Login processing...

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

Behavior

Het creëren van virtuele hand en Virtual-face Illusions aan Self-representatie onderzoeken

doi: 10.3791/54784 Published: March 1, 2017

Summary

Hier beschrijven we virtuele hand en virtuele-face illusie paradigma's die kunnen worden gebruikt om het lichaam in verband zelfbeeld / -representatie bestuderen. Ze zijn al gebruikt in diverse studies aan te tonen dat, onder bepaalde voorwaarden, kan een virtuele hand of gezicht in iemands lichaam vertegenwoordiging worden opgenomen, wat suggereert dat het lichaam voorstellingen zijn nogal flexibel.

Abstract

Studies onderzoeken hoe mensen zichzelf en hun eigen lichaam te vertegenwoordigen vaak gebruik van varianten van "ownership illusies", zoals de traditionele rubber hand illusie of de meer recent ontdekte enfacement illusie. Echter, deze voorbeelden vereisen nogal kunstmatig experimentele opstellingen, waarbij de kunstmatige effector moet worden streelde synchroon met de deelnemers 'echte hand of face-een situatie waarin de deelnemers hebben geen controle over de strelen of de bewegingen van hun echte of kunstmatige effector . Hier beschrijven we een techniek om het eigendom illusies te vestigen in een opstelling die is realistischer, meer intuïtief, en vermoedelijk een hogere ecologische validiteit. Het maakt het maken van de virtuele hand illusie door het hebben van de deelnemers de controle van de bewegingen van een virtuele kant gepresenteerd op een scherm of in de virtuele ruimte voor hen. Als de virtuele kant beweegt synchroon met de eigen echte hand van de deelnemers, hebben ze de neiging om te zien thij virtueel de hand als onderdeel van hun eigen lichaam. De techniek maakt ook de virtuele-face illusie doordat deelnemers controleren de bewegingen van een virtuele gezicht voor hen, opnieuw met het effect dat ze de neiging om het gezicht zien als hun eigen als het beweegt synchroon met hun ware gezicht. Het bestuderen van de omstandigheden die illusies van deze soort kan worden gecreëerd, verhoogd of verlaagd geeft belangrijke informatie over hoe mensen maken en voorstellingen van zich te handhaven.

Introduction

Volgens westerse filosofie, het menselijke zelf bestaat uit twee aspecten 1: Voor een, we ons eigen lichaam en onze activiteiten waar te nemen in het hier en nu, dat een fenomenale zelfrepresentatie creëert (ook wel de minimale zelf). Voor een ander, creëren we meer duurzame voorstellingen van onszelf door het opslaan van informatie over onze persoonlijke geschiedenis, het integreren van nieuwe informatie in de opkomende zelfbeeld, en presenteren ons om onze sociale omgeving daarvan, wat neerkomt op het creëren van een zogeheten narratieve zelf. De minimale of fenomenale zelf is gesteld om uit twee bronnen van informatie. Een daarvan is top-down informatie over langduriger aspecten van ons lichaam, zoals informatie over de effectoren we eigenaar of de vorm van ons gezicht. De andere is bottom-up informatie van zelfperceptie in de huidige situatie.

Onderzoeken van de laatste werden strongly geïnspireerd door een slimme studie van Botvinick en Cohen 2. Deze auteurs gepresenteerd proefpersonen met een rubberen de hand liggend voor hen, in de buurt van een van hun echte handen, die echter werd het zicht onttrokken. Wanneer de echte hand en de rubberen kant werden streelde synchroon, om zo te intermodale synchrone ingang te creëren, de deelnemers de neiging om de rubberen kant zien als onderdeel van hun eigen lichaam-de rubberen hand illusie. Nader onderzoek wees uit dat gepercipieerde eigendom ging zelfs zo ver dat de deelnemers zou beginnen te zweten en proberen om hun echte hand te trekken wanneer de rubberen kant werd aangevallen door een mes of anderszins "gekwetst" 3.

Terwijl Botvinick en Cohen hun bevindingen hebben uitgelegd dat de zelfperceptie vloeit voort uit de verwerking van bottom-up informatie te tonen, hebben andere auteurs betoogd dat de rubberen hand illusie voortvloeit uit de wisselwerking tussen intermodale Synchrony van input, een bottom-up bron van informatie, en opgeslagen representaties van de eigen handen, een top-down bron van informatie 4. Het idee is dat de prikkel synchroniteit wekt de indruk dat de echte en de rubberen kant zijn één en hetzelfde, en gezien het feit dat de rubberen kant ziet eruit als een echte hand, deze indruk wordt beschouwd als de werkelijkheid.

Later onderzoek van Kalckert en Ehrsson 5 voegde een visueel-motor component aan de rubber kant paradigma, die het mogelijk maakt voor het onderzoek van beide waargenomen ownership (de indruk dat de kunstmatige effector behoort tot het eigen lichaam) en ervaren agentschap (de indruk dat men producerende waargenomen bewegingen zichzelf). De deelnemers waren in staat om de wijsvinger van de rubberen hand op en neer te bewegen door het bewegen van hun eigen wijsvinger en de synchroniteit tussen echt en rubber de hand vingerbewegingen, de wijze van beweging (passieve vs. actieve modus), en de posig van het rubber de hand (onlogisch vs. congruent met betrekking tot de hand van de deelnemer) werden gemanipuleerd. De bevindingen werden genomen om steun te verlenen aan het idee dat agentschap en eigendom zijn functioneel verschillende cognitieve verschijnselen: terwijl de synchroniteit van de beweging opgeheven beide gevoel van eigenaarschap en agency, de wijze van beweging alleen getroffen bureau en congruentie van de rubberen positie van de hand had een effect op alleen ownership. De laatste twee resultaat werden herhaald in een follow-up studie waarin de afstand tussen de echte en rubberen hand in het verticale vlak gevarieerd 6: ownership voor de rubberen kant af als zijn positie in toenemende mate de deelnemer echte hand mismatch. Echter, het agentschap werd niet beïnvloed door misplaatsingen van de rubberen hand in alle omstandigheden.

Echter, recent onderzoek met behulp van virtual reality-technieken, die de deelnemer met actieve controle over de kunstmatige effector bieden, suggereert dat de rol van de top-downdeel en het onderscheid tussen eigendom en agentschap kan zijn overschat 7, 8. Deze technieken zijn de rubberen kant vervangen door een virtueel de hand voorgelegd aan de deelnemers op een scherm in de voorkant van hen of door middel van virtual-reality bril 9. Deelnemers dragen vaak een datahandschoen dat de bewegingen van de deelnemer echte hand vertaalt zich in de bewegingen van de virtuele kant, ofwel synchroon of asynchroon (bijvoorbeeld met een merkbare vertraging). Vergelijkbaar met de rubberen hand illusie, simultane vertaling sterk vergroot beeld van de deelnemer de virtuele kant wordt een deel van zijn lichaam 10.

