Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

Oprettelse Virtual-hånd og Virtual-ansigt Illusions at undersøge Self-repræsentation

doi: 10.3791/54784 Published: March 1, 2017

Summary

Her beskriver vi virtual hånd og virtuel-ansigt illusion paradigmer, som kan anvendes til at studere organ-relaterede selvopfattelse / -repræsentation. De er allerede blevet anvendt i forskellige undersøgelser for at vise, at, under særlige betingelser, kan en virtuel hånd eller ansigt indarbejdes i ens krop repræsentation, hvilket tyder på, at kroppens repræsentationer er temmelig fleksible.

Abstract

Undersøgelser, der undersøger, hvordan folk repræsenterer sig selv og deres egen krop bruger ofte varianter af "ejerskab illusioner", såsom den traditionelle gummi hånd illusion eller mere nyligt opdagede enfacement illusion. Men disse eksempler kræver temmelig kunstige forsøgsopstillinger, hvor den kunstige effektor skal strøg synkront med deltagernes reelle hånd eller ansigt-en situation, hvor deltagerne ikke har nogen kontrol over strøg eller bevægelser deres reelle eller kunstige effektor . Her beskriver vi en teknik til at etablere ejerskab illusioner i en opsætning, der er mere realistisk, mere intuitiv, og formentlig højere økologisk gyldighed. Den tillader at skabe den virtuelle hånd illusion ved at have deltagere styre bevægelserne af en virtuel hånd præsenteres på en skærm eller i det virtuelle rum foran dem. Hvis den virtuelle hånd bevæger sig synkront med deltagernes egen fast hånd, har de tendens til at opfatte than virtuel hånd som en del af deres egen krop. Teknikken skaber også den virtuelle ansigt illusion ved at deltagerne styrer bevægelserne af en virtuel ansigt foran dem, igen med den virkning, at de har tendens til at opfatte ansigtet som deres egen, hvis den bevæger sig synkront med deres sande ansigt. Studere de omstændigheder, der kan oprettes illusioner af denne art, øget eller reduceret indeholder vigtige oplysninger om, hvordan mennesker skaber og vedligeholder repræsentationer af sig selv.

Introduction

Ifølge vestlige filosofi, det menneskelige selv består af to aspekter 1: For en, vi opfatter vores egen krop og vores aktiviteter her og nu, hvilket skaber en fænomenal selv-repræsentation (ofte kaldet minimal selv-). For det andet, vi skaber mere varige repræsentationer af os selv ved at gemme oplysninger om vores personlige historie, integrere nye oplysninger i det spirende selvopfattelse, og præsentere os selv til vores sociale miljø i overensstemmelse hermed, hvilket svarer til oprettelsen af en såkaldt narrativ selv. Den minimale eller fænomenale selv er blevet fremført, at komme ud to informationskilder. Den ene er top-down information om længerevarende aspekter af vores krop, såsom oplysninger om effektorer vi ejer eller formen af vores ansigt. Den anden er bottom-up oplysninger fra selvopfattelse i den nuværende situation.

Undersøgelser af de sidstnævnte blev strongly inspireret af en smart studie af Botvinick og Cohen 2. Disse forfattere præsenteret menneskelige deltagere med en gummi hånd liggende foran sig, tæt på en af ​​deres virkelige hænder, som dog blev skjult. Når den virkelige side og gummi hånd blev strøg synkront, så at skabe intermodal synkrone input, deltagerne havde tendens til at opfatte gummi hånd som en del af deres egen krop-gummi hånd illusion. Yderligere undersøgelser afslørede, at opfattet ejerskab gik endda så vidt, at deltagerne ville begynde at svede og forsøger at trække deres virkelige hånd når hånden gummi blev angrebet af en kniv eller på anden måde være "ondt" 3.

Mens Botvinick og Cohen har fortolket deres resultater at vise, at selvopfattelse opstår ved forarbejdning af bottom-up oplysninger, har andre forfattere hævdede, at gummi-hånd illusion resultat af samspillet mellem intermodale synchrony af input, en bottom-up informationskilde, og lagres repræsentationer af ens egne hænder, en top-down informationskilde 4. Ideen er, at stimulus synkront skaber det indtryk, at det virkelige og det gummi hånd er én og samme ting, og da gummi hånd ligner en rigtig hånd, dette indtryk anses virkelighed.

Senere forskning ved Kalckert og Ehrsson 5 tilføjet en visuo-motor komponent til gummi hånd paradigme, som giver mulighed for undersøgelse af både opfattede ejerskab (det indtryk, at den kunstige effektor tilhører ens egen krop) og opfattede agentur (det indtryk, at man er producerer observerede bevægelser selv). Deltagerne var i stand til at bevæge pegefingeren af ​​gummi hånd op og ned ved at flytte deres egen pegefinger, og synkroni mellem reelle og gummi hånd fingerbevægelser, den tilstand af bevægelse (passiv vs. aktiv tilstand), og positioning af gummi hånd (inkongruent vs. kongruent med hensyn til deltagerens hånd) blev manipuleret. Resultaterne blev taget for at give støtte til den opfattelse, at agenturet og ejerskab er funktionelt adskilte kognitive fænomener: mens synkront bevægelighed afskaffet både følelse af ejerskab og agentur, tilstand af bevægelse påvirkes kun agentur, og kongruens af gummi håndstilling havde en effekt på ejerskab alene. De to sidstnævnte resultat blev gentaget i en opfølgende undersøgelse, hvor afstanden mellem virkelige og gummi hånd i det lodrette plan varierede 6: ejerskab til gummi hånd faldt som sin position i stigende grad uoverensstemmende deltagerens reelle hånd. Imidlertid blev agentur ikke påvirket af misplacements af gummi hånd i enhver tilstand.

Men nyere forskning ved hjælp virtual-reality-teknikker, som giver deltageren med aktiv kontrol over den kunstige effektor, antyder, at den rolle, den top-downdel og sondringen mellem ejerskab og agentur kan være blevet overvurderet 7, 8. Disse teknikker har erstattet gummi hånd ved en virtuel hånd præsenteret for deltagerne på en skærm foran dem eller ved hjælp af virtual reality briller 9. Deltagerne almindeligvis bære en dataglove der oversætter bevægelser deltagerens reelle hånd ind bevægelser den virtuelle hånd, enten synkront eller asynkront (fx med en mærkbar forsinkelse). Svarende til gummi hånd illusion, synkron oversættelse øges betydeligt deltagerens indtryk, at den virtuelle hånd bliver en del af hans eller hendes egen krop 10.

Anvender virtual-reality teknikker til at skabe gummi hånd illusion har flere fordele i forhold både den traditionelle gummi hånd paradigme og kombinationen af ​​det gummiagtige hånd paradigme med visuo-motor components 11. Flytning ene hånd og ser en effektor bevæger sig i takt med det skaber en meget mere naturlig situation, end over for en gummi hånd og bliver strøg af en eksperimentator. Desuden virtuelle manipulation giver forsøgslederen med meget mere eksperimentel fleksibilitet og meget mere kontrol over den perceptuelle forhold mellem opfatte og bevæge sin reelle hånd og ens opfattelse af begivenheden skabt af den kunstige effektor. Især ved hjælp af virtuelle teknikker letter manipulation af faktorer, der kan påvirke opfattet ejerskab og agentur. For eksempel kan formen af ​​den virtuelle hånd modificeres meget lettere og hurtigere end formen af ​​en gummi hånd, og bevægelserne af den virtuelle hånd kan være af enhver art og eksempelvis involvere biologisk umulige bevægelser. Blandt andet dette letter udforske grænserne for illusionen, som den kunstige effektor ikke behøver ligne en hånd, men kan være replaced af enhver form for statisk eller dynamisk begivenhed. Af både praktisk og teoretisk interesse, en virtuel effektor er nok en meget mere fordybende og føles meget mere virkelige end en gummi hånd, hvilket sandsynligvis vil reducere behovet for at påberåbe sig top-down fortolkninger at få mening i den nuværende situation.

