Johrine Cronjé

• Virtual humans (VHs) hold immense potential for collaboration in social virtual reality (VR). As VR technology advances, it's vital to assess the psychological effects on VH trust and user privacy to build meaningful social interactions in VR. In social VR, users must be able to trust the VHs they interact with as they navigate through socio-cultural activities. The evaluation of trustworthiness in VHs profoundly impacts interaction quality and user willingness to engage. Conversely, untrustworthy VHs can harm user experiences, privacy, and VRVirtual humans (VHs) hold immense potential for collaboration in social virtual reality (VR). As VR technology advances, it's vital to assess the psychological effects on VH trust and user privacy to build meaningful social interactions in VR. In social VR, users must be able to trust the VHs they interact with as they navigate through socio-cultural activities. The evaluation of trustworthiness in VHs profoundly impacts interaction quality and user willingness to engage. Conversely, untrustworthy VHs can harm user experiences, privacy, and VR engagement. To address this, we conducted immersive VR studies, exploring how psychological factors influence user's VH trust evaluation under various psychological conditions. This research is pivotal for developing strategies to enhance user privacy, establish secure VR environments, and create a foundation of trust that supports immersive socio-cultural experiences in VR. To date, there are no established interpersonal trust measurement tools specifically for VHs in VR. In study 1 (the familiarity study) of the current thesis the VR-adjusted version of the social conditioned place preference paradigm (SCPP) by Kiser et al., (2022) was identified as a potential trust measurement tool. We tested whether the familiarity of a VH influenced trust as measured with the SCPP paradigm and other self-defined outcome measures, in a Computer Augmented Virtual Environment (CAVE). The CAVE is a VR system that combines immersive VR with real-world elements. It consists of a room-sized space where the walls are used as projection screens to display virtual scenes and objects. In this within - subject design (n = 20), half of the participants were familiarized with one VH and tasked to explore and interact in a realistic looking virtual art museum environment. The participant’s evaluation of the VH’s trustworthiness was measured as well as their subsequent trust behaviours. Results revealed no significant differences in the evaluation of the VH’s trustworthiness nor any behavioural differences between conditions. The findings of the impact of a VH’s familiarity on trust is inconclusive due to the major limitations of the paradigm. We concluded that the SCPP paradigm needs further validation and the proposed proxies of trust need to be re-evaluated. The findings were considered in the following study. The virtual maze paradigm design of Hale, (2018) was identified as a potential trust measurement tool, however several limitations are associated with its use to measure trust in VR. In study 2 (a validation study), improvements were made to the virtual maze paradigm of Hale, (2018) and a variant of this paradigm was implemented. We conducted a validation study with 70 participants in a between-subject design with VH trustworthiness as the between-subject factor. Participants wore a head-mounted display (HMD), to deliver an immersive VR experience. In our version of the virtual maze, it was the task of the users (the trustors) to navigate through a maze in VR, where they could interact with a VH (the trustee). They could choose to ask for advice and follow the advice from the VH if they wanted to. The number of times participants asked and followed advice and the time it took to respond to the given advice served as behavioural proxies/measures of trust. The two conditions (trustworthy vs. untrustworthy) did not differ in the content of the advice but in the appearance, tone of voice and engagement of the trustees (allegedly an avatar controlled by other participants). Results indicated that the experimental manipulation was successful, as participants