Behavior

Kontrollert rotasjon av menneskelige observatører i et virtual reality-miljø

Published: April 21, 2022 doi: 10.3791/63699

Michael Falconbridge¹, Phillip Falconbridge², David R. Badcock¹

¹School of Psychology, University of Western Australia, ²Falco Enterprise

Summary

Den kontrollerte fysiske rotasjonen av en menneskelig observatør er ønskelig for visse eksperimentelle, rekreasjonsmessige og pedagogiske applikasjoner. Dette dokumentet skisserer en metode for å konvertere en kontor svingstol til et medium for kontrollert fysisk rotasjon i et virtuelt virkelighetsmiljø.

Abstract

De lave kostnadene og tilgjengeligheten til VR-systemer (Virtual Reality) har støttet en nylig akselerasjon av forskning på oppfatning og atferd under mer naturalistiske, multisensoriske og oppslukende forhold. Et forskningsområde som særlig har nytt godt av bruken av VR-systemer er multisensorisk integrasjon, for eksempel integrering av visuelle og vestibulære signaler for å gi opphav til en følelse av selvbevegelse. Av denne grunn representerer en tilgjengelig metode for kontrollert fysisk rotasjon av en observatør i et virtuelt miljø en nyttig innovasjon. Dette papiret presenterer en metode for å automatisere rotasjonen av en kontor svingstol sammen med en metode for å integrere den bevegelsen i en VR-opplevelse. Ved hjelp av et eksempeleksperiment er det demonstrert at den fysiske bevegelsen, og dermed produsert, er integrert med observatørens visuelle opplevelse på en måte som samsvarer med forventningene; høy integrasjon når bevegelsen er kongruent med den visuelle stimulansen og lav integrasjon når bevegelsen er inkongruent.

Introduction

Mange signaler kombineres under naturlige forhold for å gi en følelse av selvbevegelse¹. Å produsere en slik følelse er et mål i mange rekreasjons-, helse- og pedagogiske VR-applikasjoner ^2,3,4,5, og bare forstå hvordan signaler kombineres for å gi en følelse av selvbevegelse har vært en langsiktig bestrebelse av nevrologer 6,7,8,9,10,11 . De tre viktigste klassene av signaler for selvbevegelsesoppfatning er visuell, vestibulær og proprioceptiv¹. Alle tre kombinerer kongruent under naturlig aktiv bevegelse i den virkelige verden for å gi en robust og rik følelse av selvbevegelse. For å forstå rollen til hver klasse av signaler og få en følelse av hvordan signaler kombineres, har forskere tradisjonelt fratatt eksperimentelle observatører av en eller flere signaler og / eller plassert signaler i konflikt med hverandre ^1,12. For eksempel, for å gi rotasjons vestibulære signaler i fravær av proprioceptive signaler, kan en observatør roteres passivt av en motorisert stol 13,14,15,16. Slike passive bevegelser har vist seg å gi svært overbevisende signaler til selvbevegelse¹⁷. Kontrollerte visuelle signaler fra et VR-hodesett kan være kongruente eller usammenhengende med stolbevegelsen eller fraværende helt. Proprioceptive signaler kan legges til ved at observatøren roterer stolen under sin egen kraft, for eksempel ved å skyve stolen rundt med føttene.

Presentert her er en metode for å konvertere en kontor svingstol til et medium for fysisk å rotere kroppen til en observatør og integrere den bevegelsen i en visuell (og potensielt auditiv) virtuell opplevelse. Stolens rotasjon kan være under kontroll av observatøren, et dataprogram eller en annen person, for eksempel eksperimentet. Observatørstyrt rotasjon kan være passiv ved å gjøre den motordrevne rotasjonen til en funksjon av posisjonen til observatørens håndholdte kontroller eller aktiv ved å slå av stolen og få observatøren til å rotere stolen selv.

Også presentert er en psykofysisk applikasjon for dette stolen / VR-systemet. Dette eksempelprogrammet fremhever nytten av den kontrollerte passive rotasjonen til en observatør for å forstå hvordan selvbevegelsessignaler samhandler for å produsere generelle perseptuelle opplevelser. Det konkrete målet var å få innsikt i en lang studert visuell illusjon – indusert bevegelse^18,19. I indusert bevegelse blir et stasjonært eller bevegelig mål merkbart "frastøtt" bort fra en bevegelig bakgrunn. Hvis for eksempel en rød mål prikk beveger seg loddrett oppover mot et felt med blå prikker som beveger seg mot høyre, vil målpunktet se ut til å bevege seg oppover, som forventet, men også til venstre, bort fra retningen til den bevegelige bakgrunnen^20,21. Målet var å teste om frastøtelsen er et resultat av å tolke bakgrunnsbevegelsen som forårsaket av selvbevegelse^22,23.

Hvis dette er tilfelle, bør tillegg av fysisk rotasjon som er i samsvar med bakgrunnsvisuell bevegelse føre til en sterkere følelse av at bakgrunnsbevegelsen skyldes selvrotasjon gjennom et stasjonært miljø. Dette bør igjen føre til en større tendens til å trekke bakgrunnsbevegelsen fra målbevegelsen for å få målbevegelse i forhold til den stasjonære verden²³. Denne økte tendensen til å trekke fra vil føre til større oppfattet mål frastøtelse. Fysisk selvrotasjon som enten var i samsvar med eller inkonsekvent med bakgrunnsbevegelsen, ble lagt til for å teste dette. Systemet som presenteres her tillot presis kontroll av fysisk bevegelse og tilsvarende visuell bevegelse for å teste denne hypotesen. I eksemplet var stolbevegelsen under direkte kontroll av observatøren ved hjelp av VR-systemets håndholdte kontroller.

Selv om det er mange eksempler på motoriserte roterende stoler for ulike VR-applikasjoner i litteraturen 24,25,26,27,28,29, er forfatterne ikke klar over et kortfattet sett med instruksjoner for å lage en slik stol og integrere den i en interaktiv VR-opplevelse. Begrensede instruksjoner er tilgjengelige for SwiVRChair²⁹, som er lik i struktur som den som presenteres her, men som er designet med et annet formål i tankene, det vil forventes å bli drevet av et dataprogram for å forbedre nedsenking i et VR-miljø, hvor stolbevegelse kan overstyres av brukeren ved å plassere føttene på bakken. Gitt bekostning av kommersielt tilgjengelige stoler^30,31, kan det å gjøre en "internt" være et mer levedyktig alternativ for noen forskere. For de i denne situasjonen bør protokollen nedenfor være til nytte.

Oversikt over systemet
Protokollen består av instruksjoner for å konvertere en kontorstol til en elektrisk drevet roterende stol og integrere stolbevegelsen i en VR-opplevelse. Hele systemet, når det er fullført, består av fire deler: de mekaniske, elektriske, programvare- og VR-delsystemene. Et bilde av hele systemet er vist i figur 1. Systemet som ble vist var det som ble brukt i eksempeleksperimentet.

