Name: Visualisatie Methode voor Proprioceptieve Drift op een 2D vliegtuig met behulp van Support Vector Machine (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-27T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 5 s
Description: Leer hoe je proprioceptieve drift in 2D visualiseert met machine learning en spiegelillusie. Deze methode combineert psychofysica met Support Vector Machine-analyse voor onderzoek naar lichaamsbesef en revalidatie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Dit onderzoek werd ondersteund door het Center of Innovation Program van de Japan Science and Technology Agency, JST.

Alle aspecten van het experiment werden goedgekeurd door de Ethische Commissie van het Tokyo Institute of Technology. 1. Experimentele Setup <ol><li> Materiaal en instellingen voor het meten van Proprioceptieve Drift. <ol><li> Het verkrijgen van een stand die een cm plaat 100 x 100 verticaal kan houden (figuur 1). </li><li> Het verkrijgen van een stoel waarop de deelnemer comfortabel kunnen zitten tijdens het experiment. </li><li> Zorg voor een 100 x 100 cm acryl spiegel en matte schoolbord. </li><li> Het verkrijgen van de positie tracker (bijvoorbeeld SLC-C02, Cyverse) aan de deelnemer juiste positie van de hand te houden. Ruimtelijke resolutie moet ongeveer 1,5 mm hebben voldoende aantal bemonsteringen worden gebruikt voor de machine learning. </li><li> Verkrijg een infrarode LED en retroflecterende markers die worden gebruikt om de positie van de stand en de deelnemer rechterhand respectievelijk aangeven (zie stap 1.1.11 en 3.2.6). </li><li> Het verkrijgen van het voetpedaal voor de reactie van de deelnemer. </li&gt; <li> Maak de op maat gemaakte programma, dat kan opnemen en tegelijkertijd weer te geven van de deelnemer respons en rechtse positie en spelen een pieptoon als feedback van de respons van de deelnemer als het voetpedaal wordt ingedrukt. In deze experimenten werd de deelnemer rechterhand positie verzameld met behulp van de motor opname-apparaat en de op maat gemaakte programma volgens de instructies van de fabrikant. LET OP: Volgens een eerdere papier 16, werd het programma ontwikkeld met een software development toolkit. De op maat gemaakte programma ontwikkeld door de ontwikkeling van software toolkit kan worden aangepast voor andere merken van motion capture-apparaten. </li><li> Gebruik een metronoom timing signalen voor de opleiding van de hand beweging, dat wil zeggen, het oppervlak van de spiegel of schoolbord tikken bieden. Zie stap 3.1.1 voor een nauwkeurige training instructies. </li><li> Gebruik noise-cancelling hoofdtelefoon aan op de mogelijkheid dat de deelnemer geluid signalen voor de positie van de hand kan horen verminderen. </li><li> Voor de visuele feedback conditie, bevestigt de spiegel aan de standaard. Voor de conditie zonder visuele feedback, bevestig het bord aan de standaard. </li><li> Plaats de infrarood-LED op de top-links van de spiegel of schoolbord. </li></ol></li><li> Materiaal en instellingen voor het meten van Sense of Ownership en Agency. <ol><li> Herhaal de procedure vanaf stap 1.1.1 naar stap 1.1.11. </li><li> Maak of de vragenlijst beoordelen gevoel van eigenaarschap en agency te verkrijgen (bv 10,13,16). Tabel 1 toont voorbeelden van deze vragenlijst gebruikt in de vorige studie 15. </li><li> Gebruik een monitor of tablet-pc op de vragenlijst aan de deelnemer weer te geven. </li></ol></li></ol> 2. deelnemers <ol><li> Recruit ongeveer 10 rechtshandige deelnemers met een normaal of gecorrigeerd tot normaal gezichtsvermogen. Opmerking: Het aantal deelnemers kan worden aangepast aan de experimentele doelen en het aantal herhaalde proeven per participmier. </li><li> Verkrijgen schriftelijk toestemming voor deelname voorafgaand aan de start van het experiment. </li></ol> 3. Experiment Procedure <ol><li> Training fase voor de Hand Movement. <ol><li> Train de deelnemers om synchroon tikken met beide handen op de spiegel of bord op een bepaald tempo met behulp van de metronoom. Instrueer de deelnemers aan het tikken beweging uit te voeren door het houden van de hiel van de hand in contact met de spiegel of board. Aan het begin van de training, start de metronoom in een tempo van 60 slagen per minuut en vervolgens instrueren de deelnemer beide handen synchroon bewegen volgens het geluid van de metronoom. </li><li> Zorg ervoor dat de timing van de deelnemer handbeweging dicht bij een cyclus per seconde (ongeveer 1 Hz) door het te vergelijken met het geluid van de metronoom enkele minuten na het begin van te tikken. </li></ol></li><li> Schatting van Proprioceptieve Drift in de Deelnemer Midsagittale Plane. <ol><li&gt; Gebruik een tegenwicht orde van omstandigheden in de deelnemers. </li><li> Monteer de spiegel of schoolbord op de stand op basis van de voorwaarden: met visuele feedback op, zet de spiegel; zonder visuele feedback op, zet het bord. </li><li> Controleer of deelnemer zit vlakbij de spiegel of bord, dat gepositioneerd langs het sagittale vlak van de deelnemer (figuur 1). </li><li> Zorg ervoor dat de deelnemer het spiegelbeeld van de linkerhand kan zien, maar kan de echte rechterhand niet zien. </li><li> Instrueer deelnemer om aandacht te