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Behavior

创建虚拟手和虚拟面对面幻想调查自我表现

doi: 10.3791/54784 Published: March 1, 2017

Summary

这里,我们描述了虚拟手和可以用于研究身体相关的自我感知/ - 表示虚拟面错觉范式。它们已经在各种研究用于证明,在特定条件下,一个虚拟手或脸可并入一个人的身体的表示,这表明体表示是相当灵活的。

Abstract

调查研究人们如何代表自己和自己的身体经常使用“所有权幻觉”,如传统的橡胶手错觉还是最近发现enfacement幻想的变体。然而,这些示例需要而人为实验装置,其中人工效应需要通过与参与者的真正的手或脸的情况下同步进行抚摸,参与者有超过抚摸或他们的真实的或人工效应的运动没有控制。在这里,我们描述的技术来建立一个配置,它更逼真,更直观,想必较高生态效度的所有权幻想。它允许通过具有参与者控制虚拟手的呈现在屏幕上,或在他们面前虚拟空间中的运动创建虚拟手错觉 。如果虚拟手与参与者自己真正的手同步移动时,他们往往认为Ť他虚拟手作为自己身体的一部分。该技术还通过创建具有参与者,他们往往认为面当作自己的,如果它在同步移动与他们的真正面目的影响控制虚拟脸的运动在他们面前,再一次虚拟面的错觉 。研究认为这种幻想可以创建,增加,减少或者提供有关人们如何创建和维护自己的表示重要信息的情况。

Introduction

据西方哲学,人类自我包括两个方面1:首先,我们认为我们自己的身体和我们的活动在这里,现在,它创建了一个惊人的自我表现(通常被称为最小的个体经营 )。另一方面,我们通过存储关于我们的个人历史信息,整合新的信息新兴的自我概念创造我们自己的更持久的表现,并呈现于我们相应的社会环境,这相当于建立一个所谓的叙事自我 。最小或自我惊人一直认为从两种信息来源出现。一个是关于我们的身体的更持久的方面,例如约我们拥有效应或我们的面的形状信息自上而下信息 。另一种是自我认知在当前形势下提供自下而上的信息

后者的调查,斯特龙通过Botvinick和Cohen 2的巧妙研究甘氨酸的启发。这些作者提出的人类受试者用橡胶手趴在他们的面前,接近其真实的手中,这是不过从视图中隐藏的一个。当真正的手和橡胶手同步进行抚摸,所以创造联运同步输入,参与者倾向于认为橡胶的手,自己的身体, 橡胶手错觉的一部分。进一步研究表明,认为所有权还跟到目前为止,与会者将开始出汗,并试图当橡胶手被刀或以其他方式攻击正在撤回其真正的手“伤”3。

虽然Botvinick和Cohen解释了他们的研究结果证明,从自下而上的信息的处理,即自我认知出现的时候,其他的作者认为,从联运SYNCHR之间的相互作用的橡胶手错觉结果输入的信息自下而上的来源,并亲手存储表示,信息4自上而下源ONY。这个想法是刺激同步给人的印象是真实和橡胶手是同一个东西,考虑到橡胶手看起来像一个真正的手,这种印象被认为是现实。

通过Kalckert和艾尔逊5以后的研究增添了视觉-马达组件的橡胶手模式,它允许两个感知的所有权(印象中的人工效应属于自己的身体)的调查和感知机构(的印象,一个是生产观察自己的动作)。参与者能够通过移动自己食指上下移动橡胶手的食指,并且实部和橡胶手手指的动作之间的同步,运动的模式(被动与主动模式),并且positionin克橡胶手(不协调与一致性的关于参与者的手)被操纵。结果被送往为概念提供支持该机构和所有权在功能上是不同的认知现象:而运动的同步性废除所有权和机构,运动不仅影响机构的模式的两个意义,并且橡胶手的位置的一致性对效果只有所有权。后两个结果被复制在一个后续的研究中,在垂直平面实和橡胶手之间的距离变化6:用于橡胶手所有权降低其位置日益不匹配参与者的真实手。然而,代理没有受到在任何条件下的橡胶手的错位。

然而,使用虚拟现实技术,其提供具有在人工效应主动控制的参与者,最近的研究表明,自顶向下的作用一部分所有权和机构之间的区别可能被高估7,8。这些技术已被呈现给参与者在他们面前的屏幕上,或通过虚拟现实眼镜9装置的虚拟手更换橡胶手。与会者普遍穿翻译参与者真实的手部动作到虚拟手的动作,同步或异步( 例如 ,具有明显的延迟)数据手套一个。类似于橡胶手错觉,同步翻译大大增加参与者的印象,即虚拟手成为他或她自己的身体10的一部分。

采用虚拟现实技术来制造橡胶手错觉具有优于传统的橡胶手范例和橡胶手范例与视觉一马达的直流电阻的组合都几个优点TS 11。移动一个人的手,看到效应的同步移动与它创建一个比一个面临橡胶手和实验者被抚摸一个更自然的情况。此外,虚拟操作提供了更为灵活的实验和超过感知和移动一个真实的手和人工效应产生的事件之一的感知之间的关系感性得多控制实验者。特别是,使用虚拟技术便于有可能影响感知的所有权和机构因素的操作。例如,虚拟手的形状可以被修改更容易和比橡胶手的形状更快,并且在虚拟手的运动可以是任何种类的并且例如涉及生物不可能的移动。别的不说,这有利于探索幻想的界限,作为人工效应不必看起来像一只手,但可能是replac任何一种静态或动态事件的主编。实践和理论的兴趣,一个虚拟的效应可以说是很多更加身临其境,感觉很多更真实比橡胶手,这很可能减少需要调用自上而下的解释,使目前的情况感觉。

