Klatka po klatce analiza wideo idiosynkratycznych ruchów sięgających do chwytania u ludzi

Ogólnym celem tej procedury jest ilościowe określenie organizacji czasowej, struktury kinematycznej i cech topograficznych idiosynkratycznych ruchów typu reach-to-grasp. Metoda ta może być wykorzystana do udzielenia odpowiedzi na kluczowe pytania związane z neurobehawioralną organizacją ruchów rąk u niemowląt, pacjentów z uszkodzeniem mózgu oraz u naczelnych innych niż ludzie, które mogą być trudne do zbadania przy użyciu technik automatycznego śledzenia ruchu. Główną zaletą tej techniki jest to, że jest wysoce niezawodna, niedroga i nieinwazyjna, a jednocześnie można ją łatwo modyfikować w celu dopasowania do wielu celów badawczych.

Dzisiaj zademonstruję tę procedurę Alexis Wilson i Marisa Bertoli, które są asystentkami badawczymi w moim laboratorium. Zacznij od wybrania jagód, kulek pączków i plasterków pomarańczy, które posłużą jako cele do osiągnięcia. Odprowadź uczestnika do pokoju testowego i poinformuj go, że ukończy w sumie 60 prób dotarcia, podzielonych na cztery bloki, z których każdy składa się z 15 prób dotarcia.

Następnie dostosuj wysokość samostojącego postumentu z regulacją wysokości do długości tułowia siedzącego uczestnika, tak aby szczyt postumentu stał w połowie odległości między szczytem biodra uczestnika a mostkiem uczestnika. Następnie ustaw strzałkowy obraz jednej z szybkich kamer wideo w kierunku uczestnika po tej samej stronie, co niedominująca ręka uczestnika w odległości jednego metra od cokołu, aby zarejestrować widok z boku dominującej ręki uczestnika. Następnie umieść drugą kamerę wideo jeden metr przed cokołem, aby uchwycić widok uczestnika z przodu.

Poinstruuj uczestnika, aby rozpoczynał każdą próbę z otwartymi, zrelaksowanymi rękami i opartymi dłonią na grzbiecie górnej części ud. Powiedz uczestnikowi, że na początku każdej próby eksperymentator umieści obiekt docelowy na piedestale i że powinien poczekać, aż eksperymentator wyda słowne polecenie jeden, dwa, trzy, idź sięgnąć dominującą ręką, chwycić przedmiot docelowy, a następnie umieścić przedmiot docelowy w ustach, tak jakby miał zamiar go zjeść. Następnie rozpocznij zbieranie danych, szybko dotykając palcem wskazującym górnej środkowej powierzchni cokołu, aby służyć jako wskazówka czasowa we wszystkich filmach.

Na koniec umieść pierwszy obiekt docelowy na piedestale i użyj kija jeden, dwa, trzy, go, aby zasygnalizować uczestnikowi, aby wykonał próbę dotarcia. Zacznij od otwarcia plików wideo w oprogramowaniu do edycji wideo. Użyj strzałek na klawiaturze, aby przejść do klatki wideo, która przedstawia ruch, w który eksperymentator stuka palcem wskazującym w górną część cokołu.

Następnie użyj funkcji przycinania w oprogramowaniu do edycji wideo, aby usunąć wszystkie klatki przed bieżącą klatką. Następnie użyj funkcji eksportu w oprogramowaniu do edycji wideo, aby zapisać przyciętą wersję każdego nagrania wideo w bezpiecznej lokalizacji na dysku twardym komputera. Na koniec wybierz i przeciągnij wszystkie nowo przycięte nagrania wideo dla jednego uczestnika na osobne osie czasu w oprogramowaniu do edycji wideo, aby przeprowadzić zsynchronizowaną w czasie analizę wideo klatka po klatce.

Zacznij od określenia numeru ramy rozpoczęcia ruchu, który definiuje się jako pierwsze widoczne uniesienie dłoni z dala od grzbietu górnej części uda. Następnie zidentyfikuj numer ramki kolekcji, który jest formowaniem się zamkniętej postawy dłoni, w której cyfry maksymalnie się zginają i zamykają. Następnie zidentyfikuj numer ramy o maksymalnej wysokości, który jest maksymalną wysokością najbardziej proksymalnej kostki palca wskazującego, gdy ręka sięga w kierunku obiektu docelowego.

Następnie określ numer klatki otworu szczytowego, który jest maksymalnym otwarciem dłoni, które następuje po pobraniu, ale przed pierwszym kontaktem z celem. Zidentyfikuj numer ramki, w której doszło do pierwszego kontaktu dłoni z obiektem docelowym. Na koniec zidentyfikuj numer klatki, który odpowiada momentowi, w którym cała manipulacja obiektem docelowym zostaje zakończona, a uczestnik mocno trzyma obiekt docelowy, co określa się jako ostateczne uchwycenie.