Jobben med det mekaniske delsystemet er å fysisk rotere den øvre akselen til en svingstol via en motor. Den består av en kontorstol som to ting er festet til: en remskive festet til den øvre roterende akselen på kontorstolen og en justerbar monteringsramme festet til den nedre faste delen av akselen. En elektrisk steppermotor er festet til braketten, som har en remskive festet til akselen som stemmer opp med remskiven på kontorstolens øvre aksel. Et belte parer motorskiven til stolskiven, slik at motoren kan snurre stolen.

Det elektriske delsystemet gir strøm til motoren og tillater elektronisk kontroll av motoren. Den består av en motordriver, en strømforsyning for motoren, et Arduino-kort for å interfacing driveren med en datamaskin, og en strømforsyning for Arduino (valgfritt). Et Arduino-brett er et populært lite brett blant hobbyister og profesjonelle produsenter av alt elektronisk, som inneholder en programmerbar mikroprosessor, kontrollere, inngangs- og utgangspinner og (i noen modeller) en USB-port (kreves her). Alle de elektriske komponentene er plassert i en spesialmodifisert elektrisk isolert boks. Ettersom nettstrøm er nødvendig for transformatoren som gir strøm til motoren og for den (valgfrie) Arduino-strømforsyningen, og ettersom motoren krever høye driftsspenninger, bør alt unntatt lavspennings elektronisk arbeid (protokolltrinn 2,5 til 2,10 nedenfor) utføres av en kvalifisert person.

Programvaredelsystemet består av Arduino-programvare for programmering av Arduino, Unity-programvaren for å skape VR-miljøet, Steam-programvare for å drive VR-systemet og Ardity-a Unity-plugin som lar Unity kommunisere med Arduino-kortet. Denne programvaren ble installert på en Gygabyte Sabre 15WV8 bærbar PC som kjører Microsoft Windows 10 Enterprise for eksempeleksperimentet (figur 1).

VR-systemet består av en hodemontert skjerm (HMD), en håndholdt kontroller og basestasjoner for å bestemme posisjonen og retningen til HMD og kontrolleren i rommet. VR-systemet som ble brukt til dette prosjektet var HTC Vive Pro (figur 1).

Beskrevet nedenfor er prosedyren for å kombinere disse komponentene for å oppnå en virtuell opplevelse som inkorporerer fysisk rotasjon (eksperiment eller på annen måte) med stolbevegelse kontrollert av observatøren via den håndholdte kontrolleren eller av verten / eksperimentet via en datamus eller et potensiometer. Den siste delen av protokollen består av trinnene som er nødvendige for å starte VR-opplevelsen. Merk at metoden for koding av Unity for å tillate forsøk og datainnsamling er utenfor dette manuskriptets omfang. Noen trinn, spesielt for det mekaniske delsystemet, krever visse verkstedutstyr og et visst ferdighetsnivå. I prinsippet kan de presenterte metodene justeres slik at de passer til tilgjengeligheten av disse ressursene. Alternativer tilbys for noen av de mer tekniske trinnene.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

ADVARSEL: Elektrisk arbeid skal utføres av en kvalifisert person.

1. Mekanisk systemoppsettprosedyre

Fest hovedskiven til den øvre akselen på svingstolen.
1. Fjern den øvre akselen.
  MERK: Dette innebærer vanligvis å plassere stolen på siden og fjerne en pinne i bunnen av stolen som forhindrer at den øvre akselen glir ut av den nedre akselen.
2. Friksjons-monter remskiven på akselen.
  1. Bruk Vernier-kalipere for å oppnå akselens diameter. Bruk en dreiebenk til å bore remskivehullet for å matche akselens diameter.
  2. Lag gjengede hull for skruer som fester remskiven til akselen. Bor ytterligere hull i navet på remskiven for å lage totalt 4, som samsvarer med diameteren til skruene. Tre hullene med en kran slik at skruer kan brukes til å feste remskiven til akselen, og matche tråden med skruenes
    MERK: Et ALTERNATIV hvis det ikke er mulig å lage en tråd, er å bore hele veien gjennom navet på remskiven og akselen på stolen, og kjøre en bolt hele veien gjennom når riktig plassering av remskiven er bestemt (etter trinn 1.4.6).
  3. Skyv remskiven på stolsjakten.
  4. Sett skruene løst inn (stram til etter at hovedskivene og de små remskivene er justert).
3. Plasser drivremmen løst på den øvre stolakselen (for å passe til hovedskivene og de små remskivene senere).
4. Fest den øvre stolskaftet til stolbunnen igjen.
Fest motorbraketten til den nederste akselen på svingstolen.
1. Fremstille en justerbar klemme som motormonteringsbrakettene kan festes til.
  1. Fremstille de to matchende komponentene i klemmen - en for hver side av akselen (skal klemmes sammen med fire bolter). Se figur 2 for dimensjoner.
  2. For hver komponent, kutt 90° vinkeljernet til lengde. Fest de 4 bladene som boltene skal gå gjennom.
  3. Rund kantene på hvert blad (metallstang) for sikkerhet. Bor hull nær enden av hver bar som er store nok til at boltene passer gjennom. Lag en 45° bøy i riktig posisjon (skår stangen for å gjøre bøyen mer presis). Flekksveis hver stang til vinkeljernsbolthullene utover.
    MERK: Alternativt kan bladene boltes på plass, og vær forsiktig så du ikke forårsaker et fremspring som forhindrer at vinkeljernet kommer i kontakt med stolakselen.
2. Fabriker to motormonteringsbraketter. Se figur 3 for dimensjoner. For hver brakett borer du to hull i stangen for feste til klemmen som nettopp er beskrevet. Bøy 90° i riktig posisjon (skår stangen for å gjøre bøyen mer presis).
3. Fest klemmen og braketten til stolens nedre aksel ved å sette inn de 4 boltene gjennom klemmekomponentene og brakettene og strammingen. Pass på at boltene ikke er for stramme hvis braketten må justeres for å imøtekomme justeringsprosessen i trinn 1.4.6.
Fest den lille remskiven til motorakselen.
1. Slip nøkkelen på motorakselen flatt (ikke lenger utstikkende).
  MERK: Dette vil gi en flat overflate som remskiveskruen kan strammes mot for å forhindre glidning av remskiven rundt motorakselen.
2. Bor ut hullet i remskiven for å matche diameteren på motorakselen.
3. Skyv remskiven over akselen og stram skruen løst mot den flate overflaten på akselen.
Fest motoren til motorbraketten som er beskrevet ovenfor.
1. Forbered hver av de 4 motorfestestengene ved å bore to hull i riktige posisjoner (hullene må være på linje med monteringshullene i motoren). Se figur 4 for dimensjoner.
2. Hvis det er nødvendig for klaring, kutt en del ut av den øvre delen av de to stolpene slik at remskiven på motorakselen kan rotere fritt (valgfritt).
3. Plasser de fire små festebrakettene over de fire ytre hullene. Bruk dem senere til å feste beskyttelsesdekselet over beltet og remskivene.
4. Fest de åtte mutterne og boltene løst, slik at det er plass mellom øvre og nedre stenger for å skyve monteringsbrakettstengene mellom dem.
5. Skyv motormonteringsstengene på braketten- hver øvre stang over monteringsbrakettstangen og hver nedre under.
6. Plasser og klem motoren.
  1. Beveg hovedskiven, den lille remskiven eller både opp og ned til hovedskivene og de små remskivene er horisontalt justert. Beveg klemmen om nødvendig.
  2. Plasser drivremmen over de små og hovedskivene.
  3. Skyv motorenheten bort fra stolen til beltet er stramt.
  4. Stram de 8 boltene på motorfestestengene for å feste motoren til motorbraketten.
  5. Stram klemmeboltene og remskiveskruene.
Fest et deksel for å hindre at noe setter seg fast i remskiven/beltesystemet.
1. Bøy sidene på akrylbeskyttelsesdekselet i henhold til figur 5.
  MERK: Et ALTERNATIV, hvis en akrylbønner ikke er tilgjengelig, er å bruke et metallplate og en arkbender.
2. Klipp ut en seksjon for å passe rundt stolens skaft i henhold til figur 5.
3. Bor hull for å matche hullene på de små festebrakettene.
4. Bruk de små dekselfesteboltene til å feste dekselet.