Gebruikmakend virtual reality-technieken om de rubber hand illusie heeft verscheidene voordelen zowel de traditionele rubber hand paradigma en de combinatie van de rubber hand paradigma met visueel-motorisch components 11. Moving ene hand en het zien van een effector bewegen synchroon met het creëert een veel natuurlijker situatie dan geconfronteerd met een rubberen hand en wordt gestreeld door een experimentator. Bovendien is het virtuele manipulatie biedt de onderzoeker met veel experimentele flexibiliteit en meer controle over de relatie tussen perceptuele waarnemen en moving real hand en een waarneming van de gebeurtenis door de kunstmatige effector. In het bijzonder het gebruik van virtuele technieken vergemakkelijkt de manipulatie van factoren die waarschijnlijk waargenomen ownership en agency van invloed zijn. Zo kan de vorm van de virtuele kant veel gemakkelijker en sneller dan de vorm van een rubber met de hand worden gewijzigd, en de bewegingen van de virtuele kant kan, van welke aard zijn en bijvoorbeeld te betrekken biologisch onmogelijk bewegingen. Onder andere dingen, dit vergemakkelijkt het verkennen van de grenzen van de illusie, zoals de kunstmatige effector niet hoeft te kijken als een hand, maar kan replac zijned door enige vorm van statische of dynamische evenement. Van zowel praktisch als theoretisch belang, een virtuele effector is misschien wel veel meer meeslepende en voelt een stuk reëler dan een rubberen hand, die waarschijnlijk de noodzaak te reduceren tot top-down interpretaties beroepen te voelen van de huidige situatie te maken.

Eigendom illusies zijn echter niet beperkt tot handen. Tsakiris 12 als eerste het strelen techniek om de indruk van deelnemers die een statische gezicht in een beeld dat voor hen is hun eigen. Sforza et al. 13 zijn ook aanwijzingen gevonden voor dit fenomeen, waarnaar ze verwijzen als enfacement: deelnemers opgenomen gelaatstrekken van een partner als hun eigen en het gezicht van hun partner synchroon werden aangeraakt. De neurale mechanisme dat de enfacement illusie is onlangs onderzocht door diverse onderzoekers; voor een uitgebreide toelichting en interpretation van de bevindingen zien Bufalari et al. 14. We hebben sinds kort de reguliere enfacement illusie ontwerp in een virtual-reality versie (de virtuele-face illusie), waarin de deelnemers zijn het besturen van de bewegingen van een virtuele gezicht voor hen door het bewegen van hun hoofd 15.

Hier beschrijven we twee experimenten die vroeger de virtuele hand illusie 7 en de virtuele-face illusie 15 paradigma's, respectievelijk, zelfrepresentatie te onderzoeken. De virtuele hand-experiment bestond uit drie, volledig doorkruist experimentele factoren: (a) de synchroniciteit tussen (vilt) real-hand en (gezien) virtual-effector bewegingen, die ofwel in de buurt van nul tot ownership en agency of drie seconden als induceren controle conditie; (B) het uiterlijk van de virtuele effector, neergehaald ofwel als een menselijke hand of als een rechthoek (zodat het effect van echte virtuele eff testenEctor gelijkenis over de eigendom illusie); en (c) de mogelijkheid om het gedrag van de virtuele effector, die ofwel onbestaand in een passieve toestand of direct in een actieve toestand was regelen. De virtuele-face experiment bestond uit twee volledig gekruiste experimentele factoren: (a) de synchroniciteit tussen real-gezicht en virtual-face bewegingen, die ofwel in de buurt van nul tot ownership en agency of drie seconden als een controle conditie te induceren was; en (b) de gezichtsuitdrukking van de virtuele gezicht, die ofwel neutraal of met een glimlach was, om te testen of positieve stemming van de stemming van de deelnemer zou tillen en zijn of haar prestaties in een mood-gevoelige creativiteit taak te verbeteren.

Protocol

Alle studies voldeden aan de ethische normen van de verklaring van Helsinki en de protocollen werden goedgekeurd door de Universiteit Leiden Human onderzoek ethische commissie. Elke voorwaarde getest ongeveer 20 deelnemers.

1. Virtual hand Illusion

  1. Experimentele opstelling
    1. Welkom van de deelnemer en het verzamelen van aanvullende informatie, zoals leeftijd, geslacht, enz.
    2. Opzetten van een experimentele opstelling die een virtual reality programmeeromgeving omvat; een rechtshandige datahandschoen zes programmeerbare trillingen stimulatoren bevestigd aan het midden van de palm en de buitenzijde van de mediale (tweede) phalanges van elk van de vijf vingers (zie Materialen List); een 3-Degrees of Freedom (DOF) oriëntatie tracker; SCR (huidgeleiding reactie) meetapparatuur; een zwarte doos (diepte: 50 cm, hoogte: 24 cm, breedte: 38 cm) met een computerscherm liggen op de top horizontaal (dient om de virtual reality enviro presenterenoverschrijdende aanpak); en een cape aan de hand van de deelnemer te dekken.
    3. Vraag de deelnemer om de datahandschoen op zijn of haar rechterhand en de oriëntatie tracker op de rechter pols te zetten. Bevestig een SCR afstandsbediening zender met een riem aan de linkerpols. Zet de SCR elektroden aan de mediale (tweede) vingerkootjes van de index en middelste vingers van de linkerhand (zie figuur 1 A en B voor een illustratie van de setup).
    4. Seat de deelnemer in de voorkant van het bureau waarop de doos met het computerscherm op de top wordt geplaatst. Vraag de deelnemer om zijn of haar rechterhand in de doos langs de diepte as gezet, omdat het te beschermen tegen hun visie.
    5. Zet een cape over de rechterschouder van de deelnemer en hebben betrekking op de ruimte tussen scherm en deelnemer. Vraag de deelnemer om zijn of haar linkerhand rusten op een leeg deel van het bureau.
    6. Sluit de kabels van datahandschoen en oriëntatie tracker op de computer en start de virtuele realiteit programmering environment. Voer het vooraf geschreven commando script in het commando venster door te klikken op de "run" knop in de virtual reality milieu-interface, zodat de virtual reality omgeving begint. Toezien dat de deelnemer volgt de instructies op het scherm aan de voorkant van de deelnemers. Wacht tot de vooraf geschreven commando script automatisch afgesloten.

Figuur 1
Figuur 1: (A) De deelnemers droegen een oriëntatie tracker en een datahandschoen op hun rechterhand, en SCR remote zender aan hun linkerhand. (B) Instellingen van de virtuele hand illusie experiment. (C) Instellingen van de virtuele-face illusie experiment. (D) Een screenshot van het computerscherm.Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.

