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

본 절차의 전반적인 목표는 참가자가 손의 위치를 자유롭게 선택할 수 있는 상태에서 2D 고유수용성 표류(proprioceptive drift)를 추정하고 시각화하는 것입니다. 이 방법은 자기 신체감(sense of self body)을 조작하는 방법을 탐구함으로써 정신물리학, 공학 및 재활 보건 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 참가자가 자신의 손 위치를 직접 선택할 수 있는 상황에서 2D 고유수용성 표류를 추정하고 시각화할 수 있다는 점입니다.

자기 인식(Sense of self)은 원래 신체 재활 연구 분야에서 논의되었습니다. 하지만 현재는 가상 아바타 및 인공 신체와 같은 체화(embodiment)의 맥락에서 공학 분야로 확장되었습니다. 피험자에게 손바닥 뒷부분을 거울에 밀착시킨 상태에서 태핑(tapping) 동작을 수행하도록 안내하며 시작하십시오.

그런 다음 메트로놈을 분당 60비트의 템포로 시작합니다. 참가자에게 메트로놈 소리에 맞춰 양손을 동시에 움직이도록 안내합니다. 태핑이 시작된 후 몇 분 뒤에 메트로놈 소리와 비교하여, 참가자의 손 움직임 타이밍이 초당 1주기에 가깝게 유지되는지 확인합니다.

조건에 따라 스탠드에 거울 또는 칠판을 설치하는 것으로 시작하십시오. 시각적 피드백 조건에는 거울을 사용하고, 시각적 피드백이 없는 대조 조건에는 칠판을 사용합니다. 피험자를 정중면에 맞춰 배치된 거울 가까이에 앉힙니다.

참가자가 왼손의 거울 이미지 만 볼 수 있고 실제 오른손은 볼 수 없도록 조치하십시오. 다음으로, 실험 중에 거울 속에 비친 왼손 이미지에 집중하도록 참가자에게 지시하십시오. 참가자의 오른쪽 집게손가락 끝과 손목에 재귀반사 마커를 부착하십시오.

참가자에게 마커로 인해 오른손의 촉각이 왼손과 비교하여 실질적으로 변하지 않았는지 확인하십시오. 다음으로, 참가자가 메트로놈 소리를 듣지 못하도록 노이즈 캔슬링 헤드폰을 착용시킵니다. 참가자에게 거울의 오른쪽 하단 모서리로부터 수직으로 30 centimeters, 수평으로 30 centimeters 떨어진 지점으로 왼손을 이동시키고, 실험 동안 이 왼손 위치를 유지하도록 지시하십시오.

이 위치를 2D 평면 표면의 원점으로 설정하십시오. 마지막으로, 참가자에게 거울 반대편의 임의의 위치에 오른손을 올리고 실험이 끝날 때까지 그 위치를 유지하도록 지시하십시오. 실험이 시작되면 참가자에게 풋 페달의 가운데 버튼을 누르도록 지시하며, 버튼을 누르면 피드백으로 헤드폰을 통해 비프음이 들립니다.

비프음이 울리면, 참가자에게 거울 위에서 양손을 1 Hz의 속도로 동시에 두드리도록 안내하십시오. 참가자가 손 동작을 6회 완료하면, 중단하고 오른손과 왼손이 동일한 위치에 있다고 느끼는지에 대한 질문에 답하도록 안내하십시오. '예'는 오른쪽 발 페달을, '아니요'는 왼쪽 발 페달을 사용하여 응답하게 합니다.

그 다음, 참가자에게 오른손을 본인이 선택한 다른 위치로 이동하도록 안내하십시오. 연습한 대로 다시 시행(trial)을 시작합니다. 참가자가 과제를 충분히 이해했는지 확인한 후 실험을 시작하십시오.

실험 전반에 걸쳐 메트로놈과 비교하여 참가자의 태핑 타이밍이 약 1Hz로 유지되는지 확인하십시오. 100회 시행 후 휴식 시간을 갖고, 다른 조건에 대한 실험은 별도의 날짜에 완료하십시오. 소유감 및 주체성에 관한 설문지에서 응답을 수집하기 위해 오른손 위치 13곳을 정의하는 것으로 시작하십시오.

참가자에게 이전과 동일한 절차를 수행하게 될 것임을 알립니다. 오른손과 왼손을 동시에 여섯 번 탭한 후, 7점 리커트 척도를 사용하여 소유감과 주체성에 관한 질문에 구두로 답변하도록 지시하십시오. 참가자의 응답을 바탕으로 설문지 점수를 작성하십시오.

완전히 반대함을 의미하는 -3부터 완전히 동의함을 의미하는 +3까지의 척도를 제시하며, 0은 동의하지도 반대하지도 않거나 불확실함을 나타냅니다. 참여자가 과제를 정확히 이해했는지 확인하십시오. 마지막으로, 참여자의 오른손을 다음 위치로 이동시킨 후 동일한 시행을 다시 완료하도록 합니다.

피험자가 좌우 손 위치 사이의 공간적 오프셋을 감지하지 못한 영역의 모양은 조건에 따라 다르게 나타났다. 또한, 영역의 크기는 시각적 피드백이 있는 조건에서 시각적 피드백이 없는 조건보다 유의미하게 더 컸으며, 이는 고유수용성 표류를 유지하기 위해 시각적 피드백과 고유수용성 피드백 사이에 필요한 오프셋이 약 10 cm임을 시사한다. 여기서 고유수용성 표류의 시각화 결과와 소유감 및 주체감에 대한 설문조사 결과를 비교하면, 이러한 현상들을 유지하기 위한 오프셋 영역들이 동심원 구조를 이루며 거의 겹쳐 있음을 알 수 있다.

이 기술은 적절하게 수행될 경우 1시간 이내에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도할 때 참가자가 과제를 올바르게 수행했는지 확인하는 것이 중요합니다. 이 기술의 개발 이후, 정신물리학, 공학 및 재활 분야의 연구자들은 다차원에서의 소유감과 주체성을 탐구하기 위한 이 차원 방법론을 활용할 수 있게 되었습니다.

이 영상을 시청하고 나면, 참가자의 오른손 움직임을 이용한 본 실험 과정에서 인간의 행동을 어떻게 추정하고 분석하는지 충분히 이해하게 될 것입니다.