besteden aan het beeld van de linkerhand in de spiegel tijdens het experiment. </li><li> Zet de retroreflecterende markeringen op de deelnemer juiste index vingertop en pols. <ol><li> Omdat de markers alleen worden op de rechterhand van de deelnemer, ervoor zorgen dat de haptische gevoel van de rechterhand van de deelnemer als gevolg van de bijgevoegde markers is niet wezenlijk is veranderd in vergelijking met de linkerhand door het bevragen van dedeelnemer mondeling. </li></ol></li><li> Zet de noise-cancelling hoofdtelefoon over de oren van de deelnemer. </li><li> Instrueer de deelnemer aan de linkerhand horizontaal bewegen ongeveer 30 cm in de hoogte en 30 cm van de rechter benedenhoek van de spiegel en deze linkerhand positie tijdens het experiment te houden. Deze positie wordt ingesteld als de oorsprong van het oppervlak van het 2D-vlak. </li><li> Instrueer de deelnemer aan de rechterkant te plaatsen naar believen aan de andere kant van de spiegel of bord en haar positie tot het einde van het proces te handhaven. </li><li> Instrueer de deelnemer over de taak als volgt: <ol><li> Aan het begin van elke proef, instrueren de deelnemer aan de middelste knop van de pedaal te duwen. Op dit moment, zal het systeem klinkt een pieptoon via de hoofdtelefoon als feedback van de druk op het pedaal. </li><li> Na het horen van de pieptoon, instrueren de deelnemer om te beginnen tikken met beide handen synchroon bij 1 Hz op het bord, dat is de spiegelhet staat met visuele feedback of het schoolbord in de conditie zonder visuele feedback. </li><li> Na meer dan zes handbewegingen, instrueren de deelnemer om de beweging te stoppen op de gewenste tijd en beantwoord de vraag over de juiste positie van de hand door op de rechter of linker knop op het voetpedaal. De juiste knop is een ja en links is een nee. De vraag is: &quot;Heb je het gevoel dat de rechter- en linkerhand in dezelfde positie?&quot; Op dit moment, zal de deelnemer een pieptoon als feedback voor het pedaal pers opnieuw te horen. OPMERKING: Als de deelnemers vragen over de betekenis van de &quot;dezelfde positie,&quot; vertel ze dat &quot;dezelfde positie&quot; betekent dat de persoonlijke hoogte en diepte van de rechterhand zijn gelijk aan die van de linkerhand. </li><li> Instrueer de deelnemer om hun rechterhand te verplaatsen naar een andere positie van hun keuze. Dan start het proces opnieuw. Deze cyclus zal blijven voor maximaal 200 trials per conditie. </li></ol></li><li&gt; Zorg ervoor dat de deelnemer de taak kan begrijpen en vraag de deelnemers om de taak opnieuw op te starten. </li><li> Tijdens de taak te controleren of de timing van tikken van de deelnemer blijft op ongeveer 1 Hz door het bekijken van de beweging ten opzichte van de metronoom. Opmerking: Het geluid van de metronoom kan alleen door de experimentator worden gehoord. </li><li> Na het afronden van ongeveer 100 trials, laat de deelnemer een pauze nemen. </li><li> Voer het experiment voor andere aandoeningen (met of zonder visuele feedback) op verschillende dagen. </li></ol></li><li> Schatting van Sense of Ownership en het Agentschap in the Mirror Voorwaarde. <ol><li> Definieer de positie van de rechter voor het verzamelen van de antwoorden van de deelnemer op de vragenlijst over gevoel van eigenaarschap en agency. Bijvoorbeeld, in een eerdere publicatie 16 Er werden 13 voorafgegaan rechterhand posities. Deze punten werden ingericht om 7 cm tot 21 cm van de oorsprong ±. </li><li> Voer dezelfde procedure voor de above schatting zoals vermeld van stap 3.2.2 naar stap 3.2.7. </li><li> Instrueer de deelnemer aan de rechterkant te plaatsen na de gids van de experimentator en houden aan haar positie tot het beëindigen van een trial. </li><li> Instrueer de deelnemer over de taak als volgt: <ol><li> Aan het begin van het proces, drukt u op de middelste knop van het voetpedaal. Op dit moment, zal de deelnemer de pieptoon als feedback van het pedaal pers horen. </li><li> Vervolgens beginnen de linker- en rechterhand synchroon tik op 1 Hz. </li><li> Na meer dan zes keer van te tikken, stop te tikken wanneer de onderzoeker aangeeft. Dan, antwoord geven op de vragen over de betekenis van eigendom en bureau op de monitor met behulp van een 7-punts Likert-schaal met ratings variëren van -3 ( &#39;helemaal oneens&#39;) tot +3 ( &quot;helemaal mee eens&quot;) met 0 aangeeft noch akkoord, noch oneens (&quot;onzeker&quot;). </li><li> Verplaats de rechterhand op het standpunt dat de experimentator aangeeft. Dan start het procesweer. Deze cyclus zal doorgaan tot het aantal rechter posities die de experimentator definieert. </li></ol></li><li> Zorg ervoor dat de deelnemer de taak kan begrijpen en vraag de deelnemers om de taak te starten. </li></ol></li></ol> 4. Data Analysis <ol><li> De analyse van Proprioceptieve Drift in de Deelnemer Midsagittale Plane. <ol><li> Het verkrijgen van de statistische tool die de machine learning applicatie bevat, in het bijzonder Support Vector Machine (bijvoorbeeld R, MATLAB). Gebruik Support Vector Machine (SVM) als classifier om de grenzen van de reacties van de deelnemer te halen. Een eerdere publicatie geeft een verklaring voor de algoritmes van de classifier (zie hoofdstuk 