  1. Virtual Hand Ontwerp
    OPMERKING: Gebruik Python commando scripts in het commando venster van de virtual reality-software en sla ze op. Zorg ervoor dat de belangrijkste opdracht script, de import-commando's, de module scripts en andere commando's hieronder beschreven maken deel uit van hetzelfde script bestand. Voor de volledige Python-script en de benodigde bestanden zie de bijgevoegde "Virtual Hand Illusion.zip" file (NB: het zip-bestand is een aanvullend materiaal van het manuscript en niet een deel van het softwarepakket Bovendien sluit de benodigde plugins voor het. datahandschoen en oriëntatie tracker en andere python modules gebruikt in het script). Om het experiment uit te voeren eerste uitpakken de inhoud van dit bestand naar een map (bijvoorbeeld het bureaublad) en dubbelklik vervolgens op de "virtuele hand illusion_54784_R2_052716_KM.py" bestand om het experiment te starten. Merk op dat het scriptontworpen om te werken met de genoemde virtual reality programmeeromgeving en zal niet werken met behulp van andere programma's.
    1. Importeer een pre-en-klare virtuele handmodel en een vooraf geschreven met de hand script module (die kan worden gevonden in de aflevering dossier van de virtual-reality-omgeving softwarepakket) in de virtual reality omgeving. De hand script module houdt de vinger gezamenlijke gebaar en de hoeken van de datahandschoen en voedt de informatie in de virtuele kant model, die het mogelijk maakt het besturen van de bewegingen van de virtuele kant door het bewegen van de echte hand dragen van de datahandschoen.
      1. Handmatig de grootte en het uiterlijk van de virtuele kant indien nodig wijzigen door de parameters in het script, zoals de x, y en z scaling om zijn grootte te veranderen of wijzigen van de in kaart gebrachte afbeelding.
      2. Voor synchroon omstandigheden use geen verandering, zodat de virtuele kant beweegt net als de echte hand en op (ongeveer) hetzelfde moment. Asynchronie te maken, voeg een vertraging van 3 s, zodat de virtual de hand beweegt als de echte hand, maar met een merkbare vertraging.
    2. Identificeer een geschikte pre-made oriëntatie tracker plugin in de virtual-reality-omgeving aflevering-bestand en importeren in de opdracht scripts. Merk op dat het uitvoeren van de opdracht scripts maakt de oriëntatie tracker module de oriëntatie veranderingen van de echte hand (verstrekt door de oriëntatie tracker deelnemers dragen op hun rechter pols), die vervolgens kan worden gebruikt om de oriëntatie veranderingen van de virtuele kant regelen door het instellen van de te volgen yaw, pitch en roll gegevens van de virtuele hand in het commando venster. Kanaal de gegevens bijgehouden door de oriëntatie tracker direct in de virtuele hand-model voor de synchroniteit omstandigheden, maar plaatst een vertraging van 3 s voor asynchronie.
    3. Het ontwerp van de vereiste bijkomende virtuele objecten en hun beweging trajecten, zodat ze verhuizen van en naar de virtuele kant (hier, het ontwerp en de invoer extra modellen voor een stok, rechthoek, bal, en mes, om te worden gebruikt tijdens de verschillende parts van het experiment; zie "experimentele condities"). Handmatig de grootte, uiterlijk en positie van elk van deze objecten in het opdrachtscript op dezelfde wijze als de parameters voor de virtuele kant ingesteld. Stel de gewenste beweging trajecten met de juiste commando's om de begin- en eindpositie van de beweging trajecten voor een object en de snelheid waarmee het moet bewegen stellen.
    4. Bepaal de vibratie kracht en timing van elke trilling stimulator in de opdracht script; hetzij zonder vertraging synchroniteit zijn uitgevoerd (trillingen begint precies wanneer de virtuele kant wordt benaderd door de andere virtuele object) of met een vertraging van 3 s voor asynchronie. Alle vibrators trillen op hetzelfde moment als de virtuele hand aangeraakt door de andere virtuele object (of de vertraagde tijdstip). Stel de vibratie kracht om een gemiddeld niveau (dat wil zeggen tot 0,5 op een schaal van 0-1). Het werkelijk sterkte van de trilling afhankelijk van de programming milieu en vibrators voor het experiment gebruikt en dat een gemiddeld niveau van trilling in ons experiment niet noodzakelijk overeen met de sterkte van de trilling bij verschillende hardware (bijvoorbeeld vibrators / datahandschoen) of software wordt gebruikt.
    5. Voeg een tweede deel aan de experimentscript die identiek is aan de voorafgaande stappen met uitzondering van de volgende wijzigingen:
      1. Vervang de virtuele kant model met een virtuele rechthoek van een vergelijkbare grootte als de virtuele kant (dus om het uiterlijk factor van het experiment te realiseren)
      2. Zorg ervoor dat de rotatie van de echte hand zoals opgevangen door de oriëntatie tracker wordt omgezet in roterende beweging van de rechthoek.
      3. Zorg ervoor dat het openen en sluiten van de echte hand zoals opgevangen door de datahandschoen wordt vertaald naar kleurveranderingen van de rechthoek met de juiste commando voor het veranderen van de kleur van een object in programmeeromgeving (bijvoorbeeld geven de rechthoek groen als de hen is volledig gesloten, in rood wanneer het volledig wordt geopend en laat de kleur geleidelijk verandert van rood naar groen of groen naar rood als de kant opent of sluit).
  2. Experimentele voorwaarden
    1. Run de acht experimentele omstandigheden (als gevolg van het overschrijden van de drie experimentele factoren synchroon uiterlijk van de virtuele effector en actief / passief) in een volgorde die is gebalanceerd over deelnemers of gerandomiseerd.
    2. Voor elke voorwaarde, omvatten drie fasen van 2 tot 3 minuten elk om de virtuele hand illusie en een bedreiging fase elektrofysiologische huidreacties meten (SCR) induceren. De concrete protocol verschilt enigszins voor de acht voorwaarden wordt hieronder beschreven.
    3. Virtuele hand / actief / synchroon
