Login processing...

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

Behavior

Opprette Virtual hånd og Virtual-ansikt Illusions å etterforske selvrepresentasjon

doi: 10.3791/54784 Published: March 1, 2017

Summary

Her beskriver vi virtuell hånd og virtuelle ansikt illusjon paradigmer som kan brukes til å studere kroppsrelaterte selvoppfatning / -representation. De har allerede blitt brukt i ulike studier for å vise at, under visse betingelser, kan en virtuell hånd eller ansikt innlemmes i ens kropp representasjon, noe som tyder på at kroppens representasjoner er ganske fleksibel.

Abstract

Studier som undersøker hvordan mennesker representerer seg selv og sin egen kropp ofte bruker varianter av "eierskap illusjoner", som den tradisjonelle gummi hånd illusjon eller flere nylig oppdaget enfacement illusjon. Men disse eksemplene krever heller kunstige forsøksoppsett, der den kunstige effektor trenger å bli klappet synkront med deltakernes ekte hånd eller ansikt-en situasjon der deltakerne ikke har kontroll over stryke eller bevegelsene til ekte eller kunstig effektor . Her beskriver vi en teknikk for å etablere eierskap illusjoner i et oppsett som er mer realistisk, mer intuitiv, og antagelig høyere økologisk validitet. Den lar skape en virtuell hånd illusjon av at deltakerne kontrollere bevegelsene til en virtuell hånd som presenteres på en skjerm eller i virtuelle rom foran dem. Hvis den virtuelle hånden beveger seg synkront med deltakernes egen fast hånd, har de en tendens til å oppfatte than virtuell hånd som en del av sin egen kropp. Teknikken skaper også den virtuelle ansikt illusjon av at deltakerne kontrollere bevegelsene til en virtuell ansikt foran dem, igjen med den virkning at de har en tendens til å oppfatte ansiktet som sine egne hvis den beveger seg synkront med sitt virkelige ansikt. Studerer omstendighetene som illusjoner av denne typen kan opprettes, økt eller redusert gir viktig informasjon om hvordan mennesker skaper og opprettholde representasjoner av seg selv.

Introduction

Ifølge vestlig filosofi, det menneskelige selvet består av to aspekter 1: For en, oppfatter vi vår egen kropp og våre aktiviteter i her og nå, noe som skaper en fenomenal selvrepresentasjon (ofte kalt minimal selv). For en annen, skaper vi mer varige representasjoner av oss selv ved å lagre informasjon om vår personlige historie, integrere ny informasjon i det voksende selvbilde, og presentere oss til vårt sosiale miljø tilsvarende, som beløper seg til etableringen av et såkalt narrativ selv. Den minimale eller fenomenale selv har blitt hevdet å komme fra to kilder til informasjon. En er top-down informasjon om mer langvarige aspekter av vår kropp, for eksempel informasjon om effekt vi eier eller formen på ansiktet vårt. Den andre er bottom-up informasjon fra selvoppfatning i dagens situasjon.

Undersøkelser av sistnevnte ble strongly inspirert av en smart studie av Botvinick og Cohen to. Disse forfatterne present menneskelige deltakere med en gummi hånd lå foran dem, i nærheten av en av sine virkelige hender, som imidlertid ble skjult. Når den virkelige hånden og gummi hånden ble strøket synkront, så å lage intermodal synkron inngang, deltakerne hadde en tendens til å oppfatte gummi hånd som en del av sin egen kropp-gummi-hånd illusjon. Videre studier viste at opplevd eierskap gikk så langt at deltakerne skulle begynne å svette og prøver å trekke sine ekte hånd når gummi hånden ble angrepet av en kniv eller på annen måte være "vondt" 3.

Mens Botvinick og Cohen har tolket sine funn å vise at selvoppfatning oppstår fra behandlingen av bottom-up informasjon, har andre forfattere hevdet at gummi-hånd illusjon resultater fra samspillet mellom intermodale Synkony av input, en bottom-up kilde til informasjon, og lagret representasjoner av ens egne hender, en top-down kilde til informasjon fire. Tanken er at stimulus synkronisering skaper et inntrykk av at den virkelige og gummi hånd er en og samme ting, og gitt at gummi hånd ser ut som en ekte hånd, dette inntrykket anses virkeligheten.

Senere forskning ved Kalckert og Ehrsson 5 lagt til en visuo-motor komponent til gummi hånd paradigmet, som gjør det mulig for etterforskningen av begge oppfattet eierskap (inntrykk av at den kunstige effektor tilhører ens egen kropp) og opplevd byrået (inntrykk av at man er produsere observerte bevegelser seg selv). Deltakerne var i stand til å bevege pekefingeren av gummi hånden opp og ned ved å flytte sin egen pekefinger, og synkronisering mellom reelle og gummi håndfingerbevegelser, modus for bevegelse (passiv vs aktiv modus), og positioning av gummi hånd (urimelig vs. congruous med hensyn til deltakerens hånd) ble manipulert. Funnene ble tatt for å gi støtte til ideen om at etaten og eierskap er funksjonelt distinkte kognitive fenomener: mens synkronisering av bevegelsen avskaffet både eierskap og byrå, modus for bevegelse bare påvirket byrå, og kongruens av gummihåndstilling hatt en effekt på eierskap bare. De to sistnevnte resultatet ble gjenskapt i en oppfølgingsstudie hvor avstanden mellom ekte og gummi hånd i vertikalplanet varieres 6: eierskap for gummi hånd redusert som sin posisjon stadig mer særpregede deltakerens ekte hånd. Men etaten ble ikke påvirket av misplacements av gummi hånd i alle forhold.

Men nyere forskning ved hjelp av virtuell virkelighet teknikker, som gir deltakeren med aktiv kontroll over den kunstige effektor, tyder på at rollen til top-downdel og skillet mellom eierskap og etaten kan ha blitt overvurdert 7, 8. Disse teknikkene har erstattet gummi hånd av en virtuell hånd presentert for deltakerne på en skjerm foran dem eller ved hjelp av virtual-reality briller 9. Deltakerne vanligvis bære en dataglove som overs bevegelsene deltakernes virkelige hånd i bevegelsene den virtuelle hånden, enten synkront eller asynkront (f.eks med en merkbar forsinkelse). I likhet med gummi-hånd illusjon, øker simultanoversettelsesutstyr sterkt deltakerens inntrykk av at den virtuelle hånden blir en del av hans eller hennes egen kropp 10.

