Tactiele vibrerende toolkit en rijsimulatieplatform voor rijgerelateerd onderzoek
December 18th, 2020
Dit protocol beschrijft een rijsimulatieplatform en een tactiele triltoolkit voor het onderzoek naar rijgerelateerd onderzoek. Er wordt ook een voorbeeldexperiment gepresenteerd dat de effectiviteit van tactiele waarschuwingen onderzoekt.
Ons protocol biedt onderzoekers een zeer aanpasbaar platform en gereedschappen voor het onderzoeken van de voordelen en de effectiviteit van de toepassing van tactiele apparaten, met name voor in-voertuig waarschuwingssystemen. Deze trillende toolkit biedt een veilige, goedkope en effectieve techniek voor het onderzoeken van verschillende soorten rijgerelateerde onderzoeken. Deze methode kan ook worden gebruikt om andere studies over menselijk gedrag uit te voeren.
Dit protocol heeft inzicht gegeven in de mogelijke toepassing van slimme draagbare apparaten bij het bevorderen van rijveiligheid. Om de rijsimulatiesoftware voor een experiment te configureren, opent u de map van de rijsimulatiesoftware, de runtime-map en de config-map. Open de expconfig.
txt-bestand en maak eventueel aanpassingen aan de standaardinstellingen van de rijsimulatie, indien nodig, volgens het experimentele ontwerp. Configureer de UDP-instellingen als een UDP-gegevensoverdracht vereist is voor het experiment, en gebruik true of false om de tijdstempelgegevenssynchronisatie toe te staan naar een specifiek lokaal netwerk-IP-adres, via de enableUDPSendData-optie, om te bepalen of de UDP moet worden ingeschakeld voor gegevensoverdracht. Geef vervolgens elk gedeelte van het IP-adres op met behulp van de opgegeven opdrachten, om het IP-adres voor de UDP-overdracht te definiëren.
Om de rijsimulator in te stellen, sluit u het stuurwiel, drie gemonteerde projectoren en drie projectorschermen aan op de computer. Plaats de projectorschermen 60 centimeter boven de grond en 22 centimeter van de voorkant van het instrumenteervoertuig Selecteer opties en weergave om de schermresolutie in te stellen zodat deze overeenkomt met de schermgrootte bij het starten van de rijsimulatiesoftware. Selecteer vervolgens op de configuratiepagina een speler en volg de instructies van de software om het stuurwiel, gaspedaal en rempedaal te kalibreren.
Om de trillende toolkit te configureren, sluit u de toolkit aan op de voeding en zet de toolkit aan. Verbind de toolkit via Bluetooth met de computer en voltooi een pilothuidgevoeligheidstest om de trilfrequentie te bepalen die voor het experiment zal worden gebruikt. Gebruik vervolgens de aangegeven codes om de trillingsfrequentie in te stellen op 70 Hertz en om de remgebeurtenissen van de simulatiesoftware en de trillende toolkit te synchroniseren.
Om een rijsimulatie-experiment uit te voeren, helpt u de deelnemer na het verkrijgen van geïnformeerde toestemming de stoel afstand tot het pedaal aan te passen en de rugleuning in een comfortabele positie te zetten. Informeer de deelnemer over het bedienen van de simulator, inclusief het stuurwiel, rempedaal en gaspedaal, en toon de deelnemer de routekaart die zal worden gebruikt voor de rijsimulatie. Informeer de deelnemer dat ze moeten rijden zoals ze dat in de echte wereld zouden doen, terwijl ze de auto voor hen volgen en een tweedehandsafstand van twee seconden achter houden, en geef de deelnemer de opdracht om zo snel mogelijk te remmen wanneer het voorvoertuig remd, zelfs als het scenario geen remreactie vereist.
