Login processing...

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

Behavior

Skapa Virtual hand och Virtual ansikte Illusions att undersöka självrepresentation

doi: 10.3791/54784 Published: March 1, 2017

Summary

Här beskriver vi virtuell hand och virtuell ansikte illusion paradigm som kan användas för att studera kroppsrelaterade självuppfattning / -representation. De har redan använts i olika studier för att visa att under vissa förutsättningar kan en virtuell hand eller ansikte införlivas i en kropp representation, vilket tyder på att kroppens representationer är ganska flexibel.

Abstract

Studier som undersöker hur människor representerar sig själva och sin egen kropp använder ofta varianter av "ägande illusioner", såsom den traditionella gummi hand illusion eller mer nyligen upptäckt enfacement illusion. Dessa exempel kräver ganska artificiella experimentella uppställningar, där den konstgjorda effektor behöver vara strök synkront med deltagarnas verkliga hand eller ansikte en situation där deltagarna inte har någon kontroll över strök eller rörelser deras verkliga eller konstgjord effektor . Här beskriver vi en teknik för att etablera ägar illusioner i en inställning som är mer realistiskt, mer intuitiv, och förmodligen högre ekologisk validitet. Det gör att skapa den virtuella hand illusion genom att deltagarna styra rörelserna hos en virtuell handen presenteras på en skärm eller i virtuella rymden framför dem. Om den virtuella handen rör sig synkront med deltagarnas egen riktig hand, tenderar de att uppfatta than virtuella handen som en del av sin egen kropp. Tekniken skapar också den virtuella ansikte illusion genom att deltagarna styra rörelserna hos en virtuell ansikte framför dem, återigen med effekten att de tenderar att uppfatta ansiktet som sin egen, om det rör sig synkront med sin verkliga ansikte. Studera de omständigheter som illusioner av detta slag kan skapas, ökade eller minskade ger viktig information om hur människor skapar och upprätthåller representationer av sig själva.

Introduction

Enligt västerländska filosofin, består det mänskliga jaget av två aspekter 1: För en, upplever vi vår egen kropp och vår verksamhet här och nu, vilket skapar en fenomenal självrepresentation (ofta kallad den minimala själv). För det andra skapar vi mer varaktiga representationer av oss genom att lagra information om vår personliga historia, integrera ny information i den framväxande självuppfattning och presentera oss för vår sociala miljö i enlighet med, som uppgår till skapandet av en så kallad berättande själv. Den minimala eller fenomenala själv har hävdats att dyka upp från två informationskällor. En är top-down information om mer långvariga aspekter av vår kropp, såsom information om effektenheter vi äger eller formen på vårt ansikte. Den andra är bottom-up information från självuppfattning i dagsläget.

Undersökningar av den senare var stronGly inspirerad av en smart studie av Botvinick och Cohen 2. Dessa författare presenterade mänskliga deltagare med en gummihand som ligger framför dem, nära en av de verkliga händer, vilket dock var dolda. När den verkliga handen och gummi handen var strök synkront, så att skapa intermodala synkron ingång deltagarna tenderade att uppfatta gummi handen som en del av sin egen kropp, gummi hand illusion. Ytterligare studier visade att upplevd ägande gick så långt att deltagarna skulle börja svettas och försöker ta ut sin verkliga hand när gummi handen höll på att attackeras av en kniv eller på annat sätt vara "sårad" 3.

Medan Botvinick och Cohen har tolkat sina resultat för att visa att självuppfattning härrör från bearbetning av bottom-up information har andra författare hävdade att gummi hand illusion resultat från interaktionen mellan intermodala Synchrony input, en bottom-up informationskälla och lagrade representationer av sina egna händer, en top-down informationskälla 4. Tanken är att den stimulans synkroni skapar intrycket att den verkliga och gummi handen är en och samma sak, och med tanke på att gummi handen ser ut som en riktig hand, detta intryck anses verklighet.

