Summary
توضح هذه المقالة طريقة جديدة لتقدير الانجراف التحفيز على متن طائرة 2D باستخدام وهم مرآة والجمع بين إجراء نفسي وبدني مع التحليل باستخدام آلة التعلم.
Introduction
في السنوات الأخيرة، والبحث عن معنى أو خبرة من الجسم عن النفس، وهذا هو، جسد واحد نفسه، زاد في سياق تجسيد. يشير تجسيد لفكرة أو مفهوم وجود هيئة فعلية أو ظاهرية التي يمكن أن تتفاعل مع البيئة، مثل الوصول، واستيعاب، واللمس. على سبيل المثال، يمكن للانسان لمس شيء أو إنسان آخر المتمركزة في البيئة عن طريق تحريك أجسامهن، في هذه الحالة الذراع الخاصة بهم واليد. في الوقت الحاضر، وهذا التفاعل أو التواصل لا يقتصر على استخدام جسد واحد الطبيعية الخاصة. بسبب الاختراعات وتطوير الروبوتات أو الآلهة والإنسان مثل في العالم الافتراضي، وجسم الإنسان الطبيعي يمكن أن تكون بديلا من قبل هيئة الاصطناعي، مثل الروبوت، والتحكم في الروبوت عن بعد، بدلة الكهربائية، أو الآلهة، رسومات الحاسوب في الواقع الافتراضي. على سبيل المثال، طور الباحثون الروبوت الذي يستطيع المشغل "فهم" كائن توضع أمام الروبوت عبر جسمها الميكانيكية، حتى لو كان روبويوضع ر بعيدا عن 1،2 وضع الجسم المشغل. وعلى غرار هذا المثال، إذا كان الإنسان يمكن أن تؤدي هذا العمل عن طريق الجسم الصناعي، الهيئة التي سيجري إسناد الجسم الذاتي المشغل؟
يمكن أن نجد بسهولة موضوعات تتعلق هذه المناقشة على إسناد أو الإسقاط من "الأنا" من وجهة نظرنا الجسم الطبيعية الخاصة ل، الجسم الصناعي غير اللحم والعظم. وأحد الأمثلة يمكن العثور عليها في المجال الطبي. على سبيل المثال، في مجال التأهيل الطبي، ويجري استكشاف العلاجات التي "خدعة" إحساس الجسم الذاتي المريض يستخدم المرايا للحد من الألم وتحسين وظيفة الحركة من أحد أطرافه مفقودة أو مشلولة، ودعا العلاج مرآة 3-6. في هذا العلاج، يمكن للصورة معكوسة من جزء من الجسم تتأثر أو أطرافهم تضليل دماغ المريض إلى الاعتقاد بأن الطرف مفقود أو مشلولة يتوافق مع واحد عرض في المرآة ويؤدي إلى الشعور بأنه لا يزال في ذلكالصورة حالة السابقة (أي قبل وقوع الحادث). فإنه لا يزال قيد المناقشة كيف يؤثر هذا الوهم مرونة الدماغ المتعلقة تمثيل الجسم. وبالإضافة إلى هذا النوع من النقاش حول الجسم الطبيعي لدينا، يمكننا أن نجد مناقشات مماثلة على تجسيد، لا سيما من المسائل المتعلقة بالتصميم تفاعل الإنسان والنظام في مجال الهندسة. الشعور الذاتي للهيئة مصطنعة أو الظاهري وقد تم التحقيق أيضا في سياق التواجد عن بعد واجهة الدماغ والآلة، واجهة الدماغ والحاسوب 1،2،7-9. وذكر بعض الباحثين أن الروبوت الشبيهة بالبشر، والتي يمكن نقل الإحساس عن طريق اللمس من يد الروبوت لجهة المشغل، ويمكن التقاط المعنى المشغل من الجسم الذاتية لالروبوت، وكذلك الشعور يجري في المكان الذي يوجد فيه الروبوت يتوضع بدلا من حيث المشغل موجود في الواقع، ودعا التلفزيون وجود 1. باحثون آخرون أن تجسد الآلهة افتراضية تعكس حركات الجسم المشغل قويةلاي ينقل الإحساس المشغل من الجسم الذاتية من الجسم المشغل الخاص للجسم الظاهري 9. وتشير هذه النتائج كيف يمكن للمستخدمين مشروع شعورهم الجسم الذاتية إلى هيئة الاصطناعي، مثل الروبوت، والتحكم في الروبوت عن بعد، بدلة الكهربائية، أو الآلهة، رسومات الحاسوب في الواقع الافتراضي، حتى لو كان الجسم الصناعي غير متصل مباشرة إلى بهم الدماغ والجسم.
البحوث العلمية الأساسية في هذا النوع من إحساس الجسم الذاتية لغير اللحم والدم، فحص الأشياء الاصطناعية مثل جسم آليات الدماغ الأساسية لتجربة الهيئة الذاتي باستخدام وهم المطاط اليد (RHI) 10-13 ومرآة وهم (MI) 14-16 في المجالات الطبية والهندسية وكذلك في علم النفس البدني والعصبي. وRHI هو الإحساس بأن اليد المطاطية ينتمي الى جسد واحد نفسه وأثار بضرب وقت واحد يد المطاط وضوحا وجهة حجب المشارك. في MI، من ناحية معهد العالم العربيجنرال الكتريك في مرآة المتمركزة على طول محور السهمي النصفي بصريا يلتقط موقف المشارك ينظر من الجانب المعاكس الغيب. وعلاوة على ذلك، حركات وقت واحد من ناحية تعكس والغيب تثير الإحساس القوي كما لو كانت صورة يد ينعكس الجانب المعاكس الغيب. ووفقا للبحث في هذه الأوهام، والاتساق بين المعلومات المتعدد الوسائط والتنبؤ وردود الفعل الحسية عن حركات الجسم ويبدو أن تلعب دورا هاما للحكم إسناد الجسم الذاتية. وبالتالي، يمكن لهذه الأوهام اثنين يكون دليلا وأدوات بسيطة ولكنها قوية للعلماء للتحقيق في آليات الدماغ الكامنة وراء الإحساس لدينا من تعرضك للخداع أو الاعتقاد بأن بعض وجوه الاصطناعي أو صورة يمكن أن يكون ذاتيا الخاصة بنا جزء من الجسم، والتي لدينا إحساس الجسم الذاتية لا ليس من الضروري أن تكون مرتبطة إلى جسدنا المادي الطبيعي.