Anvendelse av virtuell virkelighet-teknikker for å lage det gummi hånd illusjon har flere fordeler i forhold til både det tradisjonelle gummi hånd paradigmet og kombinasjonen av det gummi hånd paradigme med den visuo-motor komponenter;ts 11. Flytte en hånd og se en effektor flytte synkront med det skaper en mye mer naturlig situasjon enn overfor en gummi hånd og blir strøket av en eksperimentator. Dessuten gir den virtuelle manipulasjon eksperimentator med mye mer eksperimentell fleksibilitet og mye mer kontroll over perseptuelle forhold mellom oppfatte og flytting ens virkelige hånd og en oppfatning av hendelsen skapt av kunstig effektor. Spesielt ved bruk av virtuelle teknikker letter manipulering av forhold som er egnet til å påvirke oppfattet eierskap og byrå. For eksempel kan formen på den virtuelle hånden endres mye enklere og raskere enn i form av en gummi hånd, og bevegelsene til den virtuelle hånd kan være av en hvilken som helst form og eksempelvis være biologisk umulige bevegelser. Blant annet muliggjør dette å utforske grensene for illusjonen, som den kunstige effektorfunksjonen ikke behøver å se ut som en hånd, men kan være fortrengted av en hvilken som helst form for statisk eller dynamisk hendelse. Av både praktisk og teoretisk interesse, er en virtuell effektor uten tvil mye mer oppslukende og føles mye mer ekte enn en gummi hånd, noe som sannsynligvis vil redusere behovet for å påkalle top-down tolkninger å forstå dagens situasjon.

Eierskap illusjoner har imidlertid ikke vært begrenset til hender. TSAKIRIS 12 var den første til å bruke stryke teknikk for å skape inntrykk av deltakerne som en statisk ansikt i et bilde presenteres foran dem er deres egen. Sforza et al. 13 har også funnet bevis for dette fenomenet, som de refererer som enfacement: Deltakerne innlemmet ansiktstrekk av en partner når deres egen og partnerens ansikt ble berørt synkront. Den nevrale mekanismen som ligger bak enfacement illusjonen har nylig blitt undersøkt av ulike forskere; for en omfattende kommentar og interpretation av funnene se Bufalari et al. 14. Vi har nylig slått fast enfacement illusjonen design i en virtuell-virkelighet versjon (den virtuelle ansikt illusjon), der deltakerne er å kontrollere bevegelsene til en virtuell ansikt foran dem ved å flytte sitt eget hode 15.

Her beskriver vi to eksperimenter som brukte den virtuelle hånd illusjon 7 og den virtuelle ansikt illusjon 15 paradigmer, henholdsvis for å undersøke selvrepresentasjon. Den virtuelle hånd eksperiment inkluderte tre, helt krysset eksperimentelle faktorer: (a) synkronisering mellom (filt) real-hånd og (sett) virtual-effektor bevegelser, som var enten nær null å indusere eierskap og byrå eller tre sekunder som et kontroll tilstand; (B) fremstillingen av den virtuelle effektor, som så enten som en menneskehånd, eller som et rektangel (så å teste effekten av sann virtuelle effEctor likheten på eierskap illusjon); og (c) muligheten til å kontrollere virkemåten av den virtuelle effektor, som enten var ikke-eksisterende i en passiv tilstand eller direkte i en aktiv tilstand. Den virtuelle ansikt eksperiment inkluderte to, helt kryssede eksperimentelle faktorer: (a) synkronisering mellom real-ansikt og virtuelle ansikt bevegelser, som var enten nær null å indusere eierskap og byrå eller tre sekunder som en kontroll tilstand; og (b) ansiktsuttrykk av den virtuelle ansiktet, som var enten nøytral eller viser et smil, for å teste om positive stemningen vil løfte stemningen for deltakeren og forbedre sine prestasjoner i en stemning sensitive kreativitet oppgave.

Protocol

Alle studier dannet de etiske standarder for erklæringen av Helsinki og protokollene ble godkjent av Leiden University Menneskelig forskningsetisk komité. Hver tilstand testet ca 20 deltakere.

1. Virtual hånd Illusion

  1. eksperimentell Setup
    1. Velkommen til deltakeren og samle tilleggsinformasjon, som alder, kjønn, etc.
    2. Etablere et eksperimentelt oppsett som inkluderer en virtuell virkelighet programmering miljø; en høyrehendt dataglove med seks programmerbare vibrasjons stimulatorer festet til midten av håndflaten og til utsiden av de mediale (sekund) phalanges av hver av de fem fingre (se Materialer List); en 3-Degrees of Freedom (DOF) orientering tracker; SCR (hudledeevnen respons) måleutstyr; en svart boks (dybde: 50 cm, høyde: 24 cm, bredde: 38 cm) med en dataskjerm som ligger på toppen horisontalt (servering for å presentere den virtuelle virkelighet environment); og en kappe å dekke deltakerens hånd.
    3. Spør deltakeren å sette dataglove på hans eller hennes høyre hånd og orientering tracker på høyre håndledd. Fest en SCR ekstern sender med en stropp til venstre håndledd. Sett SCR elektroder på mediale (andre) phalanges av indeksen og midtre fingrene på venstre hånd (se figur 1A og B for en illustrasjon av oppsettet).
    4. Seat deltakeren foran skranken der boksen med skjermen på toppen er plassert. Spør deltakeren til å sette hans eller hennes høyre hånd inn i boksen langs dybdeaksen, som for å skjerme den fra sitt syn.
    5. Sett en cape over deltakerens høyre skulder og dekke rommet mellom skjermen og deltaker. Spør deltakeren å hvile sin venstre hånd på en tom del av skrivebordet.
    6. Koble kablene dataglove og orientering tracker til datamaskinen, og start virtuell virkelighet programmering environment. Kjør pre-skrevet kommandoskript i kommandovinduet ved å klikke på knappen "Kjør" i den virtuelle virkeligheten miljø grensesnitt, slik at den virtuelle virkelighet miljøet starter. Overvåke at deltakeren følger instruksjonene som vises på dataskjermen foran deltakerne. Vent til pre-skrevet kommandoskriptfil avsluttes automatisk.

