진동 촉각 피드백을 통해 개체 전송 중 부조리 한 시각적 촉각 자극 적용

요약

우리는 개체 전송 작업 중에 부조리 한 시각적 촉각 자극을 적용 하는 프로토콜을 제시 한다. 특히, 블록 전송 중에 손을 숨긴 상태에서 수행 되는 블록의 가상 프리젠테이션은 거짓 블록 삭제의 무작위 발생을 표시 합니다. 또한이 프로토콜은 모터 작업을 수행 하는 동안 vibrotactile 피드백을 추가 하는 방법을 설명 합니다.

초록

방해 촉각 피드백을 포함 위 화 감각 신호의 응용 프로그램은 드물게 특히 vibrotactile 피드백 (VTF)의 존재와 탐구 한다. 이 프로토콜은 VTF의 시각 촉각 자극에 대 한 반응에 대 한 영향을 테스트 하는 것을 목표로 합니다. 촉각 피드백은 블록을 잡고 파티션을 가로질러 이동 함으로써 획득 됩니다. 시각적 피드백은 모션 캡처 시스템을 사용 하 여 획득 한 이동 블록의 실시간 가상 프리젠테이션입니다. 합동 피드백은 블록의 움직임에 대 한 신뢰할 수 있는 프리 젠 테이 션 이므로 피사체가 블록을 파악 하 고 손의 경로와 함께 이동 하는 것을 보게 됩니다. 위 화 된 피드백은 블록의 움직임이 실제 이동 경로에서 발산 되므로 피사체가 실제로 유지 되는 경우 손에서 떨어질 것 처럼 보일 수 있으므로 촉각 피드백과 모순 됩니다. 20 명의 과목 (나이 30.2 ± 16.3)은 손이 숨겨져 있는 동안 16 블록 전송을 반복 했습니다. 이들은 vtf와 VTF 없이 반복 되었다 (총 32 블록 전송). 위 화 자극은 각 조건에서 16 반복 내에서 무작위로 두 번 제시 되었다 (와 VTF 없이). 각 주제는 VTF를 사용 하 여 작업을 수행 하는 난이도를 평가 하도록 요청 받았습니다. VTF의 유무에 관계 없이 합동 및 부조리 한 시각 촉각 신호로 기록 된 전송 사이의 손 경로의 길이와 기간에 통계적으로 유의 한 차이가 없었다. VTF를 사용 하 여 작업을 수행 하는 인식 된 난이도는 VTF (r = 0.675, 0.002)를 사용 하 여 블록의 정규화 된 경로 길이와 상당히 상관관계가 있습니다. 이 설정은 시각적 촉각의 위 화 자극을 포함 하는 모터 기능 중 VTF의 첨가제 또는 환 원 가치를 정량화 하는 데 사용 됩니다. 가능한 응용 분야는 보 철물 설계, 스마트 스포츠 마모 또는 VTF를 통합 하는 기타 의류입니다.

서론

환상은 우리가 실수로 객관적인 현실과는 다른 정보를 인식 하기 때문에 우리의 감각 한계의 폭발적입니다. 우리의 지 각 유추는 감각 데이터를 해석 하는 우리의 경험과 모호한 감각 입력¹의 존재 하에 현실의 가장 신뢰할 수 있는 추정치의 우리의 뇌의 계산에 기초한 것 이다.

환상 연구의 하위 카테고리는 부조리 한 감각 신호를 결합 한 것입니다. 부조리 한 감각 신호에서 유래 하는 환상은 우리의 두뇌에 의해 수행 된 일정 한 다중 감각적인 통합에서 시작 됩니다. 시각 청각 신호의 위 화에 관한 수많은 연구가 있지만, 다른 감각 쌍의 부조리는 덜 보고 됩니다. 보고서 수의 이러한 차이는 시각적 청각 위 화를 통합 하는 설정을 설계 하는 데 있어 더 높은 단순성에 기인 할 수 있습니다. 그러나, 다른 감각 쌍의 양식에 관련 된 결과 보고 하는 연구, 재미 있다. 예를 들어, 시각적 민감도² 에서의 위 화 시각 촉각 신호의 효과는 시각 및 촉각 자극이 공간 주파수에서 매칭 되는 시스템을 이용 하 여 연구 되었다; 그러나, 햅 틱 및 시각적 방향은 동일 (congruent) 또는 직교 (부조리) 이었다. 또 다른 연구에서는 시각적 자극과 촉각을 제시 하는 조명 패널이 있....

프로토콜

다음 프로토콜은 대학의 인간 연구 윤리 위원회의 지침을 따른다. 상업용 제품에 대 한 참조 자료 표 를 참조 하십시오.

