Summary
Den kontrollerade fysiska rotationen hos en mänsklig observatör är önskvärd för vissa experimentella, fritids- och utbildningsapplikationer. Detta dokument beskriver en metod för att konvertera en kontorssvivelstol till ett medium för kontrollerad fysisk rotation i en virtuell verklighetsmiljö.
Abstract
Den låga kostnaden och tillgängligheten för Virtual Reality (VR) -system har stött en ny acceleration av forskning om uppfattning och beteende under mer naturalistiska, multisensoriska och uppslukande förhållanden. Ett forskningsområde som särskilt har gynnats av användningen av VR-system är multisensorisk integration, till exempel integration av visuella och vestibulära ledtrådar för att ge upphov till en känsla av självrörelse. Av denna anledning representerar en tillgänglig metod för kontrollerad fysisk rotation av en observatör i en virtuell miljö en användbar innovation. Detta dokument presenterar en metod för att automatisera rotationen av en kontorssvivelstol tillsammans med en metod för att integrera den rörelsen i en VR-upplevelse. Med hjälp av ett exempelexperiment visas att den fysiska rörelsen, som sålunda produceras, integreras med en observatörs visuella upplevelse på ett sätt som överensstämmer med förväntningarna; hög integration när rörelsen är kongruent med den visuella stimulansen och låg integration när rörelsen är inkongruent.
Introduction
Många ledtrådar kombineras under naturliga förhållanden för att ge en känsla av självrörelse1. Att producera en sådan känsla är ett mål i många fritids-, hälso- och utbildnings-VR-applikationer 2,3,4,5, och att helt enkelt förstå hur ledtrådar kombineras för att ge en känsla av självrörelse har varit en långsiktig strävan för neuroforskare 6,7,8,9,10,11 . De tre viktigaste klasserna av ledtrådar för självrörelseuppfattning är visuell, vestibulär och proprioceptiv1. Alla tre kombineras kongruent under naturlig aktiv rörelse i den verkliga världen för att ge en robust och rik känsla av självrörelse. För att förstå rollen för varje klass av ledtrådar och få en känsla av hur ledtrådar kombineras har forskare traditionellt berövat experimentella observatörer en eller flera ledtrådar och / eller placerat ledtrådar i konflikt med varandra 1,12. Till exempel, för att ge roterande vestibulära ledtrådar i frånvaro av proprioceptiva ledtrådar, kan en observatör roteras passivt av en motoriserad stol 13,14,15,16. Sådan passiv rörelse har visat sig ge mycket övertygande ledtrådar till självrörelse17. Kontrollerade visuella signaler som tillhandahålls av ett VR-headset kan vara kongruenta eller inkongruenta med stolens rörelse eller helt frånvarande. Proprioceptiva ledtrådar kan läggas till genom att låta observatören rotera stolen av egen kraft, t.ex. genom att skjuta runt stolen med fötterna.
Här presenteras en metod för att konvertera en kontorssvivelstol till ett medium för att fysiskt rotera en observatörs kropp och integrera den rörelsen i en visuell (och potentiellt auditiv) virtuell upplevelse. Stolens rotation kan vara under kontroll av observatören, ett datorprogram eller en annan person som experimenten. Observatörsstyrd rotation kan vara passiv genom att göra den motordrivna rotationen till en funktion av positionen för observatörens handhållna styrenhet eller aktiv genom att stänga av stolen och låta observatören rotera stolen själv.
Dessutom presenteras en psykofysisk applikation för detta stol / VR-system. Det här exempelprogrammet belyser användbarheten av en observatörs kontrollerade passiva rotation för att förstå hur självrörelsesignaler interagerar för att producera övergripande perceptuella upplevelser. Det specifika målet var att få insikt i en länge studerad visuell illusionsinducerad rörelse 18,19. Vid inducerad rörelse "avvisas" ett stationärt eller rörligt mål perceptuellt bort från en rörlig bakgrund. Om till exempel en röd målpunkt rör sig vertikalt uppåt mot ett fält med blå prickar som rör sig åt höger, verkar målpunkten röra sig uppåt, som förväntat, men också åt vänster, bort från riktningen för den rörliga bakgrunden20,21. Syftet var att testa om avstötningen är ett resultat av att tolka bakgrundsrörelsen som orsakad av självrörelse22,23.
Om så är fallet bör tillägget av fysisk rotation som överensstämmer med bakgrundens visuella rörelse leda till en starkare känsla av att bakgrundsrörelsen beror på självrotation genom en stationär miljö. Detta bör i sin tur leda till en större tendens att subtrahera bakgrundsrörelsen från målrörelsen för att få målrörelse i förhållande till den stationära världen23. Denna ökade tendens att subtrahera skulle resultera i större upplevd målavstötning. Fysisk självrotation som antingen var förenlig med eller inkonsekvent med bakgrundsrörelsen lades till för att testa detta. Systemet som presenteras här möjliggjorde exakt kontroll av fysisk rörelse och motsvarande visuell rörelse för att testa denna hypotes. I exemplet var stolrörelsen under direkt kontroll av observatören med hjälp av VR-systemets handhållna styrenhet.