      1. Configureer het systeem zodanig dat de vertraging tussen de volgende gebeurtenissen dichtbij nul en niet merkbaar: (a) de ontwikkeling en veranderingen in de echte hand oriëntatie en de overeenkomstigeing bewegingen en veranderingen van de virtuele hand in de visueel-motor correlatie fase geaardheid; (B) de tijdstippen van contact tussen de virtuele hand en de extra virtuele object op het scherm en de bijbehorende tijdstippen van trillingen geïnduceerde stimulatie van de echte hand in de visueel-tactiele fase; en (c) de veranderingen wat de echte hand oriëntatie en de overeenkomstige veranderingen wat van de virtuele kant oriëntatie; en de tijdstippen van contact tussen de hand en de virtuele extra virtueel object op het scherm en de overeenkomstige tijdstippen van vibratie-geïnduceerde stimulatie van de echte hand van de visueel-motorisch tactiele fase.
      2. Voor de visueel-motor correlatie fase, hebben de deelnemers zich vrij te bewegen of draaien hun echte rechterhand, met inbegrip van het openen, sluiten en te draaien hun echte hand, en elke vinger te bewegen afzonderlijk. Hebben de deelnemers kijken naar de bijbehorende bewegingen van de virtuele hand op het computerscherm.
      3. Voor de visuo-tactiele stimulatie fase, hebben de deelnemers houden hun echte hand nog steeds tijdens het kijken naar het scherm. Presenteer een ander virtueel object op het scherm, zoals een virtuele bal of stok (die werd opgericht in 1.2.3), die verhuist naar en uit de virtuele kant, het produceren van de indruk van het aanraken en de virtuele kant niet te raken.
        1. Begeleiden elk contact tussen deze extra virtueel object en de virtuele hand door de vibrator activiteit op de datahandschoen. De vibrator stimuleren dat een deel van de echte hand die overeenkomt met het deel van het virtuele hand die wordt geraakt door de extra virtueel object (bijvoorbeeld wanneer het virtuele object lijkt de palm van de virtuele hand de palm van de deelnemer raken echte hand moet worden gestimuleerd door de vibrator 16).
      4. Voor de visueel-motor-tactiele correlatie fase, hebben de deelnemers verplaatsen de virtuele kant door het bewegen van hun echte hand om een ​​virtuele vibrerende st rakenick of iets dergelijks (zie 1.2.3). Zorg ervoor dat elk contact tussen de virtuele hand en virtuele stick / object wordt vergezeld door trillingen geïnduceerde stimulatie van de deelnemer echte hand, zoals beschreven in 1.3.3.3.
      5. Voor de dreiging fase, hebben de deelnemers houden hun echte rechterhand nog steeds tijdens het kijken naar een virtuele mes of een naald op het computerscherm. Maak de virtuele mes of de naald naar en uit de virtuele kant. Zorg ervoor dat elk contact resulteert in een zichtbaar schijnbare "snijden" of "prikken" van de virtuele kant.
        1. Stimuleren dat deel van de echte hand die overeenkomt met de digd deel van de virtuele kant met de vibrators van de datahandschoen zoals beschreven in 1.3.3.3.
    4. Virtuele hand / actief / asynchrony
      1. Run de procedure van 1.3.3 beschreven na het configureren van het systeem zodanig dat de vertraging tussen de kritische gebeurtenissen drie seconden in plaats van bijna nul.
      2. Virtual rechthoek / actief / synchroon
        1. Voer de procedure onder 1.3.3, maar met de virtuele rechthoek in plaats van de virtuele kant beschreven.
      3. Virtual rechthoek / actief / asynchrony
        1. Voer de procedure onder 1.3.4, maar met de virtuele rechthoek in plaats van de virtuele kant beschreven.
      4. Virtuele hand / passief / synchroon
        1. Voer de procedure onder 1.3.3 beschreven, maar vragen de deelnemer om zijn of haar echte hand nog steeds in alle fasen te houden.
      5. Virtuele hand / passief / asynchrony
        1. Voer de procedure onder 1.3.4 beschreven, maar vragen de deelnemer om zijn of haar echte hand nog steeds in alle fasen te houden.
      6. Virtual rechthoek / passief / synchroon
        1. Voer de procedure onder 1.3.5 beschreven, maar vragen de deelnemer om zijn of haar echte hand nog steeds in alle fasen te houden.
      7. Virtual rechthoek / passief / asynchrony
        1. Voer de procedure onder 1.3.6 beschreven, maar vragen de deelnemer om zijn of haar echte hand nog steeds in alle fasen te houden.
    5. data Collection
      1. Verzamel SCR gegevens met behulp van de meetapparatuur (zie Materials List) en de bijbehorende software. De opname frequentie is elke 0,1 ms.
      2. Vraag de deelnemer de vragenlijst meet gevoel van eigenaarschap, agentschap, de locatie en uitstraling voor de respectievelijke aandoening in te vullen. Gebruik een papieren versie, waarbij elke vraag (zoals beschreven in 1.4.2.1 en 1.4.2.2) wordt gedrukt, alsmede een Likertschaal (zoals beschreven in 1.4.2.3), en die gevuld kan worden met een pen; of een geautomatiseerde versie, waarbij elke vraag op het scherm wordt weergegeven, samen met de Likertschaal, en waarbij de gekozen schaalwaarde worden ingetypt.
        1. Zijn een vragenlijst die minimaal één of meer bezit vragen 2; gebruik maken van de volgende vier: <br /> (O1) "Ik voelde me alsof de hand op het scherm waren mijn rechterhand of een deel van mijn lichaam";
          (O2) "Het leek alsof wat ik voelden aan mijn rechterhand werd veroorzaakt door de aanraking van de stok op de hand op het scherm dat ik zag";
          (O3): "Ik had het gevoel dat de trillingen voelde ik aan mijn rechterhand was op dezelfde plaats waar de hand op het scherm werd aangeraakt door de stick";
          (O4) "Het leek mijn rechterhand was in de plaats waar de hand op het scherm was".
        2. Overweeg verdere vragen met betrekking tot agency vragen; gebruik het volgende:
          (A1) "Ik voelde dat ik kan deze virtuele handbediening" (voor de actieve aandoening);
          (A1) "Het leek alsof ik de kant konden worden verplaatst op het scherm als ik had gewild, alsof het mijn wil werden gehoorzamen" (voor de passieve toestand); .
          Merk op dat de in 1.4.2.1 en 1.4.2.2 vermelde punten verwijzen naar de kant staat. Voor de rechthoek staat, vervangen alle verwijzingen naar de virtuele kant verwijzingen naar de virtuele rechthoek.
        3. Gebruik een Likert-schaal 2 voor elke vraag (bijvoorbeeld 1-7), zodat de deelnemers de mate waarin zij zijn overeengekomen om de vraag te kunnen scoren; bv gebruiken 1 voor "helemaal niet akkoord" en 7 voor "zeer mee eens". Zorg ervoor dat elke vraag verschijnt op het scherm en kan worden gereageerd met de nummers 1-7 corresponderen met de 7 antwoordopties van de Likert-schaal; uiterlijk en antwoordopties worden geprogrammeerd op experimentscript.

