Name: Kontrolowana rotacja ludzkich obserwatorów w środowisku wirtualnej rzeczywistości (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-04-21T13:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 11 s
Description: Poznaj metodę kontrolowanej rotacji w wirtualnej rzeczywistości przy użyciu biurowego fotela obrotowego i Arduino. Niezależna manipulacja sygnałami wizualnymi i przedsionkowymi poprawia immersję użytkownika.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez granty Australijskiej Rady ds. Badań Naukowych DP160104211, DP190103474 i DP190103103.

UWAGA: Prace elektryczne powinny być wykonywane przez wykwalifikowaną osobę.
1. Procedura konfiguracji systemu mechanicznego
<ol>
	<li>Przymocuj główne koło pasowe do górnego wału krzesła obrotowego.
	<ol>
		<li>Usuń górny wał. 
		UWAGA: Zazwyczaj polega to na umieszczeniu krzesła na boku i usunięciu kołka u podstawy krzesła, który zapobiega wysuwaniu się górnego wału z dolnego wału.</li>
		<li>Dopasuj ciernie koło pasowe do wału.
		<ol>
			<li>Użyj suwmiarki z noniuszem, aby uzyskać średnicę wału. Użyj tokarki, aby wywiercić otwór koła pasowego tak, aby pasował do średnicy wału.</li>
			<li>Utwórz gwintowane otwory na, które przymocują koło pasowe do wału. Wywierć dodatkowe otwory w piaście koła pasowego, aby uzyskać w sumie 4, dopasowując średnicę do średnicy. Nagwintuj otwory za pomocą gwintownika, aby można było użyć do zamocowania koła pasowego do wału, dopasowując gwint do gwintu 
			UWAGA: ALTERNATYWĄ, jeśli utworzenie gwintu nie jest możliwe, jest przewiercenie do końca piasty koła pasowego i wału krzesła i przekręcenie do końca po ustaleniu prawidłowego umieszczenia koła pasowego (po kroku 1.4.6).</li>
			<li>Wsuń koło pasowe na wał krzesła.</li>
			<li>Włóż luźno (dokręć po wyrównaniu koła pasowego głównego i małego).</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Umieść pasek napędowy luźno na górnym wale krzesła (aby później pasował do głównego i małych kół pasowych).</li>
		<li>Ponownie przymocuj górny trzon krzesła do podstawy krzesła.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przymocuj mocowanie silnika do dolnego wału krzesła obrotowego.
	<ol>
		<li>Wykonać regulowany zacisk, do którego można przymocować wsporniki montażowe silnika.
		<ol>
			<li>Wykonaj dwa pasujące elementy zacisku - po jednym z każdej strony wału (do ściśnięcia czterema). Zobacz Rysunek 2 dla wymiarów.</li>
			<li>Dla każdego elementu przytnij kątownik 90° na długość. Przymocuj 4 skrzydła, przez które będą przebiegać.</li>
			<li>Zaokrąglij krawędzie każdego skrzydła (metalowy pręt) dla bezpieczeństwa. Wywierć otwory w pobliżu końca każdego pręta wystarczająco duże, aby zmieściły się w nich. Wykonaj zgięcie pod kątem 45° w odpowiedniej pozycji (naciąć pręt, aby zagięcie było bardziej precyzyjne). Przyspawaj punktowo każdy pręt do kątowych otworów na żelazne na zewnątrz. 
			UWAGA: ALTERNATYWNIE skrzydła można przykręcić, uważając, aby nie spowodować występu, który uniemożliwi kątownikowi kontakt z wałem krzesła.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Wykonaj dwa wsporniki montażowe silnika. Zobacz Rysunek 3 dla wymiarów. Dla każdego wspornika wywierć dwa otwory w pręcie do zamocowania do zacisku właśnie opisanego. Zegnij pod kątem 90° w odpowiedniej pozycji (naciąć pręt, aby zgięcie było bardziej precyzyjne).</li>
		<li>Przymocuj zacisk i uchwyt do dolnego wału krzesła, wkładając 4 przez clamp elementy i wsporniki i dokręć. Upewnij się, że nie są zbyt mocno dokręcone, jeśli mocowanie wymaga regulacji, aby dostosować się do procesu wyrównywania w kroku 1.4.6.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przymocuj małe koło pasowe do wału silnika.
	<ol>
		<li>Zeszlifuj klucz na wale silnika płasko (już nie wystaje). 
		UWAGA: Zapewni to płaską powierzchnię, do której można dokręcić koła pasowego, aby zapobiec ślizganiu się koła pasowego wokół wału silnika.</li>
		<li>Wywierć otwór w kole pasowym, aby dopasować go do średnicy wału silnika.</li>
		<li>Nasuń koło pasowe na wał i luźno dokręć do płaskiej powierzchni wału.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przymocuj silnik do wspornika silnika opisanego powyżej.
	<ol>
		<li>Przygotuj każdą z 4 listew mocujących silnik, wiercąc dwa otwory w odpowiednich pozycjach (otwory muszą pokrywać się z otworami montażowymi w silniku). Zobacz Rysunek 4, aby zapoznać się z wymiarami.</li>
		<li>Jeśli jest to wymagane w celu uzyskania luzu, wytnij sekcję z górnej części dwóch prętów, aby umożliwić swobodne obracanie się koła pasowego na wale silnika (opcjonalnie).</li>
		<li>Umieść cztery małe wsporniki mocujące pokrywę nad czterema zewnętrznymi otworami. Użyj ich później, aby przymocować osłonę ochronną na pasek i koła pasowe.</li>
		<li>Luźno przymocuj osiem nakrętek i, pozostawiając miejsce między górnym i dolnym prętem, aby wsunąć między nie pręty wspornika montażowego.</li>
		<li>Wsuń pręty montażowe silnika na wspornik - każdy górny pręt powyżej pręta wspornika montażowego i każdy dolny poniżej.</li>
		<li>Ustawić i zacisnąć silnik.
		<ol>
			<li>Przesuń główne koło pasowe, małe koło pasowe lub oba w górę iw dół, aż główne i małe koła pasowe zostaną wyrównane poziomo. W razie potrzeby przesuń zacisk.</li>
			<li>Umieść pasek napędowy na małych i głównych kołach pasowych.</li>
			<li>Odsuń zespół silnika od krzesła, aż pasek będzie napięty.</li>
			<li>Dokręć 8 na prętach mocujących silnik, aby przymocować silnik do wspornika silnika.</li>
			<li>Dokręcić zaciskowe i koła pasowego.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Załóż osłonę, aby zapobiec zaplątaniu się czegokolwiek w system koła pasowego/paska.
	<ol>
		<li>Zegnij boki akrylowej osłony ochronnej zgodnie z <klasa silna = "xfig" > Rysunek 5. 
		UWAGA: ALTERNATYWĄ, jeśli giętarka do akrylu nie jest dostępna, jest użycie giętarki do blach i blachy.</li>