所有权幻想都,然而,并非仅限于手。 Tsakiris 12是第一个使用冲程技术来创建参与者的印象是,在他们面前呈现一个画面一个静态人脸是自己的。斯福扎等。 13还发现了证据对于这种现象,它们所参考的enfacement:成立一个合作伙伴的五官参与者当自己和他们的合作伙伴的脸同步被感动。在enfacement错觉的神经机制,最近被各种研究人员调查;一个全面的评论和INT调查结果erpretation看到Bufalari 等。 14。最近,我们变成了常规enfacement错觉设计成一个虚拟现实的版本(虚拟面的错觉),其中的参与者通过移动自己的头15控制在他们面前的一个虚拟的脸的动作。

在这里,我们描述了使用的虚拟手错觉7与虚拟面错觉15范式,分别调查自表示两个实验。虚拟手实验包括三个完全越过实验因素:(a)(毡)实手和(看到)虚拟效应的动作,这是任一接近零以诱导所有权和机构到三秒作为之间的同步控制条件; (b)该虚拟效应,这看起来或者像人的手或类似矩形的外观(以便测试实虚拟EFF的效果在所有权幻觉厄克托相似性);和(c)的机会,以控制虚拟效应,这是在被动状态或不存在,或直接在活跃状态的行为。假想面实验包括二,完全越过实验因素:(a)实面和虚拟面的运动,这是任一接近零以诱导所有权和机构到三秒作为控制条件之间的同步; (二)虚拟的脸,这是中性或露出一丝笑容的表情,检验积极情绪是否会解除参与者的情绪和提高他或她的心情敏感的创意任务绩效。

Protocol

所有的研究符合赫尔辛基宣言的道德标准和协议是由荷兰莱顿大学人类研究伦理委员会批准。每个条件测试,约20人参加。

1.虚拟手错觉

  1. 实验装置
    1. 欢迎参与并收集更多的信息,如年龄,性别, 等等。
    2. 建立一个实验装置,其包括虚拟现实编程环境;与连接到手掌的中间,并且以每五个手指(参见材料列表)的中间(第二)指骨的外侧六个可编程振动刺激右旋数据手套;自由(DOF)定位跟踪器的3度; SCR(皮肤电导反应)测量设备;一个黑盒子(深:50厘米;身高:24厘米;宽:38厘米),用电脑屏幕躺在上面水平(服务呈现虚拟现实ENVIRO市民明白);和斗篷覆盖参与者的手。
    3. 请参与者把他或她的右手和数据手套的定向跟踪的右手腕。附加SCR远传变送器用皮带的左手腕。把SCR电极上的索引和左手的中指(参见图1AB显示了设置的图示)的中间(第二)指骨。
    4. 座位在其上具有顶部的计算机屏幕的框被放置在办公桌前的参与者。请参与者把他或她的右手伸进沿深度轴框,从他们的观点屏蔽。
    5. 把斗篷参与者的右肩,涵盖屏和参与者之间的空间。请参与者休息,他或她的左手放在办公桌上的空白部分。
    6. 数据手套和定向跟踪器的电缆连接到电脑,并启动虚拟现实编程environmeNT。通过点击虚拟现实环境界面中的“运行”按钮来运行在命令窗口中的预写命令脚本,使虚拟现实环境开始。监视参与者遵循电脑屏幕的参与者前面上的说明。等到了预先写好的命令脚本会自动退出。

图1
1:(A)参赛者穿着的方位跟踪器,并在他们的右手数据手套,并在其左手SCR遥控发射器。虚拟手错觉实验( )设置。 虚拟面错觉实验( )设置。 (D)计算机屏幕的屏幕截图。请点击此处查看该图的放大版本。