Även om det finns många exempel på motoriserade roterande stolar för olika VR-applikationer i litteraturen 24,25,26,27,28,29, är författarna inte medvetna om en kortfattad uppsättning instruktioner för att göra en sådan stol och integrera den i en interaktiv VR-upplevelse. Begränsade instruktioner finns tillgängliga för SwiVRChair29, som har samma struktur som den som presenteras här men som är utformad med ett annat syfte i åtanke, det vill säga att drivas av ett datorprogram för att förbättra nedsänkning i en VR-miljö, där stolrörelsen kan åsidosättas av användaren genom att placera fötterna på marken. Med tanke på kostnaden för kommersiellt tillgängliga stolar 30,31 kan det vara ett mer lönsamt alternativ för vissa forskare att göra en "intern". För dem i denna situation bör protokollet nedan vara till nytta.
Översikt över systemet
Protokollet består av instruktioner för att konvertera en kontorsstol till en elektriskt driven roterande stol och integrera stolsrörelsen i en VR-upplevelse. Hela systemet, när det är klart, består av fyra delar: de mekaniska, elektriska, mjukvaru- och VR-delsystemen. Ett fotografi av hela systemet visas i figur 1. Systemet som visades var det som användes i exempelexperimentet.
Det mekaniska delsystemets uppgift är att fysiskt rotera den övre axeln på en snurrstol via en motor. Den består av en kontorsstol till vilken två saker är fästa: en remskiva fäst vid kontorsstolens övre roterande axel och en justerbar monteringsram fäst vid den nedre fasta delen av axeln. En elektrisk stegmotor är fäst vid fästet, som har en remskiva fäst vid axeln som ligger i linje med remskivan på kontorsstolens övre axel. Ett bälte kopplar motorskivan till stolskivan, så att motorn kan snurra stolen.
Det elektriska delsystemet ger kraft till motorn och möjliggör elektronisk styrning av motorn. Den består av en motordrivrutin, en strömförsörjning för motorn, ett Arduino-kort för att ansluta drivrutinen med en dator och en strömförsörjning för Arduino (tillval). Ett Arduino-kort är ett populärt litet kort bland hobbyister och professionella tillverkare av allt elektroniskt, som innehåller en programmerbar mikroprocessor, styrenheter, ingångs- och utgångsstift och (i vissa modeller) en USB-port (krävs här). Alla elektriska komponenter är inrymda i en specialmodifierad elektriskt isolerad låda. Eftersom nätström krävs för transformatorn som ger ström till motorn och för (valfri) Arduino-strömförsörjning, och eftersom motorn kräver höga driftsspänningar, bör allt utom det elektroniska lågspänningsarbetet (protokollsteg 2.5 till 2.10 nedan) utföras av en kvalificerad individ.
Programvaruundersystemet består av Arduino-programvara för programmering av Arduino, Unity-programvara för att skapa VR-miljön, Steam-programvara för att köra VR-systemet och Ardity - ett Unity-plugin som gör att Unity kan kommunicera med Arduino-kortet. Denna programvara installerades på en Gygabyte Sabre 15WV8 bärbar dator som kör Microsoft Windows 10 Enterprise för exempelexperimentet (bild 1).
VR-systemet består av en huvudmonterad display (HMD), en handhållen styrenhet och basstationer för att bestämma positionen och orienteringen för HMD och styrenheten i rymden. VR-systemet som användes för detta projekt var HTC Vive Pro (figur 1).
Nedan beskrivs proceduren för att kombinera dessa komponenter för att uppnå en virtuell upplevelse som innehåller fysisk rotation (experiment eller på annat sätt) med stolrörelse som styrs av observatören via den handhållna styrenheten eller av värden / experimentören via en datormus eller en potentiometer. Den sista delen av protokollet består av de steg som krävs för att initiera VR-upplevelsen. Observera att metoden för kodning av Unity för att möjliggöra försök och datainsamling ligger utanför ramen för detta manuskript. Vissa steg, särskilt för det mekaniska delsystemet, kräver viss verkstadsutrustning och en viss kompetensnivå. I princip kan de presenterade metoderna justeras för att passa tillgången på dessa resurser. Alternativ erbjuds för några av de mer tekniska stegen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
VARNING: Elektriskt arbete ska utföras av en kvalificerad person.
1. Mekanisk systeminställningsprocedur
- Fäst huvudskivan på den övre axeln på svängstolen.
- Ta bort den övre axeln.
OBS: Detta innebär vanligtvis att placera stolen på sidan och ta bort en stift vid stolens botten som förhindrar att den övre axeln glider ut ur den nedre axeln. - Friktionsanpassa remskivan till axeln.
- Använd Vernier-bromsok för att få axelns diameter. Använd en svarv för att borra remskivans hål för att matcha axelns diameter.