2. Prosedyre for oppsett av elektrisk system

Koble av/på-bryteren og nødbryteren til strømnettet. Bruk passende spennings- og strømrangerte kabler for å feste IEC-tilkoblingskoblingen (hannkontakt for strømkabelen) til nødbryteren og av/på-bryteren i serie (slik at det å bryte kretsen med en av dem vil slå strømmen til resten av komponentene).
MERK: Lodding kan være nødvendig.
Koble 5 V DC-strømforsyningen for Arduino til av/på-bryteren (valgfritt).
MERK: Lodding og nettkabel kreves.
Koble 48 V DC-strømforsyningen til stolføreren til av/på-bryteren parallelt med 5 V-strømforsyningen.
MERK: Nettkabel kreves.
Gjør passende DIP-bryterinnstillinger for Hybrid stepper-motordriveren. For eksempel:
1. Sett bryterne 1-4 til henholdsvis PÅ, AV, PÅ og PÅ for 1600 pulser per omdreining for steppermotoren (jo høyere tall, jo finere er kontrollen, men jo lavere hetten på rotasjonshastigheten, avhengig av hvor raskt Arduino kan produsere pulser).
2. Sett 5 til AV for standard rotasjonsretning mot urviseren.
3. Bytt 6 til PÅ for modus for drive Point Motion (PM) i motsetning til romvektorkontrollmodus (eller Feltorientert kontroll, FOC).
4. Sett bryterne 7 og 8 til AV og AV for å matche kontrolleren med 86-serien 12 NM lukket sløyfemotor.
Koble Hybrid stepper-motordriveren til strømforsyningen og stoldriverkablene.
1. Fest passende klassifiserte kabler fra 48 V strømforsyningsutgangsterminalene til motordriverens inngangskontakthus og sett inn huset.
2. Koble de to motorkablene via kontakthusene til føreren.
Koble Arduino til Hybrid stepper motordriver.
1. Bruk festede hoppledninger til å koble+ ("puls" +), DIR+ ("retning" +) og ENA+ ("aktiver" +) terminaler på motorførerkontakthuset til pinne 2, 3 og 5 (pinnumre valgfritt, men angitt her som eksempler som skal brukes overalt) på Arduino.
2. Bruk korte ledninger til å koble-, DIR- og ENA-terminalene til motordriverkontakthuset og en lengre festet hoppledning for å koble ENA- til en GND (bakken) pinne på Arduino.
3. Sett koblingshuset inn i motordriveren.
Koble Arduino til 5 V DC strømforsyning (valgfritt). Bruk festede hoppledninger til å koble pinnene GND og Vin på Arduino til 5 V ut-terminalene på 5 V strømforsyningen.
Koble potensiometeret til Arduino. Bruk festede hoppledninger til å koble A1 -terminalen (en "analog i"-terminal) GND- og 5 V-pinner på Arduino til de tre terminalene på potensiometeret.
MERK: Lodding kreves.
Koble vekslebryteren til Arduino. Koble pinne 6 og GND på Arduino til de to bryterklemmene ved hjelp av festede hoppledninger.
MERK: Lodding kreves.
Koble LED-lampen til Arduino.
1. Lodd motstanden til en terminal på LED-lampen (for å slippe spenningen på LED-kretsen).
2. Fest pinnene 7 og GND på Arduino til enden av motstanden og den andre LED-terminalen ved hjelp av festede hoppledninger.
  MERK: Lodding kreves.
Isoler og hus de elektriske/elektroniske komponentene. Se figur 6 for et bilde av et ferdighussystem.
MERK: Det er mange måter å isolere høyspenningskomponentene i det elektriske systemet, beskytte de skjøre elektroniske komponentene mot skade og inneholde alle disse komponentene i et håndterbart rom. Nedenfor er en foreslått metode.
1. Bor/kutt hull i siden av instrumentetuiet for IEC-strømkontakten, hovedbryteren på/av, de to motorstyringskablene, den lille bryterbryteren, LED-lampen, potensiometeret og USB-porten på Arduino (gjør denne stor slik at luften kan strømme inn i etuiet for kjøling).
2. Fest hver av disse komponentene på riktig måte (f.eks. skruer, bolter, varm limpistol).
3. Klipp ventilasjonshull (en over viften i 48 V strømforsyningen) og et hull for nødbryteren i lokket på saken; Fest deretter ventilasjonsfiltrene og bryteren.
4. Fest Arduino til bunnen av etuiet ved hjelp av avstandsstykker og skruer. Posisjon slik at USB-porten justeres etter USB-porthullet i etuiet.
5. Fest 48 V og 5 V strømforsyninger og motorføreren til bunnen av etuiet ved hjelp av borrelås og skumblokker.

3. VR-oppsettprosedyre

Konfigurer VR-systemet i henhold til produsentens instruksjoner.