في كل هذه الدراسات المذكورة أعلاه، وقد استند النقاش حول مفهوم consisti "الأنا"نانوغرام من نوعين من الإحساس الذي اقترحه الفيلسوف غالاغر 17: الشعور بالملكية وشعور بالقوة. ويشير الشعور بالملكية إلى الإحساس بأن جزء من الجسم ملاحظتها المرء. بمعنى كالة يتوافق مع الإحساس بأن حركة الجسم هي التي يسببها ذاتيا. وتعرف هذه الأحاسيس هما الذات الحد الأدنى، وهذا هو، بالمعنى المباشر للذات 16. ووفقا لهذا المفهوم، وإسناد "المصير" للهيئات الطبيعية، التالفة، الظاهري، والميكانيكية يمكن تقييمها من قبل نفس المؤشرات: الشعور بالملكية وكالة. من أجل استخدام هذا الإحساس لتقييم علمي، فإن السؤال المطروح هو كيفية قياس الشعور بالملكية وكالة بقوة. حاليا، تقدير الشعور بالملكية وكالة يعتمد أساسا على الاستبيانات، التي اقترحتها أصلا Botvinick 9. بالإضافة إلى استبيانات، يمكننا محاولة قياسها بطرق الكمية. على سبيل المثال، يخدع الجلدوقد استخدمت استجابة ductance (SCR) بمثابة مؤشر الفسيولوجي للملكية في الحالات التي يتم فيها قطع اليد المطاط فجأة سكينا 18. ويتم احتساب SCR عن طريق قياس الخصائص الكهربائية للجلد، وهو مؤشر حساس وصالحة لمدة 19 الاستثارة. منذ يتم تطبيق هذه الطريقة عادة للمحاكمات واحدة لكل مشارك، وقياس SCR ليس مناسب ليكون بمثابة مؤشر البدني خلال التجارب علم النفس البدني التي تتطلب القياسات المتكررة ضمن المشاركين. واحد من المؤشرات السلوكية الأكثر نجاحا للإحساس بالملكية هو الانجراف المخصوص. الانجراف المخصوص هو تغيير في موقف ينظر إليه من ناحية الحقيقية الغيب نحو موقف كائن يشبه اليد، مثل البدلة المصنوعة من المطاط أو رسومات الحاسوب 10-13. وبما أن هذا التغيير يمكن أن تقدر بشكل متكرر وبقوة عن طريق قياس المسافة بين اليد الحقيقية الغيب والصورة المرئية من جهة، والانجراف المخصوص طسا مؤشر المادي مناسبة للقياسات النفسية. ومع ذلك، يحتاج هذا الاستخدام إلى إجراء تقييم دقيق، لأن المناقشات الأخيرة شكك الانجراف المخصوص يمكن دائما أن تستخدم مؤشر السلوكي للملكية 12.
عادة، يتم قياس الانحراف المخصوص في واحد فقط من ثلاثة اتجاهات، مثل ارتفاع أو عرض أو عمق. ونادرا ما تم قياس الانحراف المخصوص في اتجاهات متعددة نظرا لصعوبة تقدير وتصور البيانات متعددة الأبعاد. هذا القيد المترولوجية ليست حرجة للبحوث الأساسية استكشاف الآليات التي تعالج المعلومات متعددة الحواس، لأن الظروف التجريبية يمكن أن تكون مصممة بسهولة والتحكم للحد من أبعاد قياس. ومع ذلك، في الحياة اليومية، وأيدينا التحرك بحرية في 3D لمتابعة نوايانا. في هذه الحالة، فإنه من الصعب وغير كافية لقياس سلوك المشاركين مع الاستبيانات التي بشدة حركة الحدود ونقاط البيعitions اليدين. وهكذا، والنظر في التطبيقات المحتملة للالشعور بالملكية وكالة في الهندسة وإعادة التأهيل، وهو القياس الذي يشمل عدة اتجاهات ويسمح هناك حاجة إلى حركة الحرية في تقييم العلاقة المكانية بين ردود الفعل البصري والتحفيز في مواقف الحياة اليومية. إذا كان هذا القياس ممكن، فإنه يمكن الاستفادة من المسافة المقاسة بين أيدي حقيقية ويحتفل به بوصفه المبدأ التوجيهي للشعور الجسم الذاتية. هذا لا يمكن أن تصبح فقط مؤشرا للتقدم التأهيل ولكن أيضا معيارا لالمكانية تعويض بين الهدف التلاعب في عرض وجهة التشغيل. يبقى السؤال عن كيفية هذا القياس يمكن تنفيذها بشكل صحيح وفعال.
لمعالجة هذه المسألة، ونحن نقدم طريقة جديدة لتقدير الانجراف المخصوص، والتي تتطابق مع التحول من موقف اليد الحقيقية الغيب المشارك إلى أن من تشبه يد واضحة على سbject، على متن طائرة 2D باستخدام وهم مرآة من خلال الجمع بين إجراء نفسي وبدني والتحليل باستخدام آلة التعلم. مقارنة يد المطاط، وصورة اليد في المرآة يلتقط بقوة موقف المشارك ينظر اليد الحقيقية الغيب. وعلاوة على ذلك، صورة معكوسة يعكس على الفور حركات اليد الطوعية لوضع اليد. وهكذا، تم اختيار صورة طبق الأصل وردود الفعل البصري من جهة المشارك. وبالإضافة إلى ذلك، لقياس الانحراف المخصوص مشابهة لمواقف الحياة اليومية، وضع المشاركون على اليد الخفية للمحاكمة من قبل المحاكمة في إرادتهم، وزاد عدد من المحاكمات. على الرغم من أن أي مجموعة من الاتجاهات يمكن أن تستخدم، تم اختيار مجموعة من الارتفاع والعمق نظرا لسهولة من وضع المرآة عموديا. للتحقق الاتساق بين موقفنا وسيلة والأبحاث السابقة 13، تم تنفيذ شرطين البصرية: مع وبدون ملاحظات مرئية. في حالة مع ردود الفعل البصري، ومرآة ثكما المتمركزة على طول الطائرة السهمي النصفي لخلق صورة تعكس من اليد اليسرى، كما لو كان ينظر إليه على أنه اليد اليمنى. في حالة دون ملاحظات مرئية، تم استخدام السبورة ماتي لإخفاء اليد اليمنى الحقيقية المشارك. قمنا بتقييم فعالية هذه طريقة جديدة من خلال مقارنة النتائج لتلك التي حصلت مع استبيان على الشعور بالملكية وكالة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تمت الموافقة على جميع جوانب التجربة من قبل اللجنة الأخلاقية من معهد طوكيو للتكنولوجيا.