Ejerskab illusioner har dog ikke været begrænset til hænder. Tsakiris 12 var den første til at bruge strøg teknik til at skabe indtryk af deltagerne, at en statisk ansigt i et billede præsenteret foran dem er deres egen. Sforza et al. 13 har også fundet beviser for dette fænomen, som de vedrører som enfacement: deltagere indarbejdet ansigtstræk en partner, når deres egne og deres partners ansigt blev rørt synkront. Den neurale mekanisme ligger til grund for enfacement illusion er for nylig blevet undersøgt af forskellige forskere; for en omfattende kommentar og interpretation af resultaterne se Bufalari et al. 14. Vi har for nylig vendt regelmæssig enfacement illusion design til en virtuel-reality-version (den virtuelle ansigt illusion), hvor deltagerne styrer bevægelserne af en virtuel ansigt foran dem ved at flytte deres eget hoved 15.

Her beskriver vi to eksperimenter, der benyttede den virtuelle hånd illusion 7 og den virtuelle ansigt illusion 15 paradigmer, henholdsvis at undersøge selv-repræsentation. Den virtuelle hånd eksperiment omfattede tre, helt krydsede eksperimentelle faktorer: (a) synkroni mellem (filt) real-hånd og (set) virtuel effektor bevægelser, som var enten tæt på nul for at fremkalde ejerskab og agentur eller tre sekunder som en kontrol tilstand; (B) forekomsten af ​​den virtuelle effektor, som kiggede enten som en menneskelig hånd eller som en rektangel (så at teste virkningen af ​​real-virtuelt effektor lighed på ejerskab illusion); og (c) mulighed for at styre adfærden hos den virtuelle effektor, som var enten ikke-eksisterende i en passiv tilstand eller direkte i en aktiv tilstand. Den virtuelle ansigt eksperiment omfattede to, helt krydsede eksperimentelle faktorer: (a) synkroni mellem real-ansigt og virtuel-ansigt bevægelser, som var enten tæt på nul for at fremkalde ejerskab og agentur eller tre sekunder som en kontrol tilstand; og (b) den ansigtsudtryk af den virtuelle ansigt, som var enten neutrale eller viser et smil, for at teste, om positiv stemning ville løfte stemningen af ​​deltageren og forbedre hans eller hendes præstation i humør-følsom kreativitet opgave.

Protocol

Alle undersøgelser var i overensstemmelse med de etiske standarder i erklæringen af ​​Helsinki og de protokoller, blev godkendt af Leiden University Menneskelig videnskabsetisk komité. Hver betingelse testet omkring 20 deltagere.

1. Virtual hånd Illusion

  1. Forsøgsopstilling
    1. Velkommen deltageren og indsamle yderligere oplysninger, såsom alder, køn, osv
    2. Etablere en forsøgsopstilling, der omfatter en virtuel virkelighed programmering miljø; en højrehåndet dataglove med seks programmerbare vibrationer stimulatorer fastgjort til midten af ​​håndfladen og til ydersiden af ​​de mediale (anden) phalanges af hver af de fem fingre (se Materialer List); en 3-frihedsgrader (DOF) orientering tracker; SCR (hud konduktans reaktion) måleudstyr; en sort boks (dybde: 50 cm Højde: 24 cm; bredde: 38 cm) med en computerskærm liggende oven vandret (tjener til at præsentere den virtuelle virkelighed Environment); og en kappe til dækning af deltagerens hånd.
    3. Spørg deltageren at sætte dataglove på hans eller hendes højre hånd og orientering tracker på højre håndled. Vedhæft en SCR fjernbetjening sender med en strop til venstre håndled. Sæt SCR elektroder på de mediale (anden) phalanges i indekset og midterste fingre af venstre (se figur 1A og B for en illustration af opsætning).
    4. Seat deltageren foran skrivebordet, hvor kassen med computerskærmen på toppen er placeret. Spørg deltageren til at sætte hans eller hendes højre hånd ind i feltet langs dybden akse, som at beskytte det fra deres synspunkt.
    5. Sætte en kappe i deltagerens højre skulder og dække mellemrummet mellem skærm og deltager. Spørg deltageren til at hvile sin venstre hånd på en tom del af skrivebordet.
    6. Tilslut kablerne i dataglove og orientering tracker til computeren, og start virtual reality programmering environment. Kør præ-skrevet kommando script i kommando-vinduet ved at klikke på "run" knappen i virtual reality miljø interface, så den virtuelle virkelighed miljø starter. Overvåg at deltageren følger instruktionerne på computerskærmen foran deltagerne. Vent til præ-skrevet kommando script afsluttes automatisk.

figur 1
Figur 1: (A) Deltagerne havde en orientering tracker og en dataglove på deres højre hånd, og SCR fjernbetjening sender på deres venstre hånd. (B) Opsætning af den virtuelle hånd illusion eksperiment. (C) Opsætning af den virtuelle ansigt illusion eksperiment. (D) Et skærmbillede af computerskærmen.Klik her for at se en større version af dette tal.