7) 20. In dit artikel leggen we de methode met behulp van R (versie 3.1.2). </li><li> Installeer het pakket met de naam &quot;kernlab&quot; 21, waarbij de analyse met behulp van SVM in de R toepassing bevat. </li><li> Markeer het gebied dat propriocepti toontve drift van de hand als volgt (Figuur 2 beschrijft de schematische weergave van de gegevensanalyse stroom). Zie Aanvullende software en data monster voor nadere toelichting op deze data-analyse. <ol><li> Bereken het relatieve rechterhand posities van de oorsprong. Gooi data met fouten (zoals ontbrekende positiegegevens of reacties deelnemer) uit de analyse. </li><li> Maak een probabilistische model van de deelnemer &quot;ja&quot; antwoorden in 2D ruimte met behulp van de SVM. Met de gegevens van de belasting door symbolische beschrijving van het model. Met de gegevens van de rechter positie als de parameters van het model. Gebruik de meest gebruikte radiale basisfunctie kernel als de kernel voor de SVM. Om de willekeurige analyses te vermijden, berekenen sigma (dwz parameter voor gewichtswijziging van elk gegevenspunt) geautomatiseerde sigma schatting. </li><li> Zorg ervoor dat het model correct is aangebracht door te controleren of the training fouten van het model zijn onder 0.2. Met het kansberekeningmodel Definieer het gebied waarin de p-waarde van de deelnemer &quot;yes&quot; antwoord werd geschat op 0,5 te zijn. </li></ol></li><li> Gemiddeld Data elke deelnemer om een ​​gebied dat proprioceptieve drift laat zien te maken. OPMERKING: Aangezien het moeilijk om de grens van de &quot;ja&quot; en &quot;nee&quot; antwoordgebied geschat door de p-waarden van de reacties in 2D ruimte gemiddeld worden twee soorten gemiddelde aanbevolen. Een methode is om de p-waarden voor gemiddelde responsen van de deelnemer in 2D ruimte, die de bekende werkwijze gebruikt voor het schatten van de grens. De andere methode is het gebied grootte, die wordt gebruikt na het schatten van de gemiddelde grens. </li></ol></li><li> Analyse van de vragenlijst gegevens en de Grootte van het Gebied. <ol><li> Het verkrijgen van de statistisch instrument om de betekenis van de positie en de categorieën van de vragenlijst (bijvoorbeeld SPSS of R) te beoordelen. </li><li> Assess normale distribution van alle gegevens met de Shapiro-Wilk test en breng de geschikte niet-parametrische testen wanneer een of meer van de bijbehorende datasets niet aan de criteria voor verdeling (bijvoorbeeld rangtekentoets, Friedman-test). Opmerking: als een niet-parametrische methode die past bij het experiment ontbreekt, gebruik dan een parametrische methode en verklaren de redenering. In een eerdere studie 16, een twee-weg herhaalde metingen ANOVA analyse van de enquête, aangezien er geen niet-parametrische substituut voor deze analyse. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Alimardani, M., Nishio, S., Ishiguro, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Humanlike+robot+hands+controlled+by+brain+activity+arouse+illusion+of+ownership+in+operators%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Humanlike robot hands controlled by brain activity arouse illusion of ownership in operators.</a> Sci. Rep. 3, 2396(2013).</li>
<li>Fernando, C. L., et al. Design of TELESAR V for transferring bodily consciousness in telexistence. Intelligent Robots and Systems (IROS), 2012 IEEE/RSJ International Conference, Vilamoura, , 5112-5118 (2012).</li>
<li>Ramachandran, V. S., Rogers-Ramachandran, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synaesthesia+in+phantom+limbs+induced+with+mirrors%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Biol.+Sci%22%5BJournal%5D)">Synaesthesia in phantom limbs induced with mirrors.</a> Proc. Biol. Sci. 263, 377-386 (1996).</li>
<li>Chan, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mirror+therapy+for+phantom+limb+pain%5BTitle%5D)+AND+%22N.Engl.J.Med%22%5BJournal%5D)">Mirror therapy for phantom limb pain.</a> N.Engl.J.Med. 357 (21), 2206-2207 (2007).</li>
<li>Michielsen, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+recovery+and+cortical+reorganization+after+mirror+therapy+in+chronic+stroke+patients%3A+a+phase+II+randomized+controlled+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehabil.+Neural+Repair%22%5BJournal%5D)">Motor recovery and cortical reorganization after mirror therapy in chronic stroke patients: a phase II randomized controlled trial.</a> Neurorehabil. Neural Repair. 25 (3), 223-233 (2010).</li>
<li>Lamont, K., Chin, M., Kogan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mirror+box+therapy%3A+seeing+is+believing%5BTitle%5D)+AND+%22Explore+%28NY%29%22%5BJournal%5D)">Mirror box therapy: seeing is believing.</a> Explore (NY). 7 (6), 369-372 (2011).</li>
<li>Becker-Asano, C., Gustorff, S., Arras, K. O., Nebel, B. On the effect of operator modality on social and spatial presence during teleoperation of a human-like robot. Third Intl. Symposium on New Frontiers in Human-Robot Interaction at AISB50, , (2014).</li>
<li>Rosén, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Referral+of+sensation+to+an+advanced+humanoid+robotic+hand+prosthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Scand.+J.+Plast.+Reconstr.+Surg.+Hand+Surg%22%5BJournal%5D)">Referral of sensation to an advanced humanoid robotic hand prosthesis.</a> Scand. J. Plast. Reconstr. Surg. Hand Surg. 43 (5), 260-266 (2009).</li>