참고: 대학 윤리 위원회의 승인을 받은 후 20 명의 건강 한 개인 (7 남자와 13 여성은 30.2 ± 16.3 년)의 평균 및 표준 편차 [SD]를 모집 하였다. 각 주제는 정보에 입각 한 동의서를 읽고 서명 했습니다. 포함 기준은 18 세 이상인 오른 손잡이 개인 이었다. 배제 기준은 위 사지 또는 교정 되지 않은 시력 장애에 영향을 미치는 신경학 적 또는 정형 외과 적 손상 이었다. 피사체가 시각적 촉각 피드백의 위 화를 발생 하는 순 진 했다.

1. 시험판 준비

1. 상자에서 나무 상자를 사용 하 여 테스트¹⁰을 차단 합니다. 상자의 크기는 53.7 cm x 26.9 x 8.5 cm 이며 중간에는 15.2 cm 높은 파티션입니다. 파티션의 양쪽에 부드러운 스폰지 레이어를 놓습니다. 6 개의 패시브 반사 마커를 화면 반대편의 4 개 모서리와 파티션의 양쪽 끝에 배치 합니다 (그림 1a).
2. 3D 프린터를 사용 하 여....

결과

우리는 가상의 시각적 피드백을 사용 하 여 한 곳에서 다른 장소로 객체를 이동할 때, (i) 개체의 전송 모션의 경로와 지속 시간이 증가 할 때이 세 가지 가설을 테스트 하기 위해 설명 된 기술을 사용 합니다. 제시 (ii) 위 화 시각 촉각 자극이 제시 되 고 움직이는 팔에 VTF가 활성화 되 면이 변화가 증가할 것입니다. (iii) 포지티브 상관관계는 VTF가 활성화 된 작업을 수행 하는 인식 된 난이도와 오브젝트의 전송 모션의 경로 및 지속 시간 사이에서 발견 됩니다.

결과는 세 번째 가설을 지원 합니다. VTF를 사용 하 고 포함 하지 않고 작업을 수행 하는 보고 된 어려움 수준은 그림 3에 나와 있습니다. 스피어 맨의 상관 관계 테스트에 따르면 ' 0 ' = 전혀 어렵지 않은 인식 된 난이도 레벨을 vtf (r = 0.675를 사용 하 여 블록의 정규화 된 경로 길이와 크게 상관 관계가 있는 VTTF를 사용 하 여 작.......

토론

본 연구에서, 개체에 VTF를 추가 하는 효과를 정량화 하는 프로토콜은 시각적 촉각 적 자극의 존재 하에서 오브젝트 전달 운동학이 제시 되었다. 우리의 지식의 최고에, 이것은 부조리 한 시각적인 촉각 자극에 반응에 VTF의 효력을 시험 하기 위하여 유효한 유일한 프로토콜입니다. VTF를 사용 하 여 개체를 전송 하는 동안 비 시각적 촉각 자극을 적용 하는 데 관련 된 몇 가지 중요 한 단계는 다음과 같습니다. vtf 시스템을 피사체에 부착 하 고 VTF를 활성화 하 여 모션 캡처 시스템 및 이동 작업 준비 시각적 피드백을 활성화 합니다. 시험이 진행 되는 동안 피사체가 오해의 소지가 있는 피드백 가능성을 인식 하지 못하는 것이 중요 합니다. 이를 보장 하기 위해, 상자의 바닥은 부드러운 스폰지 층 늘어서 및 피 험 자는 떨어지는 블록의 청각 피드백을 제거 하 고 나무 상자를 치는 이어폰을 착용 했다. 또한, 위 화 피드백의 두 전송은 무작위로 16 전송 중에 선택 되 고, 손이 공중에 있도록 파티션의 높이에서 2cm에 도달 한 .......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
3D 프린터	Makerbot		https://www.makerbot.com/
Box and Blocks 테스트	Sammons Preston
https://www.performancehealth.com/box-and-blocks-test Flexiforce 센서 (1lb)	Tekscan Inc.		https://www.tekscan.com/force-sensors
JASP	JASP 팀		https://jasp-stats.org/
Labview	National Instruments		http://www.ni.com/en-us/shop/labview/labview-details.html
Micro Arduino	Arduino LLC		https://store.arduino.cc/arduino-micro
모션 캡처 시스템	Qualisys		https://www.qualisys.com
샤프트리스 진동 모터	Pololu		https://www.pololu.com/product/1638
SPSS	IBM		https://www.ibm.com/analytics/spss-statistics-software