$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Iluzje są wykorzystywaniem ograniczeń naszych zmysłów, ponieważ błędnie odbieramy informacje, które odbiegają od obiektywnej rzeczywistości. Nasze wnioskowanie percepcyjne opiera się na naszym doświadczeniu w interpretacji danych sensorycznych i na obliczeniach naszego mózgu najbardziej wiarygodnego oszacowania rzeczywistości w obecności niejednoznacznych danych sensorycznych1.
Podkategoria w badaniach iluzji to taka, która łączy niezgodne sygnały sensoryczne. Złudzenie, które wynika z nieprzystających do siebie sygnałów sensorycznych, wynika z ciągłej integracji multisensorycznej dokonywanej przez nasz mózg. Chociaż istnieje wiele badań dotyczących niezgodności w sygnałach wzrokowo-słuchowych, niezgodność w innych parach czuciowych jest rzadziej zgłaszana. Ta różnica w liczbie raportów może być przypisana większej prostocie projektowania konfiguracji, która uwzględnia niezgodność wzrokowo-słuchową. Jednak badania, które przedstawiają wyniki odnoszące się do innych modalności par sensorycznych, są interesujące. Na przykład wpływ nieprzystających sygnałów wizualno-dotykowych na wrażliwość wzrokową2 badano przy użyciu systemu, w którym bodźce wizualne i dotykowe były dopasowane pod względem częstotliwości przestrzennej; Jednak orientacja dotykowa i wizualna była identyczna (kongruentna) lub ortogonalna (niezgodna). W innym badaniu zbadano wpływ nieprzystających bodźców ruchu wzrokowo-dotykowego na postrzegany wizualny kierunek ruchu za pomocą stymulatora integracji międzymodalnej wzrokowo-dotykowej z podświetlanym panelem, który prezentuje bodźce wizualne, oraz stymulatora dotykowego, który prezentuje bodźce ruchu dotykowego z dowolnym kierunkiem ruchu, prędkością i głębokością wgłębienia w skórze3. Zasugerowano, abyśmy wewnętrznie reprezentowali zarówno rozkład statystyczny zadania, jak i naszą niepewność sensoryczną, łącząc je w sposób zgodny z optymalizującym wydajność procesem Bayesowskim4.
Wirtualna rzeczywistość sprawiła, że możliwość oszukania wizualnej informacji zwrotnej na temat stała się łatwym zadaniem. W kilku badaniach wykorzystano multisensoryczną rzeczywistość wirtualną do nieprawidłowego dopasowania informacji wizualnych i somatosensorycznych. Na przykład, rzeczywistość wirtualna została niedawno wykorzystana do wywołania ucieleśnienia w ciele dziecka, z aktywacją lub bez aktywacji zniekształcenia głosu podobnego do dziecięcego5. W innym przykładzie wizualna prezentacja dystansu pokonywanego przez ciało podczas ruchu własnego została rozszerzona i dlatego była niezgodna z odległością odczuwaną przez wskazówki oparte na ciele6. Podobna konfiguracja rzeczywistości wirtualnej została zaprojektowana dla aktywności rowerowej7. Cała wspomniana literatura nie łączyła jednak interferencji jednego ze zmysłów, oprócz niezgodnego sygnału. Wybraliśmy zmysł dotyku, aby odebrać takie zakłócenie.
Nasz system sensoryczny dostarcza bezpośrednich dowodów na to, czy przedmiot jest chwytany. W związku z tym spodziewamy się, że gdy bezpośrednie wizualne sprzężenie zwrotne jest zniekształcone lub niedostępne, rola dotykowego systemu sensorycznego w zadaniach związanych z manipulacją obiektami będzie widoczna. Co by się jednak stało, gdyby zaburzony został również dotykowy kanał czuciowy? Jest to możliwy wynik użycia wibrodotykowego sprzężenia zwrotnego (VTF) do wzmacniania sensorycznego, ponieważ przyciąga uwagę osoby indywidualnej8. Obecnie rozszerzona informacja zwrotna z różnych modalności jest używana jako narzędzie zewnętrzne, mające na celu wzmocnienie naszej wewnętrznej informacji zwrotnej sensorycznej i poprawę wydajności podczas uczenia się motorycznego, w sporcie i w warunkach rehabilitacji9.
Badanie niezgodnych bodźców wzrokowo-dotykowych może poszerzyć nasze zrozumienie percepcji bodźców sensorycznych. W szczególności kwantyfikacja wartości addytywnej lub redukcyjnej VTF podczas funkcji motorycznych, które obejmują niespójne bodźce wzrokowo-dotykowe, może pomóc w przyszłym projektowaniu protez, inteligentnej odzieży sportowej lub jakiejkolwiek innej odzieży, która zawiera VTF. Ponieważ osoby po amputacji są pozbawione bodźców dotykowych w dystalnej części pozostałości, codzienne korzystanie z VTF, wbudowanego w protezę w celu przekazania wiedzy na przykład na temat chwytania, może wpływać na to, jak postrzegają wzrokowe sprzężenie zwrotne. Zrozumienie mechanizmu percepcji w tych warunkach pozwoli inżynierom udoskonalić metody VTF w celu zmniejszenia negatywnego wpływu na użytkowników VTF.
Naszym celem było przetestowanie wpływu VTF na reakcję na niespójne bodźce wzrokowo-dotykowe. W prezentowanej konfiguracji dotykowe sprzężenie zwrotne jest uzyskiwane poprzez uchwycenie bloku i przesuwanie go po przegrodzie; Wizualna informacja zwrotna to wirtualna prezentacja w czasie rzeczywistym ruchomego bloku i przegrody (uzyskana za pomocą systemu przechwytywania ruchu). Ponieważ obiekt nie jest w stanie zobaczyć rzeczywistego ruchu ręki, jedyną wizualną informacją zwrotną jest wirtualna. Zgodne sprzężenie zwrotne to wiarygodne przedstawienie ruchu bloku, tak aby badany czuł, że blok jest uchwycony i widzi, jak porusza się wraz ze ścieżką ręki. Niezgodne sprzężenie zwrotne pojawia się, gdy ruch bloku odwraca się od rzeczywistej ścieżki ruchu, tak że wydaje się, że spada z ręki, podczas gdy w rzeczywistości jest nadal trzymany przez podmiot, zaprzeczając w ten sposób dotykowemu sprzężeniu zwrotnemu. Przetestowano trzy hipotezy: podczas przemieszczania obiektu z jednego miejsca na drugie za pomocą wirtualnego wizualnego sprzężenia zwrotnego, (i) ścieżka i czas trwania ruchu transferowego obiektu wzrosną, gdy prezentowane są nieprzystające bodźce wzrokowo-dotykowe, (ii) zmiana ta zwiększy się, gdy prezentowane są nieprzystające bodźce wzrokowo-dotykowe i aktywowany jest VTF na poruszającym się ramieniu, oraz (iii) zostanie znaleziona dodatnia korelacja między postrzeganym poziomem trudności wykonania zadania przy włączonym VTF a ścieżką i czasem trwania ruchu przenoszenia obiektu. Pierwsza hipoteza wywodzi się ze wspomnianej wcześniej literatury, która informuje, że różne modalności niezgodnego sprzężenia zwrotnego wpływają na nasze reakcje. Druga hipoteza odnosi się do wcześniejszych ustaleń, że VTF przyciąga uwagę jednostki. W przypadku trzeciej hipotezy założyliśmy, że osoby, które były bardziej zaniepokojone przez VTF, będą bardziej ufać wirtualnej wizualnej informacji zwrotnej niż swojemu zmysłowi dotykowemu.