		<li>Wytnij sekcję, która zmieści się wokół trzonu krzesła zgodnie z Rysunek 5.</li>
		<li>Wywierć otwory pasujące do otworów w małych wspornikach mocujących pokrywę.</li>
		<li>Użyj małych mocujących pokrywę, aby przymocować pokrywę.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Procedura konfiguracji systemu elektrycznego
<ol>
	<li>Podłącz włącznik/wyłącznik i wyłącznik awaryjny do zasilania sieciowego. Użyj odpowiednich o napięciu i prądzie, aby podłączyć łącznik IEC (męskie złącze do zasilającego) do wyłącznika awaryjnego i wyłącznika awaryjnego i włącznika/wyłącznika szeregowo (tak, że przerwanie obwodu za pomocą któregokolwiek z nich spowoduje odcięcie zasilania pozostałych komponentów). 
	UWAGA: Może być wymagane.</li>
	<li>Podłącz zasilacz 5 V DC dla Arduino do włącznika/wyłącznika (opcjonalnie). 
	UWAGA: Wymagane jest i zasilający.</li>
	<li>Podłącz zasilacz 48 V DC sterownika krzesła do włącznika/wyłącznika równolegle do zasilacza 5 V. 
	UWAGA: Wymagany jest zasilający.</li>
	<li>Dokonaj odpowiednich ustawień przełącznika DIP dla sterownika hybrydowego silnika krokowego. Na przykład:
	<ol>
		<li>Ustaw przełączniki 1-4 odpowiednio na ON, OFF, ON i ON na 1,600 impulsów na obrót dla silnika krokowego (im wyższa liczba, tym dokładniejsze sterowanie, ale tym niższy limit prędkości obrotowej w zależności od tego, jak szybko Arduino może wytwarzać impulsy).</li>
		<li>Przełącz 5 na OFF, aby uzyskać domyślny kierunek obrotu w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.</li>
		<li>Przełącznik 6 w pozycji ON dla trybu ruchu punktu napędu (PM), w przeciwieństwie do trybu sterowania wektorem przestrzennym (lub sterowania zorientowanego na pole, FOC).</li>
		<li>Ustaw przełączniki 7 i 8 na OFF i OFF, aby dopasować sterownik do silnika z zamkniętą pętlą serii 86 12 NM.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Podłącz sterownik hybrydowego silnika krokowego do zasilacza i sterownika krzesła.
	<ol>
		<li>Podłącz o odpowiednich parametrach z zacisków wyjściowych zasilacza 48 V do obudowy złącza wejściowego zasilania sterownika silnika i włóż obudowę.</li>
		<li>Podłącz dwa silnika przez ich obudowy złączy do sterownika.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Podłącz Arduino do sterownika hybrydowego silnika krokowego.
	<ol>
		<li>Użyj przypinanych przewodów rozruchowych, aby połączyć zaciski PUL+ ("impuls" +), DIR+ ("kierunek" +) i ENA+ ("włącz" +) na obudowie złącza sterownika silnika z pinami 2, 3 i 5 (numery pinów opcjonalne, ale podane tutaj jako przykłady do użycia w całym tekście) na Arduino.</li>
		<li>Użyj krótkich przewodów, aby połączyć zaciski PUL-, DIR- i ENA- obudowy złącza sterownika silnika, a dłuższy przewód rozruchowy z pinami, aby podłączyć ENA- do pinu GND (masy) w Arduino.</li>
		<li>Włóż obudowę złącza do sterownika silnika.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Podłącz Arduino do zasilacza 5 V DC (opcjonalnie). Użyj pinowych przewodów rozruchowych, aby połączyć piny GND i Vin na Arduino z zaciskami wyjściowymi 5 V zasilacza 5 V.</li>
	<li>Podłącz potencjometr do Arduino. Użyj przypinanych przewodów rozruchowych, aby podłączyć GND A1 (zacisk "wejścia analogowego") i piny 5 V na Arduino do trzech zacisków potencjometru. 
	UWAGA: Wymagane.</li>
	<li>Podłącz przełącznik dwustabilny do Arduino. Podłącz pin 6 i GND w Arduino do dwóch zacisków przełącznika za pomocą przypiętych przewodów rozruchowych. 
	UWAGA: Wymagane.</li>
	<li>Podłącz diodę LED do Arduino.
	<ol>
		<li>rezystor do jednego zacisku diody LED (aby obniżyć napięcie w obwodzie diody LED).</li>
		<li>Podłącz piny 7 i GND na Arduino do końca rezystora i drugiego zacisku LED za pomocą przypiętych przewodów rozruchowych. 
		UWAGA: Wymagane.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zaizoluj i umieść komponenty elektryczne/elektroniczne. Zobacz Rysunek 6 dla obrazu kompletnego systemu mieszkaniowego. 
	UWAGA: Istnieje wiele sposobów izolowania wysokonapięciowych elementów układu elektrycznego, ochrony delikatnych elementów elektronicznych przed uszkodzeniem i przechowywania wszystkich tych elementów w łatwej do opanowania przestrzeni. Poniżej znajduje się jedna z sugerowanych metod.
	<ol>
		<li>Wywierć/wytnij otwory z boku obudowy przyrządu na złącze zasilania IEC, główny włącznik/wyłącznik, dwa sterujące silnikiem, mały przełącznik, diodę LED, potencjometr i port USB Arduino (powinien być duży, aby umożliwić przepływ powietrza do obudowy w celu chłodzenia).</li>
		<li>Przymocuj każdy z tych elementów za pomocą odpowiednich środków (np.,, pistoletu do klejenia na gorąco).</li>
		<li>Wytnij otwory wentylacyjne (jeden nad wentylatorem w zasilaczu 48 V) oraz otwór na wyłącznik awaryjny w pokrywie obudowy, a następnie zamocuj filtry wentylacyjne i wyłącznik.</li>
		<li>Przymocuj Arduino do podstawy obudowy za pomocą podkładek dystansowych i. Ustaw tak, aby port USB był wyrównany z otworem portu USB w obudowie.</li>
		<li>Przymocuj zasilacze 48 V i 5 V oraz sterownik silnika do podstawy obudowy za pomocą rzepów i bloków piankowych.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Procedura konfiguracji VR
<ol>
	<li>Skonfiguruj system VR zgodnie z instrukcjami producenta.</li>
</ol>
4. Procedura instalacji oprogramowania
<ol>
	<li>Zainstaluj i skonfiguruj oprogramowanie Arduino.
	<ol>
		<li>Pobierz i zainstaluj program Arduino zgodnie z instrukcjami programisty.</li>
		<li>Podłącz Arduino do komputera za pomocą USB.</li>
		<li>W menu rozwijanym Narzędzia wybierz port, do którego podłączona jest płytka Arduino.</li>
		<li>W tym samym menu wybierz odpowiednią płytę główną i procesor. Upewnij się, że pasuje do płyty i procesora użytego w sekcji 2 powyżej, np. płyta "Arduino Mega 2560" i procesor "ATmega2560".</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zaprogramuj płytkę Arduino tak, aby umożliwiała obracanie krzesła 1) za pomocą potencjometru oraz 2) za pomocą poleceń z komputera przez USB.