- Skapa gängade hål för skruvar som fixerar remskivan på axeln. Borra ytterligare hål i remskivans nav för att göra totalt 4, vilket matchar diametern med skruvarnas. Trä hålen med en kran så att skruvarna kan användas för att fästa remskivan på axeln och matcha gängan med skruvarnas
OBS: Ett ALTERNATIV om det inte är möjligt att skapa en gänga är att borra hela vägen genom navet på remskivan och stolens axel och köra en bult hela vägen igenom när rätt placering av remskivan har bestämts (efter steg 1.4.6). - Skjut remskivan på stolaxeln.
- Sätt i skruvarna löst (dra åt efter att huvud- och små remskivorna är inriktade).
- Placera drivremmen löst på den övre stolaxeln (för att passa till huvud- och små remskivor senare).
- Sätt tillbaka den övre stolaxeln på stolsbotten.
- Ta bort den övre axeln.
- Fäst motorfästet på den svängbara stolens bottenaxel.
- Tillverka en justerbar klämma på vilken motormonteringsfästena kan fästas.
- Tillverka de två matchande komponenterna i klämman - en för varje sida av axeln (som ska pressas ihop med fyra bultar). Se figur 2 för dimensioner.
- Skär 90° vinkeljärnet i längd för varje komponent. Fäst de 4 bladen genom vilka bultarna kommer att springa.
- Runda kanterna på varje blad (metallstång) för säkerhet. Borra hål nära slutet av varje stång som är tillräckligt stora för att bultarna ska passa igenom. Gör en 45° böjning i rätt läge (rikta stången för att göra böjningen mer exakt). Punktsvetsa varje stång till vinkeln järnbulthål utåt.
OBS: ALTERNATIVT kan bladen bultas på plats, var försiktig så att du inte orsakar ett utsprång som förhindrar att vinkeljärnet kommer i kontakt med stolaxeln.
- Tillverka två motorfästen. Se figur 3 för dimensioner. För varje konsol, borra två hål i stången för fastsättning på klämman som just beskrivits. Böj 90° i lämpligt läge (rikta stången för att göra böjningen mer exakt).
- Fäst klämman och fäst på stolens bottenaxel genom att sätta in de 4 bultarna genom klämkomponenterna och fästena och dra åt. Se till att bultarna inte är för täta om fästet behöver justeras för att passa justeringsprocessen i steg 1.4.6.
- Tillverka en justerbar klämma på vilken motormonteringsfästena kan fästas.
- Fäst den lilla remskivan på motoraxeln.
- Slipa nyckeln på motoraxeln platt (inte längre utskjutande).
OBS: Detta ger en plan yta mot vilken remskivans skruv kan dras åt för att förhindra att remskivan glider runt motoraxeln. - Borra ut hålet i remskivan för att matcha motoraxelns diameter.
- Skjut remskivan över axeln och dra åt skruven löst mot den plana ytan på axeln.
- Slipa nyckeln på motoraxeln platt (inte längre utskjutande).
- Fäst motorn på motorfästet som beskrivs ovan.
- Förbered var och en av de 4 motorfäststängerna genom att borra två hål i lämpliga lägen (hål måste stämma överens med monteringshålen i motorn). Se figur 4 för dimensioner.
- Om det behövs för spel, skär en sektion ur den övre delen av de två stängerna så att remskivan på motoraxeln kan rotera fritt (tillval).
- Placera de fyra små täckfästena över de fyra yttre hålen. Använd dem senare för att fästa skyddskåpan över bältet och remskivorna.
- Fäst de åtta muttrarna och bultarna löst och lämna utrymme mellan de övre och nedre stängerna för att skjuta monteringsfästena mellan dem.
- Skjut motormonteringsstängerna på fästet - varje övre stång ovanför monteringsfästet och var och en under.
- Placera och kläm fast motorn.
- Flytta huvudskivan, den lilla remskivan eller både upp och ner tills huvud- och små remskivorna är horisontellt inriktade. Flytta klämman om det behövs.
- Placera drivremmen över de små och huvudsakliga remskivorna.
- Skjut motorenheten bort från stolen tills bältet är tätt.
- Dra åt de 8 bultarna på motorns fäststänger för att fästa motorn i motorfästet.
- Dra åt klämbultarna och remskivans skruvar.
- Fäst ett lock för att förhindra att något fastnar i remskivan / remsystemet.
- Böj sidorna på akrylskyddskåpan enligt figur 5.
OBS: Ett ALTERNATIV, om en akrylbockare inte är tillgänglig, är att använda en metallplåt och plåtbockare. - Klipp ut en sektion så att den passar runt stolens axel enligt figur 5.
- Borra hål för att matcha hålen på de små täckfästena.
- Använd de små lockfästena för att fästa locket.
- Böj sidorna på akrylskyddskåpan enligt figur 5.
2. Inställningsprocedur för elsystem
- Anslut på/av-knappen och nödavstängningsbrytaren till elnätet. Använd lämpliga spännings- och strömklassade kablar för att ansluta IEC-anslutaren (hankontakt för nätkabeln) till nödavstängnings- och på / av-omkopplaren i serie (så att bryta kretsen med någon av dem kommer att bryta strömmen till resten av komponenterna).
