Methodenartikel

Kontrollierte Rotation menschlicher Beobachter in einer Virtual-Reality-Umgebung

DOI:

10.3791/63699

⸱

21. April 2022

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

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Die kontrollierte physische Rotation eines menschlichen Beobachters ist für bestimmte experimentelle, Freizeit- und Bildungsanwendungen wünschenswert. Dieses Papier skizziert eine Methode zur Umwandlung eines Bürodrehstuhls in ein Medium für kontrollierte physische Rotation in einer Virtual-Reality-Umgebung.

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die niedrigen Kosten und die Verfügbarkeit von Virtual Reality (VR) -Systemen haben eine jüngste Beschleunigung der Erforschung von Wahrnehmung und Verhalten unter naturalistischeren, multisensorischen und immersiveren Bedingungen unterstützt. Ein Forschungsgebiet, das besonders vom Einsatz von VR-Systemen profitiert hat, ist die multisensorische Integration, zum Beispiel die Integration von visuellen und vestibulären Signalen, um ein Gefühl der Selbstbewegung zu erzeugen. Aus diesem Grund stellt eine zugängliche Methode zur kontrollierten physischen Rotation eines Beobachters in einer virtuellen Umgebung eine sinnvolle Neuerung dar. Dieses Papier stellt eine Methode zur Automatisierung der Rotation eines Bürodrehstuhls zusammen mit einer Methode zur Integration dieser Bewegung in ein VR-Erlebnis vor. Anhand eines Beispielexperiments wird gezeigt, dass die so erzeugte physikalische Bewegung in einer Weise in die visuelle Erfahrung eines Beobachters integriert ist, die den Erwartungen entspricht; hohe Integration, wenn die Bewegung mit dem visuellen Reiz kongruent ist, und niedrige Integration, wenn die Bewegung inkongruent ist.

Einleitung

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Viele Hinweise verbinden sich unter natürlichen Bedingungen, um ein Gefühl der Selbstbewegung zu erzeugen1. Ein solches Gefühl zu erzeugen ist ein Ziel in vielen Erholungs-, Gesundheits- und Bildungs-VR-Anwendungen 2,3,4,5, und einfach zu verstehen, wie sich Hinweise verbinden, um ein Gefühl der Selbstbewegung zu vermitteln, war ein langfristiges Unterfangen von Neurowissenschaftlern 6,7,8,9,10,11 <....

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Protokoll

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WARNUNG: Elektrische Arbeiten sollten von einer qualifizierten Person durchgeführt werden.

1. Verfahren zur Einrichtung des mechanischen Systems

  1. Befestigen Sie die Hauptrolle am oberen Schaft des Drehstuhls.
    1. Entfernen Sie den oberen Schaft.
      HINWEIS: Dies beinhaltet in der Regel, den Stuhl auf die Seite zu stellen und einen Stift an der Basis des Stuhls zu entfernen, der verhindert, dass der obere Schaft aus dem unteren Schaft rutscht.
    2. Reibungsanpassung der Riemenscheibe an die Welle.
      1. Verwenden Sie Vernier-Bremssättel, um den Durchmesser der Welle zu erhalten. Verwenden Sie eine Drehma....

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Ergebnisse

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Ziel des Beispielexperiments war es, festzustellen, ob die Hinzufügung einer physischen Rotation - entweder kongruent oder inkongruent mit der visuellen Hintergrundbewegung in einer Szene - die wahrgenommene Richtung eines sich bewegenden Ziels in dieser Szene beeinflusst. Ein Unterschied zwischen kongruenter und inkongruenter physischer Bewegung wurde erwartet, basierend auf der Hypothese, dass die Hintergrundbewegung die wahrgenommene Zielrichtung beeinflusst, je nachdem, wie leicht das visuelle System eines.......

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Diskussion

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Dieses Papier stellt eine Methode zum Hinzufügen einer automatisierten Rotation zu einem Bürostuhl unter der Kontrolle eines Beobachters oder Experimentators und eine begleitende Methode zur Integration dieser Bewegung in ein virtuelles Erlebnis vor. Zu den kritischen Schritten gehören die mechanische Befestigung des Motors am Stuhl, die Einrichtung der Stromversorgung und der elektrischen Steuerung des Motors sowie die anschließende Konfiguration des Arduino und des Computers zum Antrieb der Motorsteuerung. Der mechanis.......

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Offenlegungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Es gibt keine Interessenkonflikte.

Danksagungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Diese Arbeit wurde durch die Zuschüsse des Australian Research Council DP160104211, DP190103474 und DP190103103 unterstützt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
48 V DC Netzteil (Motor)MeanwellRSP-320-48https://www.meanwellaustralia.com.au/products/rsp-320
5 V DC Netzteil (arduino)JaycarMP3295https://www.jaycar.com.au/15w-5v-3a-enclosed-power-supply/p/MP3295?pos=5&queryId=dda344422ab16c6
7f558551ac0acbd40
Ardity Plugin für UnityOpen Sourcehttps://ardity.dwilches.com/
Arduino MEGA 2560JaycarXC4420https://www.jaycar.com.au/duinotech-mega-2560-r3-board-for-arduino/p/XC4420?pos=2&queryId=901771805f4bf6e0
ec31d41601d14dc3
Arduino SoftwareArduinohttps://www.arduino.cc/en/software
BeltMotion DynamicsRFTB10010Wählen Sie eine Größe, die zur Anwendung passt. Wir haben 60 Zähne verwendet. https://www.motiondynamics.com.au/polyurethane-timing-belts-16mm-t-10/
Halterungsschrauben (Haltemotor)Die Fastner Factory161260x 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
Halterungsschrauben (ohne Halt des Motors)Die Fastner Factory161258x 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
Klemmwinkel EisenAustral Wright Metals50004813x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
KlemmschraubenThe Fastner Factory161265x 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  
Klemmblätter (Edelstahl-Flachstange)Austral Wright Metals50004687x 8. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Abdeckung (Acryl)Bunnings Warehouse1010489https://www.bunnings.com.au/suntuf-900-x-600-x-5mm-grey-acrylic-sheet_p1010489
Abdeckung Schrauben/MutternBunnings Warehouse247292x 4. https://www.bunnings.com.au/pinnacle-m3-x-16mm-stainless-steel-hex-head-bolts-and-nuts-12-pack_p0247292
AbdeckwinkelBunnings Warehouse44061x 4. https://www.bunnings.com.au/zenith-20mm-zinc-plated-angle-bracket-16-pack_p0044061
Not-Aus-SchalterJaycarSP0786https://www.jaycar.com.au/latching-emergency-stop-switch/p/SP0786?pos=1&queryId=5abe9876cf78dc3d
d26b9067fbc36f74
Hybrid-Schrittmotor und -TreiberVevor?Schrittmotor mit geschlossenem Regelkreis Nema 34 12NM Servomotor Hybridtreiber https://vevor.com.au/products/1712oz-in-nema34-closed-loop-stepper-motor-12nm-hybrid-servo-driver-hsc86-kit?variant=33058303311975
IEC-NetzsteckerRS-Komponenten811-7213https://au.rs-online.com/web/p/iec-connectors/8117213
Instrumentenkoffer (Gehäuse)JaycarHB6381https://www.jaycar.com.au/abs-instrument-case-with-purge-valve-mpv2/p/HB6381
LEDJaycarZD0205https://www.jaycar.com.au/green-10mm-led-100mcd-round-diffused/p/ZD0205?pos=11&queryId=e596cbd3d71e86
37ab9340cee51175e7& sort=
Relevanz
Hauptriemenscheibe (Stuhl)Motion DynamicsALTP10020Wählen Sie eine Größe, die zur Anwendung passt. Mehr Zähne = langsamere Rotation. Wir haben 36 Zähne verwendet. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html
Motorbefestigungsstangen (Edelstahl-Flachstange)Austral Wright Metals50004687x 4. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Montagewinkel (Edelstahl-Flachstange)Austral Wright Metals50004687x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
MutternThe Fastner Factory161989x 12. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-nylon-insert-lock-nut-m6-100pc
Ein-/AusschalterJaycarSK0982https://www.jaycar.com.au/dpdt-illuminated-rocker-large-red/p/SK0982?pos=4&queryId=88e0c5abfa682b74
fa631c6d513abc73& sort=relevance
PotentiometerJaycarRP8610https://www.jaycar.com.au/10k-ohm-logarithmic-a-single-gang-9mm-potentiometer/p/RP8610?pos=4&queryId=0d1510281ba100d
174b8e3d7f806a020
SchaltröllchenschraubenThe Fastner Factory155856x 5. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-socket-head-cap-screw-m4-x-25mm-100pc
Widerstand 150 OhmJaycarRR2554https://www.jaycar.com.au/150-ohm-1-watt-carbon-film-resistors-pack-of-2/p/RR2554?pos=19&queryId=48c6317c73fd361
a42c835398d282c4a& sort=
Relevanz
Kleine Riemenscheibe (Motor)Motion DynamicsALTP10020Wählen Sie eine Größe, die zur Anwendung passt. Mehr Zähne = schnellere Rotation. Wir haben 24 Zähne verwendet. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html
Kleiner KippschalterJaycarST0555https://www.jaycar.com.au/sealed-mini-toggle-switch/p/ST0555?pos=14&queryId=066b989a151d83
31885c6cec92fba517& sort=
Relevanz
Steam SoftwareValve Corporationhttps://store.steampowered.com/
SteamVR Plugin für SteamValve Corporationhttps://store.steampowered.com/app/250820/SteamVR/
Unity SoftwareUnity Technologieshttps://unity3d.com/get-unity/download VR-System
Scorptec99HANW007-00HTC Vive Pro mit Controllern und Basisstationen. https://www.scorptec.com.au/product/gaming-peripherals/vr/72064-99hanw007-00?gclid=Cj0KCQiA5OuNBhCRARIsA
CgaiqX8NjXZ9F6ilIpVmYEhhanm
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_RwSgaAhn8EALw_wcB

Referenzen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. Radianti, J., Majchrzak, T. A., Fromm, J., Wohlgenannt, I. A systematic review of immersi....

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Schlagwörter

Virtual RealityControlled RotationMultisensory IntegrationVisual Vestibular CuesObserver MotionArduino ControlUnity IntegrationSteamVR PluginInduced MotionHead Mounted Display

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