Laat de deelnemer een oefenproef van vijf minuten voltooien die een set van vijf willekeurige remmen omvat om te leren hoe ze een tweedehandsafstand van twee seconden achter het voorvoertuig kunnen handhaven. Tijdens de oefenproef, als de deelnemer tussen de 2,25 tot 2,5 seconden achter het voorvoertuig zit, zal de rijsimulatiesoftware een prompt afspelen met een vrouwelijke stem die zegt, "Te ver, verhoog de snelheid" Te ver, verhoog de snelheid. Als de deelnemer minder dan 1,5 seconden achter het voorvoertuig zit, zal de rijsimulatiesoftware een prompt afspelen met een vrouwelijke stem die zegt, "Te dichtbij, verlaag de snelheid" Te dichtbij, verlaag de snelheid.
Wanneer de deelnemer de oefensessie heeft voltooid en een stabiele volgafstand kan handhaven, laat de deelnemer weten dat de studie kan worden gestopt zonder enige straf, door de experimenten op elk moment te informeren als dat nodig is. Informeer de deelnemer over de locatie waar de trillende toolkit zal worden geplaatst voordat elke block begint, en gebruik medische tape om de deelnemer te helpen bij het aanbrengen van de toolkit. Informeer de deelnemer dat de toolkit zal trillen om de deelnemer te waarschuwen om te remmen wanneer het voorvoertuig remt, en laat de deelnemer de eerste proef beginnen.
Geef de deelnemer twee minuten rust na voltooiing van elke block om eventuele overdrachtseffecten te verminderen. Wanneer alle proeven zijn voltooid, laat de deelnemer hun voorkeur aangeven voor en de vibratie-intensiteit op elke locatie van de toolkit, op een schaal van een tot zeven, en noteer het gebruik van elk van de dagelijkse draagbare accessoires van de deelnemer. In deze representatieve analyse vond het rijsimulatie-experiment plaats in een lichte omgeving, met de gesimuleerde scène ontworpen om eruit te zien als het rijden op de snelweg op een heldere dag.
Post-talk analyses met behulp van paarsgewijze Bonferroni-gecorrigeerde T-tests, wezen uit dat er geen significante paarsgewijze vergelijkingsverschillen waren in de remreactiesnelheden tussen taakcondities. Zoals geïllustreerd, zou de toepassing van tactiele waarschuwingen de reacties van bestuurders op aankomende gevaren tijdens het rijden kunnen vergemakkelijken, vooral wanneer het waarschuwingsapparaat zich op de vinger of pols van de bestuurder bevond. Interessant is dat, hoewel de deelnemers het hoogste niveau van trillingen in het tempelgebied waarnamen, de voorkeur voor de trillende toolkit in het tempelgebied het laagst was.
Bovendien geeft het feit dat meer dan 50%van de deelnemers een horloge in hun dagelijks leven droeg, de haalbaarheid aan van het adopteren van draagbare vibrotactile apparaten als waarschuwingssysteem in het echte leven. In plaats van de auto-volgtaak uit te voeren, kunnen onderzoekers een impacttaak uitvoeren om de cognitieve effecten van tactiele gewelddadigheid te onderzoeken door simpelweg de optie in het protocol te activeren
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Dit protocol beschrijft een simulatieplatform voor autorijden en een toolkit met trillende tastwaarschuwingen, ontworpen voor onderzoek met betrekking tot autorijden. Het legt de nadruk op het gebruik van tastwaarschuwingen om de rijveiligheid te verbeteren.
Belangrijke onderzoekscomponenten
Wetenschapsgebied
- Rijveiligheid
- Tastwaarschuwingssystemen
- Studies van menselijk gedrag
Achtergrond
- Onderzoek met betrekking tot autorijden is cruciaal voor het verbeteren van de verkeersveiligheid.
- Tastapparaten kunnen effectieve waarschuwingen aan bestuurders geven.
- Dit protocol biedt een kosteneffectieve oplossing voor onderzoekers.
- De toolkit kan worden aangepast voor verschillende experimentele opstellingen.