OBS: Lödning kan krävas. - Anslut 5 V DC-strömförsörjningen för Arduino till på / av-omkopplaren (tillval).
OBS: Lödning och nätklassad kabel krävs. - Anslut 48 V DC-strömförsörjningen för stoldrivrutinen till på / av-omkopplaren parallellt med 5 V-strömförsörjningen.
OBS: Nätklassad kabel krävs. - Gör lämpliga DIP-omkopplarinställningar för hybridstegmotordrivrutinen. Till exempel:
- Ställ in växlarna 1-4 till ON, OFF, ON respektive ON för 1 600 pulser per varv för stegmotorn (ju högre antal, desto finare kontroll men desto lägre lock på rotationshastighet beroende på hur snabbt Arduino kan producera pulser).
- Växla 5 till AV för moturs standardrotationsriktning.
- Växla 6 till PÅ för drive Point Motion (PM) -läge i motsats till rymdvektorkontrollläge (eller fältorienterad kontroll, FOC).
- Ställ in omkopplare 7 och 8 till OFF och OFF för att matcha styrenheten till 86-seriens 12 NM slutna slingmotor.
- Anslut Hybrid stegmotordrivrutinen till strömförsörjnings- och stolsdrivrutinskablarna.
- Anslut lämpligt klassade kablar från 48 V strömförsörjningsutgångsterminalerna till motordrivrutinens strömingångshölje och sätt i huset.
- Anslut de två motorkablarna via deras anslutningshöljen till föraren.
- Anslut Arduino till Hybrid stegmotordrivrutinen.
- Använd fästa hoppkablar för att ansluta terminalerna PUL+ ("puls" +), DIR+ ("riktning" +) och ENA+ ("aktivera" +) på motordrivrutinskontaktens hölje till stiften 2, 3 och 5 (stiftnummer valfritt men anges här som exempel som ska användas hela tiden) på Arduino.
- Använd korta ledningar för att ansluta PUL-, DIR- och ENA-terminalerna på motordrivarkontakthuset och en längre fäst hoppkabel för att ansluta ENA- till en GND-stift (jord) på Arduino.
- Sätt i kontakthuset i motordrivrutinen.
- Anslut Arduino till 5 V DC-strömförsörjningen (tillval). Använd fästa hoppkablar för att ansluta stiften GND och Vin på Arduino till 5 V-utgångarna på 5 V-strömförsörjningen.
- Anslut potentiometern till Arduino. Använd fästa hoppkablar för att ansluta A1 (en "analog in" -terminal) GND och 5 V-stift på Arduino till potentiometerns tre terminaler.
OBS: Lödning krävs. - Anslut vippomkopplaren till Arduino. Anslut stift 6 och GND på Arduino till de två vippströmbrytarterminalerna med fästa hoppkablar.
OBS: Lödning krävs. - Anslut lysdioden till Arduino.
- Löd motståndet till en terminal på lysdioden (för att släppa spänningen på LED-kretsen).
- Fäst stift 7 och GND på Arduino i slutet av motståndet och den andra LED-terminalen med fästa hoppkablar.
OBS: Lödning krävs.
- Isolera och hysa de elektriska /elektroniska komponenterna. Se figur 6 för en bild av ett färdigt inrymt system.
OBS: Det finns många sätt att isolera högspänningskomponenterna i det elektriska systemet, skydda de bräckliga elektroniska komponenterna från skador och innehålla alla dessa komponenter i ett hanterbart utrymme. Nedan följer en föreslagen metod.- Borra / klipp hål i sidan av instrumenthöljet för IEC-strömkontakten, huvud-på / av-omkopplaren, de två motorstyrkablarna, den lilla vippomkopplaren, lysdioden, potentiometern och USB-porten på Arduino (gör den här stor så att luft kan strömma in i fodralet för kylning).
- Fäst var och en av dessa komponenter med lämpliga medel (t.ex. skruvar, bultar, varm limpistol).
- Skär ventilationshål (ett ovanför fläkten i 48 V strömförsörjningen) och ett hål för nödbrytaren i locket på höljet; fäst sedan ventilationsfiltren och strömbrytaren.
- Fäst Arduino på botten av fodralet med distanser och skruvar. Placera så att USB-porten är i linje med USB-porthålet i fodralet.
- Fäst 48 V och 5 V strömförsörjning och motordrivrutinen på botten av fodralet med kardborreband och skumblock.
3. VR-inställningsprocedur
- Ställ in VR-systemet enligt tillverkarens instruktioner.
4. Procedur för installation av programvara
- Installera och konfigurera Arduino-programvaran.
- Ladda ner och installera Arduino-programmet enligt utvecklarens instruktioner.
- Anslut Arduino till datorn med en USB-kabel.
- Under rullgardinsmenyn Verktyg väljer du den port som Arduino-kortet är anslutet till.
- Under samma meny väljer du lämpligt kort och processor. Se till att den matchar kortet och processorn som används i avsnitt 2 ovan, t.ex. "Arduino Mega 2560" -kortet och "ATmega2560" -processorn.
