La rotazione fisica controllata di un osservatore umano è auspicabile per alcune applicazioni sperimentali, ricreative ed educative. Questo documento delinea un metodo per convertire una sedia girevole da ufficio in un mezzo per la rotazione fisica controllata in un ambiente di realtà virtuale.
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Articolo metodologico
Rotazione controllata di osservatori umani in un ambiente di realtà virtuale
In questo articolo
Sommario
Abstract
Il basso costo e la disponibilità dei sistemi di realtà virtuale (VR) hanno supportato una recente accelerazione della ricerca sulla percezione e il comportamento in condizioni più naturalistiche, multisensoriali e immersive. Un'area di ricerca che ha particolarmente beneficiato dell'uso di sistemi VR è l'integrazione multisensoriale, ad esempio l'integrazione di segnali visivi e vestibolari per dare origine a un senso di auto-movimento. Per questo motivo, un metodo accessibile per la rotazione fisica controllata di un osservatore in un ambiente virtuale rappresenta un'utile innovazione. Questo documento presenta un metodo per automatizzare la rotazione di una sedia girevole da ufficio insieme a un metodo per integrare quel movimento in un'esperienza VR. Utilizzando un esperimento di esempio, si dimostra che il moto fisico, così prodotto, è integrato con l'esperienza visiva di un osservatore in modo coerente con le aspettative; alta integrazione quando il moto è congruente con lo stimolo visivo e bassa integrazione quando il moto è incongruente.
Introduzione
Molti segnali si combinano in condizioni naturali per produrre un senso di auto-movimento1. Produrre un tale senso è un obiettivo in molte applicazioni VR ricreative, sanitarie ed educative 2,3,4,5, e semplicemente capire come i segnali si combinano per dare un senso di auto-movimento è stato uno sforzo a lungo termine dei neuroscienziati 6,7,8,9,10,11
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Protocollo
ATTENZIONE: i lavori elettrici devono essere eseguiti da una persona qualificata.
1. Procedura di configurazione del sistema meccanico
- Fissare la puleggia principale all'albero superiore della sedia girevole.
- Rimuovere l'albero superiore.
NOTA: questo in genere comporta il posizionamento della sedia su un lato e la rimozione di un perno alla base della sedia che impedisce all'albero superiore di scivolare fuori dall'albero inferiore. - Attrito-montare la puleggia all'albero.
- Utilizzare pinze Vernier per ottenere il diametro dell'albero. Utilizzare un tornio per forare il foro della pule....
- Rimuovere l'albero superiore.
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Risultati
Lo scopo dell'esperimento di esempio era determinare se l'aggiunta di rotazione fisica – congruente o incongruente con il movimento visivo di sfondo in una scena – influenzasse la direzione percepita di un bersaglio in movimento in quella scena. Ci si aspettava una differenza tra movimento fisico congruente e incongruente sulla base dell'ipotesi che il movimento di sfondo influenza la direzione del bersaglio percepita in base alla prontezza con cui il sistema visivo di un partecipante assegna la causa del movimento di sf.......
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Discussione
Questo documento presenta un metodo per aggiungere la rotazione automatica a una sedia da ufficio sotto il controllo di un osservatore o di uno sperimentatore e un metodo di accompagnamento per integrare quel movimento in un'esperienza virtuale. I passaggi critici includono il fissaggio meccanico del motore alla sedia, l'impostazione dell'alimentazione e del controllo elettrico del motore, quindi la configurazione di Arduino e del computer per pilotare il controller del motore. La fase di attacco meccanico richiede alcun.......