  1. 虚拟手设计
    注:在虚拟现实软件的命令窗口使用Python命令脚本并保存。确保主命令脚本,以下描述的导入命令,模块脚本和其它命令是相同的脚本文件的一部分。有关完整的python脚本和必要的文件见附件“虚拟手Illusion.zip”文件(注:压缩文件是一份手稿的补充材料不是软件包的一部分。此外,它排除了所需的插件。数据手套和定向跟踪,并在整个脚本中使用任何其他Python模块)。为了首先执行实验解开这个文件的内容到任何文件夹( 桌面),然后双击“虚拟手illusion_54784_R2_052716_KM.py”文件开始实验。需要注意的是剧本设计规定的虚拟现实编程环境中工作,将不使用其他程序的工作。
    1. 导入预先制作虚拟手模型和预先写好的手脚本模块(其可以在虚拟现实环境软件包的批文件中找到)到虚拟现实环境。手脚本模块跟踪数据手套的手指关节姿态,角度和反馈信息到虚拟手模型,它允许通过移动真正的手戴着数据手套控制虚拟手的动作。
      1. 通过在脚本指定其的参数,例如其x,y和z缩放来改变其大小或改变映射图像手动改变大小,并在必要的虚拟手的外观。
      2. 对于同步的条件下,不使用变换,使虚拟手移动的方式相同的真实手,并在(约)在同一时间。要创建异步,加3秒的延迟,从而使VIRTUAl手部移动作为真正的手,但有一个明显的延迟。
    2. 确定一个合适的预制定位跟踪器插件中的虚拟现实环境的安装文件,并在命令脚本导入。需要注意的是在运行命令脚本使得取向跟踪模块跟踪真实的手的方向变化(由取向跟踪与会者在他们的右手腕佩戴提供),然后可以通过设置用来控制虚拟手的方向变化偏航,在命令窗口中的虚拟手的俯仰和滚动数据。通过定向跟踪器跟踪的数据通道直接进入虚拟手模型同步条件,但插入第3号的异步延迟。
    3. 设计所要求的额外的虚拟对象和它们的运动轨迹,使得它们移动到和从虚拟手(在此,设计和导入为棒,矩形,球,和刀的其他模型,也可以不同的巴期间使用实验的RTS;见“实验条件”)。手动更改为每个命令脚本这些对象的尺寸,外观和位置以同样的方式,作为虚拟手的参数设置。设置使用适当的命令来设置的移动轨迹为一个对象,并在它应该移动的速度的开始和结束位置所需的移动轨蹄。
    4. 确定振动强度,并在命令脚本中的每个振动刺激的时机;要么没有为同步条件的延迟( ,振动开始恰好当虚拟手正在由其他虚拟对象接触),或与第3号第对于异步的延迟。所有振动器同时振动作为虚拟手由其他虚拟对象(或在延迟时间点)触摸。设置振动强度为中等水平( 以0.5上的0-1的范围)。注意,振动的实际强度取决于programmi纳克环境和振动器用于实验,并且振动的在我们的实验中中等水平时,使用不同的硬件( 振动器/数据手套)或软件不必匹配振动的实际强度。
    5. 添加第二部分的实验脚本是相同的,除了以下改变之前的步骤:
      1. 替换的尺寸作为虚拟手类似的假想矩形的虚拟手模型(以便实现实验的外观因子)
      2. 确保由定向跟踪作为拿起实际手的旋转被转换成矩形的旋转运动。
      3. 确保由数据手套拿起实际手的开闭被翻译成使用适当的命令用于改变对象的颜色在编程环境中的矩形的颜色变化( 例如 ,呈现矩形绿色时H并且是完全封闭的,在红色,当它被完全打开,而让颜色逐渐从红色到绿色或绿色的手打开或关闭)变为红色。
  2. 实验条件
    1. 运行八个实验条件在横跨参与者平衡或非随机的顺序(从横过三个实验因素同步,虚拟效应的外观,和有源/无源所得)。
    2. 对于各条件,包括每次约2至3分钟的三个阶段,以诱导该虚拟手错觉和威胁相位测量电皮肤反应(SCR)。具体协议有所不同的八项条件并描述如下。
    3. 虚拟手/活动/同步
      1. 配置系统使得以下事件之间的延迟接近零,而不是明显的:(a)该运动和真实的手的方向变化而对应ING的运动和视觉 - 运动相关相位的虚拟手的方向变化; (b)该虚拟手并在屏幕上的额外的虚拟对象,并在视觉一触觉相的真实手的振动引起的刺激的相应时间点之间的接触时间点;和(c)的运动和真实手的方向变化以及相应的运动和虚拟手的取向变化;并在屏幕上的虚拟手和额外的虚拟对象之间接触的时间点,并在视觉一马达的触觉相的实际手的振动引起的刺激的相应时间点。