Figur 1
Figur 1: (A) Deltakerne hadde på seg en orientering tracker og en dataglove på sin høyre hånd, og SCR ekstern senderen på sin venstre hånd. (B) Oppsett av den virtuelle hånd illusjon eksperiment. (C) Oppsett av den virtuelle ansikt illusjon eksperiment. (D) En skjermdump av dataskjermen.Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

  1. Virtual Hånd Design
    MERK: Bruk Python kommandoskriptene i kommandovinduet i virtual reality programvare og lagre dem. Sørg for at hovedkommandoskript, import kommandoer, modul skript og andre kommandoer som er beskrevet nedenfor er en del av den samme skriptfilen. For fullstendig Python-skript og nødvendige filene se vedlagte "Virtual Hånd Illusion.zip" file (NB: zip-fil er en supplerende materialer av manuskriptet og ikke en del av programvarepakken Dessuten er det utelukker de nødvendige plugins for. dataglove og orientering tracker, og eventuelle andre python moduler som brukes i hele manuset). For å utføre eksperimentet først pakke ut innholdet i denne filen til en mappe (f.eks skrivebordet) og dobbeltklikk på "virtuelle hånd illusion_54784_R2_052716_KM.py" filen for å starte eksperimentet. Merk at manuset erutviklet for bruk med den uttalte virtuell virkelighet programmeringsmiljø, og vil ikke fungere ved hjelp av andre programmer.
    1. Importer en pre-laget virtuelle hånd modell og en pre-skrevet hånd script modul (som du finner i avdrag fil av den virtuelle-reality-miljø programvarepakken) inn i den virtuelle virkelighet miljø. Hånden script modulen sporer finger felles gest og vinkler av dataglove og mater den informasjonen inn i den virtuelle hånden modell, som gjør det mulig å kontrollere bevegelsene til den virtuelle hånden ved å flytte den virkelige hånden iført dataglove.
      1. endre manuelt størrelsen og utseendet på den virtuelle hånden om nødvendig ved å spesifisere parametere i manuset, slik som sin x, y og z skalering for å endre størrelse eller endre kartlagt bildet.
      2. For synkroniseringen betingelser, bruker ingen transformasjon, slik at den virtuelle hånden beveger seg på samme måte som den virkelige kasse og (omtrent) på samme tid. For å opprette asynchrony, legge til en forsinkelse på 3 s, slik at Virtual hånden beveger seg som den ekte hånd, men med en merkbar forsinkelse.
    2. Identifisere en passende pre-laget orientering tracker plugin i den virtuelle-reality-miljø avdrag fil og importere det i kommandoskript. Legg merke til at kjøre kommandoskriptene gjør orienterings tracker modulen spore retningsendringer i den virkelige hånd (levert av orienteringen Kurve for deltakerne slitasje på sin høyre håndledd), som deretter kan brukes til å styre retningsendringer i den virtuelle hånd ved å sette yaw, pitch og roll data for den virtuelle hånden i kommandovinduet. Kanalisere data som er registrert av orienteringen tracker direkte inn i den virtuelle hånd modell for synkronisering forhold, men setter inn en forsinkelse på 3 s for asynchrony.
    3. Design de nødvendige ekstra virtuelle objekter og deres bevegelse baner, slik at de beveger seg til og fra den virtuelle hånden (her, design og importere flere modeller for en pinne, rektangel, ball, og kniv, som skal brukes under forskjellige parts av forsøket; se "Eksperimentelle betingelser"). endres manuelt størrelse, utseende og posisjon for hvert av disse objektene i kommandoskript på samme måte som parameterne for den virtuelle hånd er satt. Angir de nødvendige bevegelses baner ved hjelp av de aktuelle kommandoene for å angi start og sluttposisjon for bevegelsesbaner for et objekt og hvor raskt den skal bevege seg.
    4. Bestem vibrasjon styrke og timing av hver vibrasjon stimulator i kommandoskript; enten uten en forsinkelse for synkroniseringen betingelser (dvs. starter vibrasjon nøyaktig når den virtuelle hånd blir kontaktet av den andre virtuelle objekt) eller med en forsinkelse på 3 s for asynchrony. Alle vibratorer vibrere samtidig som den virtuelle hånd er berørt av den andre virtuelle objekt (eller ved den forsinkede tidspunkt). Sett vibrasjonsstyrken til et middels nivå (dvs. til 0,5 på en skala fra 0-1). Legg merke til at den faktiske styrken av vibrasjon avhenger programming miljø og vibratorer anvendt i eksperimentet, og at et middels nivå av vibrasjon i vårt eksperiment ikke nødvendigvis den faktiske styrken av vibrasjon når forskjellig maskinvare (f.eks vibratorer / dataglove) eller programvare brukes.
    5. Legg til en andre del for å forsøksskriptet som er identisk med de foregående trinnene, bortsett fra følgende endringer:
      1. Erstatte den virtuelle hånd modell med en virtuell rektangel av en lignende størrelse som den virtuelle hånd (så å realisere utseende faktor av eksperimentet)
      2. Sørge for at rotasjon av den virkelige hånd som plukkes opp av orienteringen tracker settes til dreiebevegelser av rektangelet.
      3. Kontroller at åpning og lukking av ekte hånd som plukket opp av dataglove er oversatt til fargeendringer av rektangelet med riktig kommando for å endre fargen på et objekt i programmeringsmiljø (for eksempel presentere rektangelet i grønt når hog er helt lukket, i rødt når det er helt åpen, og la fargen gradvis skifte fra rødt til grønt eller grønt til rødt som hånd åpnes eller lukkes).
  2. eksperimentelle betingelser
    1. Kjør de åtte forsøksbetingelser (som følge av krysset tre eksperimentelle faktorer synkronisering, utseende av den virtuelle effektor, og aktiv / passiv) i en rekkefølge som enten er balansert tvers deltakere eller randomisert.
    2. For hver tilstand, omfatter tre faser av ca. 2 til 3 minutter hver til å indusere den virtuelle hånd illusjon og en trussel fase for å måle elektrofysiologiske responser hud (SCR). Betongen protokoll er noe forskjellig for de åtte tilstander, og er beskrevet nedenfor.
    3. Virtual hånd / aktiv / synkronisering