    2. Virtual-face Illusion

    1. Experimentele opstelling
      1. Welkom van de deelnemer en het verzamelen van aanvullende informatie, zoals leeftijd, geslacht, enz.
      2. Opzetten van een experimentele opstelling die een virtual reality programmeeromgeving omvat; een positie head tracking systeem, met inbegrip van bijbehorende hardware en softwaref "> 17, en een 3-DOF oriëntatie tracker aan de bovenkant van een hoed of baseball cap.
        LET OP: Het gebruik van deze experimentele opstelling, kunnen de deelnemers zich vrij bewegen of draaien hun hoofd om de positie en oriëntatie van het virtuele gezicht controle, maar ze kunnen geen controle over de gezichtsuitdrukkingen van de virtuele gezicht
      3. Vraag de deelnemer op de stoel te gaan zitten 2 meter in de voorkant van het computerscherm. Zie figuur 1C en 1D voor illustraties van de experimentele opstelling.
      4. Vraag de deelnemer op de dop met de bijgevoegde oriëntatie tracker te zetten.
      5. Sluit positie tracking systeem en oriëntatie tracker op de computer en laat de vooraf geschreven commando script in het commando venster door te klikken op de "run" knop in de virtual reality milieu-interface, zodat de virtual reality omgeving begint. Toezien dat de deelnemer volgt de instructies op het scherm aan de voorkant van de deelnemers. Wachttotdat de vooraf geschreven commando script stopt automatisch.
    2. Virtual Ontwerp van het Gezicht
      LET OP: Voor de volledige Python-script en de benodigde bestanden zie de bijgevoegde "Virtual Gezicht Illusion.zip" file (NB: het zip-bestand is een aanvullend materiaal van het manuscript en niet een deel van het softwarepakket, het omvat niet de vereiste plugins voor positie en oriëntatie tracking en andere python modules gebruikt in het script). Om het experiment uit te voeren, eerst uitpakken de inhoud van dit bestand naar een map (bijvoorbeeld het bureaublad) en dubbelklik vervolgens op de "virtuele-face illusion_54784_R2_052716_KM.py" bestand om het experiment te starten. Merk op dat het script is ontworpen om te werken met de virtual reality programmeeromgeving hier gepresenteerd en zal niet werken met behulp van andere programma's.
      1. Gebruik een virtuele gezicht bouwprogramma virtuele vlakken te ontwerpen met het geschikte leeftijd, ras, en geslachten (overeenkomend metde deelnemers getest) door het selecteren van de best passende waarden op de overeenkomstige schalen van het programma
      2. Maak twee versies van elk gezicht, één met een neutrale gezichtsuitdrukking en één met een glimlach, door het selecteren van de overeenkomstige waarden op de bijbehorende schalen van het programma (die uitingen varieert door het veranderen van eye grootte, kromming van de mond en een aantal andere gezichtsspieren)
      3. Voor het testen van universiteitsstudenten, maken vier 20-jarige virtuele gezichten met de virtuele gezicht bouwprogramma, een mannelijk gezicht met een neutrale gezichtsuitdrukking, een mannelijk gezicht dat lacht, een vrouwelijk gezicht met een neutrale gezichtsuitdrukking, en een vrouwelijk gezicht dat glimlacht
      4. In de virtuele gezicht bouwprogramma exporteren de gezichten naar 3D VRML-geformatteerde bestanden.
      5. Met de juiste commando's van de virtual reality programmeeromgeving dan het gemaakte VRML-bestanden, namelijk de virtuele vlakken, in de virtual reality omgeving voor gebruik tijdens het experiment. Vary hun omvang of schaal door het instellen van de parameters dienovereenkomstig met de juiste commando's.
      6. Vind de pre-geschreven-tracking module voor de positie van het hoofd-tracking-systeem in de aflevering dossier van de virtuele omgeving en deze importeren, waardoor het bijhouden van het hoofd posities van de deelnemer. In de scripts, wijzigt u de gegevens van het hoofd posities en bepaal het tijdstip wanneer het hoofd posities worden vertaald in virtuele-face posities (gebruik een 0 ms vertraging synchroniteit omstandigheden en een 3 s vertraging asynchronie).
      7. Zoek een pre-made oriëntatie tracker plugin in de aflevering dossier van de virtuele omgeving en deze importeren in de opdracht scripts. Merk op dat, opnieuw, het script laat inbrengen tijdelijke vertraging met betrekking tot het tijdstip wanneer veranderingen van het hoofd van de deelnemer oriëntatie worden vertaald in oriëntatie veranderingen van de virtuele kop (gebruik een 0 ms vertraging synchroniteit condities en een 3 s vertraging asynchrony ).
      8. Ontwerp extra virtueel objecten (zoals een virtuele stick) en hun beweging trajecten, zodat ze naar en uit de virtuele gezicht. De grootte van de virtuele object vergelijkbaar met de grootte van een virtuele vinger zijn.
      9. Sluit de hardware en de uitvoering van de opgeslagen opdracht scripts en start het experiment.
    3. Experimentele voorwaarden
      1. Voer het opdrachtscripts en volgen de deelnemer hoofdpositie via de hoofdpositie volgsysteem en de deelnemer hoofd richting door een 3-DOF oriëntatie tracker bevestigd aan een kap.
      2. Expose de deelnemer aan de virtuele gezicht gedurende 30 s en instrueren de deelnemers niet te bewegen. Zodra het gezicht is verdwenen, moeten de deelnemers reageren op de IOS-schaal (onder Data Collection beschreven) om te bepalen hoe hij of zij ziet de relatie tussen hem- of haarzelf en de virtuele gezicht.
      3. Voer de vier experimentele condities (hieronder beschreven) in een volgorde die ofwel evenwichtiger gespreid over de partinemers of gerandomiseerd. Elke voorwaarde omvat drie fasen van 2 tot 3 minuten elk om de virtuele-face illusie opwekken.
      4. Neutraal / synchroon
        1. Configureer het systeem zodanig dat de vertraging tussen de volgende gebeurtenissen dichtbij nul en niet merkbaar: (a) de ontwikkeling van de reële kop en de overeenkomstige bewegingen van de virtuele hoofd in de visueel-motorisch correlatie fase en (b) de tijdstippen van contact tussen de deelnemer echte hand en echte wang van de deelnemer en tussen de virtuele object en de virtuele hoofd in de visueel-tactiele stimulatie fase.
        2. Voor de visueel-motor correlatie fase, hebben de deelnemers die op de dop met de bijgevoegde oriëntatie tracker. Vraag hen te blijven bewegen of draaien hun hoofd om de positie en oriëntatie van de virtuele gezicht regelen.
        3. Voor de visueel-tactiele stimulatie fase, hebben de deelnemers strekken hun rechterarm naar rechts en terug herhaaldelijk om hun rechterwang te raken, terwijl wabek ijk het scherm. Het touch alleen kortstondig: deelnemers raken de wang, los te laten en strekken hun rechterarm naar rechts, en herhaal voor de duur van deze visueel-tactiele stimulatie fase.
        4. Op het scherm presenteren de virtuele gezicht herhaaldelijk aangeraakt op de wang van een virtuele object, zoals een virtuele bal. De aanraking is (of liever handbeweging in het algemeen) wordt gesynchroniseerd met de virtuele object door het bewegingssysteem dat de locatie van de ledematen van een deelnemer (bv hand) in 3D-ruimte, wat ons toeliet om direct in kaart van de deelnemer handbewegingen op te kunnen volgen het traject van de van het virtuele object, wat resulteert in een gesynchroniseerde beweging van de deelnemer echte hand bewegingstraject en beweging van het virtuele object bal. Dus wanneer het virtuele object de virtuele avatar raakt, komt dit overeen met de deelnemer raken hun wangen.
      5. Neutraal / asynchrony
        1. Voer de procedure debeschreven onder 2.3.4 na het stelsel is geconfigureerd dat de vertraging tussen de kritische gebeurtenissen 3 s in plaats van bijna nul.
      6. Lachende / synchroon
        1. Voer de procedure onder 2.3.4 beschreven nadat het systeem aan de lachende gezicht in plaats van het gezicht te presenteren met een neutrale uitdrukking te hebben geconfigureerd.
      7. Lachende / asynchrony
        1. Voer de procedure onder 2.3.6 beschreven nadat het systeem heeft geconfigureerd dat de vertraging tussen de kritische gebeurtenissen is 3 s in plaats van dicht bij nul.
    4. data Collection
      1. Vraag de deelnemer de vragenlijst meet gevoel van eigenaarschap en agentschap voor de betreffende voorwaarde in te vullen.
        1. Onder andere een vragenlijst die minimaal één of meer eigendom vragen; gebruik maken van de volgende vier:
          (O1) "Ik voelde me als het gezicht op het scherm was mijn eigen gezicht";
          (O2) "Het leek alsof ik wasnaar mijn eigen reflectie in een spiegel ";
          (O3) "Het leek alsof ik was de bewegingen en de druk op mijn gezicht in de plaats waar het gezicht op het scherm was sensing";
          (O4): "Het leek alsof de aanraking voelde ik me op mijn gezicht werd veroorzaakt door de bal aanraken van het gezicht op het scherm".
        2. Overweeg agentschap vragen; gebruik maken van de volgende twee:
          (A1) "Het lijkt alsof de bewegingen die ik zag op het gezicht op het scherm werd veroorzaakt door mijn eigen bewegingen";
          (A2) "Het gezicht op het scherm verplaatst, net als ik wilde dat het, alsof het mijn wil gehoorzaamde".
      2. Neem de 'opname van andere in het Zelf' (IOS) schaal 18, die wordt gemaakt met behulp van een 7-punts (1-7) Likertschaal 2 waarop elke score wordt aangegeven overeen te komen met een verschillende mate van zelf-ander overlap . Geef de mate van overlap grafisch door de overlap van twee cirkels met één Representing het 'zelf' en de andere cirkel de "andere". Kenmerkend zijn voor de laagste score van de schaal van nul-overlap van de twee cirkels en de hoogste score door perfect overlapping. Grotere waarden vertegenwoordigen dus een hogere mate van zelf-overlappen.
      3. Optioneel zijn de Affect Grid 19 om de stemming te beoordelen.
        1. Een 2-dimensionale (valentie bij arousal) Likert-soort raster, waarbij één dimensie overeenkomt met valentie (van -4 tot onaangenaam gevoel aan 4 voor het voelen aangenaam) en de andere opwinding (van -4 voor slaperigheid tot 4 voor het gevoel erg opgewonden).
        2. Hebben de deelnemers kiezen voor een punt (bijvoorbeeld met een pen) die overeenkomt met hoe prettig en hoe opgewonden ze op dit moment voelen.
          LET OP: De vragenlijsten, IOS en Affect Grid verschijnen op het scherm na elk van de experimentele fase is voltooid. Deelnemers gebruikt het toetsenbord (identiek aan de Virtual Hand illusie experiment) inhaken. </ Li>
      4. Optioneel zijn de alternatieve toepassingen Task (AUT) 20.
        1. Vraag de deelnemers om de lijst zo veel mogelijke toepassingen voor een gemeenschappelijk huishoudelijk voorwerp, zoals een krant. De taak wordt uitgevoerd met pen en papier. Hebben de deelnemers om op te schrijven als vele toepassingen voor het object als ze kunnen in 5 min.
        2. Herhaal dit voor een ander object (bijvoorbeeld een baksteen). Score de resultaten later op basis van fluency (aantal toepassingen), flexibiliteit (aantal categorieën van gebruik), uitwerking (hoeveel detail of verklaring die is voorzien voor het gebruik) en originaliteit (hoe uniek het gebruik is). Zorg ervoor dat hogere scores geven hogere divergent denken prestaties voor alle items. Gebruik twee verschillende scorers en ervoor zorgen dat de inter-scorer correlatie is hoog. Focus op de flexibiliteit score voor verdere analyses, want dit is de meest consistente en theoretisch meest transparante score van de taak.
        3. Gebruik de AUT als een impliciete (en de vraag-characteristic-gratis) maatregel met vermelding van de stemming, zoals prestaties in deze taak neemt toe met beter humeur 21.
          OPMERKING: Als de AUT is geïmplementeerd verandering het script zodanig dat de virtuele gezicht op het scherm blijft, is zichtbaar en blijft onder controle van de deelnemer, terwijl ze aan het doen zijn de AUT.