1. إعداد التجريبية
- المواد والإعداد لقياس الانجراف المخصوص.
- الحصول على الموقف الذي يمكن أن تعقد لوحة 100 × 100 سم عموديا (الشكل 1).
- الحصول على الكرسي الذي المشارك يمكن الجلوس بشكل مريح أثناء التجربة.
- الحصول على 100 × 100 سم مرآة الاكريليك والسبورة غير لامع.
- الحصول على موقف تعقب (على سبيل المثال، SLC-C02، Cyverse) لتتبع موقف اليد اليمنى المشارك. وينبغي أن يكون القرار المكانية حوالي 1.5 مم للسماح عدد كاف من عينات ليتم استخدامها لتعلم الآلة.
- الحصول على الأشعة تحت الحمراء الصمام والعاكس العلامات التي سيتم استخدامها للإشارة إلى موقف موقف واليد اليمنى المشارك، على التوالي (انظر الخطوات 1.1.11 و3.2.6).
- الحصول على دواسة القدم للاستجابة المشارك. إنشاء البرنامج حسب الطلب، التي يمكن أن تسجل في وقت واحد عرض موقف استجابة واليد اليمنى للمشارك وتلعب زمارة عن ردود الفعل استجابة المشاركين عند الضغط على دواسة القدم. في هذه التجارب، تم جمع موقف اليد اليمنى مشارك باستخدام جهاز التقاط السيارات والبرامج حسب الطلب وفقا لتعليمات الشركة الصانعة.
ملاحظة: وفقا لدراسة سابقة 16، وقد وضعت هذا البرنامج مع مجموعة أدوات تطوير البرمجيات. البرنامج حسب الطلب التي وضعتها مجموعة أدوات تطوير البرمجيات يمكن تكييفها لماركات أخرى من أجهزة التقاط الحركة. - استخدام المسرع لتوفير إشارات التوقيت للتدريب على حركة اليد، وهذا هو، والتنصت على سطح المرآة أو السبورة. راجع الخطوة 3.1.1 للحصول على تعليمات التدريب دقيقة.
- استخدام سماعات إلغاء الضوضاء للحد من إمكانية أن المشاركين يمكن سماع العظة سليمة لموقف اليد.
- لحالة ردود الفعل البصرية، ونعلق المرآة لهذا الموقف. للشرط دون ملاحظات مرئية، ونعلق على السبورة لهذا الموقف.
- وضع الأشعة تحت الحمراء الصمام الموجود أعلى يسار المرآة أو السبورة.
- المواد والإعداد لقياس الشعور بالملكية وكالة.
- كرر الإجراء من الخطوة 1.1.1 إلى الخطوة 1.1.11.
- إنشاء أو الحصول على استبيان تقييم الشعور بالملكية وكالة (على سبيل المثال، 10،13،16). ويبين الجدول 1 أمثلة من هذا الاستبيان المستخدم في الدراسة السابقة (15).
- استخدام جهاز أو أجهزة الكمبيوتر اللوحي لعرض الاستبيان على المشاركين.
2. المشاركون
- تجنيد حوالي 10 مشاركا يمنى مع الرؤية العادية أو تصحيح، إلى وضعها الطبيعي.
ملاحظة: يمكن تعديل عدد من المشاركين وفقا للأهداف التجريبية وعدد من التجارب المتكررة في participالنمل. - الحصول على الموافقة المسبقة الخطية للمشاركة قبل بدء التجربة.
الإجراءات 3. تجربة
- المرحلة التدريبية لحركة اليد.
- تدريب المشاركين على الاستفادة بشكل متزامن مع كلتا يديه على المرآة أو السبورة على وتيرة معينة باستخدام المسرع. إرشاد المشاركين لأداء الحركة التنصت عن طريق الحفاظ على مؤخرة اليد في اتصال مع مرآة أو لوحة. في بداية التدريب، بدء تشغيل المسرع على وتيرة من 60 نبضة في الدقيقة ثم إرشاد المشاركين إلى نقل كلتا اليدين بشكل متزامن وفقا لصوت المسرع.
- تأكد من أن توقيت حركة اليد المشارك بالقرب دورة واحدة في الثانية (حوالي 1 هرتز) من خلال مقارنتها صوت المسرع بعد عدة دقائق من بداية التنصت.
- تقدير المخصوص الانجراف في المشارك السهمي النصفي الطائرة.
- جبل المرآة أو السبورة على الوقوف على أساس الشروط: مع ردود الفعل البصري، جبل المرآة. بدون ردود الفعل البصري، تركيب السبورة.
- تأكد من أن المشاركين يجلس قريبا جدا من المرآة أو السبورة، والذي يتوضع على المستوى السهمي النصفي للمشارك (الشكل 1).
- تأكد من أن المشاركين يمكن أن يرى صورة طبق الأصل من اليد اليسرى ولكن لا يمكن أن نرى اليد اليمنى الحقيقية.
- إرشاد المشاركين إلى إيلاء الاهتمام لصورة اليد اليسرى في المرآة أثناء التجربة.
- وضع علامات العاكس على الإصبع السبابة اليمنى المشارك والمعصم.
- منذ علامات توضع فقط على اليد اليمنى للمشترك، تأكد من أن إحساس لمسي من اليد اليمنى المشارك بسبب علامات المرفقة لا اختلف مقارنة إلى حد كبير في اليد اليسرى عن طريق الاستعلام عنمشارك شفويا.
- وضعت سماعات إلغاء الضوضاء على آذان المشارك.