      2. 对于视觉 - 运动相关性的阶段,有不同的参加自由移动或旋转他们的真正的右手,包括打开,关闭和旋转他们真正的手,并单独移动每个手指。有与会者观看了虚拟手的动作对应的电脑屏幕上。
      3. 对于Visuo触觉刺激的阶段,有与会者保持其真实的手还一边看屏幕。呈现另一个虚拟对象在屏幕上,如一个虚拟球或棒(将其在1.2.3创建)移动到和从虚拟手,产生的感人的印象和不接触虚拟手。
        1. 伴随着对这个数据手套额外的虚拟对象和虚拟手之间的每个接触用振动器活动。具有振动器刺激对应于正由其他虚拟对象(触摸的虚拟手的部分的实际手的那部分例如 ,如果虚拟对象似乎触摸虚拟手掌,参与者的手掌真实手应该由振子16)来刺激。
      4. 对于视觉一电机触觉相关相位,都参与者通过移动自己真正的手,以触摸虚拟振动ST移动虚拟手ICK或类似物体(见1.2.3)。确保虚拟手和虚拟棒/对象之间的每个接触伴随参与者的真实手的振动引起的刺激如1.3.3.3中所述。
      5. 对于威胁的阶段,有与会者保持他们的真正的右手仍然一边看一个虚拟的小刀或针头出现在电脑屏幕上。使虚拟刀或针去和从虚拟手。确保在可见明显的“切割”每个联系人的结果或虚拟的手“穿刺”。
        1. 刺激,通过使用如1.3.3.3中所述的数据手套的振动器对应于虚拟手的切割或打孔部分的实际手的那部分。
    4. 虚拟手/活动/异步
      1. 配置系统,使得所述关键事件之间的延迟为三秒,而不是接近零之后运行1.3.3下描述的过程。
      2. 虚拟矩形/活动/同步
        1. 运行下1.3.3但与所述虚拟矩形,而不是虚拟手描述的过程。
      3. 虚拟矩形/活动/异步
        1. 运行下1.3.4但与所述虚拟矩形,而不是虚拟手描述的过程。
      4. 虚拟手/被动/同步
        1. 1.3.3运行中所述的程序,但要求参加者以保持自己真正的手仍然在所有阶段。
      5. 虚拟手/被动/异步
        1. 1.3.4运行中所述的程序,但要求参加者以保持自己真正的手仍然在所有阶段。
      6. 虚拟矩形/被动/同步
        1. 1.3.5运行中所述的程序,但要求参加者以保持自己真正的手仍然在所有阶段。
      7. 虚拟矩形/被动/异步
        1. 1.3.6运行中所述的程序,但要求参加者以保持自己真正的手仍然在所有阶段。
    5. 数据采集
      1. 收集使用测量设备(参阅材料清单)及其软件SCR数据。记录频率是每0.1毫秒。
      2. 请参与者填写问卷测量的所有权,代理,位置和外观感为相应的条件。使用一个纸张版本,其中每一个问题(如在1.4.2.1和1.4.2.2中描述)被印刷,连同李克特量表(如1.4.2.3中所述),并且可以与笔填写;或者使用一个计算机化的版本,其中每一个问题是在屏幕上显示,连同李克特量表,并且其中所选择的比例值可以键入。
        1. 包括一个问卷最低程度包括一个或多个所有权问题2;使用以下四种:<BR />(01)“我感觉自己仿佛在屏幕上的手是我的右手还是我身体的一部分”;
          (O2)“这好像是我在我的右手都感到被粘在手上触摸的屏幕,我看到造成”;
          (O3)“我有这种感觉,我觉得我的右边振动是在哪里屏幕上的手被棍子一摸一样的位置”;
          (O4)“这似乎我的右手是在屏幕上的手的位置。”
        2. 考虑包括有关机构的问题更多的问题;使用以下命令:
          (A1)“我觉得我可以控制这个虚拟的手”(为活动状态);
          (A1)“这好像我可以移动的手在屏幕上,如果我本来想,就好像它是服从我的意志”(为被动状态); 。
          注意,在1.4.2.1和1.4.2.2中列出的项目是指手条件。对于矩形条件,则更换通过向假想矩形的引用到虚拟手的所有引用。
        3. 使用李克特量表2为每个问题( 1-7),让参与者能得分它们同意这个问题的程度; 例如 ,用1表示“强烈不同意”和7“强烈同意”。确保出现在屏幕上的每个问题,并且可以与数字对应于李克特量表的7响应选项1至7被响应;外观及应对方案进行编程的实验脚本。

