서포트 벡터 머신을 사용하여 2D 평면에 고유 수용성 드리프트에 대한 시각화 방법

Summary

이 문서에서는 거울 환상을 사용하여 기계 학습을 이용하여 분석으로 정신 물리학 절차를 결합하는 2 차원 평면 상에 고유 수용성 드리프트를 추정 할 수있는 새로운 방법을 설명합니다.

Abstract

고유 수용성 부동(Proprioceptive drift)은 보이지 않는 실제 신체에서 눈에 보이는 신체와 같은 이미지로의 신체 부위 위치의 지각적 변화로, 소유권에 대한 행동 상관 관계로 측정되었습니다. 이전에는 고유 수용성 드리프트의 추정이 높이, 너비 또는 깊이와 같은 하나의 공간 차원으로 제한되었습니다. 손은 3D에서 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 한 차원에서만 고유 수용성 표류를 측정하는 것만으로는 실제 상황에서 표류를 추정하기에 충분하지 않습니다. 이 기사에서는 정교한 기계 학습 접근 방식을 통해 객관적인 행동 측정(손 위치 추적)과 주관적인 현상학적 평가(손 위치 및 설문지에 대한 주관적인 평가)를 결합하여 거울 착시를 사용하여 2D 평면에서 고유 수용성 드리프트를 추정하는 새로운 방법을 제공합니다. 이 기법은 주인 의식과 주체 의식의 근본적인 메커니즘을 조사할 수 있을 뿐만 아니라 실종되거나 마비된 팔다리의 재활과 작업자가 시스템을 마치 자신의 신체 일부처럼 제어하는 자율적인 사용성으로 실시간 제어 시스템의 설계 규칙을 지원합니다.

Introduction

최근 들어, 센스 또는 자신의 몸 자체 본체의 경험 연구는 실시 형태의 컨텍스트에서 증가하고있다. 실시 예 아이디어 또는 도달 파악하고, 감동으로, 환경과 상호 작용할 수있는 물리적 또는 가상 신체를 갖는 개념을 의미한다. 예를 들어, 인간은이 경우 자신의 팔과 손에 자신의 몸을 이동하여 환경에 위치 개체 또는 다른 사람을 터치 할 수 있습니다. 요즘, 이러한 상호 작용하거나 통신은 자신의 자연 체를 이용하는 것에 한정되지 않는다. 발명 가상 세계의 인간과 같은 로봇이나 아바타의 발전으로 인해 천연 인체는 가상 현실 인간, 원격 제어 로봇, 전기 보철물이나 컴퓨터 그래픽 아바타 인공 기관에 의해 치환 될 수있다. 예를 들어, 연구원들은 심지어 로보 경우, 그 오퍼레이터 "이해"할 수있는 객체가 기계 본체를 통해 로봇의 전면에 배치 된 로봇 개발t은 작업자의 신체 위치 ^1,2에서 멀리 배치됩니다. 인간은 인공 신체를 통해 작업을 수행 할 수 있다면이 예와 유사하게, 어떤 기관은 운전자의 자기 신체의 속성을 보유까요?

우리는 쉽게 인공 비 살과 뼈의 몸에 우리 자신의 천연 바디에서 "자기"의 속성 또는 돌출부에이 토론에 관련 항목을 찾을 수 있습니다. 일례는 의료 분야에서 찾아 볼 수있다; 예를 들어, 의료 재활 분야에서 ....

Protocol

실험의 모든 측면은 도쿄 공업 대학의 윤리위원회에 의해 승인되었다.

1. 실험 설정

1. 재료 및 고유 수용성 드리프트를 측정하기위한 설정.
   1. 세로 100 × 100cm 판을 수납 할 수있는 스탠드 (그림 1)을 얻었다.
   2. 참가자가 실험 기간 동안 편안하게 앉을 수있는 의자를 가져옵니다.
   3. 100 × 100 센티미터 아크릴 미러 및 매트 칠판을 얻습니다.
   4. 참가자의 오른쪽 위치를 추적하는 위치 추적 (예를 들어, SLC-C02, Cyverse)을 얻었다. 공간 해상도는 샘플링의 충분한 수의 기계 학습에 이용 될 수 있도록 약 1.5 mm이어야한다.
   5. 각각 독립하여 참가자의 오른손의 위치를 ​​나타 내기 위해 사용되는 적외선 LED와 재귀 반사 마커를 구하는 (단계 1.1.11 및 3.2.6 참조).
   6. 참가자의 응답에 대한 풋 페달을 얻습니다.
   7. 기록과 동시에 참가자의 응답과 오른손의 위치를 ​​표시하고 풋 페달을 누를 때 참가자의 응답의 피드백으로 경고음을 재생할 수있는 맞춤형 프로그램을 만듭니다. 이 실험에서, 참가자의 오른쪽 위치는 모터 캡처 장치 제조사의 지시에 따라 주문 제작 프로그램을 이용하여 수집 하였다.

Results

이전의 연구에서 대표적인 결과는 상기 방법 ^(16)을 설명하기 위해 제시되어있다.도 3a는 참여자가 좌우의 손 위치 사이의 공간 오프셋을 검출 할 수있는 영역의 형상 (미러)와 (칠판) 시각 않고 조건 사이에 차이가 있음을 보여준다 . 피드백도 3b는 시각적 피드백을 가진 상태에서 해당 영역의 크기를 보여줍니다 시각적 피드백이없는 상태에서보다 훨씬 큰 (윌 콕슨 서명 순위 테스트 : Z = -2.803, P = 0.005). 이러한 결과는이 고유 수용성 드리프트 방향으로 약 10 cm이고,이 값이 변경됩니다 유지하기 위해 시각 및 고유 수용성 피드백 사이의 오프셋을 요구하는 것이 좋습니다 (그림 3, 4). 수직 수평 오프셋 (offset)보다 크게 나타났다 오프셋. 도 5 설문 점수 (F)의 수직 .......

Discussion

우리는 방법은 SVM을 사용하여 미러 환상 중에 2 차원 평면에서 고유 수용성 드리프트를 추정하고, 소유권과 기관의 감각에 대한 설문 응답과 결과를 비교 보여줍니다. 이 새로운 방법은이 고유 수용성 드리프트는 약 10cm이며,이 밀접하게 오프셋 (offset)가 소유 및 기관의 감각을 유지하는 데 필요한 오프셋과 겹치는 것을 유지하기 위해 시각과 고유 수용성 피드백 사이의 오프셋 필요한 것으로 나타났습니다.

이 방법의 가장 중요한 단계는 자신의 관심에 대해 참가자들에게, 3.2.5에서 명령을 설명합니다. 참가자들이 주관적으로 그들의 몸에 더 많은 관심을보고 할 때 이전 파일럿 연구 ^(16)에서, 미러 손 이미지로 시각적 캡처의 효과는 거의 관찰되지 않았다. 관심이 현상에 기여 여부를 아직 명확하지 않다. 관심과 소유권의 감각 기관 사이의 관계는 거의 없습니다제어하거나 참가자들의 관심을 측정하는 어려움 때문에 논의되었다. 우리의 지식에 직접 소유권의 의미에 .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acric 거울
매트 칠판
맞춤형 스탠드			예: 나무 기둥 또는 PVC(폴리 비닐 클로라이드) 파이프
체어
, 풋 페달	P.I. 엔지니어링	클래식 X-키, USB 및 PS/2 풋 페달	기타 응답 장치를 사용할 수 있습니다.
위치 센서	CyVerse	SLC-C02	다른 위치 센서를 사용할 수 있습니다.
맞춤형 역반사 마커		모션 캡처 공급업체에서 제공하는 마커를 사용할 수 있습니다.
소음 캔셀링 헤드폰 보스	콰이어	트 컴포트 3	다른 헤드폰 사용할 수 있습니다.
PC	마우스 컴퓨터	NG-N-i300GA	다른 PC를 사용할 수 있습니다.