  1. Virtual Hand Design
    BEMÆRK: Brug Python kommando scripts i kommando vindue i virtual reality software og gemme dem. Sørg for, at den vigtigste kommando script, import- kommandoer modulet scripts og andre kommandoer, der er beskrevet nedenfor, er en del af den samme script-fil. For hele python script og nødvendige filer se vedlagte "Virtual Hand Illusion.zip" fil (NB: zip-filen er en supplerende materiale af manuskriptet og ikke en del af softwarepakken Desuden udelukker de nødvendige plugins til den. dataglove og orientering tracker, og alle andre python moduler anvendes i hele scriptet). For at gennemføre eksperimentet først udpakke indholdet af denne fil til en mappe (f.eks skrivebordet) og dobbeltklik på den "virtuelle hånd illusion_54784_R2_052716_KM.py" fil for at starte eksperimentet. Bemærk, at scriptet erdesignet til at arbejde med det erklærede virtual reality programmeringsmiljø og vil ikke arbejde ved hjælp af andre programmer.
    1. Importer en foruddefineret virtuel hånd model og en præ-skriftlig hånd script-modul (som kan findes i rate-fil af virtual reality-miljø softwarepakke) i virtual reality miljø. Hånden script modulet sporer fingerled gestus og vinkler af dataglove og feeds oplysningerne i den virtuelle hånd model, som gør det muligt at styre bevægelserne af den virtuelle hånd ved at flytte den virkelige hånd iført dataglove.
      1. Manuelt ændre størrelsen og udseendet af den virtuelle hånd om nødvendigt ved at angive dens parametre i scriptet, såsom dens x, y og z skalering til at ændre dens størrelse eller ændre det tilknyttede billede.
      2. For synkroni betingelser, bruger ingen transformation, således at den virtuelle hånd drejer samme måde som den virkelige hånd og ved (ca.) samme tid. For at oprette asynkron, tilføje en forsinkelse på 3 sekunder, så Virtual hånd bevæger sig som den virkelige hånd, men med en mærkbar forsinkelse.
    2. Identificer et egnet foruddefineret orientering tracker plugin i virtual reality-miljø rate fil og importere den i kommandoen scripts. Bemærk at køre kommandoen scripts gør orienteringen tracker modul spore orientering ændringer i den virkelige hånd (leveret af orienteringen tracker deltagerne slid på deres højre håndled), som derefter kan anvendes til at styre orienteringen ændringer i den virtuelle hånd ved at indstille giring, hældning, og roll data for den virtuelle hånd i kommando-vinduet. Kanal data spores af orienteringen tracker direkte ind i den virtuelle hånd model for synkront betingelser, men indsætte en forsinkelse på 3 s for asynkron.
    3. Design de fornødne supplerende virtuelle objekter og deres bevægelse baner, så de bevæger sig til og fra den virtuelle hånd (her, design og import yderligere modeller til en pind, rektangel, bold, og kniv, som skal anvendes under forskellige parts af forsøget; se "Eksperimentelle betingelser"). Manuelt ændre størrelsen, udseende og placering for hvert af disse objekter i kommando script på samme måde som parametrene for den virtuelle hånd er indstillet. Angiv de ønskede bevægelsesbaner anvendelse af de passende kommandoer for at indstille start- og slutposition af bevægelsesbaner for en genstand og den hastighed, hvormed det skal bevæge sig.
    4. Bestem vibrationer styrke og timing af hver vibration stimulator i kommandoen script; enten uden en forsinkelse for synkront forhold (dvs. vibrationer starter præcis, når den virtuelle hånd bliver kontaktet af den anden virtuelle objekt) eller med en forsinkelse på 3 s for asynkron. Alle vibratorer vibrere på samme tid som den virtuelle hånd kommer i berøring med andre virtuelle objekt (eller på det forsinkede tidspunkt). Indstil vibrationer styrke til et medium niveau (dvs. til 0,5 på en skala fra 0-1). Bemærk, at den faktiske styrke af vibrationer afhænger af programming miljø og vibratorer bruges til forsøget, og at et medium niveau af vibrationer i vores eksperiment ikke nødvendigvis svarer til det faktiske styrke vibrationer, når der anvendes forskellige hardware (dvs. vibratorer / dataglove) eller software.
    5. Tilføj en anden del til eksperimentet script, der er identisk med de tidligere trin, bortset fra følgende ændringer:
      1. Erstatte den virtuelle hånd model med en virtuel rektangel af tilsvarende størrelse som den virtuelle hånd (så at realisere udseendet faktor af eksperimentet)
      2. Sørg for, at rotationen af ​​den virkelige hånd som samlet op af orienteringen tracker er oversat til roterende bevægelser af rektanglet.
      3. Sørg for, at åbning og lukning af den virkelige hånd, som opfanges af dataglove oversættes til farveændringer rektanglets hjælp af relevante kommando for at ændre farven på et objekt i din programmering miljø (f.eks præsentere rektangel grønt, når hog er helt lukket, i rødt, når den er helt åben, og lad farven gradvist skifter fra rød til grøn eller grøn til rød som den hånd åbner eller lukker).
  2. forsøgsbetingelser
    1. Kør de otte forsøgsbetingelser (som følge af passage af tre eksperimentelle faktorer synkroni, udseende af den virtuelle effektor, og aktiv / passiv) i en rækkefølge, der enten er lige fordelt på deltagere eller randomiseret.
    2. For hver betingelse, omfatter tre faser i ca. 2 til 3 min hver at inducere den virtuelle hånd illusion og en trussel fase til måling af elektrofysiologiske hud responser (SCR). Den konkrete protokol adskiller sig noget for de otte forhold og er beskrevet nedenfor.
    3. Virtuel hånd / aktiv / synkront