Senare forskning av Kalckert och Ehrsson 5 lagt till en visuo-motor komponent till gummihand paradigm, som gör det möjligt för undersökning av både upplevd ägande (intrycket att den konstgjorda effektorn tillhör den egna kroppen) och upplevd byrå (intrycket att man är producera observerade rörelser själv). Deltagarna kunde flytta pekfingret av gummi hand upp och ner genom att flytta sin egen pekfinger och synkront mellan verkliga och gummihand fingerrörelser, sättet rörelse (passiv kontra aktivt läge), och positioning gummi handen (ologiskt kontra kongruent med avseende på deltagarens hand) manipulerades. Resultaten togs för att ge stöd åt uppfattningen att byrån och ägande är funktionellt distinkta kognitiva fenomen: medan synkront rörlighet avskaffas både känsla av delaktighet och byrå, mode rörlighet påverkas endast byrå, och kongruens av gummi handen ställning påverkat ägande endast. De två sistnämnda resultat replikerades i en uppföljningsstudie, där distansen mellan verkliga och gummi hand i vertikalplanet varie 6: ägande för gummi sidan minskade sin position alltmer inkompatibla deltagarens riktig hand. Dock byrån inte påverkas av misplacements av gummi handen i alla förhållanden.

Men ny forskning föreslår användning av virtuell verklighet teknik, som ger deltagaren med aktiv kontroll över den konstgjorda effektor, att rollen av top-downdel och skillnaden mellan ägande och byrå kan ha överskattats 7, 8. Dessa tekniker har ersatt gummi handen av en virtuell handen presenteras för deltagarna på en skärm framför dem eller genom virtuella verklighet Glasögon 9. Deltagarna bär vanligen en dataglove som översätter rörelser deltagarens verkliga hand i rörelser i den virtuella handen, antingen synkront eller asynkront (t.ex. med en märkbar fördröjning). I likhet med gummi hand illusion ökar synkron översättning starkt deltagarens intrycket att den virtuella handen blir en del av hans eller hennes egen kropp 10.

Användning av virtuell verklighet tekniker för att skapa den gummi handen illusionen har flera fördelar jämfört både det traditionella gummi-handen paradigm och kombinationen av den gummi handen paradigm med visuo-motor COMPONENts 11. Att flytta en hand och ser en effektor rör sig synkront med det skapar en mycket mer naturlig situation än inför en gummihand och som strök med en försöks. Dessutom ger den virtuella manipulation försöks med mycket mer experimentell flexibilitet och mycket mer kontroll över perceptuella relationen mellan uppfatta och flytta ett verkliga handen och en uppfattning om händelsen som skapas av den konstgjorda effektor. Framför allt använder virtuella metoder underlättar manipulation av faktorer som kan påverka upplevd ägande och byrå. Till exempel, kan formen på den virtuella sidan modifieras mycket lättare och snabbare än formen hos en gummi hand och rörelserna hos den virtuella handen kan vara av något slag och exempelvis inbegripa biologiskt omöjliga rörelser. Bland annat underlättar denna utforska gränserna för en illusion, eftersom den konstgjorda effektor inte behöver se ut som en hand, men kan vara ersäted av någon form av statisk eller dynamisk händelse. Både praktiskt och teoretiskt intresse, är en virtuell effektor utan tvekan en mycket mer engagerande och känns mycket mer verklig än en gummihand, vilket sannolikt kommer att minska behovet av att åberopa top-down tolkningar för att förstå den nuvarande situationen.

Ägande illusioner har emellertid inte begränsats till händerna. Tsakiris 12 var den första att använda slag teknik för att skapa ett intryck av deltagarna att en statisk ansikte i en bild presenteras framför dem är deras egen. Sforza et al. 13 har också funnit bevis för detta fenomen, som de hänvisar till som enfacement: deltagare ingår ansiktsdrag hos en partner när deras egen och sin partners ansikte berördes synkront. Den neurala mekanism som ligger bakom den enfacement illusionen har nyligen undersökts av olika forskare, för en omfattande kommentarer och interpretation av resultaten se Bufalari et al. 14. Vi har nyligen vänt vanliga enfacement illusion design till en virtuell verklighet version (den virtuella ansikte illusion), där deltagarna styr rörelserna hos en virtuell ansikte framför dem genom att flytta sitt eget huvud 15.

Här beskriver vi två experiment som använde den virtuella hand illusion 7 och den virtuella ansikte illusion 15 paradigm, respektive, för att undersöka självrepresentation. Den virtuella hand experiment ingår tre, helt korsade experimentella faktorer: (a) synkront mellan (filt) real-hand och (sett) virtuella effektor rörelser, som var antingen nära noll för att inducera ägande och byrå eller tre sekunder som en kontroll tillstånd; (B) utseendet av den virtuella effektor, som såg ut antingen som en mänsklig hand eller som en rektangel (så att testa effekten av verkliga virtuella effector likhet om ägande illusion); och (c) möjlighet att styra beteendet hos den virtuella effektor, vilket var antingen icke-existerande i ett passivt tillstånd eller direkt i ett aktivt tillstånd. Den virtuella ansikte experiment ingår två helt korsade experimentella faktorer: (a) synkront mellan verkliga ansikte och virtuell ansiktsrörelser, vilket var antingen nära noll för att inducera ägande och byrå eller tre sekunder som en kontrollgrupp; och (b) ansiktsuttryck av den virtuella ansikte, som var antingen neutral eller visar en leende, att testa om positiv stämning skulle lyfta stämningen i deltagare och förbättra sin prestanda i en stämning känslig kreativitet uppgift.

