15 sierpnia 2020
WheelCon to nowatorska, darmowa platforma o otwartym kodzie źródłowym do projektowania gier wideo, która nieinwazyjnie symuluje jazdę na rowerze górskim po stromym, krętym i wyboistym szlaku. Zawiera komponenty obecne w kontroli sensomotorycznej człowieka (opóźnienie, kwantyzacja, szum, zakłócenia i wielokrotne pętle sprzężenia zwrotnego) i pozwala naukowcom badać warstwową architekturę w kontroli sensomotorycznej.
System kontroli czuciowo-motorycznej człowieka jest niezwykle solidny, chociaż wyczuwanie jest rozproszone, rzadkie, skwantowane, hałaśliwe i opóźnione. Obliczenia w ośrodkowym układzie nerwowym są powolne, aktywacja mięśni męczy i nasyca się. Aby zbadać te czynniki przyczynowe i ich wpływ na wydajność systemu kontroli sensoryczno-motorycznej, ważne jest opracowanie łatwej w użyciu platformy eksperymentalnej, która manipuluje tymi czynnikami i rejestruje wydajność.
Tutaj przedstawiamy platformę do gier o nazwie WheelCon, która jest darmową platformą typu open source do projektowania gier wideo dla naszego wirtualnego środowiska, które symulują jazdę na rowerze górskim po stromym, krętym, wyboistym szlaku. WheelCon integruje się z kierownicą, ponieważ może manipulować zmiennymi w ludzkim systemie sterowania motoryką sensoryczną, takimi jak opóźnienie sygnalizacji, kwantyzacja, hałas i zakłócenia, jednocześnie rejestrując trajektorię sterowania silnikiem i aerodynamikę. Pozwala to również na badanie warstwy architektów kontroli motorycznej czuciowej, w tym celów, planów, decyzji warstwy wyższej oraz wyczuwania, odruchu i działania warstwy niższej.
Na komputerze z systemem Windows 10 przejdź do strony internetowej WheelCon, kliknij Klonuj lub pobierz, a następnie kliknij Pobierz ZIP w wyskakującym oknie dialogowym. Rozpakuj wszystkie pliki na lokalny dysk twardy. Wejdź na stronę producenta i pobierz odpowiedni sterownik dla swojego modelu kierownicy wyścigowej.
Zamontuj kierownicę wyścigową bezpiecznie na poziomie siedzenia przed monitorem. Podłącz USB kierownicy do komputera, a zasilacz do gniazdka. Aby przetestować program, kliknij dwukrotnie wheelcon.
exe w folderze pliku wyjściowego Excutable. Skonfiguruj ustawienia zgodnie z konfiguracją monitora i kliknij przycisk Odtwórz. Posadź obiekt wygodnie za kierownicą.
Upewnij się, że obiekt ma zapewniony odpowiedni zakres ruchu podczas obsługi koła. Kliknij pozycję Zadanie prawne Fitta. Kliknij pole tekstowe i wpisz nazwę pliku wyjściowego, dołącz informacje o temacie i zadaniu.
Kliknij opcję Wybierz plik, a następnie wybierz Law. txt Fitta jako dane wejściowe. Kliknij przycisk Rozpocznij grę.
Poinstruuj badanego, aby śledził szarą strefę za pomocą zielonej linii, obracając kierownicę. Ta gra służy zapoznaniu się z tematem z konfiguracją. Kliknij opcję Mountain Bike Task (Zadanie roweru górskiego).
Wpisz nazwę pliku wyjściowego i wybierz pozycję Vision_Delay.txt. Kliknij przycisk Rozpocznij grę, aby rozpocząć testowanie. W tej grze długość okna wyprzedzenia zmienia się, aby zapewnić zaawansowane ostrzeżenie, brak ostrzeżenia lub wizualne opóźnienie.
Kliknij opcję Mountain Bike Task (Zadanie roweru górskiego), wpisz nazwę pliku wyjściowego i wybierz opcję Action_Delay.txt. Kliknij przycisk Rozpocznij grę, aby rozpocząć testowanie. W tej grze dodawane jest opóźnienie między obracaniem się koła obiektu a ruchem zielonej linii.
