arco, il golf, il tiro a segno, lo squash, il tennis, ecc. potrebbero beneficiare ampiamente di questa possibile applicazione della RV, in quanto portare letteralmente con sé l'attrezzatura e l'ambiente di allenamento e avere l'opportunità di ottenere ripetizioni extra realistiche è altamente economico e solo minimamente impegnativo dal punto di vista fisico.
Per quanto riguarda le competenze psicologiche più generali, la RV offre la possibilità di allenare diverse abilità mentali o strategie necessarie per ottenere prestazioni eccellenti negli atleti olimpici. Imparare a esibirsi sotto pressione, gestire l'ansia pre-prestazione, esercitarsi nelle routine, gestire lo stress e regolare le emozioni, tra le altre cose, può essere esercitato utilizzando dispositivi RV attraverso software disponibili in commercio e video a 360° personalizzati sulle necessità dell’atleta.
Per quanto riguarda la riabilitazione degli atleti e delle atlete infortunati/e, la RV offre diverse opportunità per l'allenamento di abilità (cognitive) specifiche per lo sport e per la riduzione dello stress (Weiß et al., 2024). Tutto ciò può essere fatto con requisiti fisici minimi. Ad esempio, gli allenatori e le allenatrici potrebbero utilizzare simulazioni sportive stazionarie, esercitazioni sui tempi di reazione/decisione o applicazioni di mindfulness guidate dalla RV per ridurre al minimo il movimento richiesto agli atleti e alle atlete, ma per preservare le loro capacità e mantenerli connessi al loro sport. Pertanto, la RV può essere implementata come un'alternativa sicura nei programmi di riabilitazione a sostituzione di prove di apprendimento, pratica e ripetizione delle attività sportive nella vita reale.
Infine, per le squadre, le allenatrici e gli allenatori sparsi in tutto il mondo, potrebbe essere interessante organizzare riunioni di squadra nel "metaverso". Questo potrebbe essere particolarmente rilevante nel contesto dei posti limitati per l'accreditamento del personale tecnico ai Giochi Olimpici. L'uso di avatar e di sale riunioni simulate sarebbe un esperimento interessante per le squadre, che potrebbero così cercare di individuare i potenziali vantaggi rispetto alle videochiamate tradizionali in termini di interazione reciproca e di sensazione di "essere davvero lì insieme".
Figura 3: Allenamento in realtà virtuale di un atleta di atletica leggera (generato dall'IA; fonte: Leonardo.Ai (https://leonardo.ai/)
La soluzione moderna a tutto? Le insidie dell'allenamento in RV per gli atleti e le atlete degli sport olimpici
Nonostante tutti i possibili utilizzi e i potenziali vantaggi rispetto ai comuni (computer) metodi di addestramento, quando si applica l'addestramento in RV si devono prendere in considerazione alcuni fattori legati alla sicurezza. Le sessioni di allenamento non dovrebbero durare più di 30 minuti senza pause e la discrepanza tra i movimenti nel mondo virtuale e in quello reale non dovrebbe essere troppo grande per evitare la cosiddetta cybersickness, un effetto collaterale comune della RV che include, ad esempio, nausea o mal di testa (Nesbitt & Nalivaiko, 2018; Webb & Griffin, 2003).
Inoltre, la RV non è (ancora) adatta all'allenamento della motricità fine a causa del ridotto realismo, probabilmente dovuto all’assenza di feedback aptico. Allo stato attuale dei dispositivi RV in termini di prestazioni, il loro utilizzo per allenare la motricità fine potrebbe portare a un errato riapprendimento degli schemi di movimento negli atleti e nelle atlete. A titolo di esempio, un portiere di hockey su ghiaccio d'élite, che si sta allenando con la RV sotto la supervisione degli autori, ha presentato modelli di movimento disadattivi dopo essersi allenato con un particolare software RV. Ciò è probabilmente attribuibile a un imperfetto "pseudo" realismo di questo particolare software RV e dimostra che i ricercatori e le ricercatrici devono tenere presente che l'allenamento in RV potrebbe non essere (ancora) equiparabile all’allenamento nel mondo reale. Piuttosto, sulla base di prove recenti, sembra plausibile che possa essere utilizzata per allenare i punti chiave di alcuni schemi di movimento o sequenze procedurali e movimenti tattici che sono meno fini, ad esempio luso d’uso della testa nel calcio (Marshall et al., 2023; Parr et al., 2023).
Un'altra limitazione dei dispositivi RV è il fatto che non dovrebbero essere utilizzati come riscaldamento immediato o direttamente prima dell'allenamento fisico e della competizione. Durante l'allenamento RV, gli occhi degli utenti ricevono indicazioni di profondità contrastanti e il sistema visivo è sottoposto a stress a causa della configurazione innaturale (visione 3D generata su schermi 2D a pochi centimetri dagli occhi degli/lle utenti). Dopo aver rimosso il dispositivo RV, il sistema visivo ha bisogno di alcuni minuti per riabituarsi al mondo reale. Pertanto, dopo l'uso della RV si deve considerare che la stabilità oculomotoria e la percezione della profondità sono compromesse per un breve periodo di tempo, il che potrebbe compromettere le prestazioni nella vita reale in compiti guidati dalla vista (Harris et al., 2020).
Per quanto riguarda gli effetti motivazionali dell'allenamento RV, va notato che la ripetizione di esercizi in un ambiente standardizzato, pur avendo alcuni vantaggi, può essere dannosa per la motivazione a lungo termine degli atleti. L'esercizio ripetuto potrebbe gradualmente diventare monotono, soprattutto quando ci si allena da soli. Le attuali applicazioni RV mancano ancora dell'interazione sociale che di solito si verifica sui campi di allenamento reali. Pertanto, mentre la RV è adatta per l'allenamento ripetitivo standardizzato in un ambiente sicuro e ben controllato, mancano alcuni aspetti dell'allenamento reale, come l'interazione sociale e in generale un maggior numero di input sensoriali.
Figura 4. Un atleta olimpico che utilizza la realtà virtuale in un'arena di allenamento (generata dall'IA; fonte: Leonardo.Ai (https://leonardo.ai/)
Conclusioni
In sintesi, l'allenamento in RV consente agli atleti e alle atlete di vari sport olimpici di impegnarsi nell'apprendimento, nella pratica e nelle prove che nella vita reale possono essere fisicamente impegnative, pericolose, poco pratiche o comunque costose (in termini di risorse umane, tecniche o temporali). Abbiamo sottolineato che questa nuova tecnologia offre molte possibilità promettenti per gli/le atleti/e olimpici, sia attualmente sia in futuro (ad esempio, per la preparazione di una gara). Tuttavia, rimangono alcuni problemi che devono essere considerati come potenziali insidie dell'allenamento RV (ad esempio, la mancanza di feedback aptico). Con i continui sviluppi in questo settore, tuttavia, siamo certi che questo è solo l'inizio della ricerca e della pratica della psicologia dello sport in RV (e della MR) e che ci saranno grandi sviluppi nei prossimi anni.
Glossario
Mixed reality: combinazione di ambienti virtuali e reali (fisici)
Cybersickness: effetto collaterale polisintomatico dell'uso di schermi montati sulla testa per la realtà virtuale, tra cui, ad esempio, nausea o mal di testa.
Bibliografia
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