结合注意力机制优化的虚拟现实场景生成技术，用于创新与创业教育，并实现认知负荷的平衡

《Scientific Reports》：Attention mechanism-enhanced virtual reality scene generation for innovation and entrepreneurship education with cognitive load balancing

　　

摘要

虚拟现实（VR）技术已成为创新和创业教育的变革性工具，但现有系统在场景生成的真实感和认知负荷管理方面存在关键限制。本研究提出了一个集成框架，该框架结合了增强注意力的场景生成机制和自适应认知负荷平衡策略来应对这些挑战。该框架采用多尺度注意力架构，在空间、通道和时间维度上进行操作，以选择性地强调教学上重要的创业元素，同时保持上下文的一致性。实时认知负荷评估系统监测生理信号和行为模式，实现场景复杂度的动态调整，将学习者保持在最佳挑战区内。通过对45个创业场景进行的实验验证（共有120名参与者参与），结果显示取得了显著改进：与基线方法相比，场景质量得分提高了26%–45%，错误率降低了60.9%，任务完成时间缩短了23.7%。在长达60分钟的培训过程中，该系统在87.3%的会话时间内保持了稳定的认知负荷在目标范围内。消融研究证实了各个注意力组成部分的关键作用，当这些组件被移除时，场景质量下降了12%–18%。这些发现推动了生成型VR系统的计算创新以及创业教育的教学方法，为不同教育和职业发展背景下的可扩展、个性化培训应用提供了实用解决方案。