Opóźnienie zaczyna się od zera sekund i zwiększa się o 0,15 sekundy, aż osiągnie 0,75 sekundy. Kliknij opcję Mountain Bike Task (Zadanie roweru górskiego), wpisz nazwę pliku wyjściowego i wybierz opcję Vision Quantization.txt. Kliknij przycisk Rozpocznij grę, aby rozpocząć testowanie.
W tej grze manipuluje się szybkością transmisji danych wizualnych. Gdy ilość danych wizualnych jest niska, ślad może pojawić się tylko w kilku luźnych szarych miejscach. Wraz ze wzrostem szybkości transmisji danych wizualnych szara strefa może pojawiać się w większej liczbie potencjalnych lokalizacji, a jej ruch staje się bardziej ciągły.
Kliknij opcję Mountain Bike Task (Zadanie roweru górskiego), wpisz nazwę pliku wyjściowego i wybierz opcję Action Quantization.txt. Kliknij przycisk Rozpocznij grę, aby rozpocząć testowanie. W tej grze szybkość transmisji akcji jest manipulowana.
Gdy szybkość transmisji danych jest najmniejsza, szara linia może poruszać się tylko z jedną prędkością. Wraz ze wzrostem szybkości transmisji danych kontrolowanie prędkości kół staje się dokładniejsze. Kliknij opcję Mountain Bike Task (Zadanie roweru górskiego), wpisz nazwę pliku wyjściowego i wybierz opcję Bump Trail.txt.
Kliknij przycisk Rozpocznij grę, aby rozpocząć testowanie. W tej grze zakłócenia są dodawane jako moment obrotowy na kole, symulujący uderzenie, nagły skręt na szlaku lub dwa rodzaje zakłóceń łącznie. Aby pobrać wyniki testu, przejdź do folderu pliku wykonywalnego wyjściowego i poszukaj pliku o wcześniej określonych nazwach.
Od lewej do prawej każdy wiersz w pliku wyjściowym określa czas, pozycję próby, rozmiar wypukłości, szybkość danych działania, opóźnienie działania, opóźnienie wizualne, wizualną szybkość transmisji danych, błąd śledzenia i kąt skrętu kierownicy. Aby utworzyć nowy plik wejściowy, otwórz kod projektu szlaku rowerowego WheelCon Mntn. m w folderze Kod źródłowy z Matlabem.
Wybierając tę sekcję kodu dla żądanych parametrów gry, naciśnij Control plus T, aby usunąć komentarz, a następnie naciśnij Uruchom. Plik wejściowy zostanie ponownie wygenerowany w tym samym folderze. Jak sugeruje rysunek, w grach z opóźnieniami wizualnymi lub działania, błąd obiektu zwiększał się wraz z większymi opóźnieniami.
Ograniczenie szybkości transmisji danych zarówno w wizualnych danych wejściowych, jak i w danych wyjściowych działań skutkowało większymi błędami. Rysunek ten przedstawia aerodynamikę podczas prób z samymi nierównościami, tylko zakrętami lub dwoma kombinacjami. Oglądając ten film, powinieneś być zaznajomiony z tym, jak zastosować WheelCon w badaniu kontroli czuciowo-motorycznej u ludzi.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
WheelCon to bezpłatna i otwarta platforma do gier przeznaczona do nieinwazyjnego symulowania jazdy na rowerze górskim na wymagającym szlaku. Platforma ta umożliwia badaczom badanie ludzkiej kontroli sensorimotorycznej poprzez manipulowanie zmiennymi takimi jak opóźnienie, kwantyzacja i szum, dostarczając wgląd w wielowarstwową architekturę kontroli ruchowej.
WheelCon provides a low-cost, flexible platform for probing human sensorimotor control by manipulating feedback loop parameters such as delay, quantization, and disturbance. This enables mechanistic de-risking in target validation by isolating causal variables in sensorimotor pathways. The system supports predictive confidence in preclinical modeling through quantifiable behavioral outputs aligned with computational models.
WheelCon fits within the discovery continuum from target hypothesis testing to lead optimization in neuromotor therapeutics, enabling iterative refinement based on sensorimotor readouts.