	<ol>
		<li>Napisz kod, który ma zostać wgrany do procesora Arduino. 
		UWAGA: Przykładowy kod z przykładowego eksperymentu znajduje się w pliku uzupełniającym 1 (nazwa pliku: hybrid_motor_controller.ino).</li>
		<li>Zwróć uwagę na szybkość transmisji (argument polecenia Serial.Begin()), np. 9 600.</li>
		<li>Zapisz kod i prześlij go na płytkę Arduino za pomocą przycisku przesyłania.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Sprawdź, czy system działa do tej pory.
	<ol>
		<li>Podłącz i włącz podsystem elektryczny.</li>
		<li>Przesuń mały przełącznik do pozycji, w której zaświeci się mała kontrolka LED.</li>
		<li>Obróć potencjometr, aby upewnić się, że kontroluje prędkość i kierunek krzesła.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zainstaluj i skonfiguruj Steam i SteamVR zgodnie z instrukcjami programisty.</li>
	<li>Zainstaluj i skonfiguruj aparat Unity.
	<ol>
		<li>Zainstaluj i skonfiguruj aparat Unity zgodnie z instrukcjami programisty.</li>
		<li>Otwórz nowy lub istniejący projekt Unity (wybierz typ, np. "3D", który jest odpowiedni dla aplikacji).</li>
		<li>Skonfiguruj SteamVR do użycia w projekcie.
		<ol>
			<li>Otwórz magazyn zasobów (kliknij Okno | Magazyn zasobów).</li>
			<li>Wyszukaj SteamVR i wybierz wtyczkę SteamVR.</li>
			<li>Kliknij przycisk Dodaj do zasobów.</li>
			<li>W środowisku Unity otwórz Menedżera pakietów (kliknij pozycję Okno | Menedżer pakietów).</li>
			<li>Znajdź SteamVR w zakładce "Moje zasoby".</li>
			<li>Kliknij przycisk Importuj i postępuj zgodnie z instrukcjami, aby zakończyć importowanie.</li>
			<li>Kliknij przycisk Zaakceptuj wszystko, jeśli pojawi się monit o wprowadzenie zmian konfiguracyjnych.</li>
			<li>Zaimportuj zestaw kamery Steam VR do sceny. Poszukaj nowego zasobu o nazwie Steam VR w oknie projektu na ekranie inspektora. Otwórz gotowców Steam VR |</li>
			<li>Przeciągnij zasób [Camera Rig] do hierarchii lub okna sceny, aby umożliwić korzystanie z gogli VR i kontrolerów w grze.</li>
			<li>Usuń domyślną kamerę główną z hierarchii lub sceny, ponieważ będzie ona kolidować z kamerą SteamVR.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zainstaluj i skonfiguruj Ardity.
	<ol>
		<li>Wyszukaj Ardity w sklepie Unity Asset Store i wybierz go do pobrania (krok 4.5.3.2 powyżej).</li>
		<li>Zaktualizuj poziom zgodności interfejsu API.
		<ol>
			<li>Otwórz Ustawienia projektu w menu Edycja.</li>
			<li>Kliknij Gracz | Inne ustawienia.</li>
			<li>Wybierz pozycję .NET 4.X z menu rozwijanego dla poziomu zgodności interfejsu API.</li>
			<li>Wyjdź z Ustawień i poczekaj, aż znikną komunikaty o błędach.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Konfigurowanie środowiska gry Unity. 
	UWAGA: Aby użytkownik miał kontrolę nad krzesłem i mógł zintegrować ruch krzesła z doświadczeniem VR, wymagane będą następujące minimalne kroki.
	<ol>
		<li>Utwórz obiekty i funkcje potrzebne dla określonej aplikacji.
		<ol>
			<li>Utwórz obiekty, klikając na GameObject i wybierając opcję 2D Object (Obiekt 2D) lub 3D Object (Obiekt 3D).</li>
			<li>Dodaj funkcjonalność do utworzonego obiektu, klikając przycisk Dodaj komponent w oknie Inspektor dla obiektu i wybierając jedną z opcji. Wybierz pozycję Nowy skrypt, aby utworzyć skrypt języka C# podobny do tego w pliku uzupełniającym 3 (nazwa pliku: SetUpTrial.cs).</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Zaimportuj skrypt kontrolera szeregowego do gry.
		<ol>
			<li>W folderze Zasoby w oknie Projekt otwórz folder Ardity | Folder skryptów.</li>
			<li>Przeciągnij skrypt SerialController do żądanego obiektu gry w oknie Heirarchiy, np. obiektu gry Background.</li>
			<li>Kliknij obiekt i przewiń listę komponentów w oknie Inspector, aby zlokalizować skrypt SerialController.</li>
			<li>Upewnij się, że nazwa portu i szybkość transmisji są zgodne z tymi dla programu Arduino ustawionymi w krokach 4.1 i 4.2 powyżej.</li>
			<li>Przeciągnij obiekt, do którego jest dołączony skrypt SerialController, z okna hierarchii do pola wejściowego obok pozycji Odbiornik komunikatów w oknie Inspektor</li>.
		</ol>
		</li>
		<li>Napisz i zaimportuj skrypt kontrolera krzesła do gry.
		<ol>
			<li>U dołu okna Inspector dla tego samego obiektu gry kliknij Dodaj komponent i wybierz Nowy skrypt. Nazwij nowy skrypt ChairController.</li>
			<li>Napisz kod wymagany do przyjmowania poleceń kontrolera i myszy i przekształcania ich w liczby, które zostaną wysłane przez USB do Arduino. 
			UWAGA: Minimalny przykład wymaganego kodu znajduje się w pliku uzupełniającym 2 (nazwa pliku: ChairController.cs).</li>
			<li>Zapisz skrypt.</li>
			<li>Wypełnij puste pola w oknie Inspector (Inspektor). Przeciągnij obiekt gogli z okna Hierarchia do pola wprowadzania obok pozycji Head w obszarze Skrypt kontrolera krzesła w oknie Inspector (Inspektor). Podobnie przeciągnij obiekt Kontroler (po prawej) do pola obok opcji Ręka.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. Procedura eksperymentu (lub doświadczenia)
<ol>
	<li>Wybierz metodę wprowadzania. 
	UWAGA: Podany przykładowy kod ChairController odnosi się do skryptu o nazwie SetUpTrial, w którym ustawiana jest publiczna zmienna całkowita inputType (gdzie inputType 3 to kontroler VR, a inputType 4 to mysz). Ten układ skrypt/zmienna został przyjęty w poniższych krokach.</li>
	<li>Kliknij obiekt gry, do którego dołączony jest skrypt SetUpTrial, np. Tło.</li>
	<li>Przewiń w dół w oknie Inspector (Inspektor), aby znaleźć zmienne publiczne skryptu SetUpTrial.</li>
	<li>Ustaw inputType na 3 dla kontrolera VR lub 4 dla sterowania myszą.</li>
	<li>Naciśnij przycisk Odtwórz w środowisku Unity, aby rozpocząć korzystanie z VR z ruchem sterowanym przez kontrolery lub mysz.</li>
</ol>