      1. Konfigurere systemet slik at forsinkelsen mellom følgende hendelser er nær null og ikke merkbar: (a) bevegelser og orientering endringer av fast hånd og svarering bevegelser og orientering forandringer av den virtuelle hånden i visuo-motor korrelasjon fase; (B) de tidskontaktpunktene mellom den virtuelle hånd og den ekstra virtuelt objekt på skjermen, og de tilsvarende tidspunkter av vibrasjon-indusert stimulering av den virkelige hånd i den visuo-taktile fase; og (c) bevegelser og orientering forandringer av den virkelige hånd og de tilsvarende bevegelser og orientering forandringer av den virtuelle hånd; og tidskontaktpunkter mellom den virtuelle hånden og den ekstra virtuelt objekt på skjermen og de tilsvarende tidspunkter av vibrasjon-indusert stimulering av fast hånden i visuo-motor-taktil fase.
      2. For visuo-motor korrelasjon fase, har deltakerne fritt flytte eller rotere deres virkelige høyre hånd, inkludert åpning, lukking, og roterende deres virkelige hånd, og beveger seg hver finger individuelt. Har deltakerne se de tilsvarende bevegelser av den virtuelle hånden på dataskjermen.
      3. For visuo-taktil stimulering fase, har deltakerne holde fast hånd fortsatt mens du ser på skjermen. Presentere en annen virtuell objekt på skjermen, for eksempel en virtuell ball eller pinne (som ble opprettet i 1.2.3) som beveger seg til og fra den virtuelle hånden, som produserer inntrykk av rørende og ikke berøre den virtuelle hånden.
        1. Følge hver kontakt mellom denne ekstra virtuelle objektet og den virtuelle hånden ved vibrator aktivitet på dataglove. Har vibratoren stimulere den delen av den virkelige hånden som tilsvarer den delen av den virtuelle hånden som blir berørt av den ekstra virtuelt objekt (for eksempel hvis den virtuelle objektet ser ut til å berøre håndflaten av den virtuelle hånden, håndflaten av deltakerens ekte hånden skal bli stimulert av vibratoren 16).
      4. For visuo-motor-taktile korrelasjon fase, har deltakerne flytte virtuelle hånden ved å flytte sitt virkelige hånd for å berøre en virtuell vibrerende stick eller lignende gjenstand (se 1.2.3). Sørg for at hver kontakt mellom virtuelle hånden og virtuelle stick / objekt er ledsaget av vibrasjon-indusert stimulering av deltakerens ekte hånd som beskrevet i 1.3.3.3.
      5. For trusselen fasen, har deltakerne holde fast høyre hånd fortsatt mens du ser en virtuell kniv eller nål vises på dataskjermen. Gjør den virtuelle kniv eller nål gå til og fra den virtuelle hånden. Sørg for at hver kontakt resulterer i en synlig tilsynelatende "cutting" eller "punktering" av den virtuelle hånden.
        1. Stimulere den del av den virkelige hånden som tilsvarer snittet eller punktert del av den virtuelle hånd ved hjelp av vibratorene i dataglove som beskrevet i 1.3.3.3.
    4. Virtual hånd / aktiv / asynchrony
      1. Kjør prosedyren beskrevet under 1.3.3 etter å konfigurere systemet slik at forsinkelsen mellom de kritiske hendelser er tre sekunder i stedet for nær null.
      2. Virtual rektangel / aktiv / synkronisering
        1. Kjøre fremgangsmåten beskrevet i 1.3.3, men med den virtuelle rektangel i stedet for den virtuelle hånden.
      3. Virtual rektangel / aktiv / asynchrony
        1. Kjøre fremgangsmåten beskrevet i 1.3.4, men med den virtuelle rektangel i stedet for den virtuelle hånden.
      4. Virtual hånd / passiv / synkronisering
        1. Kjør prosedyren beskrevet under 1.3.3, men ber deltakeren å holde hans eller hennes virkelige hånd fortsatt i alle faser.
      5. Virtual hånd / passiv / asynchrony
        1. Kjør prosedyren beskrevet under 1.3.4, men ber deltakeren å holde hans eller hennes virkelige hånd fortsatt i alle faser.
      6. Virtual rektangel / passiv / synkronisering
        1. Kjør prosedyren beskrevet under 1.3.5, men ber deltakeren å holde hans eller hennes virkelige hånd fortsatt i alle faser.
      7. Virtual rektangel / passiv / asynchrony
        1. Kjør prosedyren beskrevet under 1.3.6, men ber deltakeren å holde hans eller hennes virkelige hånd fortsatt i alle faser.
    5. Datainnsamling
      1. Samle SCR data ved hjelp av måleutstyr (se Materialer List) og programvaren. Opptaksfrekvens er hver 0,1 ms.
      2. Spør deltakeren til å fylle ut spørreskjemaet måler følelse av eierskap, byrå, sted og utseende for den respektive tilstand. Bruk enten en papirversjon, hvor hvert spørsmål (som beskrevet i 1.4.2.1 og 1.4.2.2) skrives ut, sammen med en Likert skala (som beskrevet i 1.4.2.3), og som kan fylles på med en penn, eller bruke en databasert versjon, hvor hvert spørsmål vises på skjermen, sammen med Likert skala, og hvor den valgte skalaverdi kan skrives inn.
        1. Ta med et spørreskjema som minimal inneholder en eller flere eier spørsmål 2; Bruk følgende fire: <br /> (O1) "Jeg følte meg som om hånden på skjermen var min høyre hånd eller deler av kroppen min";
          (O2) "Det virket som om det jeg følte på min høyre hånd ble forårsaket av berøring av pinnen på hånden på skjermen at jeg ble seende";
          (O3) "Jeg hadde følelsen at vibrasjonen jeg følte på min høyre hånd var på samme sted hvor hånden på skjermen ble rørt av pinnen";
          (O4) "Det virket min høyre hånd var på stedet der hånden på skjermen var".
        2. Tenk inkludert flere spørsmål angående byrå spørsmål; bruke følgende:
          (A1) "Jeg følte at jeg kan styre denne virtuelle hånd" (for den aktive tilstand);
          (A1) «Det virket som om jeg kunne ha flyttet hånden på skjermen hvis jeg hadde ønsket å, som om det var adlyde min vilje" (for passiv tilstand); .
          Vær oppmerksom på at noen av elementene i 1.4.2.1 og 1.4.2.2 viser til hånden tilstand. For rektangelet tilstand, bytt alle referanser til den virtuelle hånd med henvisninger til den virtuelle rektangelet.
        3. Bruk en Likert skala 2 for hvert spørsmål (for eksempel 1-7), slik at deltakerne kan score i hvilken grad de var enige i spørsmålet; for eksempel bruke en for "helt uenig" og 7 for "helt enig". Sørg for hvert spørsmål vises på skjermen, og kan bli besvart med tallene 1 til 7 tilsvarer de 7 svaralternativer i Likert skalaen; utseende og svaralternativene er programmert i forsøket skriptet.