rated the VH as more trustworthy in the trustworthy condition compared with the VH in the untrustworthy condition. Importantly, this manipulation affected the trust behaviour of participants, who, in the trustworthy condition, asked for advice and followed advice more often, indicating that the paradigm is sensitive to differences in VH’s trustworthiness. Thus, our paradigm can be used to measure differences in interpersonal trust towards VHs and may serve as a valuable research tool for researchers who study trust in VR. Therefore, study 2 fills the gap in the literature, for an interpersonal trust measurement tool specifically for VHs in VR. Two experimental studies, with a sample size of 50 participants each, utilized the virtual maze paradigm where participants entered 12 rooms under different conditions. We examined the influence of cognitive load (CL) on trust towards VH in VR in study 3 (Cognitive load study), and the influence of emotional affect (Emotional affect study) on trust towards VH in VR in study 4 (EA study). In both studies, we assessed participant’s evaluation of a VH’s trustworthiness, along with three behavioural indicators of trust in the maze task: 1) frequency of advice asked, 2) frequency of advice followed, and 3) the time taken by participants to execute the received advice. In study 3, the CL was manipulated with the auditory 1-back task in the high cognitive load condition (HCL). In study 4, the Autobiographical Emotional Memory Task (AEMT) was used to manipulate the EA of participants in the negative emotional affect (NEA) condition. As an additional manipulation, while participants were immersed in VR, they were exposed to 12 negative pictures and sounds that was presented simultaneously to strengthen the initial manipulation. The manipulation of the within-subject factors (CL and EA) was successful in both studies, as significant differences between conditions were observed in both studies (higher CL in the HCL condition and a more negative EA in the NEA condition). However, only CL influenced participant’s evaluation of the VH’s trustworthiness. The VH were evaluated as significantly more trustworthy after the HCL condition. Despite the difference in trust evaluation, there was no difference in advice asking or following. Participants in study 4 asked and followed advice due to their trust in the VH and asked and followed advice equally often in both conditions. Importantly, significant differences were observed in the participants response times in both studies. In study 3 during the HCL condition participants followed advice quicker. The order in which the conditions were presented influenced the experience of CL. Participants experienced higher levels of CL and responded to advice significantly faster when low cognitive load (LCL) was presented as the first condition compared with LCL as the second condition. In study 4 participants in the NEA condition followed advice slower similar to the findings of study 3. The order in which the conditions were presented had a significant effect on the EA. Participants asked and followed advice less when the NEA condition was presented first compared with when it is presented second. Possible explanations for the findings are discussed in the thesis. Overall, this thesis offers a novel tool for trust measurement (the virtual maze paradigm) and contributes to understanding the role of psychological factors in trust towards virtual humans in virtual reality.…
• Die Darstellung virtueller Menschen (VHs) birgt ein enormes Potenzial für die Zusammenarbeit in der sozialen virtuellen Realität (VR). Da die VR-Technologie voranschreitet, ist es wichtig, die psychologischen Auswirkungen auf das Vertrauen in VHs und die Privatsphäre der Benutzer zu bewerten, um sinnvolle soziale Interaktionen in VR aufzubauen. In der sozialen VR müssen Benutzer:innen den VHs, mit denen sie interagieren, vertrauen können, während sie durch soziokulturelle Aktivitäten navigieren. Die Bewertung der Vertrauenswürdigkeit in VHs hatDie Darstellung virtueller Menschen (VHs) birgt ein enormes Potenzial für die Zusammenarbeit in der sozialen virtuellen Realität (VR). Da die VR-Technologie