Kentsel mekan tasarım sürecinde sanal gerçeklik ve nörobilim yaklaşımlarının kullanımına yönelik bir değerlendirme
Evaluation of digital urban space design with virtual reality and neuroscience approaches
Yazar: HASAN BERKAY COŞER
Danışman: PROF. DR. YÜKSEL DEMİR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kentsel Tasarım Ana Bilim Dalı / Kentsel Tasarım Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Tez, kentsel mekân tasarımında sanal gerçeklik (VR) simülasyonlarının potansiyelini araştırarak, kullanıcı deneyimini, katılımını, güvenliğini ve memnuniyetini artırmayı amaçlamaktadır. Kentlerin kentsel mekân tasarım sürecinde deney mekânı olarak kullanılamayacak kadar kıymetli ve insan yaşamı için önemli bir yeri olduğu göz önünde bulundurularak, sanal gerçeklik teknolojisinin potansiyeli vurgulanmaktadır. Bu bağlamda, sanal gerçeklik ve nörobilim yaklaşımlarıyla yapılan simülasyonların kullanıcı deneyimini nasıl etkilediği ve bu deneyimlerin psiko-fizyolojik verilerle nasıl değerlendirilebileceği incelenmiştir.
Araştırmanın amacı, kentsel mekân tasarım sürecinde, sanal mekânda gerçekleştirilecek katılımcı simülasyonlar yoluyla olası sorunların hayata geçmeden önce saptanarak önlenmesi ve bu süreçte sanal mekân tasarımının potansiyelinden ve psiko-fizyolojik verilere dayalı kullanıcı deneyiminden yararlanma olanaklarının bir vaka çalışması aracılığıyla araştırılmasıdır. Araştırma kapsamında, kentsel mekân tasarımında sanal gerçeklik teknolojileri ile gerçekleştirilen sayısal simülasyon ve psiko-fizyolojik verilere dayalı kullanıcı deneyimi ile ilgili güncel durumu saptamak üzere bir öncül analizi gerçekleştirilmiştir. Bu analiz, 122K260 numaralı TÜBİTAK 1001 projesi kapsamında yapılan "Sokaklarda Güvende Hissetmeyi Etkileyen Mekânsal Niteliklerin Sinirbilim ve Makine Öğrenmesi Temelli Yöntemlerle Sanal Mekânlar Üzerinden Değerlendirilmesi" projesi ile detaylandırılmıştır.
Araştırmada karma yöntem ile birlikte içerik analizi kullanılmıştır. İlk olarak, kentsel tasarım süreçlerinde sanal gerçeklik ve nörobilim teknolojilerinin kullanımına dair güncel durum literatür taraması ile belirlenmiştir. İkinci aşamada, TÜBİTAK 1001 projesi kapsamındaki simülasyon bir vaka çalışması olarak ele alınmış ve katılımcı anketleri, deney gözlemleri ve yarı yapılandırılmış görüşmeler aracılığıyla psiko-fizyolojik tepkiler ve kullanıcı deneyimleri değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmeler, nesnel (EEG, EDA, göz hareketleri) ve öznel verilerin analizi ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgular, literatürdeki bilgilerle karşılaştırılarak kapsamlı bir değerlendirme yapılmıştır.
Hipotez, katılımcı bir şekilde kurgulanacak sanal gerçeklik simülasyonlarının ve nörobilim yaklaşımlarının, kentsel tasarım süreçlerinde kullanıcı deneyimini anlama ve kentsel mekân niteliğini artırma açısından etkili bir araç olabileceğidir. Bu hipotez, nesnel ve öznel verilerin analizi ile elde edilecek bulguların, sanal gerçeklik destekli kentsel mekân tasarımının potansiyel etkilerini değerlendirmeye yardımcı olacağı varsayımına dayanmaktadır.
Araştırmanın sonuçları, kentsel tasarım süreçlerinde sanal gerçeklik teknolojisinin önemini vurgulamakta ve insan odaklı tasarımın önemini ortaya koymaktadır. Bu bulgular, kentsel mekânların yenilenmesi öncesinde potansiyel sorunların önceden tespit edilmesi ve kullanıcı deneyiminin iyileştirilmesi için sanal gerçeklik teknolojilerinin nasıl kullanılabileceğine dair önemli bilgiler sunmaktadır.