Protocol

Alla studier överensstämde med de etiska normerna i Helsingforsdeklarationen och protokollen godkändes av Leiden University Human forskningsetiska kommittén den. Varje tillstånd testas cirka 20 deltagare.

1. Virtual hand Illusion

  1. Experimentuppställning
    1. Välkommen deltagaren och samla in ytterligare information, som ålder, kön, etc.
    2. Upprätta en experimentuppställning som innefattar en virtuell miljö verklighet programmering; en högerhänt dataglove med sex programmerbara vibrations stimulatorer kopplade till mitten av handflatan och på utsidan av de mediala (andra) falanger var och en av de fem fingrarna (se Material List); En 3-frihetsgrader (DOF) orientering tracker; SCR (hud konduktans svar) mätutrustning; en svart låda (djup: 50 cm; höjd: 24 cm; bredd: 38 cm) med en datorskärm som ligger ovanpå horisontellt (som används för att presentera den virtuella verkligheten environment); och en udde för att täcka deltagarens hand.
    3. Be deltagaren att sätta dataglove på hans eller hennes högra hand och orientering tracker på höger handled. Bifoga en SCR fjärrsändare med en rem till vänster handled. Sätt SCR elektroderna på de mediala (andra) falanger av pekfingret och långfingret på vänster hand (se Figur 1A och B för en illustration av installationen).
    4. Seat deltagaren framför skrivbordet där lådan med datorskärmen på toppen är placerad. Be deltagaren att sätta sin högra hand i rutan längs djupaxeln, för att skydda det från deras uppfattning.
    5. Sätt en cape över deltagarens högra axel och täcka utrymmet mellan skärmen och deltagare. Be deltagaren att vila sin vänstra hand på en tom del av skrivbordet.
    6. Anslut kablarna för dataglove och orientering tracker till datorn och starta den virtuella verkligheten programmering environmennt. Kör redan skrivna kommandoskriptet i kommandofönstret genom att klicka på knappen "Kör" i den virtuella verkligheten miljön gränssnitt, så att den virtuella verkligheten miljön startar. Övervaka att deltagaren följer instruktionerna som visas på datorskärmen framför deltagarna. Vänta tills förskrivet kommandoskriptet avslutas automatiskt.

Figur 1
Figur 1: (A) Deltagarna hade en orientering tracker och en dataglove på sin högra sida, och SCR fjärrsändare på sin vänstra hand. (B) Inställning av den virtuella hand illusion experiment. (C) Inställning av den virtuella ansikte illusion experiment. (D) En skärmbild av datorskärmen.Klicka här för att se en större version av denna siffra.