      1. Konfigurere systemet således, at forsinkelsen mellem følgende begivenheder er tæt på nul og ikke mærkbar: (a) de bevægelser og orientering ændringer i den virkelige side og svarering bevægelser og orientering ændringer i den virtuelle hånd i visuo-motor korrelation fase; (B) den tid kontaktpunkter mellem den virtuelle hånd og den yderligere virtuelle objekt på skærmen og de tilsvarende tidspunkter af vibrationer stimulering af den reelle hånd i visuo-taktile fase; og (c) de bevægelser og orientering ændringer i den virkelige hånd og de tilsvarende bevægelser og orientering ændringer i den virtuelle hånd; og den tid kontaktpunkter mellem den virtuelle hånd og den ekstra virtuelle objekt på skærmen og de tilsvarende tidspunkter af vibrationer-induceret stimulering af den virkelige hånd i visuo-motor-taktile fase.
      2. For visuo-motor korrelation fase har deltagerne frit flytte eller rotere deres reelle højre hånd, herunder åbning, lukning, og dreje deres virkelige hånd, og flytter hver finger individuelt. Har deltagerne se de tilsvarende bevægelser af den virtuelle hånd på computerskærmen.
      3. For visuo-taktil stimulation fase har deltagerne holde deres virkelige hånd stadig, mens du ser på skærmen. Præsentere et andet virtuelt objekt på skærmen, såsom en virtuel bold eller pind (som blev skabt i 1.2.3), som bevæger til og fra den virtuelle hånd, der producerer indtryk af rørende og ikke rører den virtuelle hånd.
        1. Ledsage hver kontakt mellem denne ekstra virtuel objekt og den virtuelle hånd ved vibrator aktivitet på dataglove. Har vibratoren stimulere den del af den virkelige hånd, der svarer til den del af den virtuelle hånd, der bliver berørt af den yderligere virtuelle objekt (fx hvis det virtuelle objekt synes at røre håndfladen af den virtuelle hånd, håndfladen af deltagerens virkelige hånd bør stimuleres af vibratoren 16).
      4. For visuo-motor-taktile korrelation fase, har deltagerne flytter den virtuelle hånd ved at flytte deres virkelige hånden for at røre en virtuel vibrerende stick eller lignende (se 1.2.3). Sørg for, at hver kontakt mellem virtuel hånd og virtuel stick / objekt er ledsaget af vibrationer-induceret stimulering af deltagerens reelle hånd som beskrevet i 1.3.3.3.
      5. For truslen fase, har deltagerne holde deres virkelige højre hånd stadig, mens du ser en virtuel kniv eller nål vises på computerskærmen. Gør det virtuelle kniv eller nål gå til og fra den virtuelle hånd. Sørg for, at hver kontakt resulterer i en synlig tilsyneladende "cutting" eller "punktering" af den virtuelle hånd.
        1. Stimulere den del af den virkelige hånd, der svarer til snittet eller punkteret del af den virtuelle hånd ved hjælp af vibratorer af dataglove som beskrevet i 1.3.3.3.
    4. Virtuel hånd / aktiv / asynkron
      1. Kør procedure beskrevet under 1.3.3 efter konfiguration af systemet således, at forsinkelsen mellem de kritiske begivenheder er tre sekunder i stedet for tæt på nul.
      2. Virtuel rektangel / aktiv / synkront
        1. Køre proceduren beskrevet under 1.3.3, men med det virtuelle rektangel i stedet for den virtuelle hånd.
      3. Virtuel rektangel / aktiv / asynkron
        1. Køre proceduren beskrevet under 1.3.4, men med det virtuelle rektangel i stedet for den virtuelle hånd.
      4. Virtuel hånd / passiv / synkront
        1. Kør procedure beskrevet under 1.3.3, men bede deltageren til at holde hans eller hendes virkelige hånd stadig i alle faser.
      5. Virtuel hånd / passiv / asynkron
        1. Kør procedure beskrevet under 1.3.4, men bede deltageren til at holde hans eller hendes virkelige hånd stadig i alle faser.
      6. Virtuel rektangel / passiv / synkront
        1. Kør procedure beskrevet under 1.3.5, men bede deltageren til at holde hans eller hendes virkelige hånd stadig i alle faser.
      7. Virtuel rektangel / passiv / asynkron
        1. Kør procedure beskrevet under 1.3.6, men bede deltageren til at holde hans eller hendes virkelige hånd stadig i alle faser.
    5. Dataindsamling
      1. Saml SCR data ved hjælp af måleudstyr (se Materialer List) og dens software. Optagelsen frekvens er hver 0,1 ms.
      2. Spørg deltageren at udfylde spørgeskemaet måling følelse af ejerskab, agentur, placering og udseende for den pågældende tilstand. Brug enten en papirudgave, hvor hvert spørgsmål (som beskrevet i 1.4.2.1 og 1.4.2.2) er trykt sammen med en Likert-skala (som beskrevet i 1.4.2.3), og som kan udfyldes med en pen; eller bruge et edb-version, hvor hvert spørgsmål vises på skærmen sammen med Likert-skala, og hvor den valgte værdi skalaen kan indtastes.
        1. Medtag et spørgeskema, der minimalt omfatter en eller flere ejerskab spørgsmål 2; bruge følgende fire: <br /> (O1) "Jeg følte, som om hånden på skærmen var min højre hånd eller en del af min krop";
          (O2) "Det virkede, som om det, jeg følte på min højre hånd var forårsaget af berøring af stokken på hånden på skærmen, at jeg var at se";
          (O3) "Jeg havde den følelse, at vibrationer følte jeg på min højre hånd var på samme sted, hvor hånden på skærmen blev rørt af pinden"
          (O4) "Det syntes min højre hånd var i det sted, hvor hånden på skærmen var".
        2. Overvej herunder yderligere spørgsmål vedrørende agentur spørgsmål; bruge følgende:
          (A1) "Jeg følte, jeg kan styre denne virtuelle hånd" (for den aktive tilstand);
          (A1) "Det virkede som om jeg kunne have flyttet hånden på skærmen, hvis jeg havde ønsket at, som om det var adlyder min vilje" (for den passive tilstand); .
          Bemærk, at punkterne i 1.4.2.1 og 1.4.2.2 refererer til hånden tilstand. For rektanglet tilstand, erstatte alle henvisninger til den virtuelle hånd med henvisninger til den virtuelle rektangel.
        3. Brug en Likert-skala 2 for hvert spørgsmål (fx 1-7), således at deltagerne kan score i hvilken grad de enedes om at spørgsmålet; fx bruge en for "meget uenig" og 7 for "meget enig". Sørg hvert spørgsmål vises på skærmen, og kan blive besvaret med tallene 1 til 7, der svarer til de 7 svarmuligheder af Likert-skala; udseende og svarmuligheder er programmeret i forsøget script.