- إرشاد المشاركين لتحريك اليد اليسرى حوالي 30 سم عموديا و 30 سم أفقيا من الزاوية اليمنى السفلى من المرآة والحفاظ على هذا الموقف الأيسر أثناء التجربة. يقع هذا منصب أصل سطح الطائرة 2D.
- إرشاد المشاركين لوضع اليد اليمنى في الإرادة على الجانب الآخر من المرآة أو سبورة وللحفاظ على مكانتها حتى نهاية المحاكمة.
- إرشاد المشاركين حول المهمة على النحو التالي:
- في بداية كل محاكمة، إرشاد المشاركين إلى الضغط على الزر الأوسط من دواسة القدم. في هذا الوقت، ونظام الصوت صوت تنبيه من خلال سماعة عن ردود الفعل من الصحافة دواسة.
- بعد سماع صوت تنبيه، إرشاد المشاركين لبدء التنصت بكلتا يديه بشكل متزامن في 1 هرتز على متن الطائرة، والذي هو مرآة فيالشرط مع ملاحظات مرئية أو السبورة في حالة دون ملاحظات مرئية.
- بعد أكثر من ست حركات اليد، إرشاد المشاركين إلى وقف الحركة في الوقت المفضل والإجابة على سؤال حول موقف اليد اليمنى عن طريق الضغط على الزر الأيمن أو الأيسر على دواسة القدم. الزر الأيمن هو نعم واليسار هو لا. والسؤال هو: "هل تشعر أن اليد اليمنى واليسرى في نفس الموقف؟" في هذه اللحظة، فإن المشاركين يسمع صوتا عن ردود الفعل للصحافة دواسة مرة أخرى.
ملاحظة: إذا كان يطلب من المشاركين حول معنى "نفس الموقف،" نقول لهم ان "نفس الموقف" يعني أن ارتفاع شخصي وعمق اليد اليمنى ويعادل ذلك من اليد اليسرى. - إرشاد المشاركين إلى نقل يمينهم إلى موضع آخر من اختيارهم. ثم، بدء المحاكمة من جديد. وسوف تستمر هذه الدورة لمدة تصل إلى 200 محاكمات لكل حالة.
- وخلال هذه المهمة، وتأكد من أن توقيت التنصت المشارك يبقى في حوالي 1 هرتز من خلال عرض حركة مقارنة مع المسرع.
ملاحظة: صوت المسرع يمكن سماع فقط من قبل المجرب. - بعد الانتهاء من حوالي 100 محاكمات، والسماح للمشارك أخذ قسط من الراحة.
- إجراء تجربة لظروف أخرى (مع أو بدون ملاحظات مرئية) في أيام منفصلة.
- تقدير الشعور بالملكية والوكالة في الحالة مرآة.
- تحديد المواقف اليد اليمنى لجمع ردود المشاركين في الاستبيان حول الشعور بالملكية وكالة. على سبيل المثال، في منشور السابق 16، كانت هناك 13 مسبوقة مواقف اليد اليمنى. وتم ترتيب هذه النقاط كل 7 سم وحتى ± 21 سم من الأصل.
- تنفيذ نفس الإجراء لأبتقدير الطويلة الامد كما هو موضح من الخطوة 3.2.2 إلى الخطوة 3.2.7.
- إرشاد المشاركين لوضع اليد اليمنى التالية دليل المجرب والحفاظ على موقفها حتى الانتهاء من محاكمة واحدة.
- إرشاد المشاركين حول المهمة على النحو التالي:
- في بداية المحاكمة، تضغط على الزر الأوسط من دواسة القدم. في هذا الوقت، فإن المشاركين استماع إلى صوت عن ردود الفعل من الصحافة دواسة.
- ثم، البدء في الاستفادة من اليمين واليسار يد متزامن في 1 هرتز.
- بعد أكثر من ست مرات من التنصت، ووقف التنصت عندما يشير المجرب. ثم، والإجابة على أسئلة حول الشعور بالملكية وكالة عرض على الشاشة باستخدام مقياس ليكرت 7 نقاط يتراوح تصنيفها بين -3 ( "اختلف تماما") ل+3 ( "أتفق تماما") مع 0 يشير إلى عدم اتفاق ولا خلاف ( "غير مؤكد").
- نقل اليد اليمنى إلى الموقف الذي يدل على مجرب. ثم بدء المحاكمةمرة أخرى. وسوف تستمر هذه الدورة حتى عدد من المناصب الأيمن الذي يحدد مجرب.
- تأكد من أن المشاركين يمكن أن نفهم هذه المهمة ويطلب من المشاركين لبدء المهمة.
تحليل 4. البيانات
- تحليل من التحفيز الانجراف في المشارك السهمي النصفي الطائرة.
- الحصول على أداة إحصائية الذي يحتوي على تطبيق التعلم الآلي، وخصوصا دعم آلة ناقلات (على سبيل المثال، R، MATLAB). استخدام آلة الدعم الموجه (SVM) كما المصنف لاستخراج حدود ردود المشاركين. ويوفر المنشور السابق تفسيرا لخوارزميات من المصنف (انظر الفصل 7) 20. في هذه المقالة، نحن شرح طريقة استخدام R (الإصدار 3.1.2).
- تثبيت حزمة المسمى "kernlab" 21، والذي يحتوي على التحليل باستخدام SVM في تطبيق R.
- علامة المنطقة التي يظهر proprioceptiلقد الانجراف اليد على النحو التالي (يصف الشكل 2 تمثيل تخطيطي لتدفق تحليل البيانات). رؤية رمز البرنامج التكميلي وبيانات العينة لمزيد من التوضيح من هذا تحليل البيانات.
- حساب المواقف اليد اليمنى النسبية من الأصل. تجاهل البيانات مع الأخطاء (على سبيل المثال، بيانات الموقع المفقودة أو ردود المشاركين) من التحليل.
- تقديم نموذج احتمالي لردود المشاركين ب "نعم" في الفضاء 2D باستخدام SVM. استخدام البيانات من الردود وصفا رمزيا للنموذج. استخدام البيانات من الصحيح وضع اليد كمعلمات للنموذج. استخدام استخداما أساس شعاعي وظيفة نواة كنواة لSVM. من أجل تجنب تحليل التعسفي، وحساب سيجما (أي المعلمة المستخدمة لتغيير وزن كل نقطة بيانات) من خلال تقدير سيغما التلقائي.