  1. Virtuell Hand Design
    OBS: Använd Python kommandoskript i kommandofönstret för virtuell verklighet programvara och spara dem. Se till att huvudkommandoskript, import kommandon modulen skript och andra kommandon som beskrivs nedan är en del av samma skriptfilen. För den fullständiga Python-skript och nödvändiga filer se bifogat "Virtual Hand Illusion.zip" fil (OBS: zip-filen är en kompletterande material av manuskriptet och inte en del av programpaketet Dessutom utesluter det erforderliga plugins för. dataglove och orientering tracker, och alla andra python-moduler som används i skriptet). För att kunna genomföra experimentet först packa upp innehållet i denna fil till en mapp (t.ex. skrivbordet) och dubbelklicka på "virtuell hand illusion_54784_R2_052716_KM.py" filen för att starta experimentet. Observera att skriptet ärutformad för att fungera med den angivna virtuella miljön verklighet programmering och kommer inte att fungera med hjälp av andra program.
    1. Importera en färdig virtuell handmodell och en redan skrivna för hand script modul (som kan hittas i avbetalning fil den virtuella verklighetsmiljö programpaket) i den virtuella verkligheten miljön. Handen script modulen spårar fingerleden gest och vinklar av dataglove och matar in informationen i den virtuella handmodell, som gör det möjligt att styra rörelserna hos den virtuella handen genom att flytta den verkliga hand bär den dataglove.
      1. manuellt ändra storlek och utseende på den virtuella handen vid behov genom att ange sina parametrar i skriptet, såsom dess x, y och z skalning att ändra storlek eller ändra den mappade bilden.
      2. För Synchrony, använd ingen omvandling, så att den virtuella handen flyttas på samma sätt som den verkliga handen och på (ungefär) samma gång. Att skapa omvandlare, lägga en fördröjning på 3 s, så att Virtual handen rör sig som den verkliga handen men med en märkbar fördröjning.
    2. Identifiera en lämplig färdiga orientering tracker plugin i den virtuella verklighetsmiljö avbetalning fil och importera den i kommandoskript. Notera att köra kommandoskript gör orienteringen tracker modulen spåra orienteringsändringar i den verkliga handen (som tillhandahålls av orienteringen tracker deltagarna bära på sin högra handleden), som sedan kan användas för att styra orienteringen ändras i den virtuella sidan genom att ställa in gir, lutning och rulldata för den virtuella handen i kommandofönstret. Kanal datan spåras av orienterings tracker direkt in i den virtuella hand modell för Synchrony förhållanden, men sätter en fördröjning på 3 s för omvandlare.
    3. Utforma de kompletterande virtuella objekt och deras rörelsebanor, så att de rör sig till och från den virtuella handen (här, design och importera ytterligare modeller för en pinne, rektangel, boll, och kniv, som ska användas under olika parts av försöket; se "experimentella förhållanden"). manuellt ändra storlek, utseende och position för vart och ett av dessa objekt i kommandoskriptet på samma sätt som parametrarna för den virtuella handen är inställda. Ställ in erforderliga rörelsebanor med hjälp av lämpliga kommandon för att ställa in start- och slutposition för rörelsebanorna för ett objekt och den hastighet med vilken det ska röra sig.
    4. Bestäm vibrationsstyrka och tidpunkten för varje vibrations stimulator kommandoskriptet; antingen utan dröjsmål för synkroni förhållanden (dvs startar vibration exakt när den virtuella handen är i kontakt med den andra virtuella föremål) eller med en fördröjning på 3 s för omvandlare. Alla vibratorer vibrerar samtidigt som den virtuella handen rörd av den andra virtuella föremål (eller vid den fördröjda tidpunkt). Ställa in vibrationsstyrka till ett medium nivå (dvs. till 0,5 på en skala från 0-1). Observera att den faktiska styrkan hos vibrationen beror på programming miljö och vibratorer som används för experimentet, och att en medelhög nivå av vibrationer i vårt experiment inte nödvändigtvis stämmer med den faktiska styrkan i vibration vid olika hårdvara (dvs. vibratorer / dataglove) eller programvara används.
    5. Lägga till en andra del till experimentskriptet som är identisk med de föregående stegen med undantag för följande ändringar:
      1. Ersätta den virtuella handmodell med en virtuell rektangel av liknande storlek som den virtuella sidan (så att realisera utseendet faktorn av experimentet)
      2. Se till att rotationen av den verkliga sidan som plockas upp av orienteringen tracker sätts till rotationsrörelser av rektangeln.
      3. Se till att öppning och stängning av den verkliga handen som plockas upp av dataglove sätts till färgskiftningar i rektangeln med hjälp av lämpligt kommando för att ändra färgen på ett objekt i programmeringsmiljö (t.ex. presentera rektangeln i grönt när hoch är helt stängd, i rött när det är helt öppen, och låt färgen gradvis ändras från rött till grönt eller grönt till rött som handen öppnar eller stänger).
  2. experimentella förhållanden
    1. Kör de åtta experimentella betingelser (till följd av att korsa tre experimentella faktorer synkront, utseende av den virtuella effektor och aktiv / passiv) i en ordning som är antingen balanserad mellan deltagarna eller randomiserad.
    2. För varje tillstånd, innefattar tre faser av omkring 2 till 3 min vardera för att inducera den virtuella hands illusion och ett hot fas för att mäta elektrofysiologiska hudrespons (SCR). Betong protokollet skiljer sig något för de åtta villkor och beskrivs nedan.
    3. Virtuell handen / aktiv / synkroni
      1. Konfigurera systemet så att fördröjningen mellan följande händelser är nära noll och inte märks: (a) rörelser och orientering förändringar av riktig hand och motsvararing rörelser och orienteringsändringar i den virtuella handen i visuo-motor korrelations fas; (B) tidskontaktpunkterna mellan den virtuella handen och ytterligare virtuella föremål på skärmen och motsvarande punkter vibrations-inducerad stimulering av den verkliga handen i visuo-taktil fas tid; och (c) rörelser och orienteringsändringar i den verkliga handen och motsvarande rörelser och orienteringsändringar hos den virtuella handen; och tidpunkterna för kontakt mellan den virtuella handen och ytterligare virtuella föremål på skärmen och motsvarande tidpunkter vibrations-inducerad stimulering av den verkliga handen i visuo-motor-taktil fas.
      2. För visuo-motor korrelations fasen har deltagarna fritt flytta eller rotera deras verkliga höger, inklusive öppning, stängning, och rotera deras verkliga handen, och flyttar varje finger individuellt. Har deltagarna titta på motsvarande rörelser i den virtuella handen på datorskärmen.
      3. För visuo-taktil stimulering fasen har deltagarna behålla sin verkliga hand fortfarande medan du tittar på skärmen. Framlägga ett annat virtuellt föremål på skärmen, till exempel en virtuell boll eller pinne (som skapades i 1.2.3) som rör sig till och från den virtuella sidan, producerar intrycket av beröring och inte röra den virtuella handen.
        1. Medfölja varje kontakt mellan denna ytterligare virtuella föremål och den virtuella handen genom vibrator aktivitet på dataglove. Har vibratorn stimulera den del av den verkliga sidan som motsvarar den del av den virtuella handen som håller på att beröras av den ytterligare virtuella föremål (t.ex. om det virtuella föremålet verkar röra handflatan den virtuella handen, handflatan av deltagarens riktig hand bör stimuleras av vibratorn 16).
      4. För visuo-motor-taktil korrelationsfasen har deltagarna flytta den virtuella handen genom att flytta deras verkliga hand för att röra en virtuell vibrerande stick eller liknande föremål (se 1.2.3). Se till att varje kontakt mellan virtuella handen och virtuella stick / object åtföljs av vibration-inducerad stimulering av deltagarens verkliga handen som beskrivs i 1.3.3.3.