voranschreitet, ist es wichtig, die psychologischen Auswirkungen auf das Vertrauen in VHs und die Privatsphäre der Benutzer zu bewerten, um sinnvolle soziale Interaktionen in VR aufzubauen. In der sozialen VR müssen Benutzer:innen den VHs, mit denen sie interagieren, vertrauen können, während sie durch soziokulturelle Aktivitäten navigieren. Die Bewertung der Vertrauenswürdigkeit in VHs hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Interaktionsqualität und die Bereitschaft der Benutzer:innen, sich zu engagieren. Umgekehrt können nicht vertrauenswürdige VHs das Benutzererlebnis, die Privatsphäre und das VR-Engagement beeinträchtigen. Um dieses Problem zu adressieren, wurden immersive VR-Studien durchgeführt und dabei wurde untersucht, welche psychologische Faktoren die VH-Vertrauensbewertung des Benutzers unter verschiedenen psychologischen Bedingungen beeinflussen. Diese Forschung ist von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung von Strategien zur Verbesserung der Privatsphäre der Benutzer, zur Einrichtung sicherer VR-Umgebungen und zur Schaffung einer Vertrauensbasis, die immersive soziokulturelle Erfahrungen in VR unterstützt. Bisher gibt es keine etablierten Tools zur Messung des zwischenmenschlichen Vertrauens speziell für VHs in VR. In Studie 1 (der Vertrautheitsstudie) der aktuellen Dissertation wurde die VR-adjustierte Version des Social Conditioned Place Preference Paradigm (SCPP) von Kiser et al. (2022) als potenzielles Vertrauensmessinstrument identifiziert. In einer Computer Augmented Virtual Environment (CAVE) wurde getestet, ob die Vertrautheit eines VH das Vertrauen beeinflusst, gemessen mit dem SCPP-Paradigma und anderen selbstdefinierten Ergebnismaßen. Das CAVE ist ein VR-System, das immersive VR mit realen Elementen kombiniert. Es handelt sich um einen raumgroßen Raum, dessen Wände als Projektionsflächen für die Darstellung virtueller Szenen und Objekte dienen. Bei diesem fächerübergreifenden Design (n = 20) wurde die Hälfte der Teilnehmer mit einem VH vertraut gemacht und erhielt die Aufgabe, eine realistisch aussehende virtuelle Kunstmuseumsumgebung zu erkunden und darin zu interagieren. Es wurde die Einschätzung der Vertrauenswürdigkeit des VH durch die Teilnehmer sowie ihr anschließendes Verhalten gemessen. Die Ergebnisse zeigten keine signifikanten Unterschiede in der Bewertung der Vertrauenswürdigkeit des VH und auch keine Verhaltensunterschiede zwischen den Bedingungen. Die Ergebnisse zum Einfluss der Vertrautheit eines VH auf das Vertrauen sind aufgrund der großen Einschränkungen des Paradigmas nicht schlüssig. Daraus wurde der Schluss gezogen, dass das SCPP-Paradigma einer weiteren Validierung bedarf und die vorgeschlagenen Vertrauensparameter neu bewertet werden müssen. Die Ergebnisse wurden in der folgenden Studie berücksichtigt. Das Virtual-Labyrinth-Paradigma-Design von Hale (2018) wurde als potenzielles Instrument zur Vertrauensmessung identifiziert, wobei seine Verwendung zur Messung des Vertrauens in VR jedoch mit mehreren Einschränkungen verbunden ist. In Studie 2 (einer Validierungsstudie) wurden Verbesserungen am virtuellen Labyrinth-Paradigma von Hale (2018) vorgenommen und eine Variante dieses Paradigmas implementiert. Es wurde eine Validierungsstudie mit 70 Teilnehmern in einem Inter-Subjekt-Design mit VH-Vertrauenswürdigkeit als Zwischen-Subjekt-Faktor durchgeführt. Die Teilnehmer:innen trugen ein Head-Mounted-Display (HMD), um ein immersives VR-Erlebnis zu bieten. In unserer Version des virtuellen Labyrinths war es die Aufgabe der Benutzer:innen („Treugeber“), durch ein Labyrinth in VR zu navigieren, wo sie mit einem VH (dem „Treuhänder“) interagieren konnten. Sie könnten sich entscheiden, um Rat zu fragen und den Ratschlägen des VH zu folgen, wenn sie wollten. Als Verhaltensindikatoren/Maßstäbe für das Vertrauen dienten die Häufigkeit, mit der die Teilnehmer:innen nach Ratschlägen fragten und diese befolgten, sowie die Zeit, die sie brauchten, um auf den gegebenen Rat zu reagieren. Die beiden Bedingungen (vertrauenswürdig vs. nicht vertrauenswürdig) unterschieden sich nicht im Inhalt der Beratung, sondern im Aussehen, Tonfall und Engagement des Treuhänders (angeblich