- تأكد من أن نموذج يتم تركيبها بشكل صحيح عن طريق التحقق من أن الأخطاء التدريب الإلكتروني للنموذج قيد 0.2. باستخدام نموذج احتمالي، وتحديد المنطقة التي قدرت قيمة p من ردود المشاركين ب "نعم" إلى أن أكثر من 0.5.
- متوسط بيانات كل مشارك لجعل المنطقة التي يظهر الانجراف المخصوص.
ملاحظة: كما أنه من الصعب أن يبلغ متوسط حدود "نعم" و "لا" منطقة استجابة يقدرها القيم ص الردود في الفضاء 2D، ينصح نوعين من المتوسط. أسلوب واحد هو أن يبلغ متوسط على القيم ص لردود المشاركين في الفضاء 2D، وهو الأسلوب الذي كان يستخدم قبل تقدير الحدود. الأسلوب الآخر هو أن يبلغ متوسط حجم المنطقة، والذي يستخدم بعد تقدير الحدود.
- تحليل الاستبيان البيانات وحجم المنطقة.
- الحصول على أداة إحصائية لتقييم أهمية الموقف وفئات الاستبيان (على سبيل المثال، SPSS أو R).
- تقييم DISTRIBUTIO الطبيعين جميع البيانات باستخدام اختبار شابيرو، ويلك، وتطبيق اختبار غير حدودي المناسب عندما فشل واحد أو أكثر من مجموعات البيانات المطابقة لتلبية معايير التوزيع الطبيعي (على سبيل المثال، يلكوكسون قعت رتبة اختبار، اختبار فريدمان).
ملاحظة: إذا كان أسلوب غير حدودي التي تناسب التجربة تفتقر، واستخدام طريقة حدودي وشرح المنطق. في دراسة سابقة 16، في اتجاهين تدابير المتكررة أنوفا تحليل البيانات الاستبيان، كما كان هناك بديل غير حدودي لهذا التحليل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
يتم عرض نتائج ممثلة من دراسة سابقة لتوضيح طريقة (16). الشكل 3A يدل على أن أشكال المنطقة حيث المشارك لا يمكن الكشف عن المكانية تعويض بين موقف اليد اليسرى واليمنى اختلفت بين الظروف مع (مرآة) ودون (السبورة) البصرية التغذية الراجعة ويبين الشكل 3B أن أحجام منطقة في حالة مع ردود الفعل البصري هم أكبر بكثير مما كانت عليه في حالة دون ملاحظات مرئية (يلكوكسون قعت رتبة اختبار: Z = -2.803، ع = 0.005). وتشير هذه النتائج إلى أن المطلوب تعويض بين ردود الفعل البصري والتحفيز للحفاظ على الانجراف المخصوص هو ما يقرب من 10 سم والتغيرات قيمة ذلك عن طريق الاتجاه (أرقام 3 و 4). إزاحة رأسية بدا أكبر من تعويض الأفقي. في الشكل (5)، والتوزيع المكاني الرأسي والأفقي للدرجة الاستبيان وأو الهيئة الملكية وكالة أظهرت توزيع أحادي الواسطة. كانت ذروتها في الأصل، حيث كان اليد اليمنى للمشترك تقريبا في نفس الموقف أن الصورة معكوسة اليد. في المقابل، كان التوزيع المكاني لدرجة من البيانات السيطرة تقريبا مسطح وتحت -1. اتجاهين تدابير المتكررة أنوفا كشفت الآثار الرئيسية للفئات والمواقف التي أشار المشاركون في الاستبيان (أفقي: الفئة: F (3،27) = 11.12، ف <0.001، الوظيفة: F (6،54) = 10.27، ف <0.001؛ العمودي: الفئة: F (3،27) = 24.21، ف <0.001، المركز: F (6،54) = 7.298، P <0.001). كانت التفاعلات بين فئة والموقف أيضا أهمية (أفقي: F (18162) = 9.42، ف <0.001؛ العمودي: F (18162) = 8.00، ف <0.001). وتعني هذه النتائج أن الشعور بالملكية وكالة يقل عند المكانية تعويض بين الحقيقي المشارك حجب اليد اليمنى وازداد صورة يد معكوسة. في فاي جوري 6، والمقارنة بين التصور من التحفيز الانجراف واستبيان نتائج الشعور بالملكية وكالة تظهر أن المناطق تعويض للحفاظ على هذه الظواهر هي متحدة المركز ومتداخلة تقريبا.