Abstract:
The thesis aims to enhance user experience, participation, safety, and satisfaction by investigating the potential of virtual reality simulations in urban space design. Given that urban areas are highly valuable and critical to human life, employing them as experimental grounds in the urban space design process poses significant risks. Hence, the utilization of virtual reality technology is emphasized as a crucial alternative. The study delves into how simulations, developed through virtual reality and neuroscience approaches, impact user experiences and how these experiences can be evaluated using psycho-physiological data.
The core objective of the research is to identify and mitigate potential problems before they manifest in real-world urban environments. This is achieved through participatory simulations conducted in virtual spaces as part of the urban space design process. By leveraging psycho-physiological data, the study investigates the potential of virtual space design to enhance user experience and improve urban environments. A detailed precursor analysis was undertaken to evaluate the current state of digital simulations and user experiences based on psycho-physiological data in urban space design using VR technologies. This analysis is further detailed in the project titled "Evaluation of Spatial Qualities Affecting Feeling Safe on Streets with Neuroscience and Machine Learning Based Methods on Virtual Spaces," conducted within the scope of the TÜBİTAK 1001 project.
To achieve these objectives, the research employs content analysis in conjunction with mixed methods. Initially, a comprehensive literature review was conducted to establish the current status of virtual reality and neuroscience technologies in urban design processes. The subsequent phase involved using the TÜBİTAK 1001 project simulation as a case study. Psycho-physiological responses and user experiences were evaluated using participant surveys, experimental observations, and semi-structured interviews. These evaluations were grounded in the analysis of objective data, such as EEG, EDA, and eye movements, alongside subjective data gathered from user feedback.
The hypothesis driving this research posits that virtual reality simulations and neuroscience approaches, developed in a participatory manner, can serve as effective tools for understanding user experiences in urban design processes and enhancing the quality of urban spaces. This hypothesis is built on the premise that insights gained from the analysis of both objective and subjective data will provide valuable information on the potential effects of virtual reality-supported urban space design.
One of the significant aspects of this research is the focus on human-centered design in the context of urban planning. The study underscores the importance of considering the user's perspective in creating sustainable and satisfying urban environments. By integrating virtual reality technology, urban planners and designers can simulate various scenarios and gather feedback on user experience before implementing changes in the real world. This approach not only helps in detecting and addressing potential issues but also ensures that the designed spaces meet the needs and preferences of the inhabitants.
The research findings highlight several key benefits of using virtual reality technology in urban design. Firstly, virtual reality simulations allow for a high degree of flexibility and experimentation. Designers can create multiple iterations of a space, test different design elements, and receive immediate feedback from users. This iterative process is invaluable in refining and optimizing urban spaces to enhance user satisfaction and well-being.
Secondly, the use of psycho-physiological data provides an objective measure of user experience. Traditional methods of gathering user feedback, such as surveys and interviews, are often subjective and influenced by various external factors. In contrast, physiological responses, such as brain activity (EEG), skin conductance (EDA), and eye movements, offer a more direct and quantifiable measure of how users interact with and perceive their environment. This data can reveal insights into aspects of the design that may not be apparent through subjective feedback alone.
Moreover, the research emphasizes the role of virtual reality in fostering a participatory design process. By involving users in the simulation and design phases, urban planners can ensure that the final designs are more aligned with the needs and desires of the community. This participatory approach not only enhances the sense of ownership and acceptance of the designed spaces but also contributes to creating environments that are more responsive to the users' requirements.
In the case study conducted within the scope of the TÜBİTAK 1001 project, the research demonstrates how virtual reality and neuroscience approaches can be applied to evaluate the feeling of safety in urban spaces. The study involved creating virtual reality simulations of various urban environments and assessing participants' psycho-physiological responses to these spaces. The findings indicated that certain spatial qualities, such as lighting, openness, and visibility, significantly impact users' perception of safety. These insights can guide urban planners in designing safer and more comfortable urban spaces.
Overall, the thesis provides a comprehensive evaluation of the potential of virtual reality technology in urban space design. It underscores the importance of incorporating user experience and physiological data in the design process to create more effective, user-friendly, and sustainable urban environments. The findings contribute to the growing body of knowledge on the application of virtual reality and neuroscience in urban planning and offer practical recommendations for urban designers and planners.
In conclusion, the research conducted by author highlights the transformative potential of virtual reality and neuroscience approaches in urban design. By enabling participatory simulations and incorporating psycho-physiological data, these technologies can significantly enhance the quality of urban spaces and improve the overall user experience. The thesis emphasizes the need for a human-centered approach in urban planning and provides valuable insights into how virtual reality technology can be leveraged to create more responsive, safe, and satisfying urban environments.