4. Prosedyre for programvareoppsett

Installer og konfigurer Arduino-programvaren.
1. Last ned og installer Arduino-programmet i henhold til utviklerens instruksjoner.
2. Koble Arduino til datamaskinen ved hjelp av en USB-kabel.
3. Under rullegardinmenyen Verktøy velger du porten som Arduino-kortet er festet til.
4. Velg riktig kort og prosessor på samme meny. Kontroller at det samsvarer med kortet og prosessoren som brukes i avsnitt 2 ovenfor, for eksempel "Arduino Mega 2560"-kort og "ATmega2560"-prosessor.
Programmer Arduino-kortet for å tillate rotasjon av stolen 1) ved hjelp av potensiometeret og 2) ved hjelp av kommandoer fra datamaskinen via USB.
1. Skriv koden som skal lastes opp til Arduino-prosessoren.
  MERK: Eksempelkode fra eksempeleksperimentet er inkludert i Tilleggsfil 1 (filnavn: hybrid_motor_controller.ino).
2. Legg merke til overføringshastigheten (argumentet til kommandoen Serial.Begin(), for eksempel 9600.
3. Lagre koden og last den opp til Arduino-brettet ved hjelp av opplastingsknappen .
Test at systemet fungerer så langt.
1. Koble til og slå på det elektriske delsystemet.
2. Sveip den lille vekslebryteren til en posisjon der det lille LED-indikatorlyset slås på.
3. Drei potensiometeret for å sikre at det styrer stolens hastighet og retning.
Installer og konfigurer Steam og SteamVR i henhold til utviklerens instruksjoner.
Installer og konfigurer Unity.
1. Installer og konfigurer Unity i henhold til utviklerens instruksjoner.
2. Åpne et nytt eller eksisterende Unity-prosjekt (velg en type, for eksempel "3D" som passer for programmet).
3. Sett opp SteamVR for bruk i prosjektet.
  1. Åpne aktivabutikken (klikk på Vindu | Aktivabutikk).
  2. Søk etter SteamVR og velg SteamVR Plugin.
  3. Klikk legg til i innholdselementer.
  4. I Unity åpner du Pakkebehandling (klikk på Vindu | Pakkebehandling).
  5. Finn SteamVR under Mine ressurser-fanen .
  6. Klikk Importer , og følg instruksjonene for å fullføre importen.
  7. Klikk Godta alle hvis du blir bedt om å gjøre konfigurasjonsendringer.
  8. Importer Steam VR Camera Rig til scenen. Se etter en ny ressurs kalt Steam VR i prosjektvinduet på inspektørskjermen. Åpne Steam VR | prefabrikker.
  9. Dra [Camera Rig]-ressursen inn i hierarki- eller scenevinduet for å tillate bruk av VR-hodesettet og kontrollerne i spillet.
  10. Fjern standard hovedkamera fra hierarkiet eller scenen, da det vil forstyrre SteamVR-kameraet.
Installer og konfigurer Ardity.
1. Søk etter Ardity i Unity Asset Store, og velg den for nedlasting (trinn 4.5.3.2 ovenfor).
2. Oppdater API-kompatibilitetsnivået.
  1. Åpne Prosjektinnstillinger på Rediger -menyen.
  2. Klikk på Spiller | Andre innstillinger.
  3. Velg .NET 4.X på rullegardinmenyen for API Compatibility Level.
  4. Avslutt Innstillinger og vent til feilmeldinger forsvinner.
Konfigurer Unity-spillmiljøet.
MERK: Følgende minimumstrinn vil være nødvendig for at brukeren skal ha kontroll over stolen og ha stolbevegelsen integrert med VR-opplevelsen.
1. Opprett objektene og funksjonene som trengs for det bestemte programmet.
  1. Opprett objekter ved å klikke GameObject og velge enten 2D-objekt eller 3D-objekt.
  2. Legg til funksjonalitet i det opprettede objektet ved å klikke Knappen Legg til komponent i Inspeksjon - vinduet for objektet og velge ett av alternativene. Velg Nytt skript for å opprette et C#-skript som ligner på skriptet i Tilleggsfil 3 (filnavn: SetUpTrial.cs).
2. Importer serial controller-skriptet til spillet.
  1. Åpne Ardity-mappen under Ressurser-mappen i Prosjekt-vinduet | Skript-mappen.
  2. Dra SerialController-skriptet til ønsket spillobjekt i Heirarchy-vinduet , for eksempel Background-spillobjektet .
  3. Klikk objektet og rull nedover listen over komponenter i Inspeksjon-vinduet for å finne SerialController-skriptet .
  4. Kontroller at portnavnet og overføringshastigheten samsvarer med portnavnet for Arduino-programmet som er angitt i trinn 4.1 og 4.2 ovenfor.
  5. Dra objektet som SerialController-skriptet er knyttet til, fra hierarkivinduet , til inndataboksen ved siden av Meldingslytter i Inspeksjon-vinduet.
3. Skriv og importer stolkontrollerskriptet til spillet.
  1. Nederst i Inspeksjon-vinduet for det samme spillobjektet klikker du på Legg til komponent og velger Nytt skript. Gi det nye skriptet navnet ChairController.
  2. Skriv koden som kreves for å ta kontroller- og musekommandoer og gjøre dem om til tall som skal sendes via USB til Arduino.
    MERK: Et minimalt eksempel på koden som kreves er inkludert i Tilleggsfil 2 (filnavn: ChairController.cs).
  3. Lagre skriptet.
  4. Fyll ut de tomme boksene i Inspeksjon-vinduet . Dra HMD-objektet fra hierarkivinduet til inndataboksen ved siden av Hode under stolkontrollerskriptet i Inspeksjon-vinduet . På samme måte drar du controllerobjektet (til høyre) inn i boksen ved siden av Hånd.

5. Eksperimentere (eller oppleve) prosedyre

Velg inndatametode.
MERK: Det angitte eksemplet ChairController-kode refererer til et skript kalt SetUpTrial der den offentlige heltallsvariabelen inputType er angitt (der inputType 3 er VR-kontroller, og inputType 4 er mus). Denne skript-/variabelordningen er antatt i trinnene nedenfor.
Klikk på spillobjektet som SetUpTrial-skriptet er knyttet til, for eksempel Bakgrunn.
Rull ned i Inspeksjon-vinduet for å finne fellesvariablene for SetUpTrial-skriptet .
Sett inputType til 3 for VR-kontroller eller 4 for musekontroll.
Trykk på Spill av-knappen i Unity for å starte VR-opplevelsen med bevegelse kontrollert av kontrollerne eller musen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Målet med eksempeleksperimentet var å avgjøre om tillegg av fysisk rotasjon – enten kongruent eller usammenhengende med den visuelle bakgrunnsbevegelsen i en scene – påvirket den oppfattede retningen til et bevegelig mål i den scenen. Det var forventet en forskjell mellom kongruent og inkongruent fysisk bevegelse basert på hypotesen om at bakgrunnsbevegelsen påvirker den oppfattede målretningen i henhold til hvor lett det visuelle systemet til en deltaker tildeler årsaken til bakgrunnsbevegelse til selvbevegelse^32,33. Hvis bakgrunnen og de fysiske bevegelsene var kongruente, var det forventet en større følelse av årsakssammenheng, og dermed et større avvik fra den oppfattede målretningen fra den faktiske retningen i den visuelle visningen.