Doel van het onderzoek
- Om de effectiviteit van tastwaarschuwingen in rijscenario's te onderzoeken.
- Om de toepassing van slimme draagbare apparaten in het verbeteren van de veiligheid te verkennen.
- Om een flexibel platform te bieden voor verschillende studies van menselijk gedrag.
Gebruikte methoden
- Configuratie van software voor autorijdenssimulatie.
- Gebruik van een toolkit met trillende tastwaarschuwingen.
- Experimentele opstelling voor het testen van tastwaarschuwingen.
- Analyse van de reacties van bestuurders op taststimuli.
Belangrijkste resultaten
- De tasttoolkit bleek een effectief waarschuwingssysteem te zijn.
- Deelnemers reageerden positief op tastwaarschuwingen.
- De methode is aanpasbaar voor verschillende autorijgerelateerde experimenten.
- Er werden inzichten verkregen in het potentieel van draagbare apparaten voor veiligheid.
Conclusies
- Tastwaarschuwingen kunnen de rijveiligheid aanzienlijk verbeteren.
- Het protocol biedt een waardevolle bron voor onderzoekers.
- Toekomstige studies kunnen voortbouwen op dit aanpasbare platform.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Quantitative assessment of tactile warning systems in simulated driving environments enables robust evaluation of human response dynamics, supporting early-stage validation of wearable safety technologies. The platform's adaptability and cost-effectiveness facilitate rapid hypothesis testing and cross-paradigm behavioral research, informing translational device development. These capabilities are directly relevant for biopharma teams exploring human factors, neurobehavioral endpoints, or digital biomarker strategies in preclinical and translational research.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables controlled interrogation of sensory-motor response pathways using standardized stimuli and quantitative readouts.
- Supports mechanistic de-risking by isolating the impact of tactile cues on behavioral endpoints.
- Facilitates functional validation of wearable device concepts for neurobehavioral modulation.
Screening & Assay Development
- Provides a reproducible simulation environment for evaluating device-driven behavioral responses.
- Generates quantitative metrics such as brake response time and rate for downstream analysis.
- Supports assay standardization and scalability for multi-condition or multi-location testing.
Translational & Preclinical Research
- Enables alignment of simulated behavioral outputs with real-world device use scenarios.
- Supports continuity from early discovery through preclinical validation of digital or wearable interventions.
- Facilitates risk-adjusted advancement of candidate technologies based on human-relevant endpoints.
Pipeline & Workflow Integration
This simulation and tactile toolkit platform fits within the early discovery to preclinical validation continuum for human factors and neurobehavioral research.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on sensory-motor integration and behavioral response to device-driven cues.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative outputs for comparing device configurations and warning paradigms.
- Analytics: Provides time-stamped, condition-specific behavioral data for statistical analysis and cross-condition comparison.
- Translational Research: Bridges simulated behavioral endpoints with real-world device feasibility and user preference data.
- Enterprise Reuse: Offers a flexible, low-cost platform adaptable to diverse human behavioral and device validation studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in device-driven behavioral outcomes and reduces mechanistic ambiguity.
- Operational Value: Enables standardized, scalable, and reproducible simulation-based studies.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for wearable or digital intervention development with quantitative human data.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of candidate technologies based on validated behavioral endpoints.
Implementation Considerations
- Requires expertise in human behavioral research and simulation protocol design.
- Needs access to simulation hardware, tactile toolkit, and data acquisition infrastructure.
- Demands cross-team standardization of experimental parameters and data analysis workflows.
- Adaptable across different body locations and warning paradigms with minimal software modification.
- Simulation fidelity may be limited compared to high-end commercial platforms, as noted in the protocol.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:55
Driving Simulation Software Configuration and Driving Simulator Preparation
2:30
Vibrating Toolkit Configuration and Preparation
3:03
Driving Simulation Experiment
5:31
Results: Representative Brake Rate and Time Responses to Vibrotactile Warning Notification
6:40
Conclusion