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Dichiarazioni
Non ci sono conflitti di interesse.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato dalle sovvenzioni dell'Australian Research Council DP160104211, DP190103474 e DP190103103.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Alimentatore 48 V DC (motore) | Meanwell | RSP-320-48 | https://www.meanwellaustralia.com.au/products/rsp-320 |
| Alimentatore 5 V DC (arduino) | Jaycar | MP3295 | https://www.jaycar.com.au/15w-5v-3a-enclosed-power-supply/p/MP3295?pos=5&queryId=dda344422ab16c6 7f558551ac0acbd40 |
| Plugin Ardity per 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 | Scegli una dimensione adatta all'applicazione. Abbiamo usato 60 denti. https://www.motiondynamics.com.au/polyurethane-timing-belts-16mm-t-10/ |
| Bulloni della staffa (che tengono il motore) | La fabbrica di dispositivi di fissaggio | 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 |
| Bulloni della staffa (che non tengono il motore) | La 161258 | di fabbrica dei dispositivi di fissaggiox 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 | |
| Angolo di serraggio in ferro | Austral Wright Metals | 50004813 | x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/ |
| Bulloni di serraggio | La fabbrica di dispositivi di fissaggio | 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 |
| Foglie di serraggio (barra piatta in acciaio inox) | Austral Wright Metals | 50004687 | x 8. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/ |
| Coperchio (acrilico) | Bunnings Warehouse | 1010489 | https://www.bunnings.com.au/suntuf-900-x-600-x-5mm-grey-acrylic-sheet_p1010489 |
| Coperchio bulloni/dadi | Bunnings Warehouse | 247292 | x 4. https://www.bunnings.com.au/pinnacle-m3-x-16mm-stainless-steel-hex-head-bolts-and-nuts-12-pack_p0247292 |
| Staffe di copertura | Bunnings Warehouse | 44061 | x 4. https://www.bunnings.com.au/zenith-20mm-zinc-plated-angle-bracket-16-pack_p0044061 |
| Interruttore di arresto di emergenza | Jaycar | SP0786 | https://www.jaycar.com.au/latching-emergency-stop-switch/p/SP0786?pos=1&queryId=5abe9876cf78dc3d d26b9067fbc36f74 |
| Motore passo-passo ibrido e driver | Vevor | ? | Motore passo-passo ad anello chiuso Nema 34 12NM Servomotore Driver ibrido https://vevor.com.au/products/1712oz-in-nema34-closed-loop-stepper-motor-12nm-hybrid-servo-driver-hsc86-kit?variant=33058303311975 |
| Connettore di alimentazione di rete IEC | Componenti RS | 811-7213 | https://au.rs-online.com/web/p/iec-connectors/8117213 |
| Custodia per strumenti (custodia) | 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= rilevanza |
| Puleggia principale (sedia) | Dinamica | del movimento ALTP10020 | Scegli una dimensione adatta all'applicazione. Più denti = rotazione più lenta. Abbiamo usato 36 denti. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html |
| Barre di fissaggio del motore (barra piatta in acciaio inossidabile) | Austral Wright Metals | 50004687 | x 4. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/ |
| Staffe di montaggio (barra piatta in acciaio inossidabile) | Austral Wright Metals | 50004687 | x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/ |
| Dadi | La fabbrica di dispositivi di fissaggio | 161989 | x 12. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-nylon-insert-lock-nut-m6-100pc |
| Interruttore on/off | Jaycar | SK0982 | https://www.jaycar.com.au/dpdt-illuminated-rocker-large-red/p/SK0982?pos=4&queryId=88e0c5abfa682b74 fa631c6d513abc73& sort=relevance |
| Potenziometro | Jaycar | RP8610 | https://www.jaycar.com.au/10k-ohm-logarithmic-a-single-gang-9mm-potentiometer/p/RP8610?pos=4&queryId=0d1510281ba100d 174b8e3d7f806a020 |
| Viti puleggia | The Fastner Factory | 155856 | x 5. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-socket-head-cap-screw-m4-x-25mm-100pc |
| resistenza 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= rilevanza |
| Puleggia piccola (motore) | Dinamica del movimento | ALTP10020 | Scegli una dimensione adatta all'applicazione. Più denti = rotazione più veloce. Abbiamo usato 24 denti. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html |
| Interruttore a levetta piccolo | Jaycar | ST0555 | https://www.jaycar.com.au/sealed-mini-toggle-switch/p/ST0555?pos=14&queryId=066b989a151d83 31885c6cec92fba517& sort= rilevanza |
| Software Steam | Valve Corporation | https://store.steampowered.com/ | |
| SteamPlugin VR per Steam | Valve Corporation | Software https://store.steampowered.com/app/250820/SteamVR/ | |
| Unity | Unity Technologies | https://unity3d.com/get-unity/download | |
| Sistema VR | Scorptec | 99HANW007-00 | HTC Vive Pro con controller e stazioni base. https://www.scorptec.com.au/product/gaming-peripherals/vr/72064-99hanw007-00?gclid=Cj0KCQiA5OuNBhCRARIsA CgaiqX8NjXZ9F6ilIpVmYEhhanm GA67xLzllk5EmjuG0gnhu4xmiE _RwSgaAhn8EALw_wcB |
Riferimenti
- 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 immersi....
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Ristampe e permessi