    2. Virtual-face Illusion

    1. Forsøgsopstilling
      1. Velkommen deltageren og indsamle yderligere oplysninger, såsom alder, køn, osv
      2. Etablere en forsøgsopstilling, der omfatter en virtuel virkelighed programmering miljø; et hoved position tracking system, herunder tilsvarende hardware og softwaref "> 17, og et 3-DOF orientering tracker fastgjort til toppen af en hat eller kasket.
        BEMÆRK: Brug af denne forsøgsopstilling, kan deltagerne frit flytte eller rotere deres eget hoved til at styre positionen og orienteringen af ​​den virtuelle ansigt, men de kan ikke kontrollere ansigtsudtryk den virtuelle ansigt
      3. Spørg deltageren til at sidde på stolen 2 meter foran computerskærmen. Se figur 1C og 1D for en illustrationer af forsøgsopstillingen.
      4. Spørg deltageren til at sætte på hætten med vedlagte orientering tracker.
      5. Tilslut position tracking system og orientering tracker til computeren og køre den præ-skrevet kommando script i kommando-vinduet ved at klikke på "run" knappen i virtual reality miljø interface, så den virtuelle virkelighed miljø starter. Overvåg at deltageren følger instruktionerne på computerskærmen foran deltagerne. Venteindtil afsluttes før skriftlig kommando script automatisk.
    2. Virtual Face Design
      BEMÆRK: For hele python script og nødvendige filer se vedlagte "Virtual Face Illusion.zip" fil (NB: zip-filen er en supplerende materiale af manuskriptet og ikke en del af softwarepakken, det omfatter ikke de nødvendige plugins bruges til position og orientering sporing og andre python moduler anvendes i hele scriptet). For at gennemføre eksperimentet, første pakke indholdet af denne fil til en mappe (f.eks skrivebordet) og dobbeltklik på den "virtuelle ansigt illusion_54784_R2_052716_KM.py" fil for at starte eksperimentet. Bemærk, at scriptet er designet til at arbejde med den virtuelle virkelighed programmering miljø præsenteres her, og vil ikke fungere ved hjælp af andre programmer.
      1. Brug et virtuelt ansigt bygning program til at designe virtuelle ansigter med de passende alder, race og køn (svarende tilDeltagerne bliver testet) ved at vælge de bedste montering værdier de tilsvarende skalaer af programmet
      2. Opret to versioner af hver ansigtet, den ene med et neutralt ansigtsudtryk og en med et smil, ved at vælge de tilsvarende værdier på de tilsvarende skalaer i programmet (som varierer udtryk ved at ændre øjet størrelse, krumning af munden og nogle andre ansigt muskler)
      3. For at teste universitetsstuderende, oprette fire 20-årige virtuelle ansigter med den virtuelle ansigt bygning program, en mandlig ansigt med et neutralt ansigtsudtryk, en mandlig ansigt, smiler, en kvindelig ansigt med et neutralt ansigtsudtryk, og en kvindelig ansigt der er smilende
      4. I den virtuelle ansigt byggeprogram eksportere ansigter til 3D VRML-formaterede filer.
      5. Anvendelse af de passende kommandoerne i virtual reality programmering miljø importere de oprettede VRML filer, dvs de virtuelle flader, i virtual reality miljø til brug under eksperimentet. Vary deres størrelse eller skala ved at indstille deres parametre tilsvarende anvendelse af passende kommandoer.
      6. Find den præ-skrevet sporing modul til hovedet position tracking system i afdrag fil af det virtuelle miljø og importere den, som gør det muligt at spore hoved positioner deltager. I scripts, ændre data af hovedet positioner og bestemme tidspunktet for, hvornår hoved positioner omsættes til virtual-face positioner (brug en 0 ms forsinkelse for synkront forhold og en 3 s forsinkelse for asynkron).
      7. Find en foruddefineret orientering tracker plugin i afdrag fil af det virtuelle miljø og importere den i kommandoen scripts. Bemærk at, igen, scriptet tillader indføring tidsmæssige forsinkelser med hensyn til tidspunktet for når orientering ændringer i deltagerens hoved omsættes til orientering ændringer i den virtuelle hoved (anvend 0 ms forsinkelse for synkront betingelser og en 3 s forsinkelse for asynkron ).
      8. Design ekstra virtuel objekter (såsom en virtuel stick) og deres bevægelsestrajektorier, så de bevæger sig til og fra den virtuelle ansigt. Indstil størrelsen af ​​den virtuelle objekt til at svare til størrelsen af ​​en virtuel finger.
      9. Tilslut hardware og gennemføre de gemte kommando scripts, og derefter starte eksperimentet.
    3. forsøgsbetingelser
      1. Køre kommandoen scripts og spore deltagerens hoved stilling ved hjælp af hovedet position tracking system og deltagerens hoved orientering ved hjælp af en 3-DOF orientering tracker fastgjort til en hætte.
      2. Expose deltageren til den virtuelle ansigt i 30 s og instruere deltagerne ikke at flytte. Når ansigtet er forsvundet, har deltagerne reagerer på IOS skalaen (beskrevet under Data Collection) for at vurdere, hvordan han eller hun opfatter forholdet mellem ham eller hende selv og den virtuelle ansigt.
      3. Kør de fire forsøgsbetingelser (beskrevet nedenfor) i en rækkefølge, der er enten lige fordelt på partigere eller randomiseret. Hver betingelse omfatter tre faser i ca. 2 til 3 min hver at inducere den virtuelle ansigt illusion.
      4. Neutral / synkront
        1. Konfigurere systemet således, at forsinkelsen mellem følgende begivenheder er tæt på nul, og ikke mærkbar: (a) bevægelser virkelige hoved og de tilsvarende bevægelser af den virtuelle hovedet i visuo-motor korrelation fase og (b) de tidspunkter kontakt mellem deltagerens reelle hånd og deltagerens reelle kind og mellem det virtuelle objekt og den virtuelle hovedet i visuo-taktile stimulering fase.
        2. For visuo-motor korrelation fase har deltagerne sat på hætten med vedlagte orientering tracker. Bed dem om at holde bevægelige eller roterende deres eget hoved til at styre positionen og orienteringen af ​​den virtuelle ansigt.
        3. For visuo-taktile stimulering fase har deltagerne strække deres højre arm til højre og tilbage gentagne gange, at røre ved deres højre kind, mens watching skærmen. Den touch er kun momentan: Deltagerne røre kinden, give slip og strække deres højre arm til højre, og gentag for varigheden af ​​denne visuo-taktile stimulationer fase.
        4. På skærmen præsentere virtuelle ansigt bliver gentagne gange rørt ved kinden af ​​en virtuel genstand, såsom en virtuel bold. Touch er (eller rettere hånd bevægelse i almindelighed) er synkroniseret med det virtuelle objekt gennem bevægelse system, der kan spore placeringen af en deltagers lem (f.eks hånd) i 3D-rum, som tilladt os at direkte kortlægge deltagerens håndbevægelser på bane af af den virtuelle objekt, hvilket resulterer i en synkroniseret bevægelse af deltagerens reelle hånd bevægelse bane og den virtuelle genstands bevægelse bane. Således når det virtuelle objekt rører den virtuelle avatar, svarer det til deltageren rører deres egen kind.
      5. Neutral / asynkron
        1. Kør procedure debeskrevet under 2.3.4 efter at have konfigureret systemet således, at forsinkelsen mellem de kritiske begivenheder er 3 s i stedet for tæt på nul.
      6. Smilende / synkront
        1. Kør procedure beskrevet under 2.3.4 efter at have konfigureret systemet til at præsentere smilende ansigt i stedet for ansigtet med en neutral udtryk.
      7. Smilende / asynkron
        1. Kør procedure beskrevet under 2.3.6 efter at have konfigureret systemet således, at forsinkelsen mellem de kritiske begivenheder er 3 s i stedet for tæt på nul.
    4. Dataindsamling
      1. Spørg deltageren at udfylde spørgeskemaet måling følelse af ejerskab og agentur for den pågældende tilstand.
        1. Medtag et spørgeskema, der minimalt omfatter en eller flere ejerskab spørgsmål; bruge følgende fire:
          (O1) "Jeg følte ansigtet på skærmen var min egen ansigt";
          (O2) "Det virkede som om jeg varse på min egen refleksion i et spejl ";
          (O3) "Det virkede som om jeg var sensing bevægelser og røre på mit ansigt på det sted, hvor ansigtet på skærmen var";
          (O4) "Det virkede som røre jeg følte på mit ansigt var forårsaget af bolden rører ansigt på skærmen".
        2. Overvej herunder agentur spørgsmål; bruge følgende to:
          (A1) "Det virkede som om de bevægelser, jeg så i ansigtet på skærmen var forårsaget af mine egne bevægelser";
          (A2) "The ansigt på skærmen flyttede ligesom jeg ville have det til, som om det var adlyder min vilje".
      2. Medtag "Inddragelse af andre i Selvet" (IOS) skala 18, som er skabt ved hjælp af en 7-punkts (1-7) Likert skala 2, hvorpå hver score angives at svare til en forskellig grad af selv-anden overlap . Angiv graden af ​​overlapning grafisk gennem overlapningen af ​​to cirkler med en repræsenenting "Selvet" og den anden cirkel "Andet". Karakterisere den laveste score af skalaen med nul-overlap af de to cirkler og den højeste score ved perfekt overlap. Højere ratings repræsenterer således en højere grad af selv-anden overlap.
      3. Eventuelt omfatter Affect Grid 19 at vurdere humør.
        1. Opret en 2-dimensional (valens af ophidselse) Likert-type gitter, hvori en dimension svarer til valensen (fra -4 til at føle ubehagelige til +4 for at føle behagelig) og den anden til ophidselse (i området fra -4 til søvnighed til 4 for følelse stærkt vakt).
        2. Har deltagerne vælger et punkt (f.eks med en pen), der svarer til, hvor behagelig og hvordan vakte de føler i øjeblikket.
          BEMÆRK: Spørgeskemaerne, IOS og Affect Grid vises på skærmen efter hvert af de eksperimentelle faser er afsluttet. Deltagerne anvendes tastaturet til at reagere (identisk med det virtuelle Hand Illusion eksperiment). </ Li>
      4. Eventuelt omfatter alternative anvendelsesmuligheder Task (AUT) 20.
        1. Bed deltagerne om at nævne så mange mulige anvendelser for en fælles husstand element såsom en avis. Opgaven udføres med pen og papir. Har deltagerne til at skrive ned så mange anvendelsesmuligheder for objektet, som de kan i 5 min.
        2. Gentag for et andet objekt (fx en mursten). Score resultaterne senere i henhold til flydende (antal anvendelser), fleksibilitet (antal kategorier af anvendelser), udarbejdelse (hvor mange detaljer eller forklaring, der leveres til brug), og originalitet (hvor unik brug er). Sørg for, at højere score indikerer højere divergent tænkning ydeevne for alle elementer. Brug to forskellige holdrekorder og sikre, at den inter-målscorer korrelationen er høj. Fokus på fleksibilitet score for yderligere analyser, da dette er den mest konsekvente og teoretisk mest gennemskuelige score på opgaven.
        3. Brug AUT som en implicit (og efterspørgselssiden characteristic-gratis) foranstaltning angiver humør, som performance i denne opgave stiger med bedre humør 21.
          BEMÆRK: Hvis AUT skal implementeret ændring scriptet således at den virtuelle ansigt forbliver på skærmen, er synlig for og forbliver under kontrol af deltageren, mens de gør det AUT.