    2. Virtual ansikt Illusion

    1. eksperimentell Setup
      1. Velkommen til deltakeren og samle tilleggsinformasjon, som alder, kjønn, etc.
      2. Etablere et eksperimentelt oppsett som inkluderer en virtuell virkelighet programmering miljø; et hode posisjon sporingssystem, herunder tilsvarende maskinvare og programvaref "> 17, og en 3-DOF orientering tracker festet til toppen av en lue eller baseball cap.
        MERK: Ved hjelp av denne eksperimentelle oppsettet, kan deltakerne fritt flytte eller rotere sitt eget hode til å kontrollere posisjon og orientering av den virtuelle ansikt, men de kan ikke kontrollere ansiktsuttrykk av den virtuelle ansiktet
      3. Spør deltakeren til å sitte på stolen 2 meter foran dataskjermen. Se figur 1C og 1D for en illustrasjoner av den eksperimentelle oppsettet.
      4. Spør deltakeren å sette på hetten med den vedlagte orientering tracker.
      5. Koble posisjon system for sporing og orientering tracker til datamaskinen og kjøre pre-skrevet kommandoskript i kommandovinduet ved å klikke på knappen "Kjør" i den virtuelle virkeligheten miljø grensesnitt, slik at den virtuelle virkelighet miljøet starter. Overvåke at deltakeren følger instruksjonene som vises på dataskjermen foran deltakerne. Ventetil pre-skrevet kommandoskriptfil avsluttes automatisk.
    2. Virtual Face Design
      MERK: For fullstendig Python-skript og nødvendige filene se vedlagte "Virtual Face Illusion.zip" file (NB: zip-fil er en supplerende materialer av manuskriptet og ikke en del av programvarepakken, den ikke inkluderer de nødvendige plugins brukes til posisjon og orientering sporing og andre python moduler som brukes i hele manuset). For å gjennomføre forsøket, først pakke ut innholdet i denne filen til en mappe (f.eks skrivebordet) og dobbeltklikk på "virtuelle ansikt illusion_54784_R2_052716_KM.py" filen for å starte eksperimentet. Merk at skriptet er utviklet for å fungere med virtuell virkelighet programmeringsmiljøet presenteres her og vil ikke fungere ved hjelp av andre programmer.
      1. Bruk en virtuell ansikt byggeprogram for å designe virtuelle ansikter med passende alder, rase og kjønn (tilsvarendedeltakerne blir testet) ved å velge de best tilpassede verdiene på de tilsvarende vekten av programmet
      2. Lag to versjoner av hvert ansikt, en med et nøytralt ansiktsuttrykk og en med et smil, ved å velge de tilsvarende verdiene på de tilsvarende vekten av programmet (som varierer uttrykk ved å endre øye størrelse, krumning av munnen og noen andre ansiktsmusklene)
      3. For å teste studenter, opprette fire 20 år gamle virtuelle ansikter med virtuelle ansikt byggeprogram, en mannlig ansikt med et nøytralt ansiktsuttrykk, en mannlig ansikt som smiler, en kvinnelig ansikt med et nøytralt ansiktsuttrykk, og en kvinnelig ansikt som smiler
      4. I den virtuelle ansiktet byggeprogram eksportere ansiktene til 3D VRML-formaterte filer.
      5. Ved hjelp av de aktuelle kommandoene i den virtuelle virkeligheten programmeringsmiljø importere opprettet VRML-filer, dvs. de virtuelle ansikter, inn i den virtuelle virkeligheten miljø for bruk under forsøket. Vary størrelse eller skala ved å sette sine parametere tilsvar bruke de riktige kommandoene.
      6. Finn den forhåndsskrevne sporingsmodul for hodeposisjonen sporingssystem i avdrag fil av det virtuelle miljøet og importere den, noe som gjør at sporing hodeposisjoner deltaker. I skript, endre data til hodeposisjoner og bestemme tidspunkt for når hodeposisjoner er oversatt til virtuelle ansikt stillinger (bruk en 0 ms forsinkelse for synkronitet forhold og en tre s forsinkelse for asynchrony).
      7. Finn en pre-laget orientering tracker plugin i avdrag fil av det virtuelle miljøet og importere den i kommandoskript. Legg merke til at, igjen, lar skriptet innføre tidsmessige forsinkelser med hensyn til tidspunktet for når retningsendringer av individuell hode omregnes til retningsendringer av den virtuelle hode (bruke en 0 ms forsinkelse for synkronitet betingelser og en 3 s forsinkelse for asynchrony ).
      8. Design ekstra virtuelt obprosjekter (for eksempel en virtuell stick) og deres bevegelsesbaner, så de beveger seg til og fra den virtuelle ansiktet. Angi størrelsen av det virtuelle objektet til å være lik størrelsen av en virtuell finger.
      9. Koble til utstyr og implementere de lagrede kommandoskript, og deretter starte eksperimentet.
    3. eksperimentelle betingelser
      1. Kjør kommandoen skript og spore deltakerens hode posisjon ved hjelp av hodeposisjonen system for sporing og deltakerens hode orientering ved hjelp av en 3-DOF orientering tracker festet til en cap.
      2. Utsette deltakeren til den virtuelle ansiktet i 30 s og instruere deltakerne ikke å flytte. Når ansiktet har forsvunnet, har deltakerne svare på IOS skala (beskrevet under datainnsamling) for å vurdere hvordan han eller hun oppfatter forholdet mellom ham eller henne selv og den virtuelle ansiktet.
      3. Kjør de fire forsøksbetingelser (beskrevet nedenfor) i en ordre som enten er balansert tvers participants eller randomisert. Hver tilstand omfatter tre faser i ca. 2 til 3 minutter hver til å indusere den virtuelle ansikt illusjon.
      4. Nøytral / synkronisering
        1. Konfigurere systemet slik at forsinkelsen mellom følgende hendelser er nær null og ikke merkbar: (a) bevegelser av den virkelige hodet og de tilsvarende bevegelser av den virtuelle hode i visuo-motor korrelasjonsfase og (b) de tidspunkter av kontakt mellom deltakerens ekte hånd og deltakernes virkelige kinn og mellom den virtuelle objektet og den virtuelle hodet i visuo-taktil stimulering fase.
        2. For visuo-motor korrelasjon fase, har deltakerne satt på hetten med den vedlagte orientering tracker. Be dem om å holde bevegelige eller roterende sitt eget hode til å kontrollere posisjon og orientering av den virtuelle ansiktet.
        3. For visuo-taktil stimulering fase, har deltakerne strekke sin høyre arm mot høyre og tilbake gjentatte ganger, til å berøre sitt høyre kinn, mens watching skjermen. Berørings er bare kortvarig: deltakerne berører kinnet, la gå og strekke sin høyre arm til høyre, og gjenta for varigheten av denne visuo-taktil stimulering fase.
        4. På skjermen presentere den virtuelle ansiktet gjentatte rørte på kinnet av en virtuell gjenstand, for eksempel en virtuell ball. Berørings er (eller snarere håndbevegelsen generelt) er synkronisert med den virtuelle objekt gjennom bevegelse system som kan spore plasseringen av en deltakers lem (f.eks hand) i 3D-rom, som tillater oss å direkte kartlegge deltakerens håndbevegelser på banen til i det virtuelle objekt, noe som resulterer i en synkronisert bevegelse av deltakernes virkelige håndbevegelsen bane og den virtuelle objektets bevegelse bane. Dermed når den virtuelle gjenstand berører den virtuelle avatar, tilsvarer dette deltakeren berøre sitt eget kinn.
      5. Nøytral / asynchrony
        1. Kjør prosedyren debeskrevet under 2.3.4 etter å ha konfigurert systemet slik at forsinkelsen mellom de kritiske hendelser er 3 sek i stedet for nær null.
      6. Smiling / synkronisering
        1. Kjør prosedyren beskrevet under 2.3.4 etter å ha konfigurert systemet til å presentere den smilende ansikt i stedet for ansiktet med et nøytralt uttrykk.
      7. Smiling / asynchrony
        1. Kjør prosedyren beskrevet under 2.3.6 etter å ha konfigurert systemet slik at forsinkelsen mellom de kritiske hendelser er 3 sek i stedet for nær null.
    4. Datainnsamling
      1. Spør deltakeren til å fylle ut spørreskjemaet måler følelse av eierskap og byrå for den respektive tilstand.
        1. Ta med et spørreskjema som minimal inneholder en eller flere eier spørsmål; Bruk følgende fire:
          (O1) "Jeg følte at ansiktet på skjermen var mitt eget ansikt";
          (O2) "Det virket som om jeg varser på min egen refleksjon i et speil ";
          (O3) "Det virket som jeg var å registrere bevegelser og berøring på ansiktet mitt i stedet der ansikt på skjermen var";
          (O4) "Det virket som touch jeg følte på ansiktet mitt ble forårsaket av ballen berøre ansiktet på skjermen".
        2. Tenk inkludert byrå spørsmål; Bruk følgende to:
          (A1) «Det virket som om de bevegelsene jeg så på ansiktet på skjermen ble forårsaket av mine egne bevegelser";
          (A2) "Ansiktet på skjermen flyttet akkurat som jeg ville ha det til, som om det var adlyde min vilje".
      2. Inkludere "Inkludering av andre i Self" (IOS) skalere 18, som er opprettet ved hjelp av en 7-punkts (1-7) Likert skala 2 der hvert poeng er indikert til å tilsvare en annen grad av selv annen overlapping . Noe om graden av overlapping grafisk gjennom overlappingen av to sirkler med en RepresEnting den "Self" og den andre sirkelen "Annet". Karakter lavest score på skalaen med null-overlapping av de to sirklene og den høyeste poengsummen av perfekt overlapping. Høyere rangeringer representerer dermed en høyere grad av selv annen overlapping.
      3. Eventuelt inkluderer påvirke Grid 19 for å vurdere stemningen.
        1. Skape en to-dimensjonal (valens av opphisselse) Likerts-type gitter, i hvilken en dimensjon svarer til valens (som varierer fra -4 til å føle ubehagelig å 4 for å føle behagelig) og den andre til opphisselse (i området fra -4 til søvnighet til 4 for følelsen svært opphisset).
        2. Har deltakerne velge ett punkt (for eksempel med en penn) som tilsvarer hvor hyggelig og hvor opphisset de nå føler.
          MERK: Spørreskjemaene, IOS og påvirke Grid vises på skjermen etter hver av de eksperimentelle faser er ferdig. Deltakerne brukte tastaturet for å svare (identisk med den virtuelle hånden Illusion eksperiment). </ Li>
      4. Eventuelt inkluderer Alternative Bruker Task (AUT) 20.
        1. Be deltakerne å liste så mange mulige bruksområder for en vanlig husholdning element som en avis. Oppgaven er utført med penn og papir. Har deltakerne til å skrive ned så mange bruksområder for objektet som de kan i 5 min.
        2. Gjenta for et annet objekt (for eksempel en murstein). Resultat resultatene senere i henhold til flyt (antall anvendelser), fleksibilitet (antall kategorier av bruk), utdypning (hvor mye detalj eller forklaring som er gitt for bruk), og originalitet (hvor unik bruk er). Sørg for at høyere score indikerer høyere avvikende tenkning ytelse for alle elementer. Bruk to forskjellige scorers og sørge for at den inter-målscorer korrelasjonen er høy. Fokus på fleksibilitet score for videre analyser, da dette er den mest konsekvente og teoretisk mest transparente score på oppgaven.
        3. Bruk AUT som en implisitt (og etterspørselskarakteristikkengratis) tiltak med angivelse humør, som resultatene i denne oppgaven øker med bedre humør 21.
          MERK: Hvis AUT er å iverk endring skriptet slik at den virtuelle ansiktet forblir på skjermen, er synlig for og fortsatt under kontroll av deltakeren mens de gjør det AUT.

