Artículo de método

Rotación controlada de observadores humanos en un entorno de realidad virtual

DOI:

10.3791/63699

⸱

21 de abril de 2022

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

En este artículo

Resumen

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

La rotación física controlada de un observador humano es deseable para ciertas aplicaciones experimentales, recreativas y educativas. Este documento describe un método para convertir una silla giratoria de oficina en un medio para la rotación física controlada en un entorno de realidad virtual.

Resumen

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

El bajo costo y la disponibilidad de los sistemas de Realidad Virtual (VR) han apoyado una reciente aceleración de la investigación sobre la percepción y el comportamiento en condiciones más naturalistas, multisensoriales e inmersivas. Un área de investigación que se ha beneficiado particularmente del uso de sistemas de realidad virtual es la integración multisensorial, por ejemplo, la integración de señales visuales y vestibulares para dar lugar a una sensación de automovimiento. Por esta razón, un método accesible para la rotación física controlada de un observador en un entorno virtual representa una innovación útil. Este documento presenta un método para automatizar la rotación de una silla giratoria de oficina junto con un método para integrar ese movimiento en una experiencia de realidad virtual. Utilizando un experimento de ejemplo, se demuestra que el movimiento físico, así producido, se integra con la experiencia visual de un observador de una manera consistente con las expectativas; alta integración cuando el movimiento es congruente con el estímulo visual y baja integración cuando el movimiento es incongruente.

Introducción

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Muchas señales se combinan en condiciones naturales para producir una sensación de automovimiento1. Producir tal sentido es un objetivo en muchas aplicaciones de realidad virtual recreativas, de salud y educativas 2,3,4,5, y simplemente comprender cómo se combinan las señales para dar una sensación de automovimiento ha sido un esfuerzo a largo plazo de los neurocientíficos 6,7,8,9,10,11

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Protocolo

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ADVERTENCIA: El trabajo eléctrico debe ser realizado por una persona calificada.

1. Procedimiento de configuración del sistema mecánico

  1. Fije la polea principal al eje superior de la silla giratoria.
    1. Retire el eje superior.
      NOTA: Esto generalmente implica colocar la silla de lado y quitar un pasador en la base de la silla que evita que el eje superior se deslice fuera del eje inferior.
    2. Ajuste por fricción de la polea al eje.
      1. Utilice pinzas Vernier para obtener el diámetro del eje. Use un torno para perforar el orificio de la polea para que coincida con el diámetro del eje.
      2. ....

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Resultados

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El objetivo del experimento de ejemplo fue determinar si la adición de rotación física, ya sea congruente o incongruente con el movimiento visual de fondo en una escena, afectaba la dirección percibida de un objetivo en movimiento en esa escena. Se esperaba una diferencia entre el movimiento físico congruente e incongruente basado en la hipótesis de que el movimiento de fondo afecta la dirección del objetivo percibido de acuerdo con la facilidad con que el sistema visual de un participante asigna la causa del movimiento .......

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Discusión

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Este documento presenta un método para agregar rotación automatizada a una silla de oficina bajo el control de un observador o experimentador, y un método acompañante para integrar ese movimiento en una experiencia virtual. Los pasos críticos incluyen la fijación mecánica del motor a la silla, la configuración de la alimentación y el control eléctrico del motor, luego la configuración del Arduino y la computadora para impulsar el controlador del motor. El paso de fijación mecánica requiere algunos equipos y habilidades e.......

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Divulgaciones

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No hay conflictos de intereses.