    2.虚拟面对面错觉

    1. 实验装置
      1. 欢迎参与并收集更多的信息,如年龄,性别, 等等。
      2. 建立一个实验装置,其包括虚拟现实编程环境;头位置跟踪系统,包括相应的硬件和软件F“> 17;和连接到帽子或棒球帽顶部的三自由度方向跟踪器。
        注意:使用此实验装置,参与者可以自由地移动或旋转自己头控制虚拟面的位置和方向,但他们不能控制虚拟面部的面部表情
      3. 请参与者坐在椅子上在电脑屏幕前2米。参见图1C1D为实验装置的说明图。
      4. 请参与者把与连接方位跟踪器帽。
      5. 位置跟踪系统和定位跟踪器连接到计算机,并通过点击虚拟现实环境界面中的“运行”按钮来运行在命令窗口中的预写命令脚本,使虚拟现实环境开始。监视参与者遵循电脑屏幕的参与者前面上的说明。等待直到预先写好的命令脚本会自动退出。
    2. 虚拟面设计
      注:对于完整的python脚本和必要的文件见附件“虚拟人脸Illusion.zip”文件(注:压缩文件是一份手稿的补充材料不是软件包的一部分;它不包含所需的插件用于跟踪定位和整个脚本中使用任何其他Python模块)。为了执行实验,首先解这个文件的内容到任何文件夹( 桌面),然后双击“虚拟面illusion_54784_R2_052716_KM.py”文件开始实验。注意,脚本设计与这里提出的虚拟现实编程环境中工作,并使用其它程序将不工作。
      1. 使用虚拟面建筑程序使用适当的年龄,种族,性别和设计虚拟面(对应于参与者被测试)通过在程序的相应尺度选择的最佳拟合值
      2. 通过对程序的相应尺度选择相应的值来创建每个面的两个版本,一个带有中性的面部表情,一个面带微笑,(它通过改变眼睛大小不同表情,嘴和一些其他的面部肌肉的曲率)
      3. 为了测试大学生,创建4个20岁的虚面与虚拟的脸建设方案,一男脸上带着中性的表情,一男脸是微笑,一名女性面带中性的面部表情,一个女性的脸即微笑
      4. 在虚拟面对建设计划出口的面孔3D VRML格式的文件。
      5. 使用虚拟现实编程环境的适当的命令导入创建VRML文件, ,虚拟的面,到实验期间使用的虚拟现实环境。弗吉尼亚州通过相应地使用适当的命令设置其参数RY它们的大小或规模。
      6. 发现对于头位置跟踪系统中的预写跟踪模块中的虚拟环境的批文件并将其导入,允许跟踪参与者的开头位置。在脚本中,更改头部位置的数据,并确定何时头位置被翻译成虚拟面的位置的时间点(用于同步条件0毫秒延迟和3秒为异步延迟)。
      7. 发现在虚拟环境的安装文件预制的定位跟踪器插件,并在命令脚本导入。需要注意的是,同样,脚本允许就当参与者的头部的方向变化转化为实际负责人的方向改变的时间点推出时间延迟(用于同步条件0毫秒的延迟和一个3秒的异步延迟)。
      8. 设计额外的虚拟OBjects(诸如虚拟盘)和它们的运动轨迹,所以他们移动到和从虚拟面。设置虚拟对象的大小为类似于虚拟手指的大小。
      9. 连接硬件和执行保存命令脚本,然后开始实验。
    3. 实验条件
      1. 运行命令脚本,并连接到帽的三自由度定位跟踪器来跟踪在头部位置跟踪系统和参与者的头部方向的手段参与者的头部位置。
      2. 揭露参与到虚拟脸部30秒,并指示参与者不要动。一旦脸上消失,有参与者的IOS规模(在数据采集中所述)反应来评估他或她是如何看待他或她自己和虚拟面之间的关系。
      3. 运行在横跨杂色要么平衡的顺序的四个实验条件(如下所述)cipants或随机的。每个条件包括每约2至3分钟的三个阶段,以诱导该虚拟面的错觉。
      4. 中性/同步
        1. 配置系统使得以下事件之间的延迟接近零,而不是明显的:(a)该实头的运动,并在视觉一马达相关相位虚拟头和(b)的时间点的相应运动的参与者真实的手和参与者真实的脸颊之间以及虚拟物体与虚拟的头部在视觉 - 触觉刺激阶段之间的接触。
        2. 对于视觉 - 运动相关相位,有与会者提出与附加的方位跟踪器帽。让他们保持运动或旋转自己的头上来控制虚拟脸的位置和方向。
        3. 对于视觉 - 触觉刺激的阶段,已经参加伸展自己的右臂向右侧和背部反复,触摸他们的右脸颊,而WAtching屏幕。触摸是只是瞬间:参与者摸脸颊,放手伸展自己的右臂向右侧,重复这个视觉 - 触觉刺激阶段的持续时间。
        4. 在屏幕上,呈现虚拟面被在由虚拟对象,脸颊多次触及诸如虚拟球。触摸时(或更确切地说在一般的手移动)与通过运动系统的虚拟对象,可以跟踪一个参与者的肢体( 例如手)在三维空间中,这使我们能够直接映射参与者的手的动作上的位置同步的虚拟对象的轨迹,因此在参与者的真实手移动轨迹的一个同步运动与虚拟对象的移动轨迹。因此,当虚拟对象接触的虚拟化身,这对应于参与者触摸自己的脸颊。
      5. 中性/异步
        1. 运行程序德配置好系统,使得关键事件之间的延迟为3秒,而不是接近于零之后2.3.4下划。
      6. 微笑/同步
        1. 冒系统配置为目前的笑脸,而不是面带中性表情后2.3.4中描述的步骤。
      7. 微笑/异步
        1. 具有配置的系统,使得所述关键事件之间的延时为3秒,而不是接近零之后运行2.3.6下描述的过程。
    4. 数据采集
      1. 请参与者填写问卷测量的所有权和机构为相应的条件感。
        1. 包括一个问卷最低程度包括一个或一个以上的所有权问题;使用以下四种:
          (01)“我感觉脸在屏幕上是我自己的脸”;
          (O2)“这好像是我看着镜子“我自己的倒影;
          (O3)“这好像我是感知动作和我的脸在画面上的脸的位置亲密接触”;
          (O4)“那好像是触摸我觉得我的脸被皮球擦着屏幕上的面部造成了”。
        2. 考虑包括机构的问题;使用以下两种:
          (A1)“这仿佛我的脸在屏幕上看到的动作是我自己的动作造成了”;
          (A2)“屏幕上的脸上掠过,就像我是想,就好像它是服从我的意志。”
      2. 包括(IOS)的“在自助其他夹杂物”比例18,它是通过使用一个7点创建(1-7)李克特在其上指示的每个评分尺度2以对应于不同程度的自我其他重叠。表明重叠程度以图形通过两个圆与一种repres重叠enting的“自我”与其他圈“其他”。由两个圆的零重叠和完善重叠的最高得分表征得分最低的规模。从而得到更高的收视率代表了更高程度的自我其他的重叠。
      3. 可选,包括影响电网19来评估的心情。
        1. 创建一个2维(由觉醒价)李克特样的网格,在其中一个维度对应于化合价(从-4为感觉不愉快至+4为感觉愉快),另一对觉醒(从-4为感觉困倦以+4的感觉高度引起)。
        2. 有与会者选择一个点( 例如 ,用一支笔)对应多么惬意,如何激起他们目前感觉。
          注:该调查问卷,IOS和影响电网出现在屏幕上的每个实验阶段结束后。参与者使用的键盘来响应(等同于虚拟手幻影实验)。</ LI>
      4. 可选,包括其他用途的任务(AUT)20。
        1. 请参与者列出一个常见的家用物品如许多可能的用途,例如报纸。任务是用钢笔和纸进行。有参与者,因为他们可以在5分钟内写下尽可能多的用途的对象。
        2. 重复另一个对象( 砖)。评分的结果后,根据流畅性(使用次数),柔韧性(用途类别数),制订(多少细节或解释,即提供了一种用于使用),和独创性(利用是如何唯一的)。确保得分越高表明所有项目更高的发散性思维的表现。使用两个不同的得分,并确保该射手间相关性是高的。集中在灵活性得分作进一步分析,因为这是该任务的最一致和理论上最透明的得分。
        3. 使用AUT作为隐(和需求characteristic-免费)表示测量的心情,因为在这个任务中性能更好的心情21增大。
          注:如果AUT是实施变革的脚本,虚拟脸上仍然在屏幕上是可见,仍然参加者的控制之下,而他们正在做的AUT。