Representative Results

Virtual hånd Illusion

Vi kjørte flere eksperimenter med den virtuelle hånden illusjon paradigme, for å undersøke hvordan folk representere sine organer, i dette tilfellet sine hender. Antallet testede deltagere var avhengig av mengden av forholdene, vanligvis rundt 20 deltagere for hver tilstand. Her gir vi relevante resultater for en av de mest utarbeidet studiene vi gjennomførte i vår lab. Vi vil begrense vår diskusjon til personlige data, gjennomsnittet av Likert-skala svar på de fire eierspørsmål (O1-O4) og Likert skala på byrået spørsmålet (A1).

I denne studien 8, vi undersøkt systematisk effekten av synkronitet (synkron vs asynkron), utseende av den virtuelle effektor (virtuell hånd vs. rektangel), og aktivitet (passiv vs aktiv) på participants følelse av eierskap og følelse av byrået (alle forhold ble testet innen deltakere). Resultatene var de samme for eierskap og byrå. Som vist i figur 2, oppfattet eierskap og byrået var sterkere hvis virkelige og virtuelle hånd beveget synkront [F (1,43) = 48,35; p <0,001; og F (1,43) = 54,64; p <0,001; for henholdsvis eierskap og byrå,] hvis den virtuelle effektor var en hånd enn hvis det var et rektangel [F (1,43) = 14,85; p <0,001; og F (1,43) = 6,94; p <0,02], og hvis deltakeren var aktiv snarere enn passiv [F (1,43) = 9,32; p <0,005; og F (1,43) = 79,60; p <0,001]. Den synkront effekt replikerer standard virtuell hånd illusjon.