- Programmera Arduino-kortet för att möjliggöra rotation av stolen 1) med hjälp av potentiometern och 2) med hjälp av kommandon från datorn via USB.
- Skriv koden som ska laddas upp till Arduino-processorn.
Exempelkod från exempelexperimentet ingår i tilläggsfil 1 (filnamn: hybrid_motor_controller.ino). - Anteckna överföringshastigheten (argumentet till kommandot Serial.Begin(), t.ex. 9 600.
- Spara koden och ladda upp den till Arduino-kortet med uppladdningsknappen .
- Skriv koden som ska laddas upp till Arduino-processorn.
- Testa att systemet fungerar hittills.
- Anslut och slå på det elektriska delsystemet.
- Vrid den lilla vippomkopplaren till en position där den lilla LED-indikatorlampan tänds.
- Vrid potentiometern för att säkerställa att den styr stolens hastighet och riktning.
- Installera och konfigurera Steam och SteamVR enligt utvecklarens instruktioner.
- Installera och konfigurera Unity.
- Installera och konfigurera Unity enligt utvecklarens instruktioner.
- Öppna ett nytt eller befintligt Unity-projekt (välj en typ, t.ex. "3D" som är lämplig för programmet).
- Ställ in SteamVR för användning i projektet.
- Öppna tillgångsbutiken (klicka på Window | Tillgångsbutik).
- Sök efter SteamVR och välj SteamVR Plugin.
- Klicka på Lägg till i resurser.
- I Unity öppnar du Pakethanteraren (klicka på Fönster | Pakethanterare).
- Hitta SteamVR under fliken Mina tillgångar .
- Klicka på Importera och följ anvisningarna för att slutföra importen.
- Klicka på Acceptera alla om du uppmanas att göra konfigurationsändringar.
- Importera Steam VR Camera Rig till scenen. Leta efter en ny tillgång som heter Steam VR i projektfönstret på inspektörsskärmen. Öppna Steam VR | prefabs.
- Dra [Camera Rig]-resursen till hierarki- eller scenfönstret för att tillåta användning av VR-headsetet och handkontrollerna i spelet.
- Ta bort standardhuvudkameran från hierarkin eller scenen eftersom den kommer att störa SteamVR-kameran.
- Installera och konfigurera Ardity.
- Sök efter Ardity i Unity Asset Store och välj det för nedladdning (steg 4.5.3.2 ovan).
- Uppdatera API-kompatibilitetsnivån.
- Öppna Projektinställningar under redigeramenyn .
- Klicka på | Andra inställningar.
- Välj .NET 4.X i rullgardinsmenyn för API-kompatibilitetsnivå.
- Avsluta Inställningar och vänta tills felmeddelanden försvinner.
- Konfigurera Unity-spelmiljön.
OBS: Följande minsta steg krävs för att användaren ska ha kontroll över stolen och ha stolrörelsen integrerad med sin VR-upplevelse.- Skapa de objekt och funktioner som behövs för det specifika programmet.
- Skapa objekt genom att klicka på GameObject och välja antingen 2D-objekt eller 3D-objekt.
- Lägg till funktioner i det skapade objektet genom att klicka på knappen Lägg till komponent i fönstret Granskare för objektet och välja ett av alternativen. Välj Nytt skript för att skapa ett C#-skript som liknar det i Tilläggsfil 3 (filnamn: SetUpTrial.cs).
- Importera serial controller-skriptet till spelet.
- Under mappen Tillgångar i projektfönstret öppnar du mappen Ardity | Skript mapp.
- Dra SerialController-skriptet till önskat spelobjekt i Heirarchy-fönstret , t.ex. bakgrundsspelobjektet .
- Klicka på objektet och bläddra ner i listan över komponenter i Inspector-fönstret för att hitta SerialController-skriptet .
- Se till att portnamnet och överföringshastigheten matchar dem för Arduino-programmet som anges i steg 4.1 och 4.2 ovan.
- Dra objektet som SerialController-skriptet är kopplat till från hierarkifönstret till inmatningsrutan bredvid Message Listener i granskarfönstret.
- Skriv och importera stolkontrollskriptet till spelet.
- Längst ner i Inspector-fönstret för samma spelobjekt klickar du på Lägg till komponent och väljer Nytt skript. Ge det nya skriptet namnet ChairController.
- Skriv koden som krävs för att ta kontroller- och muskommandon och förvandla dem till siffror som ska skickas via USB till Arduino.
Ett minimalt exempel på den kod som krävs ingår i tilläggsfil 2 (filnamn: ChairController.cs). - Spara skriptet.
- Fyll de tomma rutorna i fönstret Granskare . Dra HMD-objektet från fönstret Hierarki till inmatningsrutan bredvid Head under skriptet Chair Controller i inspector-fönstret . På samma sätt drar du objektet Handkontroll (höger) till rutan bredvid Hand.
- Skapa de objekt och funktioner som behövs för det specifika programmet.