Representative Results

虚拟手错觉

我们使用虚拟手错觉范式,来调查人们如何表示自己的身体,在这种情况下,他们的手跑了几个实验。测试参与者的数量取决于条件的量,一般在20名学员每个条件。在这里,我们提供了最详细阐述研究中,我们在我们的实验室进行的一个相关的结果。我们会限制我们的讨论主观数据,平均李克特规模反馈四个所有权问题(O1-O4)和李克特规模答复原子能机构的问题(A1)的。

在这项研究8中 ,我们系统地研究的partic同步(同步和异步),虚拟效应的外观(虚拟手与矩形),和活性(被动与主动)的效应ipants的所有权和机构的意识感(所有条件的参与者中测试)。结果是为所有权和机构是相同的。 如图2所示,认为所有权和机构均强,如果现实和虚拟携手同步移动[F(1,43)= 48.35; P <0.001;和F(1,43)= 54.64; P <0.001;所有权和机构,分别],如果虚拟效应是比手,如果它是一个矩形[F(1,43)= 14.85; P <0.001;和F(1,43)= 6.94; P <0.02],如果嘉宾主动而非被动的[F(1,43)= 9.32; P <0.005;和F(1,43)= 79.60; P <0.001。该同步效果复制了标准的虚拟手错觉。

图2
图2: 所有权和机构的评级作为零件同步的功能,虚拟效应的外观和活动icipant。 请点击此处查看该图的放大版本。

图3
图3: 所有权和机构的评级作为参与者的同步和活动的功能。注意,同步效果是主动的参与者更明显。 请点击此处查看该图的放大版本。

更有趣的是,所有权和机构表现出的活性和同步性[F(1,43)= 13.68之间有显著的相互作用; P = 0.001;和F(1,43)= 23.36; P <0.001;参见图3],但外观和同步之间不。这种模式建议活动起到了更主要的作用,为所有权和错觉比外表确实,它甚至表明,虚幻的所有权观念是虚拟比传统的橡胶手错觉范强。根据霍梅尔22,客观机构( ,向其中加入可以客观地控制的程度的外部事件)有助于主观所有权和主观机构,这可以解释为什么在该实验中,在虚拟的效应活性,同步控制增加主观所有权和主观的机构。

虽然外观上没有与同步互动,这表明所有权幻觉不依赖于外观,它也产生重要影响。这表明,外观确实对感知的所有权产生影响。这是有道理的假设,人们有什么外界物体可能会或可能不会是一个PL一般预期他们的身体,它支持所有权感知一般但不适度同步的效果的ausible一部分。因此,我们得出结论,多源信息有助于主观的主人翁意识:一般自上而下的预期和自下而上的同步信息。这两个信息来源之间的关系似乎并不是互动的,但代偿,从而使总的期望可能会在没有同步的主宰,反之亦然。

虚拟面对面错觉

在另一项研究中,我们研究人们如何代表自己的脸。我们能够复制传统enfacement错觉在虚拟环境中,这是我们称之为虚拟面错觉 12。我们进一步调查人们是否采纳他们认同一个虚拟的面部表情的心情。有一个内参与者因子同步(同步和异步)和一个参与者之间因数的面部表情(高兴与中性)。诱导期前IOS的评级被从诱导期后IOS的评分中减去,也影响电网的评分的诱导期是从诱导期后的影响电网的评分中减去之前,这些等级的变化被用作IOS和影响电网结果。

所有权分数的分析(O1-4),该机构评分(A1-2)和IOS规模18的变化都表现出[F(1,58)= 38.24同步的主要影响; P <0.001; F(1,58)= 77.33; P <0.001;和F(1,58)= 43.63; P <0.001;分别],表现出了自己的头部运动和虚拟脸的运动之间的同步增加感知的所有权和机构,并协助对方的脸融入自己的自我(见网络古尔4)。同步也改善情绪,如通过一个同步效果的影响电网19的变化F(1,58)= 7.99表示; P <0.01]。

图4
图4:所有权和机构评级,以及IOS的变化,同步的功能。需要注意的是积极的IOS的变化意味着进入一个人的自我增加了其他的集成。 请点击此处查看该图的放大版本。

图5
图5: 影响格变化(正值意味着正向影响),并用AUT灵活性分数,作为同步的函数,所述虚拟的面部表情。请注意,同步和表达之间的相互作用是通过更多的正向情绪,特别是良好的弹性性能同步和快乐的虚拟脸的组合驱动。 请点击此处查看该图的放大版本。

有关于IOS改变面部表情的显著主效应,影响电网的变化,并在AUT 20,21,23,但更重要的灵活性是一个事实,即影响到电网的变化和灵活性得分互动与同步[F(1, 58)= 4.40; P <0.05;和F(1,58)= 4.98; P <0.05;分别]。 如图5所示,参与者报告改善情绪和之后enfacing( 同步表现出更多的创新行为LY与移动)笑脸相比,他们有快乐的脸,或用同步中性面移动异步的条件。

