Applicazione di stimoli visivi e tattili incongruenti durante il trasferimento di oggetti con feedback vibro-tattile

Il protocollo testa l'effetto del feedback vibro-tattile sulla risposta a stimoli visivo-tattili incongruenti. Un sistema di motion capture calcola le coordinate 3D di un blocco trasferito attraverso una partizione. Quindi l'analisi del tempo di movimento e del percorso del blocco in ogni ripetizione può essere eseguita in modo efficiente e preciso alla fine della prova.

La reazione del soggetto agli stimoli visivo-tattili incongruenti in presenza di feedback vibro-tattile può essere facilmente quantificata. La quantificazione del contributo positivo o negativo del feedback vibro-tattile durante la funzione motoria che comporta stimoli visivo-tattili incongruenti può aiutare nella progettazione futura di protesi operative, aptiche e strumenti chirurgici, abbigliamento sportivo intelligente o qualsiasi altro capo che incorpora feedback vibro-tattile. Qualsiasi sistema di motion capture e sistema di feedback vibro-tattile può essere utilizzato per replicare il nostro protocollo.

Inizia ottenendo una scatola di legno con una partizione alta 15,2 centimetri al centro. Posizionare uno strato di spugna morbida su entrambi i lati della partizione. Quindi, posizionare sei marcatori riflettenti passivi sull'aspetto opposto allo schermo ai quattro angoli e su entrambe le estremità della partizione.

Utilizzare una stampante 3D per produrre un cubo con dimensioni di 2,5 centimetri per 2,5 centimetri per 2,5 centimetri attaccati a una base con dimensioni di 4,5 centimetri per 4,5 centimetri per un centimetro. Quindi, posizionare un grande schermo, di circa 1,5 metri, davanti a un tavolo e posizionare la scatola sul tavolo, a 10 centimetri dal bordo opposto allo schermo. Infine, utilizza un sistema di motion capture a sei telecamere attivato a 100 hertz per visualizzare la partizione e il movimento del blocco in tempo reale.

Calibrare il sistema di motion capture con una bacchetta struzionata in modo che il blocco e la partizione della scatola siano riconosciuti come corpi rigidi. Quindi, posizionare la casella sul tavolo a 10 centimetri dal bordo opposto allo schermo. In primo luogo, istruisci il soggetto a rimuovere eventuali orologi, braccialetti e anelli.

Collegare il controller di sistema VTF all'avambraccio. Quindi, attaccare due sensori di forza sottili e flessibili all'aspetto palmare del pollice e indicizzare le dita su uno strato sottile e spugnoso. Posizionare un polsino sulla pelle della parte superiore del braccio del soggetto e assicurarsi che si sieda comodamente.

Premere il pulsante per attivare la batteria collegata al controller. E poi chiedi al soggetto di premere leggermente il pollice e le dita indice insieme. Istruisi il soggetto ad allenarsi per 10 minuti afferrando il blocco nel modo più leggero possibile, usando solo le due dita strutturate.

Chiedere loro di sollevare il blocco, spostarlo e riposizionare più volte sul tavolo, tentando di applicare una quantità minima di forza sul blocco. Successivamente, istruisi il soggetto a stare vicino alla tabella in cui sono posizionate la casella e la partizione. Posizionare un divisore sul bordo del tavolo vicino al soggetto e sopra la casella in modo che il soggetto non sia in grado di vedere la casella, ma possa facilmente vedere lo schermo di fronte a lui o lei.

Quindi, posizionare il blocco al centro del vano destro della scatola e guidare la mano del soggetto ad esso. Avviare il software che controlla le telecamere del sistema di acquisizione del movimento. Nel pannello di controllo del software di feedback visivo selezionare con/senza VTF, digitare il codice dell'oggetto, fare clic su esegui, connetti, apri e avvia.

Istruisi il soggetto a trasferire il blocco 16 volte con i sensori di forza struttivi a mano, mentre visualizzo il movimento del blocco virtuale sullo schermo. Dopo ogni trasferimento, spostare di nuovo il blocco attraverso la partizione nella posizione iniziale. Dopo che il soggetto ha completato tutte le 16 ripetizioni, fare clic su Interrompi nel software.

Infine, chiedi al soggetto di valutare il livello di difficoltà di eseguire il compito di trasferire il blocco 16 volte due volte, con e senza il VTF, secondo la seguente scala. Zero non è affatto difficile, uno è leggermente difficile, due è moderatamente difficile, tre è molto difficile e quattro è estremamente difficile. I risultati indicavano che il livello di difficoltà percepito da zero a quattro di esecuzione dell'attività con il VTF era significativamente correlato con la lunghezza normalizzata del percorso del blocco con VTF.

La lunghezza del percorso normalizzata in presenza di segnali visivo-tattili incongruenti era più lunga per i soggetti che percepivano il compito come più difficile quando si utilizzava il VTF. Inoltre, la lunghezza del percorso normalizzata era significativamente più lunga per i soggetti che percepivano il compito come più difficile quando si utilizzava il VTF. È fondamentale che l'argomento non sia a conoscenza della possibilità di un feedback fuorviante durante il processo.

Per garantire questo, il fondo della scatola è rivestito con uno strato di spugna morbido e il soggetto indossa auricolari circum-ear per eliminare il feedback uditivo del blocco che cade e colpisce la scatola di legno. Inoltre, i due trasferimenti con feedback incongruente dovrebbero essere scelti casualmente tra i 16 trasferimenti eseguiti.