<ol><li>Campos, J., Bülthoff, H. Multimodal integration during self-motion in virtual reality. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCampos%2C+J+%22The+Neural+Bases+of+Multisensory%22">The Neural Bases of Multisensory</a>. Murray, M. M., Wallace, M. T. , CRC Press. (2012).</li>
<li>Radianti, J., Majchrzak, T. A., Fromm, J., Wohlgenannt, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+systematic+review+of+immersive+virtual+reality+applications+for+higher+education%3A+Design+elements%2C+lessons+learned%2C+and+research+agenda%5BTitle%5D)+AND+%22Computers+%26+Education%22%5BJournal%5D)">A systematic review of immersive virtual reality applications for higher education: Design elements, lessons learned, and research agenda.</a> Computers & Education. 147, 103778(2020).</li>
<li>Madshaven, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigating+the+user+experience+of+virtual+reality+rehabilitation+solution+for+biomechatronics+laboratory+and+home+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Virtual+Reality%22%5BJournal%5D)">Investigating the user experience of virtual reality rehabilitation solution for biomechatronics laboratory and home environment.</a> Frontiers in Virtual Reality. 2, 645042(2021).</li>
<li>Fan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+physical+training+motion+simulation+system+based+on+virtual+reality+technology%5BTitle%5D)+AND+%222021+The+13th+International+Conference+on+Computer+Modeling+and+Simulation.+Association+for+Computing+Machinery%22%5BJournal%5D)">Design of physical training motion simulation system based on virtual reality technology.</a> 2021 The 13th International Conference on Computer Modeling and Simulation. Association for Computing Machinery. , 81-86 (2021).</li>
<li>Roettl, J., Terlutter, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+same+video+game+in+2D%2C+3D+or+virtual+reality+-+How+does+technology+impact+game+evaluation+and+brand+placements%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">The same video game in 2D, 3D or virtual reality - How does technology impact game evaluation and brand placements.</a> PLoS One. 13 (7), 0200724(2018).</li>
<li>Riecke, B. E., Sigurdarson, S., Milne, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moving+through+virtual+reality+without+moving%5BTitle%5D)+AND+%22Cognitive+Processing%22%5BJournal%5D)">Moving through virtual reality without moving.</a> Cognitive Processing. 13, Suppl 1 293-297 (2012).</li>
<li>Fauville, G., Queiroz, A. C. M., Woolsey, E. S., Kelly, J. W., Bailenson, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+water+immersion+on+vection+in+virtual+reality%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">The effect of water immersion on vection in virtual reality.</a> Scientific Reports. 11 (1), 1022(2021).</li>
<li>Bernhard, E. R., Jörg, S. -P., Marios, N. A., Markus Von Der, H., Heinrich, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cognitive+factors+can+influence+self-motion+perception+%28vection%29+in+virtual+reality%5BTitle%5D)+AND+%22ACM+Transactions+on+Applied+Perception%22%5BJournal%5D)">Cognitive factors can influence self-motion perception (vection) in virtual reality.</a> ACM Transactions on Applied Perception. 3 (3), 194-216 (2006).</li>
<li>Gibson, J. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGibson%2C+JJ+%22The+perception+of+the+visual+world%22">The perception of the visual world</a>. , Houghton Mifflin. (1950).</li>
<li>Angelaki, D. E., Gu, Y., Deangelis, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+and+vestibular+cue+integration+for+heading+perception+in+extrastriate+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Visual and vestibular cue integration for heading perception in extrastriate visual cortex.</a> Journal of Physiology. 589, Pt 4 825-833 (2011).</li>
<li>Badcock, D., Palmisano, S., May, J. G. Vision and virtual environments. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBadcock%2C+D+%22Handbook+of+Virtual+Environments%3A+Design%2C+Implementation%2C+and+Applications%22">Handbook of Virtual Environments: Design, Implementation, and Applications</a>. Hale, K. S., Stanney, K. M. , CRC Press. 39-85 (2014).</li>
<li>Kaliuzhna, M., Prsa, M., Gale, S., Lee, S. J., Blanke, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+to+integrate+contradictory+multisensory+self-motion+cue+pairings%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vision%22%5BJournal%5D)">Learning to integrate contradictory multisensory self-motion cue pairings.</a> Journal of Vision. 15 (1), (2015).</li>
<li>Wilkie, R. M., Wann, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+visual+and+nonvisual+information+in+the+control+of+locomotion%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Psychology%3A+Human+Perception+and+Performance%22%5BJournal%5D)">The role of visual and nonvisual information in the control of locomotion.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 31 (5), 901-911 (2005).</li>
<li>Sinha, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perception+of+self+motion+during+and+after+passive+rotation+of+the+body+around+an+earth-vertical+axis%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Perception of self motion during and after passive rotation of the body around an earth-vertical axis.</a> Progress in Brain Research. 171, 277-281 (2008).</li>
<li>Tremblay, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biases+in+the+perception+of+self-motion+during+whole-body+acceleration+and+deceleration%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Integrative+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Biases in the perception of self-motion during whole-body acceleration and deceleration.</a> Frontiers in Integrative Neuroscience. 7, 90(2013).</li>
<li>Nooij, S. A. E., Bockisch, C. J., Bülthoff, H. H., Straumann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beyond+sensory+conflict%3A+The+role+of+beliefs+and+perception+in+motion+sickness%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Beyond sensory conflict: The role of beliefs and perception in motion sickness.</a> PLoS One. 16 (1), 0245295(2021).</li>
<li>Harris, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulating+self-motion+I%3A+Cues+for+the+perception+of+motion%5BTitle%5D)+AND+%22Virtual+Reality%22%5BJournal%5D)">Simulating self-motion I: Cues for the perception of motion.</a> Virtual Reality. 6 (2), 75-85 (2002).</li>
<li>Carr, H. A., Hardy, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Some+factors+in+the+perception+of+relative+motion%3A+A+preliminary+experiment%5BTitle%5D)+AND+%22Psychological+Review%22%5BJournal%5D)">Some factors in the perception of relative motion: A preliminary experiment.</a> Psychological Review. 27, 24-37 (1920).</li>
<li>Reinhardt-Rutland, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induced+movement+in+the+visual+modality%3A+An+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Psychological+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Induced movement in the visual modality: An overview.</a> Psychological Bulletin. 103, 57-71 (1988).</li>
<li>Zivotofsky, A. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+of+illusory+target+motion%3A+Differences+between+gaze+and+head+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Research%22%5BJournal%5D)">Tracking of illusory target motion: Differences between gaze and head responses.</a> Vision Research. 35 (21), 3029-3035 (1995).</li>
<li>Farrell-Whelan, M., Wenderoth, P., Wiese, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+of+the+angular+function+of+a+Duncker-type+induced+motion+illusion%5BTitle%5D)+AND+%22Perception%22%5BJournal%5D)">Studies of the angular function of a Duncker-type induced motion illusion.</a> Perception. 41 (6), 733-746 (2012).</li>
<li>Warren, P. A., Rushton, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optic+flow+processing+for+the+assessment+of+object+movement+during+ego+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">Optic flow processing for the assessment of object movement during ego movement.</a> Current Biology. 19 (18), 1555-1560 (2009).</li>
<li>Fajen, B. R., Matthis, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+and+non-visual+contributions+to+the+perception+of+object+motion+during+self-motion%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Visual and non-visual contributions to the perception of object motion during self-motion.</a> PLoS One. 8 (2), 55446(2013).</li>
<li>Duminduwardena, U. C., Cohen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+Schaire+Internet+Chair+with+a+mobile+device%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+CIT%3A+The+Fourth+International+Conference+on+Computer+and+Information+Technology%22%5BJournal%5D)">Controlling the Schaire Internet Chair with a mobile device.</a> Proceedings CIT: The Fourth International Conference on Computer and Information Technology. , Wuhan, China. 215-220 (2004).</li>
<li>Ashiri, M., Lithgow, B., Mansouri, B., Moussavi, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+between+vestibular+responses+to+a+physical+and+virtual+reality+rotating+chair%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+11th+Augmented+Human+International+Conference%22%5BJournal%5D)">Comparison between vestibular responses to a physical and virtual reality rotating chair.</a> Proceedings of the 11th Augmented Human International Conference. , Association for Computing Machinery. Winnipeg, Manitoba, Canada. (2020).</li>
<li>Koenig, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+multiaxis+rotating+chair+for+oculomotor+and+vestibular+function+testing+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Neuro-ophthalmology%22%5BJournal%5D)">A new multiaxis rotating chair for oculomotor and vestibular function testing in humans.</a> Neuro-ophthalmology. 16 (3), 157-162 (1996).</li>
<li>Mowrey, D., Clayson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motion+sickness%2C+ginger%2C+and+psychophysics%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet%22%5BJournal%5D)">Motion sickness, ginger, and psychophysics.</a> The Lancet. 319 (8273), 655-657 (1982).</li>
<li>Sanmugananthan, P., Nguyen, N., Murphy, B., Hossieni, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+development+of+a+rotating+chair+to+measure+the+cervico-ocular+reflex%5BTitle%5D)+AND+%22Cureus%22%5BJournal%5D)">Design and development of a rotating chair to measure the cervico-ocular reflex.</a> Cureus. 13 (10), 19099(2021).</li>
<li>Gugenheimer, J., Wolf, D., Haas, G., Krebs, S., Rukzio, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SwiVRChair%3A+a+motorized+swivel+chair+to+nudge+users%27+orientation+for+360+degree+storytelling+in+virtual+reality.+1996-2000%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+2016+CHI+Conference+on+Human+Factors+in+Computing+Systems%22%5BJournal%5D)">SwiVRChair: a motorized swivel chair to nudge users' orientation for 360 degree storytelling in virtual reality. 1996-2000.</a> Proceedings of the 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , Association for Computing Machinery. San Jose, California, USA. (2016).</li>
<li>Roto VR Ltd. Roto VR Chair. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.rotovr.com/">https://www.rotovr.com/</a> (2021).</li>
<li>Yaw VR Ltd. Yaw Motion Simulator. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.yawvr.com/">https://www.yawvr.com/</a> (2021).</li>
<li>Warren, P. A., Rushton, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perception+of+object+trajectory%3A+Parsing+retinal+motion+into+self+and+object+movement+components%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vision%22%5BJournal%5D)">Perception of object trajectory: Parsing retinal motion into self and object movement components.</a> Journal of Vision. 7 (11), 1-21 (2007).</li>
<li>Bonnen, K., Burge, J., Yates, J., Pillow, J., Cormack, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+psychophysics%3A+Target-tracking+to+measure+visual+sensitivity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Continuous psychophysics: Target-tracking to measure visual sensitivity.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (3), (2015).</li>
<li>SimXperience. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.simxperience.com/">https://www.simxperience.com/</a> (2021).</li>
<li>Harris, L. R., Jenkin, M., Zikovitz, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+and+non-visual+cues+in+the+perception+of+linear+self-motion%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Visual and non-visual cues in the perception of linear self-motion.</a> Experimental Brain Research. 135, 12-21 (2000).</li>
<li>DOF Reality Motion Simulators. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.dofreality.com/">https://www.dofreality.com/</a> (2021).</li>
<li>Next Level Racing. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://nextlevelracing.com/">https://nextlevelracing.com/</a> (2022).</li>
<li>Motion Systems. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://motionsystems.eu/">https://motionsystems.eu/</a> (2022).</li>
<li>Redbird Flight Simulations. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://simulators.redbirdflight.com/">https://simulators.redbirdflight.com/</a> (2022).</li>
<li>Teufel, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MPI+motion+simulator%3A+development+and+analysis+of+a+novel+motion+simulator%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+AIAA+Modeling+and+Simulation+Technologies+Conference+and+Exhibit+%28AIAA+2007%29%22%5BJournal%5D)">MPI motion simulator: development and analysis of a novel motion simulator.</a> Proceedings of the AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference and Exhibit (AIAA 2007). , Hilton Head, South Carolina. (2007).</li>
</ol>

Nie ma konfliktu interesów.

W artykule przedstawiono metodę dodawania automatycznego obrotu do krzesła biurowego pod kontrolą obserwatora lub eksperymentatora oraz towarzyszącą mu metodę integracji tego ruchu z wirtualnym doświadczeniem. Krytyczne kroki obejmują mechaniczne przymocowanie silnika do krzesła, ustawienie zasilania i elektrycznego sterowania silnikiem, a następnie skonfigurowanie Arduino i komputera do sterowania sterownikiem silnika. Krok mocowania mechanicznego wymaga specjalistycznego sprzętu i umiejętności, chociaż w przypadku najt...

Wiele wskazówek łączy się w naturalnych warunkach, aby wytworzyć poczucie własnego ruchu1. Uzyskanie takiego poczucia jest celem wielu rekreacyjnych, zdrowotnych i edukacyjnych aplikacji VR2,3,4,5, a proste zrozumienie, w jaki sposób wskazówki łączą się, aby dać poczucie ruchu własnego, było długoterminowym przedsięwzięciem neurobiologów6,7,8,9,10,11. Trzy najważniejsze klasy wskazówek dla percepcji własnego ruchu to wzrokowe, przedsionkowe i proprioceptywne1. Wszystkie trzy łączą się ze sobą podczas naturalnego, aktywnego ruchu w świecie rzeczywistym, zapewniając solidne i bogate poczucie własnego ruchu. Aby zrozumieć rolę każdej klasy wskazówek i zorientować się, w jaki sposób wskazówki się łączą, badacze tradycyjnie pozbawiali eksperymentalnych obserwatorów jednej lub więcej wskazówek i/lub umieszczali wskazówki w konflikcie ze sobą1,12. Na przykład, aby zapewnić rotacyjne wskazówki przedsionkowe w przypadku braku wskazówek proprioceptywnych, obserwator może być obracany pasywnie przez zmotoryzowane krzesło13,14,15,16. Wykazano, że taki pasywny ruch dostarcza bardzo przekonujących wskazówek do samodzielnego ruchu17. Kontrolowane sygnały wizualne dostarczane przez gogle VR mogą być zgodne lub niezgodne z ruchem krzesła lub całkowicie nieobecne. Sygnały proprioceptywne mogą być dodawane poprzez obracanie krzesła przez obserwatora o własnych siłach, np. poprzez popychanie krzesła stopami.
Przedstawiona tutaj jest metoda przekształcania biurowego krzesła obrotowego w medium do fizycznego obracania ciała obserwatora i integrowania tego ruchu z wizualnym (i potencjalnie słuchowym) wirtualnym doświadczeniem. Obrót krzesła może być pod kontrolą obserwatora, programu komputerowego lub innej osoby, takiej jak eksperymentator. Obrót sterowany przez obserwatora może być pasywny, polegający na tym, że obrót napędzany silnikiem jest funkcją położenia ręcznego kontrolera obserwatora, lub aktywny poprzez wyłączenie fotela i samodzielne obracanie krzesła przez obserwatora.
Również prezentowana jest psychofizyczna aplikacja dla tego krzesła/systemu VR. Ta przykładowa aplikacja podkreśla przydatność kontrolowanej rotacji biernej obserwatora w zrozumieniu, w jaki sposób sygnały dotyczące ruchu własnego oddziałują na siebie, tworząc ogólne doświadczenia percepcyjne. Konkretnym celem było uzyskanie wglądu w długo badany ruch wywołany iluzją wizualną18,19. W ruchu indukowanym nieruchomy lub ruchomy cel jest percepcyjnie "odpychany" od poruszającego się tła. Na przykład, jeśli czerwona kropka docelowa przesuwa się pionowo w górę na tle pola niebieskich kropek poruszających się w prawo, kropka docelowa będzie wyglądać tak, jakby poruszała się w górę, zgodnie z oczekiwaniami, ale także w lewo, od kierunku poruszającego się tła20,21. Celem było sprawdzenie, czy odpychanie jest wynikiem interpretacji ruchu tła jako spowodowanego ruchem własnym22,23.
Jeśli tak jest, to dodanie fizycznego obrotu, który jest zgodny z wizualnym ruchem tła, powinno prowadzić do silniejszego poczucia, że ruch tła jest spowodowany samoczynnym obracaniem się w nieruchomym środowisku. To z kolei powinno prowadzić do większej tendencji do odejmowania ruchu tła od ruchu celu, aby uzyskać ruch celu względem świata stacjonarnego23. Ta zwiększona tendencja do odejmowania skutkowałaby większym postrzeganym odpychaniem celu. Fizyczna autorotacja, która była zgodna lub niespójna z ruchem tła, została dodana, aby to przetestować. Prezentowany tutaj system pozwolił na precyzyjną kontrolę ruchu fizycznego i odpowiadającego mu ruchu wzrokowego w celu przetestowania tej hipotezy. W tym przykładzie ruch krzesła był pod bezpośrednią kontrolą obserwatora za pomocą ręcznego kontrolera systemu VR.
Chociaż w literaturze można znaleźć wiele przykładów zmotoryzowanych obrotowych krzeseł do różnych zastosowań VR 24,25,26,27,28,29, autorzy nie znają zwięzłego zestawu instrukcji, jak zrobić takie krzesło i zintegrować je z interaktywnym doświadczeniem VR. Dostępne są ograniczone instrukcje dla klasy SwiVRChair<sup="xref">29, która ma podobną strukturę do tej przedstawionej tutaj, ale została zaprojektowana z myślą o innym celu, to znaczy ma być sterowana przez program komputerowy w celu poprawy immersji w środowisku VR, w którym ruch krzesła może być zastąpiony przez użytkownika, kładąc stopy na ziemi. Biorąc pod uwagę koszt dostępnych na rynku krzeseł30,31, stworzenie jednego "własnego" może być bardziej opłacalną opcją dla niektórych badaczy. Dla osób znajdujących się w takiej sytuacji powinien być przydatny poniższy protokół.
Przegląd systemu 
Protokół składa się z instrukcji przekształcania krzesła biurowego w elektrycznie napędzane krzesło obrotowe i integrowania ruchu krzesła z doświadczeniem VR. Cały system, po skompletowaniu, składa się z czterech części: mechanicznej, elektrycznej, oprogramowania i podsystemu VR. Zdjęcie całego systemu jest pokazane w Rysunek 1. Pokazany system to ten sam system, który został użyty w przykładowym eksperymencie.
Zadaniem podsystemu mechanicznego jest fizyczne obracanie górnego wału krzesła obrotowego za pomocą silnika. Składa się z krzesła biurowego, do którego przymocowane są dwie rzeczy: koło pasowe przymocowane do górnego obrotowego wału krzesła biurowego oraz regulowana rama montażowa przymocowana do dolnej stałej części wału. Elektryczny silnik krokowy jest przymocowany do uchwytu, który ma koło pasowe przymocowane do wału, które pokrywa się z kołem pasowym na górnym wale krzesła biurowego. Pasek łączy koło pasowe silnika z kołem pasowym krzesła, umożliwiając silnikowi obracanie krzesła.
Podsystem elektryczny dostarcza moc do silnika i umożliwia elektroniczne sterowanie silnikiem. Składa się ze sterownika silnika, zasilacza dla silnika, płytki Arduino do połączenia sterownika z komputerem oraz zasilacza dla Arduino (opcjonalnie). Płytka Arduino to popularna mała płytka wśród hobbystów i profesjonalnych twórców wszystkiego, co elektroniczne, która zawiera programowalny mikroprocesor, kontrolery, piny wejściowe i wyjściowe oraz (w niektórych modelach) port USB (wymagany tutaj). Wszystkie komponenty elektryczne są umieszczone w specjalnie zmodyfikowanej, izolowanej elektrycznie skrzynce. Ponieważ zasilanie sieciowe jest wymagane dla transformatora, który dostarcza energię do silnika i dla (opcjonalnego) zasilacza Arduino, a także ponieważ silnik wymaga wysokich napięć roboczych, wszystkie prace elektroniczne z wyjątkiem niskonapięciowych (kroki protokołu 2.5 do 2.10 poniżej) powinny być wykonywane przez wykwalifikowaną osobę.
Podsystem oprogramowania składa się z oprogramowania Arduino do programowania Arduino, oprogramowania Unity do tworzenia środowiska VR, oprogramowania Steam do sterowania systemem VR oraz Ardity - wtyczki Unity, która pozwala Unity komunikować się z płytą Arduino. To oprogramowanie zostało zainstalowane na laptopie Gygabyte Sabre 15WV8 z systemem Microsoft Windows 10 Enterprise na potrzeby przykładowego eksperymentu (Rysunek 1).
System VR składa się z wyświetlacza montowanego na głowie (HMD), kontrolera ręcznego oraz stacji bazowych do określania pozycji i orientacji gogli i kontrolera w przestrzeni. Systemem VR wykorzystanym w tym projekcie był HTC Vive Pro (<silna klasa="xfig">Rysunek 1).
Poniżej opisana jest procedura łączenia tych komponentów w celu uzyskania wirtualnego doświadczenia, które obejmuje fizyczną rotację (eksperyment lub inną) z ruchem krzesła kontrolowanym przez obserwatora za pomocą ręcznego kontrolera lub przez gospodarza/eksperymentatora za pomocą myszy komputerowej lub potencjometru. Ostatnia część protokołu składa się z kroków niezbędnych do zainicjowania doświadczenia VR. Należy pamiętać, że metoda kodowania aparatu Unity w celu umożliwienia prób i zbierania danych wykracza poza zakres tego manuskryptu. Niektóre etapy, szczególnie w przypadku podsystemu mechanicznego, wymagają określonego wyposażenia warsztatowego i pewnego poziomu umiejętności. Zasadniczo przedstawione metody mogą być dostosowywane do dostępności tych zasobów. Oferowane są alternatywy dla niektórych bardziej technicznych kroków.

<table><tbody><tr><td>Zasilacz 48 V DC (silnik)</td><td>Meanwell</td><td>RSP-320-48</td><td>https://www.meanwellaustralia.com.au/products/rsp-320</td></tr><tr><td>Zasilacz 5 V DC (arduino)</td><td>Jaycar</td><td>MP3295</td><td>https://www.jaycar.com.au/15w-5v-3a-enclosed-power-supply/p/MP3295?pos=5&queryId=dda344422ab16c6 7f558551ac0acbd40</td></tr><tr><td>Wtyczka Ardity dla Unity</td><td>Open Source</td><td></td><td>https://ardity.dwilches.com/</td></tr> <tr><td>Arduino MEGA 2560</td><td>Jaycar</td><td>XC4420</td><td>https://www.jaycar.com.au/duinotech-mega-2560-r3-board-for-arduino/p/XC4420?pos=2&queryId=901771805f4bf6e0 ec31d41601d14dc3</td></tr><tr><td>Oprogramowanie Arduino</td><td></td><td></td><td>https://www.arduino.cc/en/software</td></tr><tr><td>Belt</td><td>Motion Dynamics</td><td>RFTB10010</td><td>Wybierz rozmiar, który pasuje do zastosowania. Użyliśmy 60 zębów. https://www.motiondynamics.com.au/polyurethane-timing-belts-16mm-t-10/</td></tr> <tr><td>wspornika (silnik mocujący)</td><td>Fastner Factory</td><td>161260</td><td>x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-35mm-100pc</td></tr><tr><td>wspornika (nie trzymające silnika)</td><td>Fastner Factory</td><td>161258</td><td>x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-25mm-100pc</td></tr><tr><td>Kątownik zaciskowy</td><td>Żelazko Austral Wright Metals</td><td>50004813</td><td>x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/</td></tr> <tr><td>zaciskowe</td><td>Fabryka łączników</td><td>161265</td><td>x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-70mm-100pc&nbsp;&nbsp;</td></tr><tr><td>Listwy zaciskowe (płaskownik nierdzewny)</td><td>Austral Wright Metals</td><td>50004687</td><td>x 8. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/</td></tr> <tr><td>Pokrywa (akrylowa)</td><td>Bunnings Warehouse</td><td>1010489</td><td>https://www.bunnings.com.au/suntuf-900-x-600-x-5mm-grey-acrylic-sheet_p1010489</td></tr><tr><td>/nakrętki pokrywy</td><td>Bunnings Warehouse</td><td>247292</td><td>x 4. https://www.bunnings.com.au/pinnacle-m3-x-16mm-stainless-steel-hex-head-bolts-and-nuts-12-pack_p0247292</td></tr><tr><td>Wsporniki pokrywy</td><td>Bunnings Magazyn</td><td>44061</td><td>x 4. https://www.bunnings.com.au/zenith-20mm-zinc-plated-angle-bracket-16-pack_p0044061</td></tr><tr><td>Wyłącznik awaryjny</td><td>Jaycar</td><td>SP0786</td><td>https://www.jaycar.com.au/latching-emergency-stop-switch/p/SP0786?pos=1&queryId=5abe9876cf78dc3d d26b9067fbc36f74</td></tr><tr><td>Hybrydowy silnik krokowy i sterownik</td><td>Vevor</td><td>?</td><td>Silnik krokowy z zamkniętą pętlą Nema 34 12NM Silnik serwo Sterownik hybrydowy https://vevor.com.au/products/1712oz-in-nema34-closed-loop-stepper-motor-12nm-hybrid-servo-driver-hsc86-kit?variant=33058303311975</td></tr><tr><td>Złącze zasilania sieciowego IEC</td><td>Komponenty RS</td><td>811-7213</td><td></td></tr><tr><td>https://au.rs-online.com/web/p/iec-connectors/8117213 Walizka przyrządu (obudowa)</td><td>Jaycar</td><td>HB6381</td><td>https://www.jaycar.com.au/abs-instrument-case-with-purge-valve-mpv2/p/HB6381</td></tr><tr><td>LED</td><td>Jaycar</td><td>ZD0205</td><td>https://www.jaycar.com.au/green-10mm-led-100mcd-round-diffused/p/ZD0205?pos=11&queryId=e596cbd3d71e86 37ab9340cee51175e7& sort= trafność</td></tr><tr><td>Koło pasowe główne (krzesło)</td><td>Dynamika ruchu</td><td>ALTP10020</td><td>Wybierz rozmiar, który pasuje do zastosowania. Więcej zębów = wolniejsze obroty. Użyliśmy 36 zębów. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html</td></tr><tr><td>Belki mocujące silnik (płaskownik ze stali nierdzewnej)</td><td>Austral Wright Metals</td><td>50004687</td><td>x 4. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/</td></tr> <tr><td>Wsporniki montażowe (płaskownik nierdzewny)</td><td>Austral Wright Metals</td><td>50004687</td><td>x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/</td></tr> <tr><td>Nakrętki Fabryka</td><td>zapięć</td><td>161989</td><td>x 12. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-nylon-insert-lock-nut-m6-100pc</td></tr><tr><td>Włącznik/wyłącznik</td><td>Jaycar</td><td>SK0982</td><td>https://www.jaycar.com.au/dpdt-illuminated-rocker-large-red/p/SK0982?pos=4&queryId=88e0c5abfa682b74 FA631C6D513ABC73& sort=trafność</td></tr><tr><td>Potencjometr</td><td>Jaycar</td><td>RP8610</td><td>https://www.jaycar.com.au/10k-ohm-logarithmic-a-single-gang-9mm-potentiometer/p/RP8610?pos=4&queryId=0d1510281ba100d 174b8e3d7f806a020</td></tr><tr><td>koła pasowego Fabryka</td><td>łączników</td><td>155856</td><td>x 5.</td></tr><tr><td>Rezystor https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-socket-head-cap-screw-m4-x-25mm-100pc 150 Ohm</td><td>Jaycar</td><td>RR2554</td><td>https://www.jaycar.com.au/150-ohm-1-watt-carbon-film-resistors-pack-of-2/p/RR2554?pos=19&queryId=48c6317c73fd361 a42c835398d282c4a& sort= trafność</td></tr><tr><td>Małe koło pasowe (silnik)</td><td>Dynamika ruchu</td><td>ALTP10020</td><td>Wybierz rozmiar, który pasuje do zastosowania. Więcej zębów = szybsza rotacja. Użyliśmy 24 zębów. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html</td></tr><tr><td>Mały przełącznik dwustabilny</td><td>Jaycar</td><td>ST0555</td><td>https://www.jaycar.com.au/sealed-mini-toggle-switch/p/ST0555?pos=14&queryId=066b989a151d83 31885c6cec92fba517& sort= odpowiedniość</td></tr>: <tr><td>Oprogramowanie Steam</td><td>Valve Corporation</td><td></td><td>https://store.steampowered.com/</td></tr> <tr><td>Wtyczka SteamVR dla Steam</td><td>Valve Corporation</td><td></td><td>https://store.steampowered.com/app/250820/SteamVR/</td></tr> <tr><td>Oprogramowanie Unity</td>, <td>Unity Technologies</td><td></td><td>https://unity3d.com/get-unity/download</td></tr><tr><td>system VR</td><td>Scorptec</td><td>99HANW007-00</td><td>HTC Vive Pro z kontrolerami i stacjami bazowymi. https://www.scorptec.com.au/product/gaming-peripherals/vr/72064-99hanw007-00?gclid=Cj0KCQiA5OuNBhCRARIsA CgaiqX8NjXZ9F6ilIpVmYEhhanm GA67xLzllk5EmjuG0gnhu4xmiE _RwSgaAhn8EALw_wcB</td></tr></tbody></table>

kontrolowana rotacja ludzkich obserwatorów w środowisku wirtualnej rzeczywistości