5. Experiment (eller erfarenhet) förfarande
- Välj inmatningsmetod.
Det angivna exemplet ChairController-kod refererar till ett skript som heter SetUpTrial där den offentliga heltalsvariabeln inputType är inställd (där inputType 3 är VR-styrenhet och inputType 4 är mus). Det här skriptet/variabelarrangemanget har antagits i stegen nedan. - Klicka på spelobjektet som SetUpTrial-skriptet är bifogat till, t.ex. Bakgrund.
- Rulla nedåt i fönstret Granskare för att hitta de offentliga variablerna i SetUpTrial-skriptet .
- Ställ in inputType på 3 för VR-styrenhet eller 4 för muskontroll.
- Tryck på Play-knappen i Unity för att starta VR-upplevelsen med rörelse som styrs av kontrollerna eller musen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Syftet med exempelexperimentet var att avgöra om tillägget av fysisk rotation - antingen kongruent eller inkongruent med den visuella bakgrundsrörelsen i en scen - påverkade den upplevda riktningen för ett rörligt mål i den scenen. En skillnad mellan kongruent och inkongruent fysisk rörelse förväntades baserat på hypotesen att bakgrundsrörelsen påverkar den upplevda målriktningen beroende på hur lätt en deltagares visuella system tilldelar orsaken till bakgrundsrörelse till självrörelse32,33. Om bakgrunden och de fysiska rörelserna var kongruenta förväntades en större känsla av orsakssamband och därmed en större avvikelse från den upplevda målriktningen från dess faktiska riktning i den visuella displayen.
En observatör styrde stolens rotationshastighet och riktning med hjälp av en VR-kontroller. Ju längre vänster eller höger styrenheten var från HMD: s vändriktning, desto högre rotationshastighet. I det kongruenta tillståndet, om målmönstret, som alltid hade en positiv vertikal rörelsekomponent, tycktes driva åt höger om vertikalt, skulle observatören flytta styrenheten till vänster. Detta fick stolen att rotera åt vänster (moturs) och HMD på observatören att rotera moturs, vilket fick bakgrunden i den visuella scenen att röra sig åt höger med lämplig hastighet (som om det var en stationär bakgrund mot vilken observatören roterade, figur 7A). Denna högra bakgrundsrörelse "avvisade" målet och lade till en vänsterrörelsekomponent till den upplevda målrörelsen, som förväntat av den inducerade rörelseillusionen. Målriktningen styrdes av datorn, alltid uppåt men slumpmässigt steg antingen medurs eller moturs av sin nuvarande riktning med små regelbundna intervaller (uppnå en slumpmässig promenad, som börjar vertikalt och spänner över de två övre kvadranterna i euklidiskt utrymme). Observatörens mål var att justera sin egen rotationshastighet och riktning och därmed bakgrundens hastighet och riktning, så att den inducerade rörelsen orsakad av bakgrunden exakt avbröt någon vänster eller höger rörelsekomponent i målet.
I det inkongruenta tillståndet fick vänsterkontrollens rörelse stolen att rotera åt höger (medurs) och bakgrunden att röra sig åt höger via medurs HMD-rotation (figur 7B). Således orsakade vänsterkontrollrörelse höger bakgrundsrörelse precis som i det kongruenta tillståndet, men stolen rörde sig i motsatt riktning mot vad den gjorde i det kongruenta tillståndet, det vill säga den rörde sig inkongruent med bakgrunden. Högerrotation åtföljdes till exempel av höger bakgrundsrörelse, vilket är oförenligt med en observatör som roterar mot en stationär bakgrund.
En skärmdump av den visuella stimulansen visas i figur 8. Mönstren på varje litet cirkulärt stimulanselement rörde sig med samma hastighet och riktning som de andra mönstren i samma objekt (mål eller bakgrund) utan att elementen själva rörde sig, som om varje element var ett stationärt fönster genom vilket man kunde se rörelsen hos ett stort underliggande objekt. Detta möjliggjorde en känsla av rörelse utan att målet och bakgrunden rörde sig från visningsområdet. Visningsområdet var ett plan som låg på 8 m från observatören i den virtuella scenen och låstes i position i förhållande till HMD. Målelementen låg på en ring med en radie på 5 ° visuell vinkel, och bakgrundselementen spreds slumpmässigt över ett 20 ° x 20 ° område på displayplanet. Målets hastighet hölls vid 6 ° / s, och dess riktning varierade från -10 ° runt till 190 ° (dvs. förblev i allmänhet i de två översta kvadranterna i euklidiskt utrymme). Bakgrundsriktningen var alltid horisontell och hastigheten varierade beroende på hur snabbt observatörens huvud roterade medurs eller moturs. De kontinuerligt insamlade data analyserades med en metod som tidigare utvecklats i laboratoriet för att analysera kontinuerliga psykofysiska data. Den här metoden är en förlängning av en befintlig metod för att analysera kontinuerlig spårningsdata33.