الشكل 1: نظرة عامة من إعداد ويشمل الإعداد التجريبية موقف الذي يحمل إما مرآة أو السبورة، كرسي، جهاز استجابة (دواسة القدم)، وأجهزة تسجيل لموقف اليد المشارك. يوضح الشكل العلوي في التمثيل التخطيطي من الإعداد من الاتجاه حيث مشارك يمكن أن يرى صورة طبق الأصل من له / لها اليد اليسرى. يوضح الشكل السفلي وجهة نظر المؤخر من المرآة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
FO: المحافظة على together.within الصفحات = "1"> 
الشكل 2: تحليل تدفق البيانات (أ) مثال على استجابة المشاركين والمواقف اليد اليمنى. (ب) تمثيل تخطيطي لل"نعم" نموذج الاستجابة المقدرة من قبل SVM. (C) نتيجة التحليل الحدود. (د) مناطق متوسط عبر المشاركين. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل (3): مقارنة بين مساحة الأشكال والأحجام بين الشروط مع وبدون البصرية ملاحظات (A) مقارنة الأشكال المنطقة. أصل الرسم البياني هو موقف من اليد اليسرى، وهذا هو، والموقف من ميلصورة يد rrored في حالة ردود الفعل البصرية. تظهر المحاور الأفقية والعمودية موقف اليد اليمنى المشارك عن ردود الفعل المخصوص اليد. (ب) مقارنة أحجام المنطقة. ويوضح المحور الرأسي أحجام المنطقة التي لا يمكن أن المشاركين كشف المكانية تعويض بين موقف اليد اليسرى واليمنى. يظهر المحور الأفقي الشرط مع أو بدون صورة يد معكوسة عن ردود الفعل البصري (يمين: مع ردود الفعل البصري، اليسار: دون ملاحظات مرئية). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 4: البيانات الفردية بالنسبة لمعظم المشاركين، وشكل الحدود في حالة مرآة أكبر مما كانت عليه في حالة السبورة. وهذا يشير إلى أن طريقة التصور تستخدمنجح SVM في إظهار تأثير التقاط بصرية من صورة الجسم في المرآة. في المقابل، للمشاركين D، H، J وكانت هناك بعض الاختلافات في الظروف، مشيرا إلى أنه قد يكون هناك فروق فردية للتأثير التقاط البصرية. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 5: استبيان النتائج (A) التوزيع المكاني لدرجة الاستبيان على طول المحور الرأسي. (ب) التوزيع المكاني لدرجة الاستبيان على طول المحور الأفقي. وكانت ملكية وكالة عشرات أعلى مستوى عند الأصل نسبة إلى وظائف الرأسي والأفقي. التنوير القائلبورصة عمان انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 6: مقارنة بين التصنيف واستبيان (A) التوزيع المكاني لعشرات استبيان للملكية وكالة على طول المحور الأفقي. (ب) التوزيع المكاني لعشرات استبيان للملكية وكالة على طول المحور الرأسي. (C) يقدر المنطقة حيث المشاركين لا يمكن الكشف عن الإزاحة بين صورة يد معكوسة وتحجب اليد الحقيقية الصحيحة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| فئة | |
| ملكية | 1. شعرت كما لو كنت لوكينانوغرام في يدي اليمنى الخاصة. |
| 2. شعرت كما لو كانت يد في المرآة جزء من جسمي. | |
| 3. ويبدو كما لو كنت الاستشعار عن بعد في حركة يدي اليمنى في الموقع الذي اليد في المرآة نقلها. | |
| 4. شعرت كما لو كانت يد في المرآة يدي. | |
| ملكية مراقبة | 5. شعرت كما لو يدي اليمنى الحقيقية كانت تحول إلى يد في المرآة. |
| 6. وبدا كما لو كان اليد اليمنى أكثر من واحد. | |
| 7. ويبدو كما لو أن يد في المرآة كانت تنساق نحو يدي حقيقية. | |
| 8. شعرت كما لو كان لم يعد اليد اليمنى، كما لو يدي اليمنى قد اختفت. | |
| وكالة | 9. تحركت اليد في المرآة تماما مثل أردت يدي اليمنى ل، كما لو كانت طاعة إرادتي. |
| 10. شعرت كما لو كنت السيطرة على حركة اليد في المرآة مثل أود أن السيطرة على هذا من يدي اليمنى. | |
| 11. شعرت كما لو كنت تسبب الحركة التي أنشأتها اليد التي رأيت مثل يدي اليمنى. | |
| 12. كلما انتقلت يدي اليمنى، كنت أتوقع اليد في المرآة للتحرك في نفس الطريق. | |
| وكالة مراقبة | 13. شعرت كما لو أن يد في المرآة لم يسيطر إرادتي. |
| 14. شعرت كما لو أن يد في المرآة لم يسيطر تحركاتي. | |
| 15. أنا يمكن الشعور الحركة من مكان ما بين يدي اليمنى الحقيقية واليد في المرآة. | |
| 16. وبدا كما لو كان اليد في المرآة إرادة خاصة بها. |
الملفات التكميلي. ويمكن أن يتم نموذج التعليمات البرمجية ومجموعة البيانات لأسلوب التحليل باستخدام SVM هذا الرمز من استخدام R (الإصدار 3.1.2) وإجراء التحليل نفسه كما في الوثيقة الحالية. يرجى النقر هنا لتحميل هذا الملف.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
ونحن لشرح طريقة لتقدير الانجراف المخصوص في طائرة 2D خلال الوهم مرآة باستخدام SVM ومقارنة النتيجة مع الردود على الاستبيان عن الشعور بالملكية وكالة. وكشفت هذه الطريقة رواية أن المطلوب تعويض بين ردود الفعل البصري والتحفيز للحفاظ على الانجراف المخصوص هو ما يقرب من 10 سم وأن هذا تعويض عن كثب تتداخل مع الإزاحة المطلوبة للحفاظ على الشعور بالملكية وكالة.
لاحظ أن الخطوة الأكثر أهمية من هذا الأسلوب يوصف تحت 3.2.5، تعليمات للمشاركين عن اهتمامهم. في الدراسة التجريبية السابقة 16، ونادرا ما لوحظ تأثير التقاط البصرية من صورة اليد معكوسة عندما ذكرت المشاركين ذاتي أنهم إيلاء مزيد من الاهتمام لأجسامهم. فإنه لا يزال من غير الواضح ما إذا كان اهتمام يساهم في هذه الظاهرة. العلاقة بين الاهتمام والشعور بالملكية وكالة ونادرا مانوقشت نظرا لصعوبة مراقبة أو قياس انتباه المشاركين. على حد علمنا، ليس هناك سوى دراسة واحدة 22 التي حققت مباشرة تأثير الاهتمام على الشعور بالملكية. لتجنب مناقشات معقدة حول كيفية مراقبة وقياس الانتباه، مطلوب تعليمات حذرا فيما يتعلق انتباه المشاركين.