<li>Limerick, H., Coyle, D., Moore, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+experience+of+agency+in+human-computer+interactions%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+Hum.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The experience of agency in human-computer interactions: a review.</a> Frontiers Hum. Neurosci. 8, 643(2014).</li>
<li>Botvinick, M., Cohen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rubber+hands+%27feel%27+touch+that+eyes+see%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Rubber hands 'feel' touch that eyes see.</a> Nature. 391 (6669), 756-756 (1998).</li>
<li>Tsakiris, M., Haggard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+rubber+hand+illusion+revisited%3A+visuotactile+integration+and+self-attribution%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Psychol.+Hum.+Percept.+Perform%22%5BJournal%5D)">The rubber hand illusion revisited: visuotactile integration and self-attribution.</a> J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 31 (1), 80-91 (2005).</li>
<li>Rohde, M., Di Luca, M., Ernst, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+rubber+hand+illusion%3A+feeling+of+ownership+and+proprioceptive+drift+do+not+go+hand+in+hand%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">The rubber hand illusion: feeling of ownership and proprioceptive drift do not go hand in hand.</a> PloS One. 6 (6), e21659(2011).</li>
<li>Kalckert, A., Ehrsson, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moving+a+rubber+hand+that+feels+like+your+own%3A+a+dissociation+of+ownership+and+agency%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+Hum.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Moving a rubber hand that feels like your own: a dissociation of ownership and agency.</a> Frontiers Hum. Neurosci. 6, 40(2012).</li>
<li>Holmes, N. P., Crozier, G., Spence, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((When+mirrors+lie%3A+%27visual+capture%27+of+arm+position+impairs+reaching+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Cog.+Affect.+Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">When mirrors lie: 'visual capture' of arm position impairs reaching performance.</a> Cog. Affect. Behav. Neurosci. 4 (2), 193-200 (2004).</li>
<li>Snijders, H. J., Holmes, N. P., Spence, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direction-dependent+integration+of+vision+and+proprioception+in+reaching+under+the+influence+of+the+mirror+illusion%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Direction-dependent integration of vision and proprioception in reaching under the influence of the mirror illusion.</a> Neuropsychologia. 45 (3), 496-505 (2007).</li>
<li>Tajima, D., Mizuno, T., Kume, Y., Yoshida, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mirror+illusion%3A+does+proprioceptive+drift+go+hand+in+hand+with+sense+of+agency%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Psychol%22%5BJournal%5D)">The mirror illusion: does proprioceptive drift go hand in hand with sense of agency.</a> Front. Psychol. 6, 200(2015).</li>
<li>Gallagher, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Philosophical+conceptions+of+the+self%3A+implications+for+cognitive+science%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Cog.+Sci%22%5BJournal%5D)">Philosophical conceptions of the self: implications for cognitive science.</a> Trends Cog. Sci. 4 (1), 14-21 (2000).</li>
<li>Farmer, H., Tajadura-Jiménez, A., Tsakiris, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beyond+the+colour+of+my+skin%3A+how+skin+colour+affects+the+sense+of+body-ownership%5BTitle%5D)+AND+%22Conscious.+Cogn%22%5BJournal%5D)">Beyond the colour of my skin: how skin colour affects the sense of body-ownership.</a> Conscious. Cogn. 21 (3), 1242-1256 (2012).</li>
<li>Boucsein, W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBoucsein%2C+W+%22Electrodermal+Activity%22">Electrodermal Activity</a>. , Springer. New York. (2012).</li>
<li>Bishop, C. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBishop%2C+CM+%22Pattern+recognition+and+machine+learning%22">Pattern recognition and machine learning</a>. , Springer. New York. (2006).</li>
<li>Karatzoglou, A., Smola, A., Hornik, K., Zeileis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((kernlab+-+An+S4+Package+for+Kernel+Methods+in+R%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Stat.+Software%22%5BJournal%5D)">kernlab - An S4 Package for Kernel Methods in R.</a> J. Stat. Software. 11 (9), 1-2 (2004).</li>
<li>Jenkinson, P. M., Haggard, P., Ferreira, N. C., Fotopoulou, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Body+ownership+and+attention+in+the+mirror%3A+insights+from+somatoparaphrenia+and+the+rubber+hand+illusion%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Body ownership and attention in the mirror: insights from somatoparaphrenia and the rubber hand illusion.</a> Neuropsychologia. 51 (8), 1453-1462 (2013).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen hebben.

