在带有振动触觉反馈的物体传递过程中施加视觉-触觉不一致刺激

该方案用于测试振动触觉反馈对视觉-触觉刺激不一致反应的影响。动作捕捉系统可计算被跨隔板移动的方块的三维坐标，因此在试验结束时能够高效且精确地分析每次重复中方块的移动时间和移动路径。

在存在振动触觉反馈的情况下，受试者对视觉-触觉刺激不一致的反应可以轻松地进行量化。在涉及视觉-触觉刺激不一致的运动功能中，量化振动触觉反馈的正面或负面影响，有助于未来手术假体、触觉设备和外科工具、智能运动服装或其他任何整合振动触觉反馈的服装的设计。任何动作捕捉系统和振动触觉反馈系统均可用于复现我们的实验方案。

首先准备一个中央带有15.2厘米高隔板的木箱。在隔板两侧均放置一层软海绵。然后，在背对屏幕的一侧，于四个角落以及隔板的两端各放置一个被动反光标记点。

使用3D打印机制造一个尺寸为2.5厘米×2.5厘米×2.5厘米的立方体，并将其连接至一个尺寸为4.5厘米×4.5厘米×1厘米的基座上。接下来，将一块约1.5米大的屏幕放置在桌子前方，并将该盒子置于桌面上，距离屏幕对面桌边10厘米处。最后，使用以100赫兹激活的六摄像头运动捕捉系统，实时可视化隔室及方块的运动。

使用带有仪器的标定杆对动作捕捉系统进行标定，使系统能够将盒子的方块和隔板识别为刚体。然后，将盒子放置在桌面上，距离屏幕对面边缘10厘米处。首先，指导受试者取下所有手表、手镯和戒指。

将VTF系统控制器连接到受试者前臂。然后，在拇指和食指掌侧的薄而柔软的海绵层上，各连接一个纤细且柔韧的力传感器。在受试者上臂皮肤上佩戴一个袖带，并确保其佩戴舒适。

按下按钮以激活连接到控制器的电池。然后让受试者轻轻将拇指和食指并拢。指导受试者进行10分钟的训练，仅使用这两个装有传感器的手指，尽可能轻地抓握方块。

让他们多次将方块拿起、移动并放回桌面上，尝试对方块施加最小的力。接下来，指导受试者站在放置盒子和隔板的桌子附近。在靠近受试者的桌边放置一个隔板，位于盒子上方，使受试者无法看到盒子，但能清楚地看到其前方的屏幕。

然后，将方块放置在箱体右侧隔间的中央，并引导受试者的手接触该方块。启动控制动作捕捉系统摄像头的软件。在视觉反馈软件的控制面板中，选择有/无VTF，输入受试者编号，依次点击运行、连接、打开和开始。

指导受试者使用安装有力传感器的手将虚拟方块在屏幕上移动16次。每次移动后，将方块移回隔板另一侧的起始位置。受试者完成全部16次重复后，点击软件中的“停止”按钮。

最后，要求受试者根据以下量表，分别在有和没有振动触觉反馈（VTF）的情况下，对完成16次方块转移任务的难度进行两次评分。0表示完全不难，1表示略微困难，2表示中等程度困难，3表示非常困难，4表示极其困难。结果表明，使用VTF执行任务时的主观难度评分（0至4分）与方块移动的归一化路径长度之间存在显著相关性。

当使用VTF时，对于那些认为任务更困难的受试者，其在存在视觉-触觉信号不一致情况下的归一化路径长度更长。此外，当使用VTF时，认为任务更困难的受试者的归一化路径长度显著更长。在试验过程中，受试者必须 unaware 于可能存在的误导性反馈。

为确保这一点，盒子底部衬有一层柔软的海绵，受试者佩戴包耳式耳机，以消除积木落下并撞击木盒时产生的听觉反馈。此外，应在完成的16次转移中随机选择两次带有不一致反馈的转移。