Representative Results

Virtual hånd Illusion

Vi kørte flere eksperimenter ved hjælp af den virtuelle hånd illusion paradigme, at undersøge, hvordan folk repræsentere deres kroppe, i dette tilfælde deres hænder. Antallet af testede deltagere afhang af størrelsen af ​​betingelser, normalt omkring 20 deltagere for hver betingelse. Her giver vi relevante resultater for en af ​​de mest udarbejdet undersøgelser, vi gennemførte i vores laboratorium. Vi vil begrænse vores diskussion til de subjektive data, gennemsnittet af Likert-skala svar på de fire ejerskab spørgsmål (O1-O4) og Likert-skala svar på spørgsmål agenturet (A1).

I denne undersøgelse 8, vi systematisk undersøgt virkningerne af synkroni (synkron vs. asynkron), udseende af den virtuelle effektor (virtuel hånd vs. rektangel), og aktivitet (passiv vs. aktiv) på participants følelse af ejerskab og følelse af agentur (alle forhold blev testet inden deltagere). Resultaterne var de samme for ejerskab og agentur. Som angivet i figur 2, opfattet ejerskab og agentur var stærkere, hvis virkelige og virtuelle hånd bevægede synkront [F (1,43) = 48,35; p <0,001; og F (1,43) = 54,64; p <0,001; for ejerskab og agentur hhv], hvis den virtuelle effektor var en hånd, end hvis det var et rektangel [F (1,43) = 14,85; p <0,001; og F (1,43) = 6,94; p <0,02], og hvis deltageren var aktiv frem for passiv [F (1,43) = 9,32; p <0,005; og F (1,43) = 79,60; p <0,001]. Den synkront effekt kopierer standard virtuelle hånd illusion.

Figur 2
Figur 2: Ejerskab og agentur ratings som funktion af synkront, udseende af den virtuelle effektor, og aktiviteten af den delicipant. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 3
Figur 3: Ejerskab og agentur ratings som funktion af synkroni og aktivitet deltageren. Bemærk, at synkroni effekt er mere udtalt for aktive deltagere. Klik her for at se en større version af dette tal.

Endnu mere interessant, både ejerskab og agentur viste en signifikant vekselvirkning mellem aktivitet og synkront [F (1,43) = 13,68; p = 0,001; og F (1,43) = 23,36; p <0,001; se Figur 3], men ikke mellem udseende og synkront. dette mønstertyder på, at aktiviteten spiller en mere dominerende rolle for ejerskab og illusionen end udseendet betyder, det endda viste, at den illusoriske ejerskab opfattelsen er stærkere i virtuelle end traditionel gummi hånd illusion paradigme. Ifølge Hommel 22, objektiv agentur (dvs. i hvilken grad en ekstern hændelse kan objektivt styres) bidrager til både subjektive ejerskab og subjektive agentur, hvilket forklarer, hvorfor i dette eksperiment, aktiv, synkron kontrol over den virtuelle effektor steget både subjektive ejerskab og subjektiv agentur.

Mens udseende undladt at interagere med synkront, hvilket tyder på, at ejerskabet illusion ikke er afhængig af udseende, gjorde det producere en primær effekt. Dette indikerer, at udseendet ikke har indflydelse på opfattet ejerskab. Det giver mening at antage, at folk har generelle forventninger til, hvad eksterne objekter måske eller måske ikke være en plausible del af deres legeme, som understøtter ejerskab opfattelsen generelt, men ikke moderere effekten af ​​synkroni. Vi konkluderer derfor, at flere kilder af information bidrager til følelsen af ​​subjektive ejerskab: generel topstyrede forventninger og bottom-up synkront information. Forholdet mellem disse to oplysende kilder synes ikke at være interaktiv men kompenserende, så generelle forventninger kan dominere i fravær af synkroni, og vice versa.

Virtual-face Illusion

I en anden undersøgelse undersøgte vi, hvordan folk repræsenterer deres ansigt. Vi var i stand til at replikere den traditionelle enfacement illusion i et virtuelt miljø, som vi kalder den virtuelle ansigt illusion 12. Vi yderligere undersøgt, om folk vedtage stemningen udtrykt af en virtuel ansigt de identificerer sig med. Der var en inden-deltagerfaktor-synkront (synkron vs. asynkron) og en mellem-deltager faktor-ansigtsudtryk (glad vs. neutral). De IOS vurderinger før induktionsfasen blev trukket fra IOS ratings efter induktionsfasen, også Affect Grid ratings før induktionsfasen blev trukket fra de påvirker Grid ratings efter induktionen fase, og disse bedømmelse ændringer blev anvendt som IOS og påvirke grid resultater.

Analysen af ejerskab scores (O1-4), agenturet scorer (A1-2), og IOS skala 18 ændringer alle viste vigtigste virkninger af synkront [F (1,58) = 38.24; p <0,001; F (1,58) = 77,33; p <0,001; og F (1,58) = 43,63; p <0,001; henholdsvis], der viser, at synkroni mellem ens egne hovedbevægelser og flytninger af den virtuelle ansigt øget opfattet ejerskab og agentur, og lettet integrationen af den andens ansigt ind i ens eget selv (se Figur 4). Synkroni også forbedret humør, som angivet ved en synkront virkning på påvirker gitteret 19 ændringer [F (1,58) = 7,99; p <0,01].

Figur 4
Figur 4: Ejerskab og agentur ratings, samt IOS forandringer, som en funktion af synkront. Bemærk, at positive IOS ændringer indebære en forhøjelse af integration af den anden ind i sig selv. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 5
Figur 5: Affect gitter ændringer (positive værdier indebærer positive igangværende påvirke) og fleksibilitet scorer i AUT, som en funktion af synkront og udtryk for den virtuelle ansigt. Bemærk, at interaktionerne mellem synkroni og ekspression drives af mere positivt gående humør og særlig god fleksibilitet ydeevne for kombinationen af ​​synkroni og glad virtuelle ansigt. Klik her for at se en større version af dette tal.

Der var signifikante vigtigste virkninger af ansigtsudtryk på iOS ændringer, påvirker nettet ændrer sig, og fleksibilitet i AUT 20, 21, 23, men vigtigere var, at den påvirker gitter ændringer og fleksibilitet score interageret med synkront [F (1, 58) = 4,40; p <0,05; og F (1,58) = 4,98; p <0,05; henholdsvis]. Som vist i figur 5, rapporterede deltagerne bedre humør og viste mere kreativ adfærd efter enfacing (dvs. synkronly flytter med) et glad ansigt i forhold til de betingelser, hvor de flyttede asynkront med en glad ansigt eller synkront med en neutral ansigt.

F / P / PSE EFF HANDLING 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

Tabel 1: F, P og partiel Eta kvadreret (PES) værdier for virkningerne af spørgeskema punkt ratings, med df = 43. Faktorer er EFF: virtual effektor (virtuel hånd vs. rektangel); ACT: aktivitet (aktiv udforskning vs. passiv stimulering); og SYN: synkroni (synkron vs. asynkron). Kun resultater for betydelige virkninger vises.

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

Tabel 2: Midler (M) og standardfejl (SE) for ratings ejerskab og agenturet i alle otte forhold. H: hånd; R: rektangel; A: aktiv; P: passive; SY: synkron; AS: asynkron.