Representative Results

Virtual hand Illusion

We liepen een aantal experimenten met de virtuele hand illusie paradigma, om te onderzoeken hoe mensen vertegenwoordigen hun lichaam, in dit geval hun handen. Het aantal geteste deelnemers afhankelijk van het aantal voorwaarden, meestal rond de 20 deelnemers voor elke conditie. Hier hebben we relevante resultaten voor een van de meest uitgewerkte studies voerden we in ons laboratorium. We zullen onze discussie beperken tot de persoonlijke gegevens, het gemiddelde van de Likert-schaal antwoorden op de vier vragen ownership (O1-O4) en de Likert-schaal respons op het agentschap vraag (A1).

In deze studie 8, we systematisch onderzoek gedaan naar de effecten van synchroon (synchroon versus asynchroon), het uiterlijk van de virtuele effector (virtual de hand vs. rechthoek), en de activiteit (passief versus actief) op de particmers 'sense of ownership en het gevoel van agency (alle condities werden getest binnen deelnemers). De resultaten waren hetzelfde voor ownership en agency. Zoals aangegeven in figuur 2, gezien ownership en agency waren sterker als echte en virtuele hand bewoog synchroon [F (1,43) = 48,35; p <0,001; en F (1,43) = 54,64; p <0,001; voor ownership en agency, respectievelijk], als de virtuele effector was een hand dan wanneer het een rechthoek [F (1,43) = 14.85; p <0,001; en F (1,43) = 6,94; p <0,02] en als de deelnemer actief was dan passieve [F (1,43) = 9,32; p <0,005; en F (1,43) = 79,60; p <0,001]. De synchroon effect een replica van de standaard virtuele hand illusie.

Figuur 2
Figuur 2: Eigendom en ratings als functie van synchroon uiterlijk van de virtuele effector, en de activiteit van het deelicipant. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 3
Figuur 3: Eigendom en ratings als een functie van synchroniteit en de activiteit van de deelnemer. Merk op dat de synchronie effect is meer uitgesproken voor actieve deelnemers. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Nog meer interessant, zowel ownership en agency vertoonden een significante interactie tussen activiteit en synchroon [F (1,43) = 13.68; p = 0,001; en F (1,43) = 23.36; p <0,001; zie figuur 3], maar niet tussen uiterlijk en synchroon. dit patroonsuggereert dat de activiteit speelt een dominante rol voor de eigendom en de illusie dan uiterlijk heeft, is zelfs gebleken dat het illusoire eigendom perceptie is sterker in virtuele dan de traditionele rubber de hand illusie paradigma. Volgens Hommel 22, objectieve agency (dat wil zeggen, de mate waarin een externe gebeurtenis objectief kan worden geregeld) draagt bij aan zowel subjectieve eigendom en subjectief agentschap, dat verklaart waarom in dit experiment, actief, synchrone controle over de virtuele effector toegenomen zowel subjectieve ownership en subjectieve agentschap.