نقطة هامة أخرى هي أن المشاركين يمكن تحديد موقف يد لالمحاكمة القادمة في إرادتهم في الدورة قياس الانحراف المخصوص. في علم النفس البدني التقليدية، تميل درجة من حرية تصرف المشاركين أن تكون محدودة وخاضعة للرقابة لجعل التجربة أكثر قوة واستنساخه. على سبيل المثال، في تجارب قياس الانحراف المخصوص والشعور بالملكية وكالة باستخدام نموذج المطاط يد وهم 10-13، وكانت نقاط أخذ العينات من ناحية موقف المشاركين محددة مسبقا على طول واحد من الاتجاه ثلاثةالصورة، مثل الطول، العرض، أو عمق، لتجنب صعوبات قياس وتصور البيانات متعددة الأبعاد. خصوصا منذ الاستبيانات تستغرق وقتا لكل نقطة أخذ العينات ويرجع ذلك إلى عدد من الفئات (على سبيل المثال، وبيانات الملكية، وكالة، والسيطرة)، وعدد من نقاط أخذ العينات أكثر محدود بالمقارنة مع طرق تسجيل سلوكيات الإنسان. في هذه الطريقة، وذلك لضمان الاتساق مع دراسات أخرى، وقياس الشعور بالملكية وكالة باستخدام استبيان كان محدودا ومسبوقة كذلك. هذا القيد فيما يتعلق بالسلوك المشاركين ليست حرجة للبحوث الأساسية استكشاف آلية الدماغ من الشعور بالملكية وكالة، لأنه من الممكن لتصميم والسيطرة على الظروف التجريبية بدقة وبتكاثر من خلال إدراج هذه القيود في ظروف تجريبية. ومع ذلك، والنظر في التطبيقات المحتملة للالشعور بالملكية وكالة في الهندسة وإعادة التأهيل، وهذا القيديمكن أن تكون حاسمة لتقدير السلوك البشري في 3D في ظل ظروف الحياة اليومية. وفي ظل هذه الظروف، حيث يمكن للمشاركين تتحرك أيديهم واختيار موقعها بحرية أكبر، فمن الصعب تقدير الانجراف التحفيز باستخدام الأساليب النفسية التقليدية. للتغلب على هذه المشكلة، تم اعتماد SVM، وهو نوع من التعلم الآلي، لتقدير والتصور من الانجراف المخصوص. هذه التقنية يمكن جمع وتحليل البيانات الضخمة، مثل بيانات متعددة الأبعاد التي تحتوي على ردود المشاركين والمواقف اليد في 2D مع الاختيار الحر. باستخدام هذه التقنية، تم تصنيف ردود المشاركين عينات من ناحية المواقف المختلفة، ومنطقة تحليلها حيث المشاركين لم ينتبه المسافة بين صورة طبق الأصل من اليد اليسرى واليد اليمنى الخفية الفعلية.
هذا الأسلوب لديه الحد الحرج، وهو أن متوسط مساحة تبين الانجراف المخصوص عبر المشاركون حاليا لا يعرض الكلاسيكي فرديالخلافات idual. ويرجع ذلك إلى تقييد طريقة التصور لعرض بيانات أكثر من ثلاثة الأبعاد على سطح 2D. إن البيانات عن متوسط منطقة تظهر الانجراف المخصوص تحتوي على البيانات 2D الموقف، واحتمال استجابة المشارك، والفرق الفردية. لتشمل الفروق الفردية، وهي طريقة التصور التي يمكن أن تظهر البيانات رباعية الابعاد ستكون هناك حاجة.
الاتجاه المستقبلي لهذه الطريقة هو توسيع أبعاد من 2D إلى 3D وتشمل الميزات الزمنية. على الرغم من أنه لا يزال هناك بعض الصعوبات في طريقة التصور للبيانات أكثر من ثلاثة الأبعاد، فإن هذه التوسعات مع أبعاد إضافية تساعد على فهم كيفية عمل الدماغ بمعالجة المعلومات متعددة الحواس من طرائق متعددة، مثل الرؤية والحس العميق. لتحقيق هذا التوسع، هناك حاجة إلى مزيد من البحث.
من منظور التطبيق، يمكن لهذا الأسلوب يساعد إنجيالمهندسون إلى استراتيجيا الاستخدام تصميم أو الشعور التحكم لأنظمة التحكم في الوقت الحقيقي، مثل الروبوتات، وأنظمة الروبوت الجراحي، ونظم الواقع الافتراضي. في هذه الأنظمة، وغالبا ما يقدر الإحساس المستخدم أثناء العملية من خلال الاستبيانات بأثر رجعي. وبالتالي، فإنه يشكل تحديا لتنفيذ الإحساس المستخدم أثناء عملية عند اتخاذ نموذج النظام. وإذا كنا قد تكشف عن الحد من التباين الزماني المكاني بين ردود الفعل متعدد الحواس للحفاظ على الشعور بالملكية وكالة، من شأنه أن يساعد على توفير قواعد حول ردود الفعل متعدد الحواس من أنظمة الجهاز للحفاظ على مثل الجسم الذاتي سهولة الاستخدام، والتي مشغلي السيطرة على أنظمة كما لو أنها ستسيطر هيئة خاصة بهم. هذا الأسلوب يكشف المكانية تعويض بين ردود الفعل البصري والتحفيز للحفاظ على الشعور بالملكية وكالة. وبناء على هذه النتيجة، مشاعر المشاركين تجاه صورة معكوسة جهة يمكن السيطرة عليها عن طريق التلاعبالمسافة بين صورة اليد واليد الحقيقية المخفية. أن تغيير العلاقة الزمانية المكانية عبر ردود الفعل متعدد الحواس من مختلف الإجراءات تكون الخطوة الأولى للسيطرة استراتيجيا شعور المستخدم أثناء التشغيل.
هذه الفكرة يمكن اعتمادها ليس فقط للهندسة ولكن أيضا لإعادة التأهيل. وتهدف عدة الجهود البحثية في تحسين الوظائف الحركية والألم في الأشخاص الذين يعانون من فقد أطرافه أو مشلولا. ومع ذلك، منذ الموضوع الرئيسي لإعادة التأهيل التقليدية للمرضى لاستعادة وظيفة في حياتهم اليومية، تمكنت قليلا من هذه البحوث لتحسين مشاعر المرضى في أحد أطرافه مفقودة أو مشلولة. وبالنظر إلى التأثير على نوعية حياة المريض، وتحسين أحاسيسهم أمر حاسم للعيش مع أحد أطرافه مفقودة أو مشلولة. هذه الطريقة يمكن أن توفر التقدير الكمي عن الشعور بالملكية وكالة في ورطة مفقود أو مشلولة عن طريق قياس الإزاحة بين سو المرضىموقف الطرف bjective وموقف الطرف الحقيقي أو مرئية. هذا من شأنه أن يساعد العلاج الطبيعي لتقدير كمي شعور المرضى من أطرافهم.