Figur 2
Figur 2: Eierskap og byrå rangeringer som en funksjon av synkronitet, utseende av den virtuelle effektor og aktivitet for den delicipant. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 3
Figur 3: Eierskap og byrå rangeringer som en funksjon av synkronitet og aktivitet av deltakeren. Merk at synkronisering effekten er mer uttalt for aktive deltakere. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Enda mer interessant, både eierskap og etaten viste en signifikant interaksjon mellom aktivitet og synkronisering [F (1,43) = 13,68; p = 0.001; og F (1,43) = 23,36; p <0,001; se figur 3], men ikke mellom utseende og synkront. dette mønsterettyder på at aktivitet spiller en mer dominerende rolle for eierskap og illusjonen enn utseende gjør det selv viste at illusorisk eierskap oppfatningen er sterkere i virtuelle enn tradisjonelle gummi hånd illusjon paradigme. Ifølge Hommel 22, objektiv byrået (dvs. i hvilken grad en ekstern hendelse objektivt kan kontrolleres) bidrar til både subjektive eierskap og subjektive byrå, noe som forklarer hvorfor i dette eksperimentet, aktiv, synkron kontroll over den virtuelle effektor økt både subjektive eierskap og subjektive byrå.

Mens utseende ikke klarte å samhandle med synkronisering, noe som tyder på at eier illusjonen ikke stole på utseende, gjorde det produsere en viktig effekt. Dette indikerer at utseende har en innvirkning på opplevd eierskap. Det er fornuftig å anta at folk har generelle forventninger om hva eksterne objekter kan eller ikke kan være en plausible del av kroppen, som støtter eierskap oppfatning generelt, men ikke modererer effekten av synkronitet. Vi konkluderer derfor at flere kilder av informasjon bidrar til en følelse av subjektiv eierskap: generell top-down forventninger og bottom-up synkronitet informasjon. Forholdet mellom disse to informasjonskildene synes ikke å være interaktiv, men kompenserende, slik at de generelle forventningene kan dominere i fravær av synkronisering, og vice versa.

Virtual ansikt Illusion

I en annen studie undersøkte vi hvordan folk representere sitt ansikt. Vi var i stand til å gjenskape den tradisjonelle enfacement illusjon i et virtuelt miljø, som vi refererer til som den virtuelle ansikt illusjon 12. Vi videre undersøkt om folk vedta stemningen uttrykt av et virtuelt møte de identifiserer seg med. Det var en i-deltakerfaktor-synkronisering (synkron vs asynkron) og en mellom-deltaker faktor-ansiktsuttrykk (happy vs nøytral). IOS karakterer før induksjon fasen ble trukket fra IOS karakterer etter induksjon fasen, også påvirke Grid karakterer før induksjon fasen ble trukket fra påvirker Grid karakterer etter induksjon fasen, og disse rating endringer ble brukt som IOS og påvirke grid resultater.

Analyse av eier score (O1-4), byrået score (A1-2) og IOS skala 18 endringer alle viste viktigste effektene av synkronitet [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; henhold], som viser at synkronisering mellom ens egne hodebevegelser og bevegelsene til den virtuelle ansikt økt oppfattet eierskap og byrå, og tilrettelagt integrering av den andres ansikt inn i ens eget selv (se Fifigur 4). Synkronitet også forbedret humør, som indikert av et synkront effekt på påvirke rutenettet 19 endringer [F (1,58) = 7,99; p <0,01].

Figur 4
Figur 4: Eierskap og byrå karakterer, samt IOS endringer, som en funksjon av synkronitet. Merk at positive IOS Endringene innebærer en økning på integrering av andre i seg selv. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 5
Figur 5: Påvirker grid endringer (positive verdier innebærer positive pågå påvirke) og fleksibilitet score i AUT, som en funksjon av synkronitet og uttrykk for den virtuelle ansiktet. Vær oppmerksom på at samspillet mellom synkronisering og uttrykk er drevet av mer positive pågå humør og spesielt god fleksibilitet ytelse for kombinasjonen av synkronisering og lykkelig virtuelle ansikt. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Det var signifikante hovedeffekter av ansiktsuttrykk på IOS endringer, påvirker grid endrer seg, og fleksibilitet i AUT 20, 21, 23 men viktigere var det faktum at den påvirker nett endringer og fleksibilitet scorer interaksjon med synkronitet [F (1, 58) = 4,40; p <0,05; og F (1,58) = 4,98; p <0,05; henholdsvis]. Som vist i figur 5, deltakerne rapporterte bedre humør og viste mer kreativ oppførsel etter enfacing (dvs. synkronly beveger seg med) et lykkelig ansikt i forhold til forholdene der de flyttet asynkront med et lykkelig ansikt eller synkront med et nøytralt ansikt.

F / P / PES 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

Tabell 1: F, P og Partial Eta squared (PES) verdier for virkningene av spørreskjema element karakterer, med df = 43. Faktorer er EFF: virtuell effektor (virtuell hånd vs. rektangel); ACT: aktivitet (aktiv leting vs. passiv stimulering); og SYN: synkronitet (synkron vs asynkron). Bare 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

Tabell 2: Midler (M) og standardfeil (SE) for eierskap og byrå karakterer i alle de åtte forholdene. H: hand; R: rektangel; A: aktiv; P: passiv; SY: synkron; AS: asynkron.

F / P / PES Ansiktsuttrykk synkront Ansiktsuttrykk * synkront
Eierskap (O1-4) 38.24
<0,001
0,40
Agency (A1-2) 77,33
<0,001
0,57
IOS endringer 4,03 43.63
0,049 0,001
0,07 0,43
Påvirke Grid Valence Endringer 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-Flyt 7,89
0,007
0,12

Tabell 3: F, P og Partial Eta squared (PES) verdier for aktuelle avhengige tiltak, med df = 58 for spørreskjema og IOS resultater, og df = 56 for valens dimensjon påvirke rutenettet mood og AUT resultater. Bare resultater for betydelige virkninger vises.

M / SE Nøytral-SY Nøytral-AS Happy-SY Happy-AS
Eierskap (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 endringer 0,37 -0,80 1.00 -0,40
0,21 0,25 0,20 0,24
Påvirke Grid Valence Endringer -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-Flyt 7.27 8,27 9,73 7,37
0,51 0,68 0,68 0,49

Tabell 4: Midler (M) og standardfeil (SE) for aktuelle avhengige tiltak i de fire forhold. Nøytral: nøytral ansiktsuttrykk; Glad: happy ansiktsuttrykk; SY: synkron; AS: asynkron.

Discussion

I denne artikkelen har vi beskrevet to detaljerte protokoller for de virtuelle hånd og virtuelle ansikt illusjon paradigmer, der vår virtuelle ansikt studien var den første til å gjenskape den tradisjonelle stryke-indusert ansikt-eierskap illusjon i virtuell virkelighet, sammen med representative resultater fra de to paradigmer.