Terwijl verschijning niet interageren met synchroniteit, wat suggereert dat de eigendom illusie is niet afhankelijk van het uiterlijk, heeft het een belangrijke effect. Dit geeft aan dat het uiterlijk heeft wel een impact op gepercipieerde eigendom. Het is logisch om te veronderstellen dat mensen algemene verwachtingen over wat externe objecten al dan niet een plausible deel van hun lichaam, dat eigendom perceptie ondersteunt in het algemeen, maar niet het effect van synchroon matigen. We concluderen dan ook dat meerdere bronnen van informatie bijdragen aan het gevoel van subjectieve ownership: algemene top-down verwachtingen en bottom-up synchroon informatie. De relatie tussen deze twee informatieve bronnen lijkt niet interactief maar compenserend zijn, opdat algemeen vertrouwen kan domineren in afwezigheid van synchroniteit en vice versa.

Virtual-face Illusion

In een andere studie hebben we onderzocht hoe mensen hun gezicht te vertegenwoordigen. We konden de traditionele enfacement illusie repliceren in een virtuele omgeving die wij noemen de virtuele-face illusie 12. We verder onderzocht of mensen de stemming door een virtuele gezicht ze zich identificeren met geuit vast te stellen. Er was een binnen-deelnemerfactor-synchroon (synchroon versus asynchroon) en een tussen-deelnemer factor-gezichtsuitdrukking (gelukkig vs. neutraal). De IOS beoordelingen voor de inductiefase werden afgetrokken van de IOS ratings na de inductiefase, ook de invloed Grid ratings voor de inductiefase werden afgetrokken van de invloed Grid ratings na de inductiefase en deze classificatie veranderingen werden als IOS en beïnvloeden raster resultaten.

De analyse van de eigendom scores (O1-4), het agentschap scores (A1-2), en de IOS schaal 18 veranderingen vertoonden alle belangrijke effecten van synchroon [F (1,58) = 38,24; p <0,001; F (1,58) = 77.33; p <0,001; en F (1,58) = 43,63; p <0,001; respectievelijk], waaruit blijkt dat synchroniciteit tussen de eigen hoofdbewegingen en de bewegingen van de virtuele gezicht verhoogde gepercipieerde eigendom en agency, en vergemakkelijkt de integratie van de ander gezicht in het eigen zelf (zie Figuur 4). Synchroniteit verbeterd stemming, zoals aangegeven door een synchroon effect op de invloed rooster 19 veranderingen [F (1,58) = 7,99; p <0,01].

figuur 4
Figuur 4: Eigendom en ratings, evenals IOS veranderingen als functie van synchronie. Merk op dat positieve IOS veranderingen betekenen een toename van de integratie van de andere in zijn zelf. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 5
Figuur 5: Invloed raster veranderingen (positieve waarden betekenen opgaande beïnvloeden) en flexibiliteit scores in de AUT, als functie van synchroniteit en de expressie van de virtuele gezicht. Merk op dat de interactie tussen synchroon en expressie worden aangedreven door meer opgaande stemming en bijzonder goede flexibiliteit prestaties voor de combinatie van synchroon en gelukkig virtuele gezicht. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Er waren significante belangrijkste effecten van de gezichtsuitdrukking op IOS veranderingen van invloed zijn net verandert, en de flexibiliteit in de AUT 20, 21, 23 maar nog belangrijker was het feit dat de invloed op de wijzigingen net en de flexibiliteit score interactie met synchroon [F (1, 58) = 4,40; p <0,05; en F (1,58) = 4,98; p <0,05; respectievelijk]. Zoals getoond in figuur 5, deelnemers rapporteerde verbeterde stemming en toonde creatiever gaat gedragen enfacing (dwz synchronely bewegen met) een blij gezicht ten opzichte van de omstandigheden waarin zij asynchroon bewogen een gelukkig gezicht of synchroon met een neutraal gezicht.

F / P / PSE EFF HANDELEN 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 en Partial Eta kwadraat (PES) waarden voor de effecten van de vragenlijst punt ratings, met df = 43. factoren zijn EFF: virtual effector (virtual de hand vs. rechthoek); ACT: activiteit (actieve exploratie versus passieve stimulatie); en SYN: synchroon (synchroon versus asynchroon). Alleen resultaten voor significante effecten worden getoond.

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: Middel (M) en standaard fouten (SE) voor de eigendom en ratings in alle acht omstandigheden. H: hand; R: rechthoek; A: actief; P: passief; SY: synchrone; AS: asynchrone.

F / P / PSE Gezichtsuitdrukking Synchrony Gezichtsuitdrukking * Synchrony
Ownership (O1-4) 38.24
<0,001
0.40
Agency (A1-2) 77.33
<0,001
0.57
IOS Wijzigingen 4.03 43.63
0,049 0.001
0.07 0.43
Affect Grid Valence Wijzigingen 6.06 7.99 4.40
0.017 0,007 0,041
0.10 0.13 0.07
AUT-Flexibiliteit 5.42 4.98
0,024 0.03
0.09 0.08
AUT-Fluency 7.89
0,007
0.12

Tabel 3: F, P en Partial Eta kwadraat (PES) waarden voor de betrokken afhankelijke maatregelen, met df = 58 voor de vragenlijst en IOS resultaten, en df = 56 voor de valentie dimensie van de invloed rooster mood en AUT resultaten. Alleen resultaten voor significante effecten worden getoond.

M / SE Neutraal-SY Neutraal-AS Happy-SY Happy-AS
Ownership (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 Wijzigingen 0.37 -0,80 1.00 -0,40
0.21 0.25 0.20 0.24
Affect Grid Valence Wijzigingen -1,07 -1.33 0.60 -1,20
0.42 0.33 0.39 0.31
AUT-Flexibiliteit 5.87 6.07 7.43 6.10
0.31 0.37 0.29 0.39
AUT-Fluency 7.27 8.27 9.73 7.37
0.51 0.68 0.68 0.49

Tabel 4: Middel (M) en standaard fouten (SE) voor de betrokken afhankelijke maatregelen in de vier voorwaarden. Neutraal: neutrale gezichtsuitdrukking; Gelukkig: happy gezichtsuitdrukking; SY: synchrone; AS: asynchrone.

Discussion

In dit artikel beschrijven we twee gedetailleerde protocollen voor de virtuele hand en virtuele-face illusie paradigma's, waarin onze virtuele-face studie was de eerste die de traditionele strelen geïnduceerde face-ownership illusie in virtual reality te repliceren, samen met representatieve resultaten uit beide paradigma.