      5. För hot fasen, har deltagarna hålla deras verkliga högra stilla medan du tittar på en virtuell kniv eller nål visas på datorskärmen. Göra den virtuella kniv eller nål gå till och från den virtuella handen. Se till att varje kontakt resulterar i en synlig uppenbar "kapning" eller "punktering" av den virtuella handen.
        1. Stimulera den del av den verkliga sidan som motsvarar den skurna eller punkterad del av den virtuella handen med hjälp av vibratorer för dataglove såsom beskrivs i 1.3.3.3.
    4. Virtuell handen / aktiv / omvandlare
      1. Kör det förfarande som beskrivs i 1.3.3 efter att konfigurera systemet så att fördröjningen mellan de kritiska händelser är tre sekunder i stället för nära noll.
      2. Virtuell rektangel / aktiv / synkroni
        1. Köra förfarandet som beskrivs under 1.3.3, men med den virtuella rektangel i stället för den virtuella handen.
      3. Virtuell rektangel / aktiv / omvandlare
        1. Köra förfarandet som beskrivs under 1.3.4, men med den virtuella rektangel i stället för den virtuella handen.
      4. Virtuell handen / passiv / synkroni
        1. Kör det förfarande som beskrivs i 1.3.3, men be deltagaren att hålla hans eller hennes verkliga hand fortfarande i alla faser.
      5. Virtuell handen / passiv / omvandlare
        1. Kör det förfarande som beskrivs i 1.3.4, men be deltagaren att hålla hans eller hennes verkliga hand fortfarande i alla faser.
      6. Virtuell rektangel / passiv / synkroni
        1. Kör det förfarande som beskrivs i 1.3.5, men be deltagaren att hålla hans eller hennes verkliga hand fortfarande i alla faser.
      7. Virtuell rektangel / passiv / omvandlare
        1. Kör det förfarande som beskrivs i 1.3.6, men be deltagaren att hålla hans eller hennes verkliga hand fortfarande i alla faser.
    5. Datainsamling
      1. Samla SCR data med mätutrustningen (se Materials List) och dess programvara. Inspelningsfrekvensen är varje 0,1 ms.
      2. Be deltagaren att fylla i frågeformuläret mäta känsla av delaktighet, byrå, plats och utseende för respektive tillstånd. Använd antingen en pappersversion, där varje fråga (som beskrivs i 1.4.2.1 och 1.4.2.2) skrivs, tillsammans med en Likertskala (som beskrivs i 1.4.2.3), och som kan fyllas i med en penna; eller använda en datoriserad version, där varje fråga visas på skärmen, tillsammans med Likertskala, och i vilken det valda skalvärdet kan skrivas in.
        1. Inkludera en enkät som minimalt omfattar en eller flera ägarfrågor 2; Använd följande fyra: <br /> (O1) "Det kändes som om handen på skärmen var min högra hand eller en del av min kropp";
          (O2) "Det verkade som om vad jag kände på min högra sida orsakades av att trycka på käppen på handen på skärmen som jag såg";
          (O3) "Jag hade en känsla av att vibrations jag kände på min högra sida var på samma plats där handen på skärmen blev rörd av pinnen";
          (O4) "Det verkade min högra hand var på den plats där handen på skärmen var".
        2. Överväga att inkludera ytterligare frågor om agent frågor; använd följande:
          (A1) "Jag kände att jag kan styra denna virtuella hand" (för den aktiva tillstånd);
          (A1) "Det verkade som om jag kunde ha flyttat handen på skärmen om jag hade velat, som om det vore lyda min vilja" (för passivt tillstånd); .
          Observera att de punkter som anges i 1.4.2.1 och 1.4.2.2 hänvisar till hand skick. För rektangeln skick, byt alla hänvisningar till den virtuella handen med hänvisningar till den virtuella rektangel.
        3. Använd en Likertskala två för varje fråga (t.ex. 1-7), så att deltagarna kan göra mål i vilken grad de enades om att frågan; t.ex. använda en för "starkt emot" och 7 för "instämmer". Se till att varje fråga visas på skärmen och kan besvaras med siffrorna 1 till 7 som motsvarar de 7 svarsalternativ i Likertskala; utseende och svarsalternativ programmeras i försöket skriptet.