的F / P / PES EFF 法案 SYN EFF * ACT EFF * SYN ACT * SYN EFF * ACT * SYN
O1 11.66 10.11 45.38 10.08
0.001 0.003 <0.001 0.003
0.21 0.19 0.51 0.19
O2 5.37 47.65
0。025 <0.001
0.11 0.53
O3 10.75 41.30 9.81
0.002 <0.001 0.003
0.20 0.49 0.19
O4 12.86 17.17 15.12 10.60
0.001 <0.001 <0.001 0.002
0.23 0.29 0.26 0.20
O1-4 14.85 9.32 48.35 13.68
0 0.001 0.004 <0.001 0.001
0.26 0.18 0.53 0.24
A1 6.94 79.60 54.64 23.36
0.012 <0.001 <0.001 <0.001
0.14 0.65 0.56 0.37

1:F,P 和偏埃塔平方(PES)的值的问题项的评分的效应,用df = 43的因素是EFF:虚拟效应器(虚拟手与矩形); ACT:活动(积极的探索与被动的刺激);和SYN:同步(同步和异步)。只为显著的影响结果如图。

M / SE HP-SY HP-AS HA-SY HA-AS RP-SY RP-AS RA-SY RA-AS
O1-4 4.37 3.44 5.09 3.50 3.79 3.14 4.68 3.05
0.20 0.23 0.19 0.25 0.23 0.23 0.20 0.21
A1 3.59 3.11 6.36 4.36 3.07 2.57 6.09 3.80
0.30 0.32 0.15 0.33 0.28 0.27 0.24 0.33

表2: 平均值(M),并在所有八个条件所有权和机构的评级标准误差(SE)。 H:手; R:矩形;答:活跃;病人:被动的; SY:同步; AS:异步的。

的F / P / PES 表情同步性面部表情*同步性
所有权(O1-4) 38.24
<0.001
0.40
局(A1-2) 77.33
<0.001
0.57
IOS变化 4.03 43.63
0.049 0.001
0.07 0.43
影响电网价变化 6.06 7.99 4.40
0.017 0.007 0.041
0.10 0.13 0.07
AUT-灵活性 5.42 4.98
0.024 0.03
0.09 0.08
AUT-流利 7.89
0.007
0.12

3:F,P 和部分埃塔平方(PES)的值取决于相关措施,用df = 58问卷调查和IOS的结果,和df = 56对电网影响的哞价维度D和AUT结果。只为显著的影响结果如图。

M / SE 中性SY 中性-AS 快乐-SY 快乐-AS
所有权(O1-4) 2.88 2.03 3.38 2.36
0.27 0.16 0.23 0.22
局(A1-2) 5.90 4.25 6.16 4.08
0.20 0.25 0.13 0.32
IOS变化 0.37 -0.80 1.00 -0.40
0.21 0.25 0.20 0.24
影响电网价变化 -1.07 -1.33 0.60 -1.20
0.42 0.33 0.39 0.31
AUT-灵活性 5.87 6.07 7.43 6.10
0.31 0.37 0.29 0.39
AUT-流利 7.27 8.27 9.73 7.37
0.51 0.68 0.68 0.49

表4: 装置(M)和在四个条件相关依赖措施的标准误差(SE)。中性:中性表情;快乐:快乐的表情; SY:同步; AS:异步的。

Discussion

在这篇文章中,我们描述了两个具体方案为虚拟手和虚拟面错觉范例,在我们的虚拟面的研究是第一个复制在虚拟现实中传统的行程引起的面所有权的错觉,从代表性的结果一起两种范式。

该显著同步效果表明,我们成功地诱导了虚拟手虚幻的所有权和虚拟的脸,类似于更传统的幻想典范。如果能够通过虚拟现实技术手段重现这些影响有很大的优势11,24。虚拟现实技术是从相当人为干扰性和抚摸的过程释放实验者并打开实验操作新的可能性。例如,变形的虚拟效应使我们能够系统地操纵APPEA的影响虚拟手的朗斯和虚拟和参与者的真实手,或虚拟面部的面部表情之间的相似性。机构的影响也可以通过不同的程度( 例如直接),以参与者可以控制人工效应的运动进行系统的探讨。

为未来的虚拟现实研究的另一个充满希望的途径是第一人称视角(1PP)虚拟现实体验。 1PP经验可以存在的,在一个完全不同的规模比第三人称视角的虚拟现实体验25,26,27,28创建和沉浸感的一个巨大的意义。在经历1PP人能够真正感觉一个分身,一个是从字面上体现头像。这开辟了各种操作的可能性,如一个分离部件人的身体28,伸长29,重新缩放的身体部位30,或改变人的皮肤颜色31,32。

作为本和其他许多研究结果表明,控制同步方式虚拟事件大大增加属于自己的身体这些事件的看法。例如,我们从手研究发现表明立即控制为区分的重要线索自产和其它副产物的事件( ,个人代理)和之间的自相关和其他相关的事件( ,身体所有权) 。这里和其他地方提出的调查结果表明,自下而上的信息在惊人的自我表现出现决定性的作用,甚至对身体部位都不如身份相关的作为自己身体的一部分4。

jove_content“>所描述的协议的最关键的部分是感应过程,它引入了视觉,触觉和马达之间的相关性( ,本体)信息这些相关性允许认知系统推导所有权和机构。作为这些相关性依赖于各个事件,如参与者的自身运动和人工效应器的运动之间的延迟的相对定时,关键的是要保留的处理延迟(特别是关于数据的翻译从数据手套到虚拟执行器的运动屏幕),以最低的。随着我们的实验装置的最大延迟时间大约是40毫秒,这是难以察觉的,不妨碍因果关系和机构的看法。岛田,福田和HIRAKI 33提出,关键的时间窗口构成自体表示多感觉整合过程的发生是300毫秒,这意味着更长的延迟可能减少在虚拟事件控制的感知。