Styrkan hos den inducerade rörelseeffekten under kongruenta och inkongruenta rörelseförhållanden representerades av värdet på parametern β i Eq (1):
(1)
Där p är en vektor som representerar den upplevda målhastigheten, representerar t den faktiska målhastigheten och b representerar bakgrundshastigheten. β styr i vilken utsträckning bakgrundshastigheten subtraheras från målrörelsen för att producera den upplevda målhastigheten. När en observatör roterar i den verkliga världen och ett mål rör sig inom sitt synfält måste bakgrundsrörelsen subtraheras helt från målrörelsen för att få målrörelsen i förhållande till den stationära världen32. Ett β värde på 1 bidrar således till att det visuella systemet tilldelar orsaken till bakgrundsrörelsen helt till självrörelse, och ett lägre värde indikerar partiell tilldelning. Medelvärdet β värden för nio observatörer för de två villkoren visas i figur 9.
För alla utom en observatör minskade medelvärdet β på grund av att stolen rörde sig inkongruent med den visuella stimulansen (även om förändringen var signifikant för endast en observatör, t(4) = 13,6, p = 0,000). Data analyserades med en tvåvägs ANOVA med observatör och kongruens som de två faktorerna. Båda faktorerna var signifikanta med observatör F (8, 32) = 2,857, p = 0,016 och kongruens F (1, 32) = 8,236, p = 0,007 vilket indikerar en signifikant skillnad mellan observatörer och en signifikant effekt av stolens rotationsriktning. Det förutsagda medelvärdet β för det kongruenta tillståndet var 1,03 och 0,87 för det inkongruenta tillståndet. Dessa resultat matchar förväntningarna som presenteras ovan. Ett β värde nära 1 för det kongruenta tillståndet indikerar en beredskap att tilldela bakgrundsrörelse till självrörelse. Ett betydligt lägre värde för det inkongruenta tillståndet indikerar en minskad beredskap att göra det. Detta indikerar i sin tur att upplevelsen av rörelse som tillhandahålls av stolen matchade förväntningarna; stolen gav ett effektivt sätt att ge observatörer en känsla av fysisk rörelse på det förväntade sättet.
Figur 1: Ett fotografi av hela systemet.
Figur 2: Klämma för att fästa motorn på stolens botten. (A) Hela klämaggregatet. (B) Mått för vinkeljärn och blad i kombination. (C) Bladmått. (D) Vinkeljärn dimensioner. Alla mått i mm. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Bild 3: Fäste för att fästa motorn på klämman. (B) Mått i mm. Förkortning: dia = diameter. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Bild 4: Fäst motorn på motorfästet. (B) Mått på motorfäststången i mm. (C) Hur man fäster täckfästena. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Bild 5: Fäst locket. B) Det färdiga mekaniska systemet. (C) Täck mått i mm. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 6: Alla elektriska och elektroniska komponenter i instrumentfodral. Observera att 5 V-strömmen till Arduino är frånkopplad på det här fotot. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 7: En schematisk representation av observatörens handlingar och de resulterande stol- och scenförändringarna under experimentet. (B) Inkongruent tillstånd: samma som kongruenten förutom att stolen rörde sig i motsatt riktning vilket gjorde stolens rörelse oförenlig med den visuella bakgrundsrörelsen. I diagrammet roterar observatören medurs och scenen roterar ytterligare medurs i förhållande till observatörens rörelse, vilket är oförenligt med naturupplevelsen. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Bild 8: En skärmbild av det rörelsestimulansinnehållande området på den visuella visningen. Detta 2D-bildplan placerades på 8 m avstånd från observatören som upptar ett 35 ° x 35 ° område av den visuella scenen i VR-miljön. Målringen hade en radie på 5° visuell vinkel och bakgrundsområdet subtended 20° x 20°. Förkortning: VR = virtual reality. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 9: Genomsnittliga betavärden för varje observatör under kongruenta och inkongruenta förhållanden. För alla utom en observatör minskade betavärdet för det inkongruenta stolen/visuella rörelsetillståndet, vilket indikerar en minskad sannolikhet att se den visuella bakgrundsrörelsen som orsakad av observatörens fysiska rörelse. En 2-vägs ANOVA avslöjade att gruppförändringen i betavärde var signifikant (se text för detaljer). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Kompletterande fil 1: Exempel på Arduino-kod, hybrid_motor_controller.ino. Klicka här för att ladda ner den här filen.
Kompletterande fil 2: Exempel på Unity C#-skript, ChairController.cs. Klicka här för att ladda ner den här filen.
Kompletterande fil 3: Exempel på Unity C#-skript, SetUpTrial.cs. Klicka här för att ladda ner den här filen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Detta dokument presenterar en metod för att lägga till automatiserad rotation till en kontorsstol under kontroll av en observatör eller experimenter, och en medföljande metod för att integrera den rörelsen i en virtuell upplevelse. Kritiska steg inkluderar den mekaniska fästningen av motorn på stolen, inställning av strömmen till och elektrisk styrning av motorn och sedan konfigurering av Arduino och datorn för att driva motorstyrenheten. Det mekaniska fästet kräver viss specialutrustning och färdigheter, även om lösningar har föreslagits för de svåraste uppgifterna. Ytterligare ändringar kan krävas beroende på tillgången på hårdvara.