ein von anderen Teilnehmer:inne:n kontrollierter Avatar). Die Ergebnisse zeigten, dass die experimentelle Manipulation erfolgreich war, da die Teilnehmer:innen den VH in der vertrauenswürdigen Bedingung als vertrauenswürdiger einschätzten als den VH in der nicht vertrauenswürdigen Bedingung. Wichtig ist, dass sich diese Manipulation auf das Verhalten der Teilnehmer:innen auswirkte, da diese in der vertrauenswürdigen Bedingung häufiger um Rat fragten und Ratschläge befolgten, was darauf hindeutet, dass das Paradigma empfindlich auf Unterschiede in der Vertrauenswürdigkeit von VH reagiert. Somit kann das entwickelte Paradigma verwendet werden, um Unterschiede im zwischenmenschlichen Vertrauen gegenüber VHs zu messen und als wertvolles Forschungsinstrument für Forscher:innen dienen, die Vertrauen in VR untersuchen. Daher füllt Studie 2 die Lücke in der Literatur für ein Tool zur Messung des zwischenmenschlichen Vertrauens speziell für VHs in VR. Zwei experimentelle Studien mit einer Stichprobengröße von jeweils 50 Teilnehmern nutzten das Paradigma des virtuellen Labyrinths, bei dem die Teilnehmer 12 Räume unter unterschiedlichen Bedingungen betraten. Anschließend wurde der Einfluss der kognitiven Belastung (CL) auf das Vertrauen gegenüber VH in VR in Studie 3 (Studie zur kognitiven Belastung) und der Einfluss emotionaler Affekte in Studie 4 (Studie zum emotionalen Affekt, EA-Studie) auf das Vertrauen gegenüber VH in VR untersucht. In beiden Studien wurde die Einschätzung der Vertrauenswürdigkeit eines VH durch die Teilnehmer:innen mit drei Verhaltensindikatoren für Vertrauen in der Labyrinthaufgabe bewertet: 1) Häufigkeit der erfragten Ratschläge, 2) Häufigkeit der befolgten Ratschläge und 3) die Zeit, die die Teilnehmer:innen zur Ausführung der Aufgabe nach einem Rat benötigten. In Studie 3 wurde die CL mit der auditiven 1-Rücken-Aufgabe im Zustand hoher kognitiver Belastung (HCL) manipuliert. In Studie 4 wurde die Autobiographical Emotional Memory Task (AEMT) verwendet, um den EA von Teilnehmer:inne:n im Zustand des negativen emotionalen Affekts (NEA) zu manipulieren. Als zusätzliche Manipulation wurden die Teilnehmer:innen, während sie in die VR eintauchten, 12 negativen Bildern und Tönen ausgesetzt, die gleichzeitig präsentiert wurden, um die anfängliche Manipulation zu verstärken. Die Manipulation der subjektiven Faktoren (CL und EA) war in beiden Studien erfolgreich, da in beiden Studien signifikante Unterschiede zwischen den Bedingungen beobachtet wurden (höhere CL im HCL-Zustand und ein negativerer EA im NEA-Zustand). Allerdings beeinflusste nur die CL die Bewertung der Vertrauenswürdigkeit des VH durch die Teilnehmer. Die VH wurden nach der HCL-Bedingung als deutlich vertrauenswürdiger bewertet. Trotz der unterschiedlichen Vertrauensbewertung gab es keinen Unterschied darin, Ratschläge zu erfragen oder zu befolgen. Die Teilnehmer:innen in Studie 4 fragten und befolgten Ratschläge aufgrund ihres Vertrauens in die VH und in beiden Bedingungen gleich oft. Wichtig ist, dass in beiden Studien signifikante Unterschiede in den Reaktionszeiten der Teilnehmer:innen beobachtet wurden. In Studie 3 folgten die Teilnehmer:innen in der HCL-Bedingung den Ratschlägen schneller. Die Reihenfolge, in der die Bedingungen dargestellt wurden, beeinflusste die Erfahrung von CL. Die Teilnehmer:innen erlebten höhere CL-Werte und reagierten deutlich schneller auf Ratschläge, wenn eine niedrige kognitive Belastung (LCL) als erste Bedingung genutzt wurde, verglichen mit LCL als zweite Bedingung. In Studie 4 folgten die Teilnehmer:innen in der NEA-Bedingung den Ratschlägen langsamer, ähnlich wie in Studie 3. Die Reihenfolge der Bedingungen, hatte einen signifikanten Einfluss auf die EA. Wenn die NEA-Bedingung zuerst genutzt wurde, fragten und befolgten die Teilnehmer:innen weniger Ratschläge als wenn sie als zweites vorgestellt wurde. Mögliche Erklärungen für die Ergebnisse werden in der Arbeit diskutiert. Insgesamt bietet diese Arbeit ein neuartiges Werkzeug zur Vertrauensmessung (das virtuelle Labyrinth-Paradigma) und trägt zum Verständnis der Rolle psychologischer Faktoren beim Vertrauen gegenüber virtuellen Menschen in der virtuellen Realität bei.…