    2. Virtual ansikte Illusion

    1. Experimentuppställning
      1. Välkommen deltagaren och samla in ytterligare information, som ålder, kön, etc.
      2. Upprätta en experimentuppställning som innefattar en virtuell miljö verklighet programmering; en huvudets position tracking system, inklusive motsvarande hårdvara och mjukvaraf "> 17, och en 3-DOF orienteringen tracker fäst till toppen av en hatt eller baseballmössa.
        OBS: Genom att använda denna experimentuppställning, kan deltagarna fritt flytta eller rotera sitt eget huvud för att styra positionen och orienteringen av den virtuella ansikte men de kan inte styra ansiktsuttryck i den virtuella ansikte
      3. Be deltagaren att sitta på stolen 2 meter framför datorskärmen. Se figur 1C och 1D för en illustrationer av experimentuppställning.
      4. Be deltagaren att sätta på locket med den bifogade orienterings tracker.
      5. Anslut läge tracking system och orientering tracker till datorn och kör redan skrivna kommandoskriptet i kommandofönstret genom att klicka på knappen "Kör" i den virtuella verkligheten miljön gränssnitt, så att den virtuella verkligheten miljön startar. Övervaka att deltagaren följer instruktionerna som visas på datorskärmen framför deltagarna. Väntatills redan skrivna kommandoskriptet avslutas automatiskt.
    2. Virtual Face Design
      OBS: För fullständig Python-skript och nödvändiga filer se bifogat "Virtual Face Illusion.zip" fil (OBS: zip-filen är en kompletterande material av manuskriptet och inte en del av programpaketet, det inkluderar inte de nödvändiga insticksprogram används för position och orientering spårning och alla andra python-moduler som används i hela skriptet). För att genomföra experimentet, först packa upp innehållet i denna fil till en mapp (t.ex. skrivbordet) och dubbelklicka på "virtuell ansikte illusion_54784_R2_052716_KM.py" filen för att starta experimentet. Observera att skriptet är utformad för att fungera med den virtuella miljön verkligheten programmering presenteras här och kommer inte att fungera med hjälp av andra program.
      1. Använd en virtuell ansikte byggnad program för att utforma virtuella ansikten med lämplig ålder, ras och kön (motsvarandedeltagarna testas) genom att välja den bäst anpassade värdena på motsvarande skalor av programmet
      2. Skapa två versioner av varje sida, ett med en neutral ansiktsuttryck och en med ett leende, genom att välja motsvarande värden på motsvarande skalor av programmet (som varierar uttryck genom att ändra ögon storlek, krökning i munnen och några andra ansiktsmusklerna)
      3. För att testa universitetsstudenter, skapa fyra 20-åriga virtuella ansikten med den virtuella ansikte byggnadsprogram, en hane ansikte med en neutral ansiktsuttryck, en hane ansikte som ler, ett kvinnligt ansikte med en neutral ansiktsuttryck, och ett kvinnligt ansikte som ler
      4. I den virtuella ansikte byggnadsprogrammet exportera ansikten 3D VRML-formaterade filer.
      5. Med hjälp av lämpliga kommandon i den virtuella miljön verkligheten programmering importera skapade VRML-filer, det vill säga, de virtuella sidor, i den virtuella verkligheten miljö för användning under försöket. vary sin storlek eller skala genom att ställa in deras parametrar i enlighet med lämpliga kommandon.
      6. Hitta redan skrivna spårningsmodul för huvudpositionen tracking system i avbetalning filen i den virtuella miljön och importera den, som gör det möjligt att spåra huvudet positionerna för deltagare. I manus, ändra uppgifterna för huvudet positioner och bestämma tidpunkten för när huvudpositioner översätts till virtuella ansikte positioner (använd en 0 ms fördröjning för synkroni förhållanden och en 3 fördröjning för omvandlare).
      7. Hitta en färdig orientering tracker plugin i avbetalning filen i den virtuella miljön och importera den i kommandoskript. Observera att, återigen, kan skriptet införa tidsfördröjningar med avseende på tidpunkten för när orienteringsändringar deltagarens huvud översätts till orienteringsändringar i den virtuella huvudet (använd en 0 ms fördröjning för synkroni förhållanden och en 3 fördröjning för omvandlare ).
      8. Design ytterligare virtuella obprojekt (t.ex. ett virtuellt minne) och deras rörelsebanor, så de flyttar till och från den virtuella ansikte. Ställa in storleken på det virtuella föremålet vara liknande till storleken av en virtuell finger.
      9. Anslut hårdvara och genomföra de sparade kommandoskript, och sedan starta experimentet.
    3. experimentella förhållanden
      1. Kör kommandot skript och spåra deltagarens huvudets position med hjälp av huvudets position tracking system och deltagarens huvud orientering genom en 3-DOF orienteringen tracker fäst vid ett lock.
      2. Exponera deltagaren till den virtuella ansikte under 30 sekunder och instruera deltagarna inte att flytta. När ansiktet har försvunnit, har deltagarna svara på IOS skala (beskrivs under Datainsamling) att bedöma hur han eller hon uppfattar förhållandet mellan sig själv och den virtuella ansikte.
      3. Kör de fyra experimentella förhållanden (som beskrivs nedan) i en ordning som är antingen balanserad över partigarna eller randomiserad. Varje villkor innefattar tre faser av omkring 2 till 3 min vardera för att inducera den virtuella ansikte illusion.
      4. Neutral / synkroni
