Method Article

Eksperymenty w wirtualnej rzeczywistości ze środkami fizjologicznymi

DOI:

10.3791/58318

August 29th, 2018

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Eksperymenty wirtualnej rzeczywistości (VR) mogą być trudne do przeprowadzenia i wymagają skrupulatnego planowania. Protokół ten opisuje metodę projektowania i realizacji eksperymentów VR, które zbierają dane fizjologiczne od uczestników. Framework EVE (Experiments in Virtual Environments) jest wykorzystywany do przyspieszenia tego procesu.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Eksperymenty wirtualnej rzeczywistości (VR) są coraz częściej stosowane ze względu na ich wewnętrzną i zewnętrzną ważność w porównaniu do obserwacji w świecie rzeczywistym i eksperymentów laboratoryjnych. VR jest szczególnie przydatny do wizualizacji geograficznych i badań zachowań przestrzennych. W badaniach zachowań przestrzennych VR stanowi platformę do badania związku między nawigacją a pomiarami fizjologicznymi (np. przewodnictwem skóry, tętnem, ciśnieniem krwi). W szczególności pomiary fizjologiczne pozwalają naukowcom odpowiedzieć na nowe pytania i ograniczyć wcześniejsze teorie zdolności przestrzennych, strategii i wydajności. Na przykład indywidualne różnice w wydajności nawigacji można wytłumaczyć stopniem, w jakim zmiany pobudzenia pośredniczą w skutkach trudności zadania. Jednak złożoność w projektowaniu i realizacji eksperymentów VR może odciągać uwagę eksperymentatorów od ich głównych celów badawczych i wprowadzać nieprawidłowości w gromadzeniu i analizie danych. Aby sprostać tym wyzwaniom, ramy Eksperymentów w Środowiskach Wirtualnych (EVE) obejmują ustandaryzowane moduły, takie jak szkolenie uczestników z interfejsem sterowania, gromadzenie danych za pomocą kwestionariuszy, synchronizacja pomiarów fizjologicznych i przechowywanie danych. EVE zapewnia również niezbędną infrastrukturę do zarządzania, wizualizacji i oceny danych. W niniejszym artykule opisano protokół, który wykorzystuje framework EVE do przeprowadzania eksperymentów nawigacyjnych w VR z czujnikami fizjologicznymi. Protokół wymienia kroki niezbędne do rekrutacji uczestników, dołączenia czujników fizjologicznych, przeprowadzenia eksperymentu za pomocą EVE i oceny zebranych danych za pomocą narzędzi ewaluacyjnych EVE. Ogólnie rzecz biorąc, protokół ten ułatwi przyszłe badania poprzez usprawnienie projektowania i wdrażania eksperymentów VR z czujnikami fizjologicznymi.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zrozumienie, w jaki sposób ludzie nawigują, ma ważne implikacje dla kilku dziedzin, w tym nauk kognitywnych1,2,3, neuroscience4,5 i informatyki6,7. Nawigacja została zbadana zarówno w środowisku rzeczywistym, jak i wirtualnym. Jedną z zalet eksperymentów w świecie rzeczywistym jest to, że nawigacja nie wymaga pośrednictwa interfejsu sterującego, a zatem może zapewnić bardziej realistyczne zachowanie przestrzenne. Z kolei eksperymenty z rzeczywistością wirtualn....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Poniższy protokół został przeprowadzony zgodnie z wytycznymi zatwierdzonymi przez Komisję Etyki ETH Zürich jako część propozycji EK 2013-N-73.

1. Rekrutacja i przygotowanie uczestników

  1. Wybierz uczestników o określonych cechach demograficznych (np. wiek, płeć, wykształcenie) za pomocą systemu rekrutacji uczestników lub listy mailingowej (np. UAST; http://www.uast.uzh.ch/).
  2. Skontaktuj się z wybranymi uczestnikami drogą mailową. W tym e-mailu przypomnij uczestnikom o czasie sesji i wymaganiach. Poinformuj uczestników, że muszą nosić luźny top (do monitorowania ciśnienia krwi), powstrzymać się od alkoholu....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Od każdego uczestnika w NeuroLab zazwyczaj zbieramy dane fizjologiczne (np. EKG), dane z kwestionariusza (np. Skala Poczucia Kierunku Santa Barbara lub SBSOD31) oraz dane nawigacyjne (np. ścieżki w środowisku wirtualnym). Na przykład zmiany częstości akcji serca (pochodzące z danych EKG) zostały powiązane ze zmianami stanów stresu w połączeniu z innymi parametrami fizjologicznymi32 i self-report measures

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W niniejszym artykule opisano protokół prowadzenia eksperymentów w VR z urządzeniami fizjologicznymi z wykorzystaniem frameworka EVE. Tego typu eksperymenty są wyjątkowe ze względu na dodatkowe względy sprzętowe (np. urządzenia fizjologiczne i inne urządzenia peryferyjne), etapy przygotowawcze do zbierania danych fizjologicznych za pomocą VR oraz wymagania dotyczące zarządzania danymi. Obecny protokół zapewnia niezbędne kroki dla eksperymentatorów, którzy zamierzają zbierać dane z wielu urządzeń peryferyjnych je.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wirtualne środowisko zostało uprzejmie udostępnione przez VIS Games (http://www.vis-games.de) w celu przeprowadzenia badań w wirtualnej rzeczywistości.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Alienware Area 51 — podstawafirmy Dell Obliczenia 210-ADHC
138 cm Telewizor LED 4K Ultra-HDWyświetlaczSamsungUE55JU6470U
SureSigns VS2+Philips Healthcare863278Ciśnienie krwi
PowerLab 8/35AD InstrumentsPL3508Przewodność skórna
PowerLab 26T (LTS)AD InstrumentsML4856Tętno
Extreme 3D Pro JoystickLogitech963290-0403HID

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gallistel, C. R. The Organization of Learning. , MIT Press. Cambridge, MA. (1990).
  2. Waller, D., Nadel, L. Handbook of Spatial Cognition. , American Psychological Association. Washington D.C. (2013).
  3. Denis, M.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Virtual Reality ExperimentsPhysiological MeasuresNavigation BehaviorEVE FrameworkSkin ConductanceHeart RateBlood PressureData CollectionParticipant TrainingEquipment Setup

Related Articles