Agradecimientos

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Este trabajo fue apoyado por las subvenciones del Consejo Australiano de Investigación DP160104211, DP190103474 y DP190103103.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Fuente de alimentación de 48 V CC (motor)MeanwellRSP-320-48https://www.meanwellaustralia.com.au/products/rsp-320
fuente de alimentación de 5 V CC (arduino)JaycarMP3295https://www.jaycar.com.au/15w-5v-3a-enclosed-power-supply/p/MP3295?pos=5&queryId=dda344422ab16c6
7f558551ac0acbd40
Complemento de Ardity para 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 DynamicsRFTB10010Elija un tamaño que se adapte a la aplicación. Utilizamos 60 dientes. https://www.motiondynamics.com.au/polyurethane-timing-belts-16mm-t-10/
Pernos de soporte (motor de sujeción)The 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
Pernos de soporte (motor de sujeción)The 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
Ángulo de abrazadera HierroAustral Wright Metals50004813x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Pernos de abrazaderaThe Fastner Factory 161265x 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  
Hojas de abrazadera (barra plana de acero inoxidable)Austral Wright Metals50004687x 8. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Cubierta (acrílica)Almacén de Bunnings1010489https://www.bunnings.com.au/suntuf-900-x-600-x-5mm-grey-acrylic-sheet_p1010489
Pernos/tuercas de cubiertaBunnings Warehouse247292x 4. https://www.bunnings.com.au/pinnacle-m3-x-16mm-stainless-steel-hex-head-bolts-and-nuts-12-pack_p0247292
Soportes de cubiertaBunnings Warehouse44061x 4. https://www.bunnings.com.au/zenith-20mm-zinc-plated-angle-bracket-16-pack_p0044061
Interruptor de apagado de emergenciaJaycarSP0786https://www.jaycar.com.au/latching-emergency-stop-switch/p/SP0786?pos=1&queryId=5abe9876cf78dc3d
d26b9067fbc36f74
¿Motor paso a paso híbrido y controladorVevor?Motor paso a paso de circuito cerrado Nema 34 12NM Servomotor Controlador híbrido https://vevor.com.au/products/1712oz-in-nema34-closed-loop-stepper-motor-12nm-hybrid-servo-driver-hsc86-kit?variant=33058303311975
Conector de alimentación de red IECComponentes RS811-7213https://au.rs-online.com/web/p/iec-connectors/8117213
Caja de instrumentos (carcasa)JaycarHB6381
https://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=
relevancia
Polea principal (silla)Dinámica de movimientoALTP10020Elija un tamaño que se adapte a la aplicación. Más dientes = rotación más lenta. Utilizamos 36 dientes. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html
Barras de fijación del motor (barra plana de acero inoxidable)Austral Wright Metals50004687x 4. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Soportes de montaje (barra plana de acero inoxidable)Austral Wright Metals50004687x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
TuercasThe Fastner Factory161989x 12. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-nylon-insert-lock-nut-m6-100pc
Interruptor de encendido/apagadoJaycarSK0982https://www.jaycar.com.au/dpdt-illuminated-rocker-large-red/p/SK0982?pos=4&queryId=88e0c5abfa682b74
FA631C6D513ABC73& sort=relevancia
PotenciómetroJaycarRP8610https://www.jaycar.com.au/10k-ohm-logarithmic-a-single-gang-9mm-potentiometer/p/RP8610?pos=4&queryId=0d1510281ba100d
174b8e3d7f806a020
Tornillos de poleaThe Fastner Factory155856x 5. Resistencia https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-socket-head-cap-screw-m4-x-25mm-100pc
150 OhmJaycarRR2554https://www.jaycar.com.au/150-ohm-1-watt-carbon-film-resistors-pack-of-2/p/RR2554?pos=19&queryId=48c6317c73fd361
a42c835398d282c4a& sort=
relevancia
Polea pequeña (motor)Dinámica de movimientoALTP10020Elija un tamaño que se adapte a la aplicación. Más dientes = rotación más rápida. Utilizamos 24 dientes. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html
Interruptor de palanca pequeñoJaycarST0555https://www.jaycar.com.au/sealed-mini-toggle-switch/p/ST0555?pos=14&queryId=066b989a151d83
31885c6cec92fba517& sort=
relevancia
Software de vaporValve Corporationhttps://store.steampowered.com/
SteamVR plugin para SteamValve Corporationhttps://store.steampowered.com/app/250820/SteamVR/
Unity softwareUnity Technologies
https://unity3d.com/get-unity/download sistema de realidad virtualScorptec99HANW007-00HTC Vive Pro con mandos y estaciones base. https://www.scorptec.com.au/product/gaming-peripherals/vr/72064-99hanw007-00?gclid=Cj0KCQiA5OuNBhCRARIsA
CgaiqX8NjXZ9F6ilIpVmYEhhanm
GA67xLzllk5EmjuG0gnhu4xmiE
_RwSgaAhn8EALw_wcB

Referencias

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