Zacznij od otwarcia nieruchomego obrazu klaklatki, który przedstawia kluczowe zdarzenie behawioralne związane z kolekcjonowaniem w oprogramowaniu do edycji zdjęć. Wybierz narzędzie linijki i użyj go, aby narysować linię prostą między środkową końcówką kciuka a środkową końcówką palca wskazującego. Zapisz długość tego wiersza jako odległość zbierania w arkuszu kalkulacyjnym.

Następnie otwórz nieruchomy obraz ramki, który przedstawia maksymalną wysokość w oprogramowaniu do edycji zdjęć. Użyj narzędzia linijki, aby zmierzyć odległość w pionie między szczytem cokołu a szczytem kostki wskazującej uczestnika. Zapisz długość tej linii jako maksymalną odległość wysokości w arkuszu kalkulacyjnym.

Otwórz obraz maksymalnej przysłony w oprogramowaniu do edycji zdjęć i użyj narzędzia linijka, aby zmierzyć odległość między środkową końcówką kciuka a środkową końcówką palca wskazującego. Zapisz długość tej linii jako szczytową odległość apertury w arkuszu kalkulacyjnym. Następnie otwórz obraz pierwszego kontaktu i użyj narzędzia linijka, aby zmierzyć odległość między środkową końcówką kciuka a środkową końcówką palca wskazującego.

Zapisz długość tej linii jako pierwszą odległość otworu kontaktowego w arkuszu kalkulacyjnym. Na koniec otwórz nieruchomy obraz klatki, który przedstawia ostateczny chwyt w oprogramowaniu do edycji zdjęć. Użyj linijki, aby zmierzyć odległość między środkową końcówką kciuka a środkową końcówką palca wskazującego.

Zapisz długość tej linii jako końcową odległość otworu uchwycenia w arkuszu kalkulacyjnym. Wykonując analizę wideo klatka po klatce, udokumentuj w arkuszu kalkulacyjnym, która część dłoni jest używana do nawiązania pierwszego kontaktu z celem dla każdego badania dla każdego uczestnika. Określ pierwsze punkty kontaktu, eksportując nieruchomy obraz celu, otwierając go w oprogramowaniu do edycji zdjęć i używając narzędzia pędzla programu, aby zaznaczyć miejsce na tarczy, w którym nawiązano pierwszy kontakt między ręką a celem dla każdej próby.

Następnie określ punkty chwytu, używając pędzla programu, aby zaznaczyć miejsce na tarczy, w którym ręka styka się z celem w momencie końcowego chwytu dla każdej próby. Następnie określ liczbę korekt dokonanych w każdej próbie, sprawdzając zapis wideo, odnotowując wszelkie przypadki, w których uczestnik zwolnił i ponownie nawiązał kontakt z celem między klatką pierwszego kontaktu a klatką końcowego chwytu. Następnie scharakteryzuj typ uchwytu jako chwyt szczypcowy, chwyt precyzyjny lub uchwyt mocny.

Na koniec określ strategię chwytania używaną w każdej próbie i zapisz ją w arkuszu kalkulacyjnym dla każdej próby. Wyniki wskazują, że gdy uczestnicy mogą używać wzroku do prewencyjnego identyfikowania zarówno lokalizacji, jak i rozmiaru obiektu docelowego, integrują zasięg i chwyt w jeden płynny chwyt. Jednak gdy wzrok jest niedostępny, rozdzielają te dwa ruchy, dzięki czemu dotykowe sprzężenie zwrotne może być wykorzystane do skierowania ręki w stosunku do miejsca, a następnie kształtu celu.

Dodatkowo ręka zbliża się do celu bardziej uniesiono, a tym samym osiąga większą maksymalną wysokość w stanie braku wzroku w porównaniu ze stanem widzenia. W stanie braku wzroku miejsce pierwszego kontaktu i część ręki, która nawiązuje pierwszy kontakt z celem, różnią się znacznie. Kontrastuje to ze stanem widzenia, w którym uczestnicy na ogół używali palca wskazującego i/lub kciuka, aby nawiązać pierwszy kontakt z przeciwnymi stronami celu.

W stanie braku wzroku apertura dłoni nie kształtuje się wstępnie do rozmiaru celu ani przy otworze szczytowym, ani przy pierwszym kontakcie. Jednak apertura dłoni przy ostatecznym ujęciu jest identyczna w warunkach widzenia i bez widzenia. Warianty tego protokołu poszerzyły naszą wiedzę na temat zachowań polegających na sięganiu i chwytaniu u niewidzących dorosłych, niemowląt, pacjentów z uszkodzeniem mózgu oraz u naczelnych innych niż ludzie, zapewniając wgląd zarówno w neuronalną, jak i behawioralną organizację chwytania, a także zapewniając wsparcie dla teorii sięgania z podwójnym kanałem wzrokowo-ruchowym.