En observatør kontrollerte rotasjonshastigheten og retningen til stolen ved hjelp av en VR-kontroller. Jo lenger venstre eller høyre kontrolleren var fra HMDs motstående retning, jo større rotasjonshastighet. I den kongruente tilstanden, hvis målmønsteret, som alltid hadde en positiv vertikal bevegelseskomponent, så ut til å drive mot høyre mot vertikalt, ville observatøren flytte kontrolleren til venstre. Dette fikk stolen til å rotere mot venstre (mot klokken) og HMD på observatøren for å rotere mot klokken, noe som førte til at bakgrunnen i den visuelle scenen beveget seg mot høyre ved riktig hastighet (som om det var en stasjonær bakgrunn som observatøren dreide mot, figur 7A). Denne høyre bakgrunnsbevegelsen "frastøtet" målet, og la til en venstrebevegelseskomponent til den oppfattede målbevegelsen, som forventet av den induserte bevegelses-illusjonen. Målretningen ble kontrollert av datamaskinen, alltid oppover, men tilfeldig tråkket enten med eller mot klokken av sin nåværende retning med små regelmessige intervaller (oppnå en tilfeldig tur, starter vertikalt og spenner over de to øvre kvadrantene i euklidisk rom). Målet med observatøren var å justere sin egen rotasjonshastighet og retning og dermed hastigheten og retningen på bakgrunnen, slik at den induserte bevegelsen forårsaket av bakgrunnen nøyaktig kansellerte enhver venstre eller høyre side av bevegelsen i målet.

I den usammenhengende tilstanden førte venstre kontrollerbevegelse til at stolen dreide seg mot høyre (med klokken) og at bakgrunnen beveget seg mot høyre via HMD-rotasjon med klokken (figur 7B). Dermed forårsaket venstre kontrollerbevegelse høyre bakgrunn bevegelse akkurat som i kongruent tilstand, men stolen beveget seg i motsatt retning til hva den gjorde i kongruent tilstand, det vilt beveget seg usammenhengende med bakgrunnen. Høyrerotasjon, for eksempel, ble ledsaget av høyre bakgrunnsbevegelse, som er inkonsekvent med en observatør som roterer mot en stasjonær bakgrunn.

Et skjermbilde av den visuelle stimulansen vises i figur 8. Mønstrene på hvert lille sirkulære stimuluselement beveget seg i samme hastighet og retning som de andre mønstrene til samme objekt (mål eller bakgrunn) uten at elementene selv beveget seg, som om hvert element var et stasjonært vindu som kunne ses bevegelsen til et stort underliggende objekt. Dette tillot en følelse av bevegelse uten at målet og bakgrunnen beveget seg utenfor visningsområdet. Utstillingsområdet var et fly satt til 8 m fra observatøren i den virtuelle scenen og låst i posisjon i forhold til HMD. Målelementene lå på en ring med en radius på 5° visuell vinkel, og bakgrunnselementene ble spredt tilfeldig over et område på 20 ° x 20 ° på displayplanet. Hastigheten på målet ble holdt på 6°/s, og retningen varierte fra -10° rundt til 190° (dvs. generelt forble i de to øverste kvadrantene i euklidisk rom). Bakgrunnsretningen var alltid horisontal, og hastigheten varierte i henhold til hvor raskt observatørens hode rotert med eller mot klokken. De kontinuerlig innsamlede dataene ble analysert ved en metode som tidligere ble utviklet i laboratoriet for å analysere kontinuerlige psykofysiske data. Denne metoden er en utvidelse av en eksisterende tilnærming til å analysere kontinuerlig sporingsdata³³.

Styrken til den induserte bevegelseseffekten under de kongruente og usammenhengende bevegelsesforholdene var representert av verdien av parameteren β i Eq (1):

Equation 1 (1)

Der p er en vektor som representerer den oppfattede målhastigheten, representerer t den faktiske målhastigheten, og b representerer bakgrunnshastigheten. β kontrollerer i hvilken grad bakgrunnshastigheten trekkes fra målbevegelsen for å produsere den oppfattede målhastigheten. Når en observatør roterer i den virkelige verden, og et mål beveger seg innenfor sitt visuelle felt, må bakgrunnsbevegelsen trekkes helt fra målbevegelsen for å få målbevegelsen i forhold til den stasjonære verden³². En β verdien 1 bidrar dermed til at det visuelle systemet tilordner årsaken til bakgrunnsbevegelsen helt til selvbevegelse, og en lavere verdi indikerer delvis tilordning. Gjennomsnittlig β verdier av ni observatører for de to forholdene er vist i figur 9.

For alle unntatt en observatør ble den gjennomsnittlige β verdien redusert på grunn av at stolen beveget seg usammenhengende med den visuelle stimulansen (selv om endringen var betydelig for bare en observatør, t (4) = 13,6, p = 0,000). Dataene ble analysert med en toveis ANOVA ved hjelp av observatør og kongruens som de to faktorene. Begge faktorene var signifikante med observatør F (8, 32) = 2,857, p = 0,016 og kongruens F (1, 32) = 8,236, p = 0,007 som indikerer en betydelig forskjell mellom observatører og en betydelig effekt av stolens rotasjonsretning. Den anslåtte gjennomsnittlige β verdien for den kongruente tilstanden var 1,03 og 0,87 for den usammenhengende tilstanden. Disse resultatene samsvarer med forventningene som presenteres ovenfor. En β verdi nær 1 for den kongruente tilstanden angir en beredskap til å tilordne bakgrunnsbevegelse til selvbevegelse. En betydelig lavere verdi for den usammenhengende tilstanden indikerer en redusert beredskap til å gjøre det. Dette indikerer i sin tur at opplevelsen av bevegelse levert av stolen matchet forventningene; stolen ga et effektivt middel for å gi observatører en følelse av fysisk bevegelse på forventet måte.