وفي الختام، تقدم هذه الورقة طريقة رواية تصور المكانية تعويض بين ردود الفعل البصري والتحفيز للحفاظ على الانجراف التحفيز على المستوى السهمي النصفي. واستنادا إلى الأبحاث السابقة باستخدام هذه الطريقة 15، ويقابل المكانية أن المشاركين لا يمكن الكشف عن الممتد إلى ما يقرب من 10 سم. وعلاوة على ذلك، هذه القيمة مباريات النطاق حيث يشعر المشاركون الشعور بالملكية وكالة للصورة يد في المرآة. وهذه النتائج تساعد على مواصلة التحقيق الآليات الكامنة وراء الشعور بالملكية وكالة من وجهة نظر multimodality من المعلومات الحسية. وعلاوة على ذلك، يمكن لهذا الأسلوب يوفر أداة لإعادة التأهيل من فقد أطرافه أو مشلولا ولتصميم أنظمة التحكم في الوقت الحقيقي، كما indicato الكمييظهر ص المكانية تعويض بين ردود الفعل البصري والتحفيز للحفاظ على إحساس يشبه الجسم الذاتي أو قابليتها للاستخدام. وبهذه الطريقة، وتطوير التقنيات الحاسوبية، مثل تعلم الآلة، يجعل من الممكن لبناء تقدير والتصور الأساليب التي كانت مستحيلة في السابق بسبب القيود الإحصائية التقليدية. هذا النوع من التقدم المترولوجية يمكن أن تكشف عن السلوك البشري وآليات الدماغ ينتج الشعور بالذات في حالات أكثر طبيعية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Acric mirror | |||
| Matte blackboard | |||
| custom-made stand | e.g. wood pole or PVC(poly vinyl chloride) pipe | ||
| Chair | |||
| Foot pedal | P.I. Engineering | Classic X-keys USB, and PS/2 Foot Pedals | Other response device can be avaliable. |
| Position sensor | CyVerse | SLC-C02 | Other position sensor can be avaliable. |
| Custom-made retroreflectivemarker | The marker provided by the motion capture vendor can be available. | ||
| Noise canselling head phone | bose | Quiet Comfort 3 | Other head phone can be avaliable. |
| PC | Mouse computer | NG-N-i300GA | Other PC can be available. |
References
- Alimardani, M., Nishio, S., Ishiguro, H. Humanlike robot hands controlled by brain activity arouse illusion of ownership in operators. Sci. Rep. 3, 2396 (2013).
- Fernando, C. L., et al. Design of TELESAR V for transferring bodily consciousness in telexistence. Intelligent Robots and Systems (IROS), 2012 IEEE/RSJ International Conference, Vilamoura, , 5112-5118 (2012).
- Ramachandran, V. S., Rogers-Ramachandran, D. C. Synaesthesia in phantom limbs induced with mirrors. Proc. Biol. Sci. 263, 377-386 (1996).
- Chan, B. L., et al. Mirror therapy for phantom limb pain. N.Engl.J.Med. 357 (21), 2206-2207 (2007).
- Michielsen, M. E., et al. Motor recovery and cortical reorganization after mirror therapy in chronic stroke patients: a phase II randomized controlled trial. Neurorehabil. Neural Repair. 25 (3), 223-233 (2010).
- Lamont, K., Chin, M., Kogan, M. Mirror box therapy: seeing is believing. Explore (NY). 7 (6), 369-372 (2011).
- Becker-Asano, C., Gustorff, S., Arras, K. O., Nebel, B. On the effect of operator modality on social and spatial presence during teleoperation of a human-like robot. Third Intl. Symposium on New Frontiers in Human-Robot Interaction at AISB50, , (2014).
- Rosén, B., et al. Referral of sensation to an advanced humanoid robotic hand prosthesis. Scand. J. Plast. Reconstr. Surg. Hand Surg. 43 (5), 260-266 (2009).
- Limerick, H., Coyle, D., Moore, J. W. The experience of agency in human-computer interactions: a review. Frontiers Hum. Neurosci. 8, 643 (2014).
- Botvinick, M., Cohen, J. Rubber hands 'feel' touch that eyes see. Nature. 391 (6669), 756-756 (1998).
- Tsakiris, M., Haggard, P. The rubber hand illusion revisited: visuotactile integration and self-attribution. J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 31 (1), 80-91 (2005).
- Rohde, M., Di Luca, M., Ernst, M. O. The rubber hand illusion: feeling of ownership and proprioceptive drift do not go hand in hand. PloS One. 6 (6), e21659 (2011).
- Kalckert, A., Ehrsson, H. H. Moving a rubber hand that feels like your own: a dissociation of ownership and agency. Frontiers Hum. Neurosci. 6, 40 (2012).
- Holmes, N. P., Crozier, G., Spence, C. When mirrors lie: 'visual capture' of arm position impairs reaching performance. Cog. Affect. Behav. Neurosci. 4 (2), 193-200 (2004).
- Snijders, H. J., Holmes, N. P., Spence, C. Direction-dependent integration of vision and proprioception in reaching under the influence of the mirror illusion. Neuropsychologia. 45 (3), 496-505 (2007).
- Tajima, D., Mizuno, T., Kume, Y., Yoshida, T. The mirror illusion: does proprioceptive drift go hand in hand with sense of agency. Front. Psychol. 6, 200 (2015).
- Gallagher, S. Philosophical conceptions of the self: implications for cognitive science. Trends Cog. Sci. 4 (1), 14-21 (2000).
- Farmer, H., Tajadura-Jiménez, A., Tsakiris, M. Beyond the colour of my skin: how skin colour affects the sense of body-ownership. Conscious. Cogn. 21 (3), 1242-1256 (2012).
- Boucsein, W. Electrodermal Activity. , Springer. New York. (2012).
- Bishop, C. M. Pattern recognition and machine learning. , Springer. New York. (2006).
- Karatzoglou, A., Smola, A., Hornik, K., Zeileis, A. kernlab - An S4 Package for Kernel Methods in R. J. Stat. Software. 11 (9), 1-2 (2004).
- Jenkinson, P. M., Haggard, P., Ferreira, N. C., Fotopoulou, A. Body ownership and attention in the mirror: insights from somatoparaphrenia and the rubber hand illusion. Neuropsychologia. 51 (8), 1453-1462 (2013).