We tonen een methode om proprioceptieve drift te schatten in een 2D-vlak in de spiegel illusie met behulp van SVM en het resultaat met de antwoorden op de vragenlijst voor het gevoel van eigenaarschap en agency te vergelijken. Deze nieuwe werkwijze is gebleken dat de vereiste correctie tussen visuele en proprioceptieve feedback te handhaven proprioceptieve drift ongeveer 10 cm en dat dit gecompenseerd nauw samenvalt met de offset nodig om het gevoel van eigendom en agentschap handhaven. Merk...

De afgelopen jaren onderzoek naar de zin of ervaring van het zelf-lichaam, dat is, het eigen lichaam, is toegenomen in de context van de uitvoeringsvorm. Belichaming verwijst naar het idee of concept van het hebben van een fysieke of virtuele lichaam die kunnen interageren met de omgeving, zoals het bereiken, grijpen, en ontroerend. Zo kan de mens een object of een andere menselijke gepositioneerd in het milieu raken door het verplaatsen van het eigen lichaam, in dit geval de arm en hand. Tegenwoordig wordt deze interactie of communicatie niet beperkt tot het gebruik van de eigen natuurlijke lichaam. Door uitvindingen en ontwikkeling van mensachtige robots of avatars in de virtuele wereld, kan het natuurlijk menselijk lichaam zijn gesubstitueerd met een kunstmatig orgaan, zoals een mensachtige, afstandsbediening robot, elektrische prothese of computer graphics avatar virtual reality. Bijvoorbeeld, onderzoekers ontwikkelden een robot waarvan de operator &quot;grijpen&quot; een voorwerp geplaatst voor de robot via de mechanische lichaam, zelfs als de robot is ver weg geplaatst van de operator lichaamshouding 1,2. Soortgelijke dit voorbeeld, wanneer een menselijke actie via een kunstmatig orgaan kan uitvoeren, welk orgaan zou de toewijzing van eigen lichaam van de bediener houdt? We kunnen gemakkelijk vinden onderwerpen gerelateerd aan deze discussie over de toekenning of de projectie van &#39;zelf&#39; van onze eigen natuurlijke lichaam om een ​​kunstmatige, niet-vlees-en-bone lichaam. Een voorbeeld is te vinden in de medische sector; bijvoorbeeld op het gebied van medische revalidatie behandelingen die &quot;truc&quot; de patiënt zelf-lichaam gevoel behulp spiegels worden onderzocht voor het verminderen van pijn en verbetering van motorische functie van een ontbrekende of verlamde ledematen, genaamd spiegeltherapie 3-6. In deze therapie, kan het spiegelbeeld van de niet-aangedane lichaamsdeel of ledemaat de hersenen van de patiënt verkeerde indruk wordt gewekt dat de ontbrekende of verlamde ledematen komt overeen met die weergegeven in de spiegel en leiden tot het gevoel dat het nog steeds erins vroegere toestand (dwz vóór het ongeval). Het is nog steeds ter discussie hoe deze illusie van invloed op de hersenen van de veerkracht in verband met het lichaam representatie. In aanvulling op dit soort discussies op onze natuurlijke lichaam, kunnen we soortgelijke discussies over de uitvoering, in het bijzonder van mens-systeem interaction design vraagstukken op het gebied van engineering te vinden. Het gevoel van eigenwaarde van een kunstmatige of virtuele lichaam is goed onderzocht in het kader van telepresence, brain-machine interface, en brain-computer interface 1,2,7-9. Sommige onderzoekers gemeld dat een mensachtige robot, waarbij de tactiele sensatie van de robotarm kunnen overdragen aan de hand van de bediener, kan zinvol de exploitant van zelf-lichaam naar de robot en het gevoel van op een plaats leggen waar de robot is gepositioneerd niet waar de exploitant daadwerkelijk bestaat, de zogenaamde tele-existentie 1. Andere onderzoekers gemeld dat een virtuele avatar als gevolg van de exploitant bewegingen van het lichaam sterkly overdraagt zin van de exploitant van zelf-lichaam eigen lichaam van de bediener om het virtuele lichaam 9. Deze bevindingen geven aan hoe gebruikers hun gevoel van zelf-lichaam in een kunstmatig lichaam projecteren, zoals een mensachtige, afstandsbediening robot, elektrische prothese of computer graphics avatar virtual reality, zelfs als de kunstmatige lichaam is niet direct verbonden met hun hersenen en het lichaam. Fundamenteel wetenschappelijk onderzoek op dit type van zelf-lichaam gevoel voor niet-vlees-en-bloed, kunstmatige body-achtige objecten onderzocht de onderliggende hersenen mechanismen voor de ervaring van zelf-lichaam met behulp van de rubberen kant illusie (RHI) 10-13 en spiegel illusie (MI) 14-16 in de medische en technische gebieden en in psychofysica en neuropsychologische. De RHI is de sensatie dat een rubberen kant maakt deel uit van het eigen lichaam en wordt opgeroepen door tegelijk strelen een zichtbare rubber hand en de deelnemer verduisterde de hand. In de MI, een hand image in een spiegel geplaatst langs het sagittale as visueel vangt waargenomen positie van de onzichtbare tegenovergestelde kant van de deelnemer. Bovendien, synchrone bewegingen van de gereflecteerde en de onzichtbare hand roepen de sterk gevoel alsof het beeld terug te vinden kant waren de ongeziene andere hand. Volgens het onderzoek naar deze illusies, de samenhang tussen de multimodale informatie en de voorspelling en sensorische feedback over de bewegingen van het lichaam lijkt een belangrijke rol weggelegd voor het oordeel van zelf-body attributie spelen. Zo kunnen deze twee illusies eenvoudige maar krachtige bewijzen en gereedschappen zijn voor wetenschappers naar de hersenen mechanismen te onderzoeken ten grondslag liggen aan ons gevoel van bedrogen of geloven dat sommige kunstmatige object of afbeelding subjectief ons eigen lichaam deel kan zijn, en dat onze eigen lichaam sensatie doet niet te worden gekoppeld aan onze