F / P / PSE Ansigtsudtryk synkront Ansigtsudtryk * Synchrony
Ejerforhold (O1-4) 38,24
<0,001
0,40
Agency (A1-2) 77,33
<0,001
0,57
IOS Ændringer 4,03 43,63
0,049 0.001
0.07 0,43
Affect Grid Valence Ændringer 6,06 7.99 4,40
0,017 0,007 0,041
0.10 0,13 0.07
AUT-Fleksibilitet 5.42 4,98
0,024 0.03
0,09 0,08
AUT-Udtryksevne 7,89
0,007
0.12

Tabel 3: F, P og partiel Eta kvadreret (PES) værdier for relevante afhængige foranstaltninger, med df = 58 for spørgeskema og IOS resultater, og df = 56 til valens dimension påvirker nettet buhd og AUT resultater. Kun resultater for betydelige virkninger vises.

M / SE Neutral-SY Neutral-AS Happy-SY Happy-AS
Ejerforhold (O1-4) 2,88 2,03 3.38 2.36
0,27 0,16 0,23 0,22
Agency (A1-2) 5,90 4,25 6.16 4,08
0,20 0.25 0,13 0,32
IOS Ændringer 0,37 -0,80 1.00 -0,40
0,21 0.25 0,20 0,24
Affect Grid Valence Ændringer -1,07 -1,33 0.60 -1,20
0,42 0,33 0,39 0,31
AUT-Fleksibilitet 5,87 6.07 7,43 6.10
0,31 0,37 0,29 0,39
AUT-Udtryksevne 7,27 8,27 9,73 7,37
0,51 0,68 0,68 0,49

Tabel 4: Midler (M) og standardfejl (SE) for relevante afhængige foranstaltninger i de fire forhold. Neutral: neutral ansigtsudtryk; Glad: happy ansigtsudtryk; SY: synkron; AS: asynkron.

Discussion

I denne artikel beskrev vi to detaljerede protokoller for de virtuelle hånd og virtuel-ansigt illusion paradigmer, hvor vores virtuelle-face undersøgelse var den første til at kopiere den traditionelle strøg-induceret face-ejerskab illusion i virtual reality, sammen med repræsentative resultater fra de to paradigmer.

De signifikante synkront effekter viser, at vi var en succes at inducere illusoriske ejerskab for den virtuelle hånd og den virtuelle ansigt, ligner mere traditionelle illusion paradigmer. At være i stand til at reproducere disse virkninger ved hjælp af virtual reality teknikker har betydelige fordele 11, 24. Virtual reality teknikker frigør forsøgslederen fra den temmelig kunstige og afbrydende strøg procedure og åbner nye muligheder for eksperimentelle manipulationer. For eksempel, morphing virtuelle effektorer tilladt os til systematisk manipulere virkningerne af appearance af den virtuelle hånd og ligheden mellem det virtuelle og deltagerens reelle hånd, eller ansigtsudtryk af den virtuelle ansigt. Virkningen af agentur kan også systematisk udforsket ved at variere graden (f.eks umiddelbarhed), som deltagerne kan styre bevægelserne af den kunstige effektor.

En anden lovende vej for fremtidig virtual reality forskning er første persons perspektiv (1PP) virtual reality erfaringer. 1PP erfaringer kan skabe en enorm følelse af fordybelse og følelse af tilstedeværelse, på en helt anden målestok end en tredje person perspektiv virtual reality oplevelse 25, 26, 27, 28. I 1PP erfaringer kan man virkelig føle sig som en er avatar, er, at man bogstavelig talt med Europa avatar. Dette åbner muligheder for alle former for manipulationer såsom aftagning dele af en persons legeme 28, elongating 29, reskalere kropsdele 30, eller ændring af en persons hud farve 31, 32.

Da de nuværende og mange andre resultater viser, kontrollerende virtuelle begivenheder i en synkron måde øges betydeligt opfattelsen af ​​disse begivenheder, der tilhører ens egen krop. For eksempel, vores resultater fra hånden studiet tyder på, at øjeblikkelig kontrol er en vigtig cue til at skelne mellem selv-producerede og andre produceret hændelser (dvs. personlige agentur) og mellem selv-relaterede og andre hændelser (dvs. krop ejerskab) . Resultaterne præsenteres her og andre steder tyder på, at bottom-up information spiller en afgørende rolle i fremkomsten af fænomenale selv-repræsentation, selv for kropsdele, der ikke er som identitet-relaterede som ens egen krop del 4.

jove_content "> Den mest kritiske del af de beskrevne protokoller er induktion proces, som indfører sammenhænge mellem visuelle, taktile og motor (dvs. proprioceptive) oplysningsskilte disse korrelationer tillader kognitive system at udlede ejerskab og agentur. Da disse korrelationer stole på relative timing af de respektive begivenheder, såsom forsinkelsen mellem deltagerens egne bevægelser og bevægelser kunstige effektor, er det afgørende at holde forsinkelser i behandlingen (især med hensyn til oversættelse af data fra dataglove til bevægelsen af ​​den virtuelle effektor på skærmen) til et minimum. med vores eksperiment setup den maksimale forsinkelse er omkring 40 ms, hvilket er næppe mærkbar og ikke hæmmer opfattelsen af kausalitet og agentur. Shimada, Fukuda, og Hiraki 33 har foreslået, at den kritiske tidsvindue for forekomsten af ​​multisensoriske integrationsprocesser der udgør selvstændige organ repræsentation er 300 ms,hvilket betyder, at længere forsinkelser kan reducere opfattelsen af ​​kontrol over virtuelle begivenheder.

Et andet vigtigt aspekt af protokollen er stram eksperimentel kontrol over deltagerens hånd eller ansigt bevægelser, afhængigt af paradigme. Under induktion, aktive bevægelser af den respektive faktor er afgørende, da de krævede intersensory korrelationer afhænge af aktiv eksplorative bevægelser på siden af ​​deltageren. Det er derfor vigtigt at tilskynde deltagerne til at bevæge sig ofte og til at engagere sig i aktiv udforskning. I andre faser af eksperiment, kan bevægelser forringe dog målingen. For eksempel i den virtuelle hånd illusion paradigme, bevæger venstre (hvorfra SCR blev registreret) sandsynligvis gøre målinger af SCR niveau støjende og upålidelig.

En begrænsning af den virtuelle hånd illusion paradigme teknik er, at af praktiske grunde, deltagerne almindeligvis bære en dataglove og orientering tracker under hele eksperimentet (så at minimere distraktion). Det kan ikke være behageligt, hvilket igen kan påvirke stemningen eller motivation for deltageren. En mulig løsning for dette problem ville være at bruge lysere udstyr eller skræddersyede wearables. En anden begrænsning i vort aktuelle virtuelle ansigt illusion paradigme teknik er, at udstyret kun registrerer hoved bevægelser, men ingen ændringer i ansigtsudtryk. Muligt for deltagerne at kontrollere ansigtsudtryk af en virtuel ansigt vil kunne bidrage til ejerskab illusioner, men dette ville kræve hardware og software, der giver pålidelig detektering og kategorisering af ansigtsudtryk hos mennesker-som vi endnu ikke har til rådighed i vores laboratorium. Brugen af ​​for eksempel real-time (facial) motion capture forsyningsvirksomheder ville være til stor gavn i at overvinde disse begrænsninger og vil give os mulighed for at øge følelsen af ​​agentur og ejerskab af avatarer til betydeligt højere niveauer.