De significante synchroniteit effecten geven aan dat we succesvol zijn bij het induceren illusoir bezit voor de virtuele hand en de virtuele gezicht lijkt op traditionele illusie paradigma. Het kunnen deze effecten reproduceren door middel van virtual reality technieken aanzienlijke voordelen 11, 24. Virtual reality-technieken zijn het vrijmaken van de onderzoeker van de nogal kunstmatige en stuitende strelen procedure en opent nieuwe mogelijkheden voor experimentele manipulaties. Bijvoorbeeld, morphing virtuele effectoren liet ons toe om systematisch te manipuleren van de impact van de appearance van de virtuele hand en de gelijkenis tussen de virtuele en de deelnemer echte hand, of de gezichtsuitdrukking van de virtuele gezicht. De impact van bureau kan ook systematisch worden onderzocht door het variëren van de mate (bijvoorbeeld directheid) waarop de deelnemers kunnen de bewegingen van de kunstmatige effector te controleren.

Een andere veelbelovende avenue voor toekomstige virtual reality onderzoek zijn first person perspectief (1PP) virtual reality ervaringen. 1PP ervaringen kan een enorm gevoel van immersie en het gevoel te creëren van de aanwezigheid, op een heel andere schaal dan een derde persoon perspectief virtual reality ervaring 25, 26, 27, 28. In 1PP ervaart men kan echt het gevoel dat de ene is de avatar, is dat men letterlijk volgens de avatar. Dit biedt mogelijkheden voor allerlei handelingen, bijvoorbeeld het losmaken delen van een body persoon 28, verlengen 29, herschalen lichaamsdelen 30, of het wijzigen van iemands huidskleur 31, 32.

Aangezien de huidige en vele andere bevindingen tonen, het regelen van virtuele evenementen in een synchrone manier sterk vergroot de beleving van deze gebeurtenissen behoren tot het eigen lichaam. Bijvoorbeeld, onze bevindingen uit de hand studie suggereren dat directe controle is een belangrijk richtsnoer voor het onderscheid tussen eigen productie en andere geproduceerde evenementen (dwz persoonlijke agency) en tussen self-gerelateerde en andere gerelateerde gebeurtenissen (dat wil zeggen, het lichaam ownership) . De bevindingen hier en elders gepresenteerd suggereren dat bottom-up informatie speelt een beslissende rol in de opkomst van de fenomenale zelfrepresentatie, zelfs voor lichaamsdelen die niet zo identiteit-verwante als het eigen lichaam deel 4.

jove_content "> De meest kritische deel van de beschreven protocollen is de inductie proces, dat correlaties tussen visuele, tactiele en motorische introduceert (dat wil zeggen, proprioceptief) informatie-deze correlaties maakt het cognitieve systeem om de eigendom en agentschap te leiden. Aangezien deze correlaties rekenen op de relatieve timing van de respectievelijke gebeurtenissen, zoals de vertraging tussen eigen bewegingen van de deelnemer en de bewegingen van de kunstmatige effector, is het cruciaal om verwerkingsvertragingen te houden (vooral met betrekking tot de translatie van data van de datahandschoen om de beweging van de virtuele effector op het scherm) tot een minimum beperkt. met ons experiment instellen van de maximale vertraging is ongeveer 40 ms, dat is nauwelijks merkbaar is en niet de perceptie van causaliteit en agentschap hinderen. Shimada, Fukuda, en Hiraki 33 hebben gesuggereerd dat de kritieke tijdvenster voor het voorkomen van multi integratie processen die het eigen lichaam representatie is 300 ms,wat betekent dat meer vertragingen worden verwacht om de perceptie van controle over de virtuele events te verminderen.

Een ander belangrijk aspect van het protocol is strak experimentele controle over de deelnemer hand of gezicht bewegingen, afhankelijk van het paradigma. Tijdens inductie actieve bewegingen van de respectieve factor essentieel, omdat de vereiste intersensory correlaties op actieve verkennend bewegingen aan de kant van de deelnemer. Het is dus belangrijk om de deelnemers aan te moedigen om regelmatig te bewegen en om deel te nemen in actieve verkenning. In andere stadia van het experiment, kan de meting bewegingen echter beïnvloeden. Bijvoorbeeld, in de virtuele hand illusie paradigma, bewegen de linkerhand (waarvan SCR is opgenomen) waarschijnlijk metingen van de SCR niveau luidruchtig en onbetrouwbaar maken.

Een beperking van de virtuele hand illusie paradigma techniek is dat, om praktische redenen, deelnemers gewoonlijk draag een datahandschoen en oriëntatie tracker gedurende het gehele experiment (bij wijze van afleiding te minimaliseren). Dit kan niet comfortabel, hetgeen op zijn beurt de populariteit of motivatie van de deelnemer kan beïnvloeden. Een mogelijke oplossing voor dit probleem zou het gebruik van lichtere materialen of maat wearables zijn. Een andere beperking van onze huidige virtuele-face illusie paradigma techniek is dat de apparatuur registreert alleen hoofdbewegingen, maar geen veranderingen in de gezichtsuitdrukking. Zodat de deelnemers aan de gezichtsuitdrukkingen van een virtueel gezicht controle kan bijdragen aan de eigendom illusies, maar dit zou hardware en software die betrouwbare detectie en de indeling van gezichtsuitdrukkingen in de mens-die we nog niet beschikbaar hebben in ons lab biedt vereisen. Het gebruik van bijvoorbeeld real-time (gezichts) motion capture nutsbedrijven zou van groot nut zijn bij het overwinnen van deze beperkingen en zou ons in staat om gevoel van agency en de eigendom van avatars op een beduidend hoger niveau te verhogen.

Zoals voorgesteld doorde bevindingen uit onze studie 8, mensen beschouwen verschillende bronnen van informatie en voortdurend actualiseren van hun lichaam representatie. Ze lijken bottom-up informatie en top-down informatie in compenserende manier, in die zin dat een informatiebron een grotere rol in afwezigheid van de andere vergelijkbaar met wat is aangenomen bij de zin van bureau 34 speelt. Dit biedt interessante mogelijkheden voor toekomstig onderzoek, zoals bijvoorbeeld blijkt dat eigendom ook voor kunstmatige effectoren in ongemakkelijke houdingen kan worden gezien, een voldoende mate van oppervlak soortgelijkheid of omgekeerd (dat wil zeggen, indien gebruik wordt gemaakt effector perfect uitgelijnd met de echte effector maar verschilt van het in termen van oppervlakte-eigenschappen). De beschikbare bevindingen suggereren ook dat de grenzen tussen zichzelf en anderen zijn vrij plastic, zodat de kenmerken van een andere persoon of een middel als een eigenschap van zichzelf waar te nemen, op voorwaarde dat een zekere mate van synchrony tussen het eigen gedrag en dat van de andere 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).
Het creëren van virtuele hand en Virtual-face Illusions aan Self-representatie onderzoeken
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