De betydelige synkronitet effekter tyder på at vi lyktes i å få illusorisk eierskap for den virtuelle hånden og den virtuelle ansiktet, ligner mer tradisjonelle illusjon paradigmer. Å kunne reprodusere disse effektene ved hjelp av virtuell virkelighet teknikker har betydelige fordeler 11, 24. Virtual-reality teknikker frigjør eksperimentator fra heller kunstig og interruptive stryke prosedyre og åpner nye muligheter for eksperimentelle manipulasjoner. For eksempel, morphing virtuelle effektorer tillatt oss å systematisk manipulere effekten av appeaforsikring av den virtuelle hånden og likheten mellom den virtuelle og deltakerens ekte hånd, eller ansiktsuttrykk av den virtuelle ansiktet. Virkningen av byrå kan også bli systematisk undersøkt ved å variere graden (f.eks Immediacy) som deltakerne kan styre bevegelsene av kunstig effektor.

En annen lovende avenue for fremtidig virtuell virkelighet forskning er første person perspektiv (1PP) virtual reality opplevelser. 1PP opplevelser kan skape en enorm følelse av innlevelse og følelse av tilstedeværelse, på en helt annen skala enn en tredje person perspektiv virtuell virkelighet erfaring 25, 26, 27, 28. I 1PP opplever kan man virkelig føler at man er avataren, er at man bokstavelig talt kroppslig avataren. Dette åpner muligheter for alle typer manipulasjoner som demonterer deler av en persons kropp 28, elongating 29, rescaling kroppsdeler 30, eller endre en persons hudfarge 31, 32.

Som nåværende og mange andre funn viser, kontrollere virtuelle hendelser i en synkron måte øker sterkt oppfatningen av disse hendelsene som tilhører ens egen kropp. For eksempel våre funn fra hånden studien tyder på at umiddelbar kontroll er et viktig stikkord for å skille mellom egenproduserte og andre produserte hendelser (dvs. personlig byrå) og mellom selvrelaterte og andre relaterte hendelser (dvs. kroppen eierskap) . Funnene som presenteres her og andre steder tyder på at bottom-up informasjon spiller en avgjørende rolle i fremveksten av fenomenale selvrepresentasjon, selv for kroppsdeler som ikke er så identitetsmessige som ens egen kropp del 4.

jove_content "> Den mest kritiske delen av de beskrevne protokoller er induksjon prosess, som introduserer sammenhenger mellom visuell, taktil og motor (dvs. proprioseptiv) opplysnings disse sammenhengene gjør at kognitive system for å utlede eierskap og byrå. Ettersom disse sammenhengene stole på relativ timing av de respektive hendelser, for eksempel forsinkelsen mellom deltakernes egne bevegelser og bevegelsene til den kunstige effektor, er det viktig å holde behandlingsforsinkelser (spesielt med hensyn til oversettelse av data fra dataglove til bevegelse av den virtuelle effektor på skjermen) til et minimum. med vårt eksperiment setup den maksimale tidsforsinkelsen er rundt 40 ms, som er knapt merkbar, og ikke hemme oppfatning av kausalitet og byrå. Shimada, Fukuda, og Hiraki 33 har antydet at den kritiske tidsvinduet for forekomst av multisensorisk integrasjonsprosesser som utgjør det selv legemet representasjon er 300 ms,noe som betyr at lengre forsinkelser er sannsynlig å redusere oppfattelsen av kontroll over virtuelle arrangementer.

Et annet viktig aspekt av protokollen er stramt eksperimentell kontroll over deltakerens hånd eller ansikt bevegelser, avhengig av paradigmet. Under induksjon, aktive bevegelser av de respektive faktor er viktig, da de nødvendige intersensory korrelasjoner er avhengige av aktive unders bevegelser på siden av deltakeren. Det er derfor viktig å oppfordre deltakerne til å bevege seg ofte, og å drive aktiv leting. I andre faser av forsøket, kan bevegelser påvirke målingen men. For eksempel, i den virtuelle hånd illusjon paradigmet, beveger den venstre hånd (for SCR ble innspilt) er egnet til å gjøre målinger av SCR nivå støyende og upålitelig.

En begrensning av den virtuelle hånd illusjon paradigmet teknikken er at, av praktiske grunner, deltakerne vanligvis bære en dataglove og orientering trAcker under hele forsøket (så å minimere distraksjon). Dette kan ikke være behagelig, noe som igjen kan påvirke humøret eller motivasjon for deltakeren. En mulig løsning på det problemet ville være bruk av lettere utstyr eller skreddersydde wearables. En annen begrensning av vår nåværende virtuelle ansikt illusjon paradigmet teknikk er at utstyret bare registrerer hodebevegelser, men ingen endringer i ansiktsuttrykk. Slik at deltakerne kan kontrollere ansiktsuttrykk av et virtuelt ansikt er sannsynlig å bidra til eier illusjoner, men dette vil kreve maskinvare og programvare som gir pålitelig deteksjon og kategorisering av ansiktsuttrykk hos mennesker-som vi ennå ikke har tilgjengelig i vår lab. Bruk av for eksempel sanntid (ansikts) motion capture verktøy vil være til stor nytte i å overvinne disse begrensningene og ville tillate oss å øke følelsen av byrå og eierskap av avatarer betydelig høyere nivåer.

Som foreslått avfunnene fra vår undersøkelse 8, folk vurdere ulike informasjonskilder og oppdatere sin kropp representasjon kontinuerlig. De synes å bruke bottom-up informasjon og top-down informasjon i en kompensatorisk måte, i den forstand at en kilde til informasjon spiller en sterkere rolle i fravær av andre-lik det som har vært antatt for følelsen av byrået 34. Dette gir interessante muligheter for framtidig forskning, slik det for eksempel antyder at eierskapet kan oppfattes selv for kunstige effektorer i ubekvemme stillinger, gitt en tilstrekkelig grad av overflate likhet, eller vice versa (dvs. hvis den kunstige effektor perfekt på linje med den virkelige effektor men skiller seg fra det i form av overflatetrekk). De tilgjengelige Funnene tyder også på at grensene mellom seg selv og andre er ganske plast, slik at funksjonene til en annen person eller agent kan oppfattes som en funksjon av seg selv, forutsatt en viss grad av synchrony mellom ens egen oppførsel og den til den andre 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).
Opprette Virtual hånd og Virtual-ansikt Illusions å etterforske selvrepresentasjon
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