Figur 1: Et bilde av hele systemet. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 2: Klemme for å feste motoren til stolens underlag. (A) Hele klemmeenheten. (B) Mål for vinkeljern og blader kombinert. (C) Bladdimensjoner. (D) Vinkeljern dimensjoner. Alle dimensjoner i mm. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 3: Brakett for festing av motoren til klemmen. (A) Montering. (B) Dimensjoner i mm. Forkortelse: dia = diameter. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 4: Feste motoren til motorbraketten. (A) Slik fester du motorfestestengene. (B) Mål på motorfestestang i mm. (C) Hvordan feste dekselbrakettene. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 5: Feste dekselet. (A) Dekkfesteprosessen. (B) Det ferdige mekaniske systemet. (C) Dekk dimensjoner i mm. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 6: Alle elektriske og elektroniske komponenter i instrumentetuiet. Vær oppmerksom på at 5 V-strømmen til Arduino er koblet fra dette bildet. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 7: En skjematisk fremstilling av observatørens handlinger og den resulterende stolen og scenen endres under eksperimentet. (A) Kongruenttilstand: Hvis kontrolleren ble flyttet mot klokken, beveget stolen seg også mot klokken, og den visuelle bakgrunnen beveget seg i motsatt retning som om det var en stasjonær scene som personen roterer mot. (B) Inkongruent tilstand: det samme som kongruenten bortsett fra at stolen beveget seg i motsatt retning, noe som gjorde stolens bevegelse usammenhengende med den visuelle bakgrunnsbevegelsen. I diagrammet roterer observatøren med klokken, og scenen roterer videre med klokken i forhold til observatørens bevegelse, noe som er uforenlig med naturlig erfaring. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 8: Et skjermbilde av bevegelsesdemulansen som inneholder det visuelle displayet. Dette 2D-bildeplanet ble plassert 8 m fra observatøren som okkuperer et område på 35 x 35° av den visuelle scenen i VR-miljøet. Målringen hadde en radius på 5° visuell vinkel og bakgrunnsområdet underskuendet 20 ° x 20 °. Forkortelse: VR = virtuell virkelighet. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 9: Gjennomsnittlige betaverdier for hver observatør under kongruente og usammenhengende forhold. For alle unntatt én observatør ble betaverdien redusert for den usammenhengende stolen/den visuelle bevegelsestilstanden, noe som indikerer en redusert sannsynlighet for å se den visuelle bakgrunnsbevegelsen som forårsaket av observatørens fysiske bevegelse. En 2-veis ANOVA avslørte at gruppeendringen i betaverdi var betydelig (se tekst for detaljer). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Tilleggsfil 1: Eksempel Arduino-kode, hybrid_motor_controller.ino. Klikk her for å laste ned denne filen.

Tilleggsfil 2: Eksempel unity C#-skript, ChairController.cs. Klikk her for å laste ned denne filen.

Tilleggsfil 3: Eksempel unity C#-skript, SetUpTrial.cs. Klikk her for å laste ned denne filen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Dette dokumentet presenterer en metode for å legge til automatisert rotasjon til en kontorstol under kontroll av en observatør eller eksperimenterer, og en tilhørende metode for å integrere denne bevegelsen i en virtuell opplevelse. Kritiske trinn inkluderer den mekaniske festingen av motoren til stolen, konfigurering av motorens strøm til og elektrisk kontroll, og konfigurer deretter Arduino og datamaskinen til å kjøre motorkontrolleren. Det mekaniske festetrinnet krever noe spesialisert utstyr og ferdigheter, selv om det er foreslått løsninger for de vanskeligste oppgavene. Ytterligere endringer kan etterkales, avhengig av maskinvarens tilgjengelighet.

Høyspent elektrisk arbeid skal fullføres av en kvalifisert person og, hvis loven krever det, bli sertifisert av det aktuelle organet. Lavspenningsarbeidet kan gjøres av en person med begrenset erfaring. Ovenfor er instruksjoner spesifikke nok til å tillate reproduksjon hvis det samme utstyret brukes, men annet utstyr vil kreve små modifikasjoner av prosedyren.

Arduino-kode er gitt for å utfylle den spesifikke elektroniske konfigurasjonen som foreslås her. Vær oppmerksom på at Arduino og andre programvareinstruksjoner som følger med Arduino versjon 1.8.12, SteamVR versjon 1.18.7, Unity versjon 2020.2.7f1 og Ardity versjon 1. Andre programvareversjoner kan kreve endringer av protokollen.

En begrensning ved metoden er at vinkelakselerasjon må dempes. En metode for å gjøre dette er angitt i Arduino-koden. Dette er fordi hybridservoen vil prøve å "fange opp" på tapte motortrinn (hvis friksjon eller treghet forhindrer at motoren akselererer så raskt som den blir instruert til), noe som kan føre til overshooting og rotasjons "spretting". Å dempe akselerasjonskommandoene som kommer fra datamaskinen er en måte å håndtere dette på; Dette er tilnærmingen som er tatt i den angitte eksempelkoden. En børstet eller børsteløs DC-motor kan brukes til å lindre dette problemet, men disse motorene har en tendens til å ha lavt dreiemoment ved lave hastigheter, noe som gjør rotasjonskontroll ved lave hastigheter svært vanskelig. Forfatterne prøvde først en børsteløs DC-motor før de byttet til hybrid steppermotoren.

Alternativer til tilnærmingen som presenteres her eksisterer. Det er mulig å kjøpe preproduserte roterende stoler³⁰ og stoler som beveger seg i andre retninger³¹, for eksempel stoler som gjør små^{oversettelsesmessige 34,35} eller^{rotasjonsbevegelser} ^36,37 bevegelser helt opp til stroppestoler og bur som utfører store flerdimensjonale bevegelser 38,39,40 . Disse systemene er generelt bygget for rekreasjonsapplikasjoner, men kan i prinsippet tilpasses for å utføre eksperimenter, selv om det i noen tilfeller kan være vanskelig å "låse opp" systemet slik at det kan fungere med en eksperimenterers programvare. Disse systemene har også en tendens til å være dyre. Det var til slutt utgifter som førte til at forfatterne utviklet sitt eget system. Til sammenligning var kostnaden for settet som ble brukt til å automatisere bevegelsen til kontorstolen i dette prosjektet omtrent AUD $ 540 (kostnad for bærbar PC, kontorstol og VR-system ikke inkludert).

Dataene som presenteres i den representative resultatdelen indikerer at den fysiske bevegelsen til en observatør på den motoriserte stolen kan ha en betydelig innvirkning på deres opplevelse av den visuelle scenen. Spesielt var spinnretning-kongruent versus inkongruent-en en svært viktig faktor for å drive β verdier for gruppen, og produserte en gjennomsnittlig β verdi på 1,03 da stolen spunnet i en retning kongruent med den visuelle bakgrunnsbevegelsen og en betydelig lavere β verdi (0,87) da stolen spunnet usammenhengende. Det var variasjoner i styrken av effekten blant individer (selv å produsere motsatt effekt i ett individ, om enn ubetydelig). Imidlertid var den gjennomsnittlige endringen forårsaket av å bytte spinnretning svært betydelig, som avslørt av ANOVA (p = 0,007). Ytterligere støtte for stolens effektivitet er at den gjennomsnittlige β verdi for gruppen i kongruent tilstand var nær 1 (ikke vesentlig forskjellig fra 1; p = 0,89, parret t-test), noe som indikerer at observatørene i gjennomsnitt så på den visuelle scenen som om de faktisk roterer i den virkelige verden, fullstendig trekke bevegelsen av bakgrunnen fra målbevegelsen for å få den sanne bevegelsen til målet i forhold til den stasjonære verden.