        1. Konfigurera systemet så att fördröjningen mellan följande händelser är nära noll och inte märks: (a) förflyttningar av den verkliga huvudet och motsvarande rörelser i den virtuella huvudet i visuo-motor korrelationsfasen och (b) de tidpunkter kontakt mellan deltagarens verkliga hand och deltagarens verkliga kind och mellan virtuella föremål och den virtuella huvudet i visuo-taktil stimulering fas.
        2. För visuo-motor korrelations fasen har deltagarna sätta på locket med den bifogade orienterings tracker. Be dem att hålla sig i rörelse eller roterande sitt eget huvud för att styra positionen och orienteringen av den virtuella ansikte.
        3. För visuo-taktil stimulering fasen har deltagarna sträcka sin högra arm till höger och tillbaka flera gånger, att röra sin högra kinden, medan watching skärmen. Beröringen är endast momentan: deltagare röra kinden, låt gå och sträcka sin högra arm till höger, och upprepa under hela denna visuo-taktil stimulering fas.
        4. På skärmen presenterar den virtuella ansikte upprepade gånger rörde på kinden av en virtuell föremål, såsom en virtuell boll. Beröringen är (eller snarare handrörelse i allmänhet) är synkroniserad med det virtuella föremålet genom rörelsesystem som kan spåra var en deltagares lem (t.ex. hand) i 3D-rymden, som tillät oss att direkt kartlägga deltagarnas handrörelser på banan för av det virtuella föremålet, vilket resulterar i en synkroniserad rörelse av deltagarens riktiga handrörelse bana och det virtuella objektets rörelse bana. Således när den virtuella föremål berör den virtuella avatar, motsvarar detta deltagaren vidröra sin egen kind.
      5. Neutral / omvandlare
        1. Kör proceduren debeskrivs i 2.3.4 efter att ha konfigurerat systemet så att fördröjningen mellan de kritiska händelser är 3 s istället för nära noll.
      6. Le / synkroni
        1. Kör det förfarande som beskrivs i 2.3.4 efter att ha konfigurerat systemet att presentera leende ansikte istället för ansiktet med en neutralt uttryck.
      7. Le / omvandlare
        1. Kör det förfarande som beskrivs i 2.3.6 efter att ha konfigurerat systemet så att fördröjningen mellan de kritiska händelser är 3 s istället för nära noll.
    4. Datainsamling
      1. Be deltagaren att fylla i frågeformulär som mäter känslan av delaktighet och organ för respektive tillstånd.
        1. Inkludera en enkät som minimalt omfattar en eller flera ägarfrågor; Använd följande fyra:
          (O1) "Jag kände mig som ansiktet på skärmen var mitt eget ansikte";
          (O2) "Det verkade som om jag vartitta på min egen spegelbild i en spegel ";
          (O3) "Det verkade som om jag känna av rörelser och tryck på mitt ansikte på den plats där ansiktet på skärmen var";
          (O4) "Det verkade som om beröring jag kände på mitt ansikte orsakades bollen röra vid ansiktet på skärmen".
        2. Överväga att inkludera byrå frågor; använda följande två:
          (A1) "Det verkade som om de rörelser som jag såg i ansiktet på skärmen orsakades av mina egna rörelser";
          (A2) "Ansiktet på skärmen flyttas precis som jag ville ha det, som om det var lyda min vilja".
      2. Inkludera "att andra i Self" (IOS) skala 18, som skapas med hjälp av en 7-punkts (1-7) Likertskala 2 på vilken varje poäng indikeras att motsvara en annan grad av själv annan överlappning . Ange graden av överlappning grafiskt genom överlappningen av två cirklar med en Representing "jaget" och den andra cirkeln "Övrigt". Karakterisera den lägsta poängen av skalan med noll-överlappning av de två cirklarna och den högsta poängen genom perfekt överlappning. Högre betyg utgör således en högre grad av själv annan överlappning.
      3. Eventuellt inkluderar effekten Grid 19 för att bedöma humör.
        1. Skapa en 2-dimensionell (valens av upphetsning) Likert-typ galler, där en dimension motsvarar valens (från -4 till känna obehagligt att fyra för att känna trevlig) och den andra till upphetsning (från -4 till sömnighet till 4 för känsla mycket upphetsad).
        2. Har deltagarna välja en punkt (t.ex. med en penna) som motsvarar hur trevlig och hur upphetsad de nu känner.
          OBS! Frågeformulär, IOS och påverka Grid visas på skärmen efter varje försöks faserna är klar. Deltagare använde tangentbordet för att svara (identisk med den virtuella Hand illusion experiment). </ Li>
      4. Eventuellt inkluderar alternativa användningar Task (AUT) 20.
        1. Be deltagarna att lista så många möjliga användningsområden för ett gemensamt hushåll objekt såsom en tidning. Uppgiften utförs med penna och papper. Har deltagarna att skriva ner så många användningsområden för objektet som de kan i fem minuter.
        2. Upprepa för ett annat objekt (t.ex. en tegelsten). Betyg resultaten senare enligt flyt (antal användningsområden), flexibilitet (antal kategorier av användningar), utarbetande (hur mycket information eller förklaring som ges för användning) och originalitet (hur unik användning är). Se till att högre poäng indikerar högre divergent tänkande prestanda för alla objekt. Använd två olika målskyttar och se till att den inter-målskytt korrelationen är hög. Fokus på flexibilitet resultatet ytterligare analyser, eftersom detta är den mest konsekventa och teoretiskt mest transparenta poäng av uppgiften.
        3. Använd AUT som en implicit (och efterfråge characteristic-gratis) mått som anger humör, och prestanda i denna uppgift ökar med bättre humör 21.
          OBS: Om AUT är att genomföras förändring skriptet så att den virtuella ansