가상 현실에서의 일상 생활 움직임 모션 캡처 시스템의 기구학을 측정

요약

우리는 모션 캡처 시스템 일상 생활 (IADL)의 기 악 활동을 평가 하기 위해 가상 현실 테스트를 설계. 우리는 다양 한 움직임, 궤적, IADL 기능 평가를 완료 시간과 이동 거리를 포함 하 여 참가자의 해석에 대 한 자세한 운동학 분석을 제안 합니다.

초록

일상 생활 (IADL)의 기 악 활동을 완료 하는 무 능력은 다양 한 신경 심리적 질병에 선구자. IADL의 평가 설문지 기반 사용 하기 쉽습니다 하지만 주관적인 편견 하는 경향이 있습니다. 여기, 우리는 2 개의 복잡 한 IADL 작업을 평가 하기 위해 소설 가상 현실 (VR) 테스트 설명: 금융 거래를 처리 하 고 대 중 교통을 사용 하 여. 참가자 VR 환경에서 작업을 수행 하는 동안 모션 위치와 방향을 지배적인 손 및 머리는 3 차원 데카르트 좌표계에서의 시스템 추적을 캡처합니다. 운동학 적 원시 데이터 수집 되 고 ' 운동학 성능 측정,' 즉, 변환 모션 궤도, 이동 거리, 및 완료 시간. 모션 궤도 공간에서 특정 신체 일부 (예:, 지배적인 손 또는 머리)의 경로입니다. 궤적의 총 거리를 참조 거리를 이동 그리고 완료 시간 IADL 작업을 완료 하는 데 걸리는 시간. 운동학이 측정 건강 한 컨트롤에서 인지 장애 환자 차별 수 있습니다. 이 동 측정 프로토콜의 개발 초기 IADL 관련 인지 장애의 감지 수 있습니다.

서론

매일 (IADL)와 같은 금융 거래 처리, 대 중 교통을 사용 하 여, 요리, 의료 마커 때문에 그들은 여러 신경 심리적 기능¹필요 생활의 경 음악 활동. 장애인된 IADL 기능 따라서 신경 질병, 가벼운 인지 장애 (MCI) 등 치 매²에 선구자 이라고 여겨진다. 골드의 종합적인 검토 IADL 작업³ 의 표시 인 더 까다로운 작업, 재정 관리 등 대 중 교통을 사용 하 여 MCI의 치 매 초기 예측 했다.

날짜 하려면, IADL의 가장 일반적으로 사용 되 평가 각자 보고 질문 지, 정보 기반 설문 조사 및 성능 기반 평가⁴입니다. IADL의 평가 설문지 기반 비용 효율적이 고 사용 하기 쉬운, 하지만 주관적인 편견 하는 경향이 있다. 예를 들어, 자기 보고, 환자는 경향이에 이상-또는 아래-estimate 자신의 IADL 기능⁵. 마찬가지로, 정보는 관찰자의 misperceptions 또는 지식 격차⁴IADL 기능을 잘못 판단. 많은 작업은 일반적인 임상 설정

프로토콜

여기에 설명 된 모든 실험 절차 (HYI-15-029-2) 헬싱키의 선언에 따라 제도적 검토 보드의 한 양 대학에 의해 승인 되었다. 6 건강 한 컨트롤 (4 남성 및 2 명의 여성)와 6 MCI 환자 (3 남성 3 여성)는 3 차 의료 센터, 한 양 대학 병원에서에서 채용 했다.

1. 참가자 모집

1. (즉, 장애인된 IADL 기능) MCI 환자와 건강 한 컨트롤 (즉, 정상적인 IADL 기능) 70-80 세를 모집 합니다.
2. 10 년 임상 경험의 신경과의 도움으로 환자의 병력을 검토 하 고 신경/정신 질환 또는 뇌 수술의 역사를 가진 환자를 제외 합니다.
   참고: 사용 하 여 다음 신경 심리적 시험: 소형 정신 상태 검사-치 매 검사, 한국어 경 음악 활동의 일상 생활, 자유 및 상기 테스트, 숫자 범위 테스트-앞 으로/뒤로, 트레일 만들기 테스트-A/B^{13 Cued 선택적} , 그리고 알 버트 외 의 기준 MCI 진단 ¹⁴ 입니다.

2. VR 소프트웨어를 설치 하 고 컴퓨터를 연결

결과

CSV 파일에서 "작업 1: 돈을 인출" 지배적인 손 궤적, 이동 거리, 및 완료 시간을 계산 하는 통계 소프트웨어 R를 사용 하 여 분석 했다. 지배적인 손 움직임의 궤적 시각 이다 (그림 6). 지배적인 손의 이동 거리는 작업 1을 수행 하는 동안 순차적인 손 위치 사이 총 거리를 합산 하 여 계산 됩니다. 위치 사이 거리 유클리드 거리가입니다. 완료 시간 (즉, 1 단계 "삽입물에서 ATM에 카드" 8 단계 "걸릴 현금 지급기에서 돈을")에 전체 작업을 완료 하는 데 걸린 시간을 의미 합니다. 통계 분석에 대 한 R 코드에 대 한 추가 파일3에서 첨부 "작업 1 R Code.docx" 파일을 참조 하십시오.

CSV 파일에서 "작업 2: 버스를 타고" 이동 거리.......

토론

우리 일상 생활 움직임 모션 캡처 시스템 몰입 형 VR 환경에서의 운동학 적인 측정 프로토콜 상세. 첫째, 실험 설정, 설정 하는 방법에 가이드 준비, 하 고 몰입 형 가상 현실 환경에 익숙해지도록 참가자. 둘째, 우리는 VR에서 두 표준화 IADL 작업을 개발. 셋째, 단계 3과 단계 5 프로토콜 섹션에서 VR 질병을 최소화 하기 위해 가장 중요 한 단계입니다. 가상 환경 (3 단계)에서 모션 캡처 시스템을 설정할 때, 그것은 완벽 하 게 캡처 볼륨, 카메라 캡처 동안 움직임을 방지, 적어도 2 개의 카메라 수를 안정적으로 해결을 충분히 높은 추적 카메라를 탑재 하는 것이 중요 동시에 한 개체를 캡처하고 가상 환경에서 모든 외부 반사 또는 불필요 한 표시를 제거 합니다. VR (단계 5) 참가자에 대해, 하는 동안 가상 경험에 그들을 위해 충분 한 훈련을 제공 하기 위해 결정적 이다. 만약 참가자 VR 질병 증상 (예, 불편, 두통, 구역 질, 구 토, 창백, 발한, 피로, 졸음, 방향 감각 상실, 그리고 무관.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
컴퓨터	N/A	N/A	컴퓨터 요구 사항:                                                                                                                      - 단일 소켓 H3 (LGA 1150) 지원 - Intel® 제온® E3-1200 v3, 4세대 코어 i7/i5/i3 프로세서 - Intel® C226 Express PCH - 4소켓에서 최대 32GB DDR3 ECC/non-ECC 1600MHz UDIMM - 듀얼 기가비트 이더넷 LAN 포트 - 8x SATA3 (6Gbps) - 2x PCI-E 3.0 x16, 3x PCI-E 2.0 x1 및 2x PCI 5V 32비트 슬롯 - 6x USB 3.0 (2 후면 + 4 via 헤더) - 10x USB 2.0 (4 후면 + 6 via 헤더) - HD Realtek의 오디오 7.1 채널 커넥터 ALC1150 - 1x DOM 전원 커넥터 및 1x SPDIF Out 헤더 - 800W 고효율 전원 공급 장치 - Intel Xeon E3-1230v3 - DDR3 PC12800 8GB ECC - WD 1TB 블루 WD 10EZEX  3.5" - NVIDIA QUADRO K5000 & SYNC
입체 3D 프로젝터	Barco	F35 AS3D WUXGA	해상도: - WQXGA (2,560 x 1,600) - 파노라마 (2,560 x 1,080) - WUXGA (1,920 x 1,200), 1080p (1,920 x 1,080)
입체 안경	Volfoni	Edge 1.2	자세한 정보는 http://volfoni.com/en/edge-1-2/
Motion Capture Systems	NaturalPoint OptiTrack	17W	를 참조하십시오.자세한 내용은 http://optitrack.com/products/prime-17w/
OptiTrack(모션 캡처 소프트웨어)	NaturalPoint OptiTrack	Motive 2.0	자세한 내용은 https://optitrack.com/downloads/motive.html
MiddleVR(미들웨어 소프트웨어)	MiddleVR	For Unity	http://www.middlevr.com/middlevr-for-unity/ 확인할
소프트웨어)	MiddleVR	For Unity	자세한 내용은 http://www.middlevr.com/middlevr-for-unity/
Unity3D (게임 엔진)	Unity Technologies	Personal

에서 수 있습니다.에서 확인할 수 있습니다 https://unity3d.com/unity.