协议的另一个重要方面是在参与者的手或脸的动作紧实验对照,取决于范例。诱导期间,各因子的活性的动作是必要的,因为所需的intersensory相关依靠于参与者的侧有源探索运动。鼓励参与者频繁移动和积极的探索搞这是重要的。在实验中的其他阶段,运动可以然而损害测量。例如,在虚拟手错觉范式,移动左手(从其中的SCR被记录)可能呈现的SCR级嘈杂和不可靠的测量。

虚拟手错觉范式技术的局限性是,对于实际的原因,与会者通常佩戴数据手套和方向TR阿克尔在整个实验过程中(以便最大限度地减少分心)。这未必是舒服,这又可能影响参与者的情绪或动机。对于这个问题的一种可能的解决办法是使用打火机设备或定做身打扮的。我们当前的虚拟面错觉范例技术的另一个限制是,该设备只注册头部运动但在面部表情中没有改变。允许参与者控制虚拟面部的面部表情是可能有助于所有权幻想,但这需要的硬件和软件,提供在人类-我们还没有可用的在我们的实验室可靠的检测和面部表情的分类。使用例如实时(面部)动作捕捉事业将大有裨益克服这些限制,并允许我们增加机构和化身为显著更高水平的主人翁意识。

正如所建议的从我们的研究8的结果,人们考虑的各种信息来源,不断更新自己的身体表示。他们似乎使用一个补偿性的方式自下而上的信息与自上而下的信息,该信息的来源之一起着在没有其他相似的是什么已经承担了机构34的感更强的角色意识。这提供了进一步的研究有趣的途径,因为它例如表明所有权即使对于在不良姿势人工效应被感知,提供一个足够程度的表面的相似性,或反之亦然(的 ,如果人工效应完全与实际效应对齐但它的不同之处的表面特征而言)。可用发现还表明自己和他人之间的界限是相当塑料,使得其他人或代理人的功能可被视为自身的一个特征,提供了某种程度的顺的自己的行为和其他35,36之间chrony。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Vizard (Software controlling the virtual reality environment) Worldviz Vizard allows importing hand models and integrating the hand, dataglove and orientation tracker modules through self-written command scripts. These scripts can be run to control the presentation of the virtual hand in the virtual environment, the appearance of the hand and the way it moves; they also control vibrator activities.
Cybertouch (Dataglove) CyberGlove Systems Cybertouch Participants wear this dataglove to control the movements of the virtual hand in the virtual environment. Measurement frequency = 100 Hz; Vibrator vibrational frequency = 0-125 Hz.
Intersense (Orientation tracker) Thales InertiaCube3 Participants wear the Intersense tracker to permit monitoring the orientation of their real hand (data that the used dataglove does not provide). Update rate = 180 Hz.
Biopac system (Physiological measurement device) Biopac MP100 The hardware to record skin conductance response.
Acquisition unit (Physiological measurement device) Biopac BN-PPGED The hardware to record skin conductance response.
Remote transmitter (Physiological measurement device) Biopac BN-PPGED-T Participants wear the remote transmitter on their left hand wrist; it sends signals to the Biopac acqusition unit.
Electrode (Physiological measurement device) Biopac EL507 Participants wear  the electrode on their fingers; it picks up skin conductance signals.
AcqKnowledge (Software controlling acquisition of physiological data) Biopac ACK100W, ACK100M The software to record skin conductance responses.
Box Custom-made Participants put their right hand into the box
Computer Any standard PC + Screen (could be replaced by VR glasses/devive) Necessary to present the virtual reality environment, including the virtual hand.
Cape Custom-made Participants wear this cape on their right shoulder so they cannot see their right hand and arm.
Kinect (Head position tracker) Microsoft Kinect tracks the X-Y position of the participant's head. Recording frame rate = 30 Hz.
FAAST (Head position tracker software) MXR FAAST 1.0 Software controls Kinect and is used to track the position of the participant's head.
Intersense (Head orientation tracker) Thales InertiaCube3 Intersense tracks rotational orientation changes of the participant's head. Update rate = 180 Hz.
Facegen (Face-model generator software) Singular Inversions FaceGen Modeller  Facegen allows creating various virtual faces by varying various parameters, such as male/female-ness or skin color.
Cap Any cap, e.g., baseball cap The cap carries the Intersense orientation tracker.
Computer Any standard PC + Screen Necessary to present the virtual reality environment, including the virtual head.

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References

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创建虚拟手和虚拟面对面幻想调查自我表现
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Ma, K., Lippelt, D. P., Hommel, B. Creating Virtual-hand and Virtual-face Illusions to Investigate Self-representation. J. Vis. Exp. (121), e54784, doi:10.3791/54784 (2017).More

Ma, K., Lippelt, D. P., Hommel, B. Creating Virtual-hand and Virtual-face Illusions to Investigate Self-representation. J. Vis. Exp. (121), e54784, doi:10.3791/54784 (2017).

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