Som foreslået afresultaterne fra vores undersøgelse 8, folk overveje forskellige informationskilder og opdatere deres krop repræsentation kontinuerligt. De synes at bruge bottom-up oplysninger og top-down information på en kompenserende måde, i den forstand, at en kilde til information spiller en større rolle i fravær af den anden-ligner det, der er antaget til følelsen af agenturet 34. Det giver interessante muligheder for fremtidig forskning, som det for eksempel viser, at ejerskab kan opfattes selv for kunstige effektorer i akavede arbejdsstillinger, forudsat en tilstrækkelig grad af overfladen lighed, eller omvendt (dvs. hvis den kunstige effektor perfekt flugter med den virkelige effektor men adskiller sig fra det i form af overflade funktioner). De foreliggende resultater tyder også på, at grænserne mellem sig selv og andre er temmelig plastik, så træk af en anden person eller agent kan opfattes som en funktion i sig selv, forudsat en vis grad af synchrony mellem ens egen adfærd, og at den anden 35, 36.

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.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Tsakiris, M., Schütz-Bosbach, S., Gallagher, S. On agency and body-ownership: Phenomenological and neurocognitive reflections. Conscious. Cogn. 16, (3), 645-660 (2007).
  2. Botvinick, M., Cohen, J. Rubber hands 'feel' touch that eyes see. Nature. 391, (6669), 756-756 (1998).
  3. Armel, K. C., Ramachandran, V. S. Projecting sensations to external objects: Evidence from skin conductance response. Proc. R. Soc. B. 270, (1523), 1499-1506 (2003).
  4. Tsakiris, M. My body in the brain: A neurocognitive model of body-ownership. Neuropsychologia. 48, (3), 703-712 (2010).
  5. Kalckert, A., Ehrsson, H. H. Moving a rubber hand that feels like your own: Dissociation of ownership and agency. Front. Hum. Neurosci. 6, (40), (2012).
  6. Kalckert, A., Ehrsson, H. H. The spatial distance rule in the moving and classical rubber hand illusions. Conscious. Cogn. 30C, 118-132 (2014).
  7. Ma, K., Hommel, B. Body-ownership for actively operated non-corporeal objects. Conscious. Cogn. 36, 75-86 (2015).
  8. Ma, K., Hommel, B. The role of agency for perceived ownership in the virtual hand illusion. Conscious. Cogn. 36, 277-288 (2015).
  9. Slater, M., Perez-Marcos, D., Ehrsson, H. H., Sanchez-Vives, M. V. Towards a digital body: The virtual arm illusion. Front. Hum. Neurosci. 2, (6), (2008).
  10. Sanchez-Vives, M. V., Spanlang, B., Frisoli, A., Bergamasco, M., Slater, M. Virtual hand illusion induced by visuomotor correlations. PLOS ONE. 5, (4), e10381 (2010).
  11. Spanlang, B., et al. How to build an embodiment lab: Achieving body representation illusions in virtual reality. Front. Robot. AI. 1, 1-22 (2014).
  12. Tsakiris, M. Looking for myself: Current multisensory input alters self-face recognition. PLOS ONE. 3, (12), e4040 (2008).
  13. Sforza, A., Bufalari, I., Haggard, P., Aglioti, S. M. My face in yours: Visuo-tactile facial stimulation influences sense of identity. Soc. Neurosci. 5, 148-162 (2010).
  14. Bufalari, I., Porciello, G., Sperduti, M., Minio-Paluello, I. Self-identification with another person's face: the time relevant role of multimodal brain areas in the enfacement illusion. J. Neurophysiol. 113, (7), 1959-1962 (2015).
  15. Ma, K., Sellaro, R., Lippelt, D. P., Hommel, B. Mood migration: How enfacing a smile makes you happier. Cognition. 151, 52-62 (2016).
  16. Ma, K., Hommel, B. The virtual-hand illusion: Effects of impact and threat on perceived ownership and affective resonance. Front. Psychol. 4, (604), (2013).
  17. Suma, E. A., et al. Adapting user interfaces for gestural interaction with the flexible action and articulated skeleton toolkit. Comput. Graph. 37, (3), 193-201 (2013).
  18. Aron, A., Aron, E. N., Smollan, D. Inclusion of Other in the Self Scale and the structure of interpersonal closeness. J. Pers. Soc. Psychol. 63, (4), 596 (1992).
  19. Russell, J. A., Weiss, A., Mendelsohn, G. A. Affect grid: a single-item scale of pleasure and arousal. J. Pers. Soc. Psychol. 57, (3), 493-502 (1989).
  20. Guilford, J. P. The nature of human intelligence. McGraw- Hill. New York, NY. (1967).
  21. Ashby, F. G., Isen, A. M., Turken, A. U. A neuropsychological theory of positive affect and its influence on cognition. Psychol. Rev. 106, (3), 529-550 (1999).
  22. Hommel, B. 34;Action control and the sense of agency". The sense of agency. Haggard, P., Eitam, B. Oxford University Press. New York. 307-326 (2015).
  23. Akbari Chermahini, S., Hommel, B. The (b)link between creativity and dopamine: Spontaneous eye blink rates predict and dissociate divergent and convergent thinking. Cognition. 115, (3), 458-465 (2010).
  24. Sanchez-Vives, M. V., Slater, M. From presence to consciousness through virtual reality. Nat. Rev. Neurosci. 6, (4), 332-339 (2005).
  25. Slater, M., Spanlang, B., Sanchez-Vives, M. V., Blanke, O. First person experience of body transfer in virtual reality. PLOS ONE. 5, (5), (2010).
  26. Maselli, A., Slater, M. The building blocks of the full body ownership illusion. Front. Hum. Neurosci. 7, (83), (2013).
  27. Pavone, E. F., et al. Embodying others in immersive virtual reality: Electro cortical signatures of monitoring the errors in the actions of an avatar seen from a first-person perspective. J. Neurosci. 26, (2), 268-276 (2016).
  28. Tieri, G., Tidoni, E., Pavone, E. F., Aglioti, S. M. Body visual discontinuity affects feeling of ownership and skin conductance responses. Sci. Rep. 5, (17139), (2015).
  29. Kilteni, K., Normand, J., Sanchez-Vives, M. V., Slater, M. Extending body space in immersive virtual reality: A long arm illusion. PLOS ONE. 7, (7), (2012).
  30. Banakou, D., Groten, R., Slater, M. Illusory ownership of a virtual child body causes overestimation of object sizes and implicit attitude changes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110, (31), 12846-12851 (2013).
  31. Martini, M., Perez-Marcos, D., Sanchez-Vives, M. V. What color is my arm? Changes in skin color of an embodied virtual arm modulates pain threshold. Front. Hum. Neurosci. 7, (438), (2013).
  32. Peck, T. C., Seinfeld, S., Aglioti, S. M., Slater, M. Putting yourself in the skin of a black avatar reduces implicit racial bias. Consc. Cogn. 22, (3), 779-787 (2013).
  33. Shimada, S., Fukuda, K., Hiraki, K. Rubber hand illusion under delayed visual feedback. PLOS ONE. 4, (7), (2009).
  34. Synofzik, M., Vosgerau, G., Newen, A. Beyond the comparator model: A multifactorial two-step account of agency. Conscious. Cogn. 17, (1), 219-239 (2008).
  35. Hommel, B., Müsseler, J., Aschersleben, G., Prinz, W. The theory of event coding (TEC): A framework for perception and action planning. Behav. Brain. Sci. 24, (5), 849-878 (2001).
  36. Hommel, B. Action control according to TEC (theory of event coding). Psychol. Res. 73, (4), 512-526 (2009).
Oprettelse Virtual-hånd og Virtual-ansigt Illusions at undersøge Self-repræsentation
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter