Aqui nós apresentamos um protocolo que caracteriza o sentido de agência desenvolvido sobre o controle de sentidos mãos próteses virtuais ou robóticos. Questionários psicofísicos são empregados para capturar a experiência explícita da Agência, e as estimativas do intervalo de tempo (ligação intencional) são empregadas para medir implicitamente o sentido de agência.
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Artigo de método
Caracterização do sentido da Agência sobre as ações de próteses neurais-máquina de Interface-operado
Neste artigo
Resumo
Resumo
Este trabalho descreve um quadro metodológico que pode ser usado para explicitamente e implicitamente caracteriza o sentido de agência desenvolvido sobre o controle de interface neural-máquina (NMI) de sentidos mãos próteses virtuais ou robóticos. A formação da agência é fundamental na distinção entre as ações que realizamos com nossos membros como sendo a nossa própria. Por se esforçando para incorporar estes mesmos mecanismos perceptuais próteses de membro superior avançadas, podemos começar a integrar um membro artificial mais estreitamente no quadro de cognitivo existente do usuário para controle de membro. Isto tem implicações importantes na promoção do controle eficaz das próteses de membro superior avançadas, uso e aceitação do usuário. Neste protocolo, os participantes controlam uma mão protética virtual e recebem feedback sensorial cinestésica através deles NMIs preexistentes. Uma série de tarefas de preensão virtuais são executadas e perturbações são sistematicamente introduzidas para o feedback cinestésico e movimentos da mão virtual. Duas medidas distintas da Agência são empregadas: estabelecida psicofísicos questionários (para capturar a experiência explícita da Agência) e um intervalo de tempo estimam tarefa para capturar o sentido implícito de agência (ligação intencional). Os resultados do presente protocolo (escores do questionário e o intervalo de tempo estima) pode ser analisado para quantificar a extensão da formação da agência.
Introdução
Como próteses robóticas tornam-se cada vez mais avançadas, a importância de feedback sensorial relevante continuará a crescer. Feedback sensorial afeta como os seres humanos percebem, interagirem com e até mesmo integrarem máquinas em seu esquema de corpo. Recentes técnicas de NMI agora podem fornecer aos usuários de prótese membro controle intuitivo e alcançar sensações associadas com toque1,2,3,4,5,6 , 7 e cinestesia (sentido de movimen....
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Protocolo
Este protocolo foi aprovado anteriormente e segue as diretrizes do Comitê de ética de pesquisa humana da Clínica Cleveland.
1. hardware e Software da NMI
- Estabelecer controle de NMI do cada participante individual e feedback para que quando eles tentam executar um movimento, ver e sentir uma prótese virtual completar aquele movimento.
- Gerar um perceptivo cinestésica mão através NMI do participante e capturar a cinemática do movimento percebido, tendo o participante demonstrar o que sentem usando sua mão intacta.
Nota: Técnicas para caracterizar cinemática perceptivo cinestésica tem sido ilustradas em outras obras de
- Gerar um perceptivo cinestésica mão através NMI do participante e capturar a cinemática do movimento percebido, tendo o participante demonstrar o que sentem usando sua mão intacta.
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Resultados
O protocolo experimental foi realizado com três participantes amputados, operando uma prótese virtual sensível através deles NMI8 (Figura 1). A configuração usada uma mão virtual participante-controláveis, movendo-se através de perfis de cinemáticas pré-programados usando o MuJoCo HAPTIX física motor31. A mão virtual foi exibida em um monitor horizontal na frente dos participantes em um local espacialme.......
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Discussão
Aqui apresenta-se um quadro metodológico para caracterizar a experiência da Agência formada durante a operação sensível próteses através de NMIs. Neste contexto, a agência é particularmente relevante como lo pontes ação física para os processos cognitivos de fundo que moldam a percepção. Através de um participante prótese e NMI, temos acesso direto a um número de elementos-chave que estabelecem o sentido de agência: intenção, saída motor e sensação de movimento. De importância para o controle dos membros protéti.......
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Divulgações
Os autores não têm nada para divulgar.
Agradecimentos
Os autores gostaria de agradecer sua contribuição para a geração de figura Madeline Newcomb. Este trabalho foi financiado pelos contribuintes dos EUA através de uma NIH, escritório do diretor, fundo comum, Transformative R01 Research Award (grant #1R01NS081710-01) e o Defense Advanced Research Projects Agency (contrato número N66001-15-C-4015 sob os auspícios de Biologia tecnologia programa gerente D. Weber).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| LabVIEW 2015, Service Pack 1, Versão 15.0.1f2 64-bit | National Instruments, Austin, TX, EUA | Versão completa ou Pro | Escrevemos um software customizado no LabVIEW para coordenar o controle de próteses virtuais com feedback cinestésico, bem como para apresentar condições experimentais e registrar dados. |
| Chassi CompactDAQ USB de 8 Slots | National Instruments, Austin, TX, EUA | cDAQ-9178 | |
| ± Módulo de Entrada de Tensão da Série C de 60 V, 800 kS/s, 12 Bits, 8 Canais | National Instruments, Austin, TX, EUA | NI-9221 | |
| 100 kS/s/ch Simultâneo, ± Módulo de Saída de Tensão da Série C de 10 V, 4 Canais | National Instruments, Austin, TX, EUA | NI-9263 | |
| Ator Cinestésico Vestível Personalizado | HDT Global, Solon, OH, EUA | N/A | Este item foi feito sob medida. Outros métodos de fornecer feedback cinestésico são aceitáveis, desde que o participante sinta a sensação da mão se movendo em tempo real com os movimentos da mão virtual. |
| MuJoCo Physics Engine, HAPTIX Version | Roboti LLC, Redmond, WA, USA | mjhaptix150 | Versões mais recentes do MuJoCo também devem ser aceitáveis. Usamos o modelo MPL Gripper. |
| Eletrodos Myobock, alimentados por Otto Bock EnergyPack no receptáculo de bateria MyoBoy | Ottobock, Duderstadt, Alemanha | eletrodos: 13E200=60 bateria: 757B21 receptáculo de bateria: 757Z191=2 | Qualquer configuração que forneça um sinal de controle neural ou EMG amplificado, filtrado e retificado |
Referências
- Kuiken, T. A., Marasco, P. D., Lock, B. A., Harden, R. N., Dewald, J. P. A. Redirection of cutaneous sensation from the hand to the chest skin of human amputees with targeted reinnervation. Proceedings of the National Academy of Sciences. 104 (50), 20061-20066 (2007).
- Hebert, J. S., et al.
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Reimpressões e permissões