De eksperimentelle applikasjonene for metoden som presenteres her er ekspansive, gitt den økte interessen for VR-mediert eksperimentering. Uansett hvor automatisert rotasjonsbevegelse i et virtuelt miljø er ønskelig, gjelder metoden. Stolen gir vestibulære og små kinestetiske rotasjonssignaler som trykk, vibrasjoner og inertial signaler. Å kontrollere slike signaler er viktig for å forstå mekanismene for selvbevegelsesfølelsen og for å forstå hvordan vestibulære signaler generelt integreres med andre sensoriske signaler. Eksempeleksperimentet indikerer at de fysiske signalene fra stolen kombineres med visuelle signaler for å produsere en scenetolkning, det vil si den oppfattede retningen til målet, som er i samsvar med den virkelige opplevelsen når signalene er kongruente og inkonsekvente når de ikke er det.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Det er ingen interessekonflikter.

Acknowledgments

Dette arbeidet ble støttet av Australian Research Council tilskudd DP160104211, DP190103474 og DP190103103.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
48 V DC power supply (motor)	Meanwell	RSP-320-48	https://www.meanwellaustralia.com.au/products/rsp-320
5 V DC power supply (arduino)	Jaycar	MP3295	https://www.jaycar.com.au/15w-5v-3a-enclosed-power-supply/p/MP3295?pos=5&queryId=dda344422ab16c6 7f558551ac0acbd40
Ardity plugin for Unity	Open Source		https://ardity.dwilches.com/
Arduino MEGA 2560	Jaycar	XC4420	https://www.jaycar.com.au/duinotech-mega-2560-r3-board-for-arduino/p/XC4420?pos=2&queryId=901771805f4bf6e0 ec31d41601d14dc3
Arduino software	Arduino		https://www.arduino.cc/en/software
Belt	Motion Dynamics	RFTB10010	Choose a size that suits the application. We used 60 tooth. https://www.motiondynamics.com.au/polyurethane-timing-belts-16mm-t-10/
Bracket bolts (holding motor)	The Fastner Factory	161260	x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-35mm-100pc
Bracket bolts (not holding motor)	The Fastner Factory	161258	x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-25mm-100pc
Clamp Angle Iron	Austral Wright Metals	50004813	x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Clamp bolts	The Fastner Factory	161265	x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-70mm-100pc
Clamp leaves (stainless flat bar)	Austral Wright Metals	50004687	x 8. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Cover (acrylic)	Bunnings Warehouse	1010489	https://www.bunnings.com.au/suntuf-900-x-600-x-5mm-grey-acrylic-sheet_p1010489
Cover bolts/nuts	Bunnings Warehouse	247292	x 4. https://www.bunnings.com.au/pinnacle-m3-x-16mm-stainless-steel-hex-head-bolts-and-nuts-12-pack_p0247292
Cover brackets	Bunnings Warehouse	44061	x 4. https://www.bunnings.com.au/zenith-20mm-zinc-plated-angle-bracket-16-pack_p0044061
Emergency shut-off switch	Jaycar	SP0786	https://www.jaycar.com.au/latching-emergency-stop-switch/p/SP0786?pos=1&queryId=5abe9876cf78dc3d d26b9067fbc36f74
Hybrid stepper motor and driver	Vevor	?	Closed Loop Stepper Motor Nema 34 12NM Servo Motor Hybrid Driver https://vevor.com.au/products/1712oz-in-nema34-closed-loop-stepper-motor-12nm-hybrid-servo-driver-hsc86-kit?variant=33058303311975
IEC mains power connector	RS components	811-7213	https://au.rs-online.com/web/p/iec-connectors/8117213
Instrument case (housing)	Jaycar	HB6381	https://www.jaycar.com.au/abs-instrument-case-with-purge-valve-mpv2/p/HB6381
LED	Jaycar	ZD0205	https://www.jaycar.com.au/green-10mm-led-100mcd-round-diffused/p/ZD0205?pos=11&queryId=e596cbd3d71e86 37ab9340cee51175e7&sort= relevance
Main pulley (chair)	Motion Dynamics	ALTP10020	Choose a size that suits the application. More teeth = slower rotation. We used 36 tooth. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html
Motor attachment bars (Stainless flat bar)	Austral Wright Metals	50004687	x 4. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Mounting brackets (stainless flat bar)	Austral Wright Metals	50004687	x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Nuts	The Fastner Factory	161989	x 12. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-nylon-insert-lock-nut-m6-100pc
On/off switch	Jaycar	SK0982	https://www.jaycar.com.au/dpdt-illuminated-rocker-large-red/p/SK0982?pos=4&queryId=88e0c5abfa682b74 fa631c6d513abc73&sort=relevance
Potentiometer	Jaycar	RP8610	https://www.jaycar.com.au/10k-ohm-logarithmic-a-single-gang-9mm-potentiometer/p/RP8610?pos=4&queryId=0d1510281ba100d 174b8e3d7f806a020
Pulley screws	The Fastner Factory	155856	x 5. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-socket-head-cap-screw-m4-x-25mm-100pc
resistor 150 Ohm	Jaycar	RR2554	https://www.jaycar.com.au/150-ohm-1-watt-carbon-film-resistors-pack-of-2/p/RR2554?pos=19&queryId=48c6317c73fd361 a42c835398d282c4a&sort= relevance
Small pulley (motor)	Motion Dynamics	ALTP10020	Choose a size that suits the application. More teeth = faster rotation. We used 24 tooth. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html
Small toggle switch	Jaycar	ST0555	https://www.jaycar.com.au/sealed-mini-toggle-switch/p/ST0555?pos=14&queryId=066b989a151d83 31885c6cec92fba517&sort= relevance
Steam software	Valve Corporation		https://store.steampowered.com/
SteamVR plugin for Steam	Valve Corporation		https://store.steampowered.com/app/250820/SteamVR/
Unity software	Unity Technologies		https://unity3d.com/get-unity/download
VR system	Scorptec	99HANW007-00	HTC Vive Pro with controllers and base stations. https://www.scorptec.com.au/product/gaming-peripherals/vr/72064-99hanw007-00?gclid=Cj0KCQiA5OuNBhCRARIsA CgaiqX8NjXZ9F6ilIpVmYEhhanm GA67xLzllk5EmjuG0gnhu4xmiE _RwSgaAhn8EALw_wcB