Controlled Rotation of Human Observers in a Virtual Reality Environment

Niski koszt i dostępność systemów wirtualnej rzeczywistości (VR) przyczyniły się do niedawnego przyspieszenia badań nad percepcją i zachowaniem w bardziej naturalistycznych, multisensorycznych i immersyjnych warunkach. Jednym z obszarów badań, który szczególnie skorzystał na wykorzystaniu systemów VR, jest integracja multisensoryczna, na przykład integracja sygnałów wzrokowych i przedsionkowych w celu uzyskania poczucia ruchu własnego. Z tego powodu dostępna metoda kontrolowanego fizycznego obrotu obserwatora w środowisku wirtualnym stanowi użyteczną innowację. W artykule przedstawiono metodę automatyzacji obrotu biurowego krzesła obrotowego wraz z metodą integracji tego ruchu z doświadczeniem VR. Na przykładzie eksperymentu wykazano, że wytworzony w ten sposób ruch fizyczny jest zintegrowany z doświadczeniem wzrokowym obserwatora w sposób zgodny z oczekiwaniami; Wysoka integracja, gdy ruch jest zgodny z bodźcem wzrokowym i niska integracja, gdy ruch jest niezgodny.

Celem przykładowego eksperymentu było ustalenie, czy dodanie rotacji fizycznej – zgodnej lub niezgodnej z ruchem tła wizualnego w scenie – wpływa na postrzegany kierunek poruszającego się celu w tej scenie. Oczekiwano różnicy między zgodnym a niezgodnym ruchem fizycznym w oparciu o hipotezę, że ruch tła wpływa na postrzegany kierunek celu w zależności od tego, jak łatwo system wizualny uczestnika przypisuje przyczynę ruchu tła ruchowi własnemu32,33. Jeśli ruch tł...

Kontrolowany fizyczny obrót ludzkiego obserwatora jest pożądany dla pewnych eksperymentalnych, rekreacyjnych i edukacyjnych zastosowań. W tym artykule przedstawiono metodę przekształcania biurowego krzesła obrotowego w medium do kontrolowanego obrotu fizycznego w środowisku rzeczywistości wirtualnej.

Kontrolowana rotacja ludzkich obserwatorów w środowisku wirtualnej rzeczywistości

The low cost and availability of Virtual Reality (VR) systems have supported a recent acceleration of research into perception and behavior under more ...

Kiedy poruszasz się po świecie, otrzymujesz wizualne i przedsionkowe sygnały o tym, jak poruszasz się ty i otaczające cię obiekty. Ta konfiguracja pozwala na niezależne manipulowanie tymi sygnałami. Jest to niedrogi sposób na kontrolowanie ruchu osoby w wciągającym środowisku audiowizualnym przy użyciu części, które są łatwo dostępne, takich jak krzesło biurowe.Moja rada dla całego systemu krzeseł jest taka, aby elektronika i silnik działały tak, jak chcesz, zanim cokolwiek prawidłowo złożysz. Zacznij od podłączenia płytki Arduino do komputera za pomocą USB. Z menu rozwijanego narzędzi wybierz port, do którego podłączona jest płytka Arduino.Następnie wybierz odpowiednią płytę, a następnie procesor. Upewnij się, że pasuje do rzeczywistej płyty głównej i procesora. Tutaj można wkleić dostarczony przykładowy kod Arduino.Sprawdź i zapisz kod Arduino. Następnie prześlij go na płytkę Arduino za pomocą przycisku przesyłania. Podłącz i włącz podsystem elektryczny.Następnie przesuń mały przełącznik do pozycji, w której zaświeci się mała kontrolka LED, i obróć pokrętło potencjometru, aby upewnić się, że kontroluje prędkość i kierunek krzesła. Prędkość i kierunek krzesła powinny się różnić w zależności od położenia potencjometru. Następnie otwórz nowy lub istniejący projekt aparatu Unity.Aby zaimportować wtyczkę SteamVR, najpierw upewnij się, że jesteś zalogowany na swoje konto Unity. Następnie kliknij okno i magazyn zasobów, aby otworzyć magazyn zasobów w przeglądarce internetowej. Wyszukaj SteamVR.Wybierz wtyczkę SteamVR i kliknij, dodaj do moich zasobów. Po powrocie do aparatu Unity wybierz pozycję menedżer pakietów na karcie okna. Wybierz moje zasoby.Następnie kliknij importuj w obszarze SteamVR i postępuj zgodnie z instrukcjami, aby zakończyć import. Kliknij Zaakceptuj wszystko, aby wprowadzić zmiany konfiguracyjne i postępuj zgodnie z instrukcjami. Poszukaj nowego zasobu o nazwie SteamVR w oknie projektu na ekranie inspektora.Rozwiń folder z zasobami SteamVR, a następnie wybierz gotowe gotowce. Przeciągnij zasób zestawu kamery do okna hierarchii, aby umożliwić korzystanie z gogli VR i kontrolerów w grze. Usuń domyślną kamerę główną z hierarchii lub sceny, ponieważ będzie ona kolidować z kamerą SteamVR.Następnie wyszukaj wtyczkę Ardity, korzystając z tego samego procesu, który jest używany w przypadku SteamVR. Następnie utwórz obiekty potrzebne do eksperymentu. Aby to zrobić, kliknij na obiekt gry i wybierz obiekt 3D.Na przykład tutaj jest płaszczyzna nazywana tłem, która jest umieszczona w tle widoku kamery. Tło można zablokować w odpowiedniej pozycji względem wyświetlacza zamontowanego na głowie. Aby dodać funkcjonalność do sceny, kliknij przycisk dodaj komponent w oknie inspektora i wybierz nowy skrypt.Wywołaj skrypt, skonfiguruj wersję próbną. Domyślny kod w tym miejscu powinien zostać zastąpiony kodem w dostarczonym pliku próbnym konfiguracji. Jest to minimalny kod wymagany do prawidłowego poruszania się krzesła.Wróć do aparatu Unity. Nowy skrypt próbny instalacji jest teraz dołączony do obiektu w tle. W folderze assets w oknie projektu otwórz folder Ardity, a następnie folder scripts.Przeciągnij skrypt kontrolera szeregowego do obiektu gry działającego w tle w oknie hierarchii. Przewiń listę komponentów w oknie inspektora, aby zlokalizować skrypt kontrolera szeregowego. Upewnij się, że nazwa portu i szybkość płyty są zgodne z tymi dla programu Arduino.Przeciągnij obiekt tła z okna hierarchii do pola wprowadzania obok odbiornika komunikatów w oknie inspektora. Kliknij dodaj komponent u dołu okna inspektora i wybierz nowy skrypt. Nazwa, nowy kontroler krzesła skryptu.Dostarczony skrypt kontrolera krzesła można wkleić do tego pliku. Potrzebna jest co najmniej funkcja, która zamienia działania użytkownika na liczbę z zakresu od zera do 1 023. Następnie użyj funkcji wiadomości szeregowej kontrolera szeregowego kropki, aby wysłać numer do Arduino i zapisać skrypt.Wróć do aparatu Unity, przeciągnij obiekt wyświetlany zamontowany na głowicy z okna hierarchii do pola wejściowego obok przycisku head. Następnie przeciągnij prawy obiekt kontrolera do pola wprowadzania obok ręki. Przewiń w dół w oknie inspektora, aby znaleźć zmienne publiczne skryptu wersji próbnej konfiguracji.Zgodnie z typem wejściowym przykładowego kodu trzy są przeznaczone dla kontrolera VR, a cztery dla kontrolki myszy. Tutaj wybierany jest kontroler VR. Gdy aplikacja SteamVR jest wyłączona, gdy po raz pierwszy naciśniesz przycisk odtwarzania w Unity, pojawią się komunikaty o błędach związane z działaniami SteamVR.Postępuj zgodnie z instrukcjami, aby skonfigurować działania SteamVR. Zamknij okno ustawień i zajmij się wszelkimi innymi monitami ze SteamVR. Na koniec naciśnij przycisk odtwarzania, aby rozpocząć korzystanie z VR.Dzięki tym ustawieniom użytkownik ma możliwość obracania krzesła za pomocą kontrolera VR. Przedstawiono tu schematyczne przedstawienie działań obserwatora i wynikających z nich zmian krzesła i sceny podczas eksperymentu. W stanie kongruentnym, jeśli obserwator przesunie kontroler w lewo, krzesło również przesunie się w lewo, a tło wizualne przesunie się w przeciwnym kierunku, tak jakby była to nieruchoma scena, względem której obraca się osoba.W stanie nieprzystającym krzesło porusza się w przeciwnym kierunku, co sprawia, że ruch krzesła jest niezgodny z wizualnym ruchem tła. Pokazano tutaj zrzut ekranu przedstawiający obszar bodźca na wyświetlaczu wizualnym. Małe wzorzyste plamy pozostawały na swoim miejscu przez cały czas, ale wzory w ich wnętrzu poruszały się tak, jakby każda plama była oknem na większy poruszający się obiekt.Plamy leżące na pierścieniu stanowiły cel, a pozostałe plamy stanowiły tło. W tym przykładowym filmie cel porusza się pionowo w górę, a tło przesuwa się w prawo. Ruchome tło tworzy iluzję ruchu w lewo od celu, sprawiając, że wydaje się, że porusza się on w górę i w lewo.Ten iluzoryczny ruch w lewo jest określany jako ruch indukowany. Pierścień tarczy miał promień pięciu stopni kąta widzenia, a obszar tła zmniejszał się o 20 stopni na 20 stopni. Siła efektu ruchu indukowanego w warunkach ruchu przystającego i nieprzystającego jest reprezentowana przez wartość parametru beta.Reprezentatywny obraz przedstawia średnie wartości beta dla każdego obserwatora w warunkach przystających i nieprzystających. Jak można się było spodziewać, jeśli obserwatorzy założą, że ruch tła jest spowodowany ich własnym ruchem przez nieruchomy świat, średnia wartość beta dla warunku przystającego jest bliska jedności. Z wyjątkiem jednego obserwatora, wartość beta wszystkich obserwatorów zmniejszyła się w warunkach niezgodnego ruchu krzesła.Dane te wskazują na zmniejszone prawdopodobieństwo, że wizualny ruch tła jest spowodowany fizycznym ruchem obserwatora. Chcesz mieć pewność, że koło pasowe krzesła i koło pasowe silnika są naprawdę dobrze wyrównane i że napięcie paska jest dobre. Trochę elastyczności w pasku, ale niewiele.Możesz sterować sygnałami wizualnymi i dźwiękowymi za pomocą zestawu słuchawkowego, a następnie oddzielnie możesz sterować ruchem ciała sterowanym silnikiem lub napędzanym stopą. Jest się czym bawić.

controlled-rotation-human-observers-virtual-reality

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Opisano wydajną metodę pozwalającą zrozumieć sposób, w jaki ludzie orientują się w przestrzeni trójwymiarowej. Metoda ta wykorzystuje symulator ruchu zdolny do przemieszczania obserwatorów w sposób nieosiągalny dla tradycyjnych symulatorów. Wyniki potwierdzają, że ruch w płaszczyźnie poziomej jest niedoszacowany, natomiast ruch pionowy jest przeszacowany.

Symulator CyberMotion MPI: Implementacja nowatorskiego symulatora ruchu do badania wielozmysłowej integracji ścieżki w trzech wymiarach

Opisano metodę pomiaru trójwymiarowych odruchów przedsionkowo-ocznych (3D VOR) u ludzi z wykorzystaniem symulatora ruchu o sześciu stopniach swobody (6DF). Wzmocnienie oraz błąd ustawienia kątowego 3D VOR stanowią bezpośrednią miarę jakości funkcji przedsionkowej. Przedstawiono reprezentatywne dane uzyskane od zdrowych osób...

Trójwymiarowe badanie odruchu przedsionkowo-okulistycznego z wykorzystaniem platformy ruchowej o sześciu stopniach swobody

Tutaj opisujemy paradygmaty iluzji wirtualnej ręki i wirtualnej twarzy, które mogą być wykorzystane do badania samopercepcji/reprezentacji związanej z ciałem. Zostały one już wykorzystane w różnych badaniach, aby wykazać, że w określonych warunkach wirtualna ręka lub twarz mogą zostać włączone do reprezentacji ciała, co sugeruje, że reprezentacje ciała są raczej elastyczne.

Tworzenie iluzji wirtualnej ręki i wirtualnej twarzy w celu zbadania autoprezentacji

Opisujemy nowatorską konfigurację opartą na wirtualnej rzeczywistości, która wykorzystuje dobrowolną kontrolę jednej ręki do poprawy zdolności motorycznych drugiej (niewytrenowanej) ręki. Osiąga się to poprzez dostarczanie sensorycznych informacji zwrotnych w czasie rzeczywistym opartych na ruchu, tak jakby niewytrenowana ręka się poruszała. To nowe podejście może być wykorzystane do usprawnienia rehabilitacji pacjentów z jednostronnym niedowładem połowiczym.

Wykorzystanie wirtualnej rzeczywistości do przenoszenia wiedzy o umiejętnościach motorycznych z jednej ręki do drugiej

Zaprojektowaliśmy test rzeczywistości wirtualnej do oceny instrumentalnych czynności życia codziennego (IADL) za pomocą systemu przechwytywania ruchu. Proponujemy szczegółową analizę kinematyczną w celu interpretacji różnych ruchów uczestnika, w tym trajektorii, odległości ruchu i czasu do ukończenia, aby ocenić możliwości IADL.

Pomiar kinematyki codziennych ruchów za pomocą systemów przechwytywania ruchu w rzeczywistości wirtualnej

Ten artykuł opisuje metodę przeprowadzania eksperymentów dla wielu użytkowników w zakresie podejmowania decyzji i nawigacji za pomocą sieciowego laboratorium komputerowego.

Sieciowy pulpit wirtualnej rzeczywistości do eksperymentów z nauką o decyzjach i nawigacji z wieloma uczestnikami

Podczas gdy poprzednie badania nad samoświadomością ciała zakładały, że ruchy własne i pochodzące od innych osób są percepcyjnie rozróżnialne, ten protokół pozwala im być niejednoznacznym na wirtualnej ręce z niezamierzonymi niewielkimi ruchami. To pozwala nam obserwować czyjeś doświadczenie utworzone przez SoO i inne wytworzone SoA, a nie brak SoA.

Wirtualna ręka z niejednoznacznym ruchem między sobą a innym pochodzeniem: poczucie własności i sprawczość "wyprodukowana przez innych"

Zbudowano nowy symulator lotu w wirtualnej rzeczywistości, który umożliwia efektywną i tanią ocenę wydajności lotu i wzorców ruchów gałek ocznych. Stanowi również narzędzie badawcze o wysokim potencjale dla ergonomii i innych badań.

Ocena osiągów lotu i wzorców ruchów gałek ocznych za pomocą symulatora lotu w rzeczywistości wirtualnej

Opracowaliśmy prostą, konfigurowalną i efektywną metodę rejestrowania ilościowych danych procesowych z interaktywnych zadań przestrzennych i mapowania tych danych rotacji za pomocą danych śledzenia wzroku.

Trójwymiarowe mapowanie obrotu interaktywnych obiektów wirtualnych za pomocą danych śledzenia wzroku

Metodologia badała wkład wzrokowy i przedsionkowy w stabilizację spojrzenia podczas rotacji optokinetycznej i całego ciała. Stymulacje przeprowadzono poprzez badania wzrokowe, przedsionkowe i wizuo-przedwostykowe. Wzmocnienie ruchu oczu skrętne i częstotliwości oczopląsów służyły jako wskaźniki podkorowego przekazywania informacji o ruchu specyficznym dla sensorycznych do odruchowej odpowiedzi pnia mózgu w każdym badaniu.

Wykorzystanie śledzenia oczu do oceny względnego znaczenia bodźców wzrokowych i przedsionkowych dla przetwarzania ruchu podkorowego w płaszczyźnie przechylania

Poznaj metodę kontrolowanej rotacji w wirtualnej rzeczywistości przy użyciu biurowego fotela obrotowego i Arduino. Niezależna manipulacja sygnałami wizualnymi i przedsionkowymi poprawia immersję użytkownika.

Kontrolowana rotacja ludzkich obserwatorów w środowisku wirtualnej rzeczywistości

Przeglądaj więcej filmów