natuurlijke fysieke lichaam. In al deze hierboven genoemde studies is de discussie gebaseerd op het concept van &quot;zelf&quot; consisting van twee door de filosoof Gallagher 17 voorgestelde soorten sensatie: het gevoel van eigenaarschap en het gevoel van agency. Het gevoel van eigenaarschap verwijst naar het gevoel dat een waargenomen lichaamsdeel is een eigen. Het gevoel van bureau komt overeen met het gevoel dat de beweging van het lichaam zichzelf veroorzaakt. Beide sensaties worden gedefinieerd als de minimale zelf, dat is, een directe gevoel van het zelf 16. Volgens dit concept, kan de toekenning van het &#39;zelf&#39; voor de natuurlijke, beschadigd, virtuele en mechanische organen worden geëvalueerd door dezelfde indexen: het gevoel van eigenaarschap en agency. Om dit gevoel voor wetenschappelijke evaluatie te gebruiken, rijst de vraag hoe het gevoel van eigenaarschap en agency krachtig te meten. Momenteel is de schatting van het gevoel van eigenaarschap en agentschap baseert zich voornamelijk op de vragenlijsten, die oorspronkelijk door Botvinick 9 voorgesteld. In aanvulling op de vragenlijsten, kunnen we proberen om ze te meten kwantitatieve manieren. Bijvoorbeeld, de huid conductance respons (SCR) is gebruikt als een fysiologische index van eigendom wanneer de rubber kant plotseling door een mes 18 wordt gesneden. De SCR wordt berekend door het meten van de elektrische eigenschappen van de huid en is een gevoelige en geldige indicator voor arousal 19. Omdat deze methode wordt meestal toegepast enkele proeven per deelnemer meten SCR niet geschikt als fysiek index tijdens psychofysische experimenten die herhaalde metingen binnen deelnemers nodig. Een van de meest succesvolle gedrags-indexen voor het gevoel van eigenaarschap is proprioceptieve drift. Proprioceptieve drift is de verandering in de waargenomen positie van de onzichtbare echte hand in de richting van de positie van een voorwerp dat lijkt op een hand, zoals de rubber gemaakte prothese of computer graphics 10-13. Aangezien deze verandering herhaaldelijk en robuust kan worden geschat door het meten van de afstand tussen de onzichtbare echte hand en het visuele beeld van de hand, proprioceptieve drift isa geschikte fysieke index voor psychofysische metingen. Maar dit gebruik moet zorgvuldig worden geëvalueerd, omdat recente besprekingen afgevraagd of proprioceptieve drift altijd kan worden gebruikt als een index van gedrags eigendom 12. Typisch wordt proprioceptieve drift gemeten in één van de drie richtingen, zoals lengte, breedte of diepte. Proprioceptieve drift is zelden gemeten in meerdere richtingen omdat het moeilijk te schatten en visualiseren meerdimensionale data. Dit metrologische beperking is niet kritisch voor basisonderzoek verkennen van de mechanismen die multisensory informatie te verwerken, omdat experimentele omstandigheden gemakkelijk kan worden ontworpen en geregeld om de gemeten afmetingen beperken. Echter, in het dagelijks leven, onze handen vrij bewegen in 3D onze intenties volgen. In deze situatie is het moeilijk en onvoldoende om het gedrag van een deelnemer met vragenlijsten die ernstig beperkt verkeer en pos metenitions van de handen. Dus, gezien de mogelijke toepassingen voor het gevoel van eigenaarschap en agency in engineering en revalidatie, een meting die meerdere richtingen bevat en kunt u gratis handbeweging is nodig om de ruimtelijke relatie tussen visuele en proprioceptieve feedback in het dagelijks leven situaties te evalueren. Indien een dergelijke meting mogelijk zou zijn, zou de gemeten afstand tussen reële en waargenomen handen worden gebruikt als een leidraad voor het gevoel van eigenwaarde lichaam. Dit zou niet alleen een indicator zijn voor de voortgang van de revalidatie, maar ook een criterium voor de ruimtelijke verschuiving tussen de gemanipuleerde doel in het display en de operationele kant geworden. De vraag is hoe deze meting betrouwbaar en effectief kunnen worden uitgevoerd. Om deze vraag introduceren we een nieuwe methode om proprioceptieve drift, die overeenkomt met de verschuiving van de positie van de deelnemer onzichtbare echte hand die van een toegankelijk handachtige o schattenbject, op een 2D vliegtuig met behulp van de spiegel illusie door het combineren van een psychofysische procedure en een analyse met behulp van machine learning. Vergeleken met een rubber de hand, met de hand beeld in een spiegel de vangt sterk gevoelde positie van de onzichtbare echte hand van de deelnemer. Bovendien is een spiegelbeeld weerspiegelt onmiddellijk vrijwillig handbewegingen voor plaatsing van de hand. Aldus werd een spiegelbeeld geselecteerd als de visuele terugkoppeling van de hand van de deelnemer. Bovendien proprioceptieve drift Soortgelijke zich redden meten de deelnemers gepositioneerd zijn verborgen hand trial-by-proef op hun wil en het aantal pogingen werd verhoogd. Hoewel elke combinatie van richtingen had kunnen worden gebruikt, is de combinatie van hoogte en diepte gekozen vanwege het gemak van het plaatsen van de spiegel verticaal. Om de samenhang tussen onze werkwijze en eerder onderzoek 13 controleren, werden twee visuele omstandigheden uitgevoerd: met en zonder visuele feedback. In de staat met visuele feedback, de spiegel wals langsheen het sagittale vlak een spiegelbeeld van de linker maakt, alsof het gezien als de rechterhand. In de toestand zonder visuele terugkoppeling, werd een matte bord gebruikt om de deelnemer echte rechterhand verbergen. Wij hebben de effectiviteit van deze nieuwe methode door vergelijking van de resultaten met die verkregen met een vragenlijst over het gevoel van eigenaarschap en agency.