Det elektriska högspänningsarbetet bör utföras av en kvalificerad person och, om det krävs enligt lag, certifieras av relevant organ. Lågspänningsarbetet kan utföras av en person med begränsad erfarenhet. Ovan finns instruktioner som är tillräckligt specifika för att tillåta reproduktion om samma utrustning används, men olika utrustningar kräver små ändringar av proceduren.
Arduino-kod har tillhandahållits för att komplettera den specifika elektroniska konfigurationen som föreslås här. Observera att Arduino och andra programvaruinstruktioner som medföljer fungerar med Arduino version 1.8.12, SteamVR version 1.18.7, Unity version 2020.2.7f1 och Ardity version 1. Andra programvaruversioner kan kräva ändringar av protokollet.
En begränsning med metoden är att vinkelaccelerationen behöver dämpas. En metod för att göra det finns i Arduino-koden. Detta beror på att hybridservot kommer att försöka "komma ikapp" på missade motorsteg (om friktion eller tröghet hindrar motorn från att accelerera så snabbt som den instrueras till), vilket kan leda till överskridande och roterande "studsande". Att dämpa accelerationskommandona som kommer från datorn är ett sätt att hantera detta; Detta är den metod som används i den angivna exempelkoden. En borstad eller borstlös likströmsmotor kan användas för att lindra detta problem, men dessa motorer tenderar att ha lågt vridmoment vid låga hastigheter, vilket gör rotationskontroll vid låga hastigheter mycket svår. Författarna försökte först en borstlös likströmsmotor innan de bytte till hybridstegmotorn.
Alternativ till det tillvägagångssätt som presenteras här finns. Det är möjligt att köpa förtillverkade roterande stolar30 och stolar som rör sig i andra riktningar31, till exempel stolar som gör små translationella34,35 eller roterande36,37 rörelser hela vägen upp till strap-in stolar och burar som utför stora flerdimensionella rörelser 38,39,40 . Dessa system är i allmänhet byggda för fritidsapplikationer men kan i princip anpassas för att utföra experiment, även om det kan vara svårt att "låsa upp" systemet så att det kan fungera med en experimenterares programvara under vissa omständigheter. Dessa system tenderar också att vara dyra. Det var i slutändan kostnaden som fick författarna att utveckla sitt eget system. Som jämförelse var kostnaden för satsen som användes för att automatisera kontorsstolens rörelse i detta projekt cirka AUD $ 540 (kostnad för bärbar dator, kontorsstol och VR-system ingår inte).
Uppgifterna som presenteras i avsnittet om representativa resultat indikerar att den fysiska rörelsen hos en observatör på den motoriserade stolen kan ha en betydande inverkan på deras upplevelse av den visuella scenen. Specifikt var spinnriktning - kongruent kontra inkongruent - en mycket signifikant faktor för att driva β värden för gruppen, vilket gav ett genomsnittligt β värde på 1,03 när stolen snurrade i en riktning som kongruent med den visuella bakgrundsrörelsen och ett betydligt lägre β värde (0,87) när stolen snurrade inkongruent. Det fanns variationer i effektens styrka bland individer (till och med producera motsatt effekt hos en individ, om än obetydlig). Den genomsnittliga förändringen som orsakades av att byta rotationsriktning var emellertid mycket signifikant, vilket avslöjades av ANOVA (p = 0,007). Ytterligare stöd för stolens effektivitet är att den genomsnittliga β värdet för gruppen i det kongruenta tillståndet var nära 1 (inte signifikant annorlunda än 1; p = 0,89, parat t-test), vilket indikerar att observatörerna i genomsnitt tittade på den visuella scenen som om de faktiskt roterade i den verkliga världen, helt subtrahera bakgrundens rörelse från målrörelsen för att få målets sanna rörelse i förhållande till den stationära världen.
De experimentella tillämpningarna för metoden som presenteras här är expansiva, med tanke på det ökade intresset för VR-medierade experiment. Där automatiserad rotationsrörelse i en virtuell miljö är önskvärd är metoden tillämplig. Stolen ger vestibulära och små kinestetiska rotationssignaler som tryck-, vibrations- och tröghetssignaler. Att kontrollera sådana ledtrådar är viktigt för att förstå mekanismerna för känslan av självrörelse och för att förstå hur vestibulära ledtrådar i allmänhet integreras med andra sensoriska ledtrådar. Exempelexperimentet indikerar att de fysiska ledtrådarna som tillhandahålls av stolen kombineras med visuella ledtrådar för att producera en scentolkning, dvs. målets upplevda riktning, vilket överensstämmer med verklig erfarenhet när ledtrådarna är kongruenta och inkonsekventa när de inte är det.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Det finns inga intressekonflikter.
Acknowledgments
Detta arbete stöddes av Australian Research Council-bidrag DP160104211, DP190103474 och 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 |
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).