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

Campos, J., Bülthoff, H. Multimodal integration during self-motion in virtual reality. The Neural Bases of Multisensory. Murray, M. M., Wallace, M. T. , CRC Press. (2012).
Radianti, J., Majchrzak, T. A., Fromm, J., Wohlgenannt, I. A systematic review of immersive virtual reality applications for higher education: Design elements, lessons learned, and research agenda. Computers & Education. 147, 103778 (2020).
Madshaven, J. M. Investigating the user experience of virtual reality rehabilitation solution for biomechatronics laboratory and home environment. Frontiers in Virtual Reality. 2, 645042 (2021).
Fan, Z. Design of physical training motion simulation system based on virtual reality technology. 2021 The 13th International Conference on Computer Modeling and Simulation. Association for Computing Machinery. , 81-86 (2021).
Roettl, J., Terlutter, R. The same video game in 2D, 3D or virtual reality - How does technology impact game evaluation and brand placements. PLoS One. 13 (7), 0200724 (2018).
Riecke, B. E., Sigurdarson, S., Milne, A. P. Moving through virtual reality without moving. Cognitive Processing. 13, Suppl 1 293-297 (2012).
Fauville, G., Queiroz, A. C. M., Woolsey, E. S., Kelly, J. W., Bailenson, J. N. The effect of water immersion on vection in virtual reality. Scientific Reports. 11 (1), 1022 (2021).
Bernhard, E. R., Jörg, S. -P., Marios, N. A., Markus Von Der, H., Heinrich, H. B. Cognitive factors can influence self-motion perception (vection) in virtual reality. ACM Transactions on Applied Perception. 3 (3), 194-216 (2006).
Gibson, J. J. The perception of the visual world. , Houghton Mifflin. (1950).
Angelaki, D. E., Gu, Y., Deangelis, G. C. Visual and vestibular cue integration for heading perception in extrastriate visual cortex. Journal of Physiology. 589, Pt 4 825-833 (2011).
Badcock, D., Palmisano, S., May, J. G. Vision and virtual environments. Handbook of Virtual Environments: Design, Implementation, and Applications. Hale, K. S., Stanney, K. M. , CRC Press. 39-85 (2014).
Kaliuzhna, M., Prsa, M., Gale, S., Lee, S. J., Blanke, O. Learning to integrate contradictory multisensory self-motion cue pairings. Journal of Vision. 15 (1), (2015).
Wilkie, R. M., Wann, J. P. The role of visual and nonvisual information in the control of locomotion. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 31 (5), 901-911 (2005).
Sinha, N., et al. Perception of self motion during and after passive rotation of the body around an earth-vertical axis. Progress in Brain Research. 171, 277-281 (2008).
Tremblay, L., et al. Biases in the perception of self-motion during whole-body acceleration and deceleration. Frontiers in Integrative Neuroscience. 7, 90 (2013).
Nooij, S. A. E., Bockisch, C. J., Bülthoff, H. H., Straumann, D. Beyond sensory conflict: The role of beliefs and perception in motion sickness. PLoS One. 16 (1), 0245295 (2021).
Harris, L., et al. Simulating self-motion I: Cues for the perception of motion. Virtual Reality. 6 (2), 75-85 (2002).
Carr, H. A., Hardy, M. C. Some factors in the perception of relative motion: A preliminary experiment. Psychological Review. 27, 24-37 (1920).
Reinhardt-Rutland, A. H. Induced movement in the visual modality: An overview. Psychological Bulletin. 103, 57-71 (1988).
Zivotofsky, A. Z., et al. Tracking of illusory target motion: Differences between gaze and head responses. Vision Research. 35 (21), 3029-3035 (1995).
Farrell-Whelan, M., Wenderoth, P., Wiese, M. Studies of the angular function of a Duncker-type induced motion illusion. Perception. 41 (6), 733-746 (2012).
Warren, P. A., Rushton, S. K. Optic flow processing for the assessment of object movement during ego movement. Current Biology. 19 (18), 1555-1560 (2009).
Fajen, B. R., Matthis, J. S. Visual and non-visual contributions to the perception of object motion during self-motion. PLoS One. 8 (2), 55446 (2013).
Duminduwardena, U. C., Cohen, M. Controlling the Schaire Internet Chair with a mobile device. Proceedings CIT: The Fourth International Conference on Computer and Information Technology. , Wuhan, China. 215-220 (2004).
Ashiri, M., Lithgow, B., Mansouri, B., Moussavi, Z. Comparison between vestibular responses to a physical and virtual reality rotating chair. Proceedings of the 11th Augmented Human International Conference. , Association for Computing Machinery. Winnipeg, Manitoba, Canada. (2020).
Koenig, E. A new multiaxis rotating chair for oculomotor and vestibular function testing in humans. Neuro-ophthalmology. 16 (3), 157-162 (1996).
Mowrey, D., Clayson, D. Motion sickness, ginger, and psychophysics. The Lancet. 319 (8273), 655-657 (1982).
Sanmugananthan, P., Nguyen, N., Murphy, B., Hossieni, A. Design and development of a rotating chair to measure the cervico-ocular reflex. Cureus. 13 (10), 19099 (2021).
Gugenheimer, J., Wolf, D., Haas, G., Krebs, S., Rukzio, E. SwiVRChair: a motorized swivel chair to nudge users' orientation for 360 degree storytelling in virtual reality. 1996-2000. Proceedings of the 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , Association for Computing Machinery. San Jose, California, USA. (2016).
Roto VR Ltd. Roto VR Chair. , Available from: https://www.rotovr.com/ (2021).
Yaw VR Ltd. Yaw Motion Simulator. , Available from: https://www.yawvr.com/ (2021).
Warren, P. A., Rushton, S. K. Perception of object trajectory: Parsing retinal motion into self and object movement components. Journal of Vision. 7 (11), 1-21 (2007).
Bonnen, K., Burge, J., Yates, J., Pillow, J., Cormack, L. K. Continuous psychophysics: Target-tracking to measure visual sensitivity. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (3), (2015).
SimXperience. , Available from: https://www.simxperience.com/ (2021).
Harris, L. R., Jenkin, M., Zikovitz, D. C. Visual and non-visual cues in the perception of linear self-motion. Experimental Brain Research. 135, 12-21 (2000).
DOF Reality Motion Simulators. , Available from: https://www.dofreality.com/ (2021).
Next Level Racing. , Available from: https://nextlevelracing.com/ (2022).
Motion Systems. , Available from: https://motionsystems.eu/ (2022).
Redbird Flight Simulations. , Available from: https://simulators.redbirdflight.com/ (2022).
Teufel, H. J., et al. MPI motion simulator: development and analysis of a novel motion simulator. Proceedings of the AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference and Exhibit (AIAA 2007). , Hilton Head, South Carolina. (2007).

Behavior

Kontrollert rotasjon av menneskelige observatører i et virtual reality-miljø

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgments

Materials

References

Tags

Cite this Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgments

Materials

References

Tags

Cite this Article

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.