<table><tbody><tr><td>Acric spiegel</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mat schoolbord</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Op maat gemaakte standaard</td><td></td><td></td><td>bijv. houten paal of PVC(polyvinylchloride) pijp&nbsp;</td></tr><tr><td>Stoel</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Voetpedaal</td><td>P.I. Engineering</td><td>Classic X-keys USB en PS/2 voetpedalen</td><td>Ander reactieapparaat kan beschikbaar zijn.</td></tr><tr><td>Positiesensor</td><td>CyVerse</td><td>SLC-C02</td><td>Een andere positiesensor kan beschikbaar zijn.</td></tr><tr><td>Op maat gemaakte retroreflectieve marker</td><td></td><td>De markering die door de motion capture-leverancier wordt geleverd, kan beschikbaar zijn.</td><td></td></tr><tr><td>Geloordopjes met ruisonderdrukking</td><td>bose</td><td>Quiet Comfort 3</td><td>Andere koptelefoon kan beschikbaar zijn.</td></tr><tr><td>PC</td><td>Muis computer</td><td>NG-N-i300GA</td><td>Andere PC kan beschikbaar zijn.</td></tr></tbody></table>

visualisatie methode voor proprioceptieve drift op een 2d vliegtuig met behulp van support vector machine

Visualization Method for Proprioceptive Drift on a 2D Plane Using Support Vector Machine

Proprioceptieve drift, een perceptuele verschuiving in de positie van lichaamsdelen van het onzichtbare echte lichaam naar een zichtbaar lichaamsachtig beeld, is gemeten als het gedragscorrelaat voor het gevoel van eigendom. Eerder was de schatting van proprioceptieve drift beperkt tot één ruimtelijke dimensie, zoals hoogte, breedte of diepte. Aangezien de hand zich vrij in 3D kan bewegen, is het meten van proprioceptieve drift in slechts één dimensie niet voldoende voor de schatting van de drift in reële levenssituaties. In dit artikel bieden we een nieuwe methode om proprioceptieve drift op een 2D-vlak te schatten door de spiegelillusie te combineren met een objectieve gedragsmeting (handpositietracking) en subjectieve, fenomenologische beoordeling (subjectieve beoordeling van handpositie en vragenlijst) met een geavanceerd machine learning-benadering. Deze techniek maakt niet alleen een onderzoek naar de onderliggende mechanismen van het gevoel van eigendom en agentie mogelijk, maar helpt ook bij de revalidatie van een ontbrekend of verlamd ledemaat en bij het ontwerpen van regels voor real-time besturingssystemen met een zelf-lichaamachtige bruikbaarheid, waarbij de operator het systeem bestuurt alsof het deel uitmaakt van zijn/haar eigen lichaam.

Representatieve resultaten van een eerder onderzoek worden aan de werkwijze 16 illustreert. Figuur 3A toont dat het gebied vormen waar de deelnemer de ruimtelijke verschuiving tussen linker en rechter handpositie heeft gedetecteerd verschilde tussen de voorwaarden (spiegel) en zonder (bord) visueel . feedback Figuur 3B toont dat gebied maten in de conditie met een visuele feedback zijn aanzienlijk groter dan in de conditie zonder visuele feedb...

Dit artikel beschrijft een nieuwe werkwijze proprioceptieve drift schatten op een 2D-vlak met de spiegel illusie en combineren van een psychofysische methode waarvan analyse met machine learning.

Visualisatie Methode voor Proprioceptieve Drift op een 2D vliegtuig met behulp van Support Vector Machine

Proprioceptive drift, which is a perceptual shift in body-part position from the unseen real body to a visible body-like image, has been measured as the ...

Het algemene doel van deze procedure is om proprioceptieve drift in 2D te schatten en te visualiseren, waarbij de deelnemer vrije keuze heeft over de handpositie. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen in de psychofysica, techniek en revalidatiezorg, door de werking van het gevoel van het eigen lichaam te onderzoeken. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is het schatten en visualiseren van proprioceptieve drift in 2D in een situatie waarin de deelnemer zelf de locaties van de handen kan bepalen.Het zelfgevoel wordt oorspronkelijk besproken binnen het vakgebied van lichamelijke revalidatie. Tegenwoordig is dit echter uitgebreid naar de techniek in de context van belichaming, zoals bij virtuele avatars en kunstmatige lichamen. Begin met het instrueren van de deelnemer om een tikkende beweging uit te voeren terwijl de hiel van de hand in contact blijft met de spiegel.Start vervolgens de metronoom op een tempo van 60 beats per minuut. Instrueer de deelnemer om beide handen synchroon te bewegen op het geluid van de metronoom. Controleer enkele minuten na het begin van het tikken of de timing van de handbewegingen van de deelnemer dicht bij één cyclus per sec

visualization-method-for-proprioceptive-drift-on-2d-plane-using

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

Een efficiënte manier om inzicht te krijgen in hoe de mens navigeert zich in drie dimensies wordt beschreven. De methode maakt gebruik van een motie simulator die in staat van bewegende waarnemers op een manier onbereikbaar door traditionele simulatoren. De resultaten bevestigen dat beweging in het horizontale vlak wordt onderschat, terwijl de verticale beweging wordt overschat.

MPI CyberMotion Simulator: Implementatie van een nieuwe Motion Simulator uw zintuigen Pad Integratie Onderzoek in drie dimensies

Een methode wordt beschreven om driedimensionale vestibulo oculaire reflex (3D VOR) bij mensen met het zes graden van vrijheid (6DF) motion simulator te meten. De versterking en uitlijning van de 3D hoekige VOR een directe maat voor de kwaliteit van vestibulaire functie. Representatieve gegevens over gezonde proefpersonen worden...

Drie dimensionaal Vestibulaire oculaire reflex testen met behulp van een Six Degrees of Freedom Motion Platform

Het is onduidelijk hoe top-down signalen van de ventrale visuele stroom beïnvloeden beweging. We ontwikkelden een paradigma motorisch gedrag naar een doel te testen op een 3D-diepte inversie illusie. Significante verschillen worden gerapporteerd in zowel bewuste, doelgerichte bewegingen en automatische acties onder illusoir en veridical kijkcondities.

Methoden om Ontdek de invloed van Top-down Visual Processen op motorisch gedrag

De perceptie van de zwaartekracht wordt vaak bepaald door de subjectieve visuele verticale in het hoofd rechtop positie. De aanvullende beoordeling bij kopkantelen van ± 15° en ± 30° in het rolvlak zorgt voor een verhoogd informatiegehalte voor de detectie van verminderde graviceptieve waarneming.

Beoordeling van statische graviceptieve perceptie in het roll-plane met behulp van de subjectieve visuele verticale paradigma

Het protocol dat in dit artikel wordt beschreven, maakt gebruik van de directionele gradiënthistogramtechniek om de kenmerken van concrete beeldmonsters onder verschillende trillingstoestanden te extraheren. Het maakt gebruik van een ondersteunende vectormachine voor machine learning, wat resulteert in een beeldherkenningsmethode met minimale vereisten voor trainingsmonsters en lage eisen aan computerprestaties.

Beeldherkenning en parameteranalyse van de trillingstoestand van beton op basis van de ondersteuningsvectormachine

We hebben een eenvoudige, aanpasbare en efficiënte methode ontwikkeld voor het vastleggen van kwantitatieve procesgegevens van interactieve ruimtelijke taken en het in kaart brengen van deze rotatiegegevens met eye-tracking gegevens.

Driedimensionale mapping van de rotatie van interactieve virtuele objecten met eye-trackinggegevens

De methodologie onderzocht visuele en vestibulaire bijdragen aan blikstabilisatie tijdens optokinetische rotaties en rotaties van het hele lichaam. Stimulaties werden uitgevoerd door middel van visuele, vestibulaire en visuovestibulaire onderzoeken. Torsie-oogbewegingswinst en nystagmusfrequenties dienden als indicatoren voor het subcorticale doorgeven van sensorisch-specifieke bewegingsinformatie naar de reflexieve hersenstamrespons voor elke proef.

Eye-tracking gebruiken om het relatieve belang van visuele en vestibulaire input voor de verwerking van subcorticale bewegingen in het rolvlak te beoordelen

Deze methode zorgt voor een tastbaar, vertrouwde omgeving voor de muis te navigeren en te verkennen tijdens microscopische beeldvorming of eencellige elektrofysiologische opnames, die stevige fixatie van het hoofd van het dier nodig heeft.

Flat-gevloerd Air-opgeheven Platform: Een nieuwe methode voor het combineren Gedrag met Microscopie of Electrofysiologie op Awake vrij bewegende Knaagdieren

Eerder onderzoek naar de sociale dimensie van stress richtte zich op twee belangrijke variabelen: sociale identiteit en sociale steun. Dit protocol introduceert een effectieve experimentele manipulatie van deze twee sociale variabelen en beschrijft hun implementatie in een standaard stressinductieparadigma (Trier Social Stress Test).

De sociale dimensie van Stress: experimentele manipulaties van maatschappelijke ondersteuning en sociale identiteit in de Trier Social Stress Test

Dit artikel beschrijft de toediening van intracraniale elektrische stimulatie die tijdelijk en ruimtelijk gescheiden is van de omgeving waar drugs worden gebruikt, voor de behandeling van IV-methamfetamineverslaving.

Een algemene methode voor het evalueren van Deep Brain Stimulation Effecten op Intraveneuze Methamfetamine Self-Administration

Leer hoe je proprioceptieve drift in 2D visualiseert met machine learning en spiegelillusie. Deze methode combineert psychofysica met Support Vector Machine-analyse voor onderzoek naar lichaamsbesef en revalidatie.

Visualisatie Methode voor Proprioceptieve Drift op een 2D vliegtuig met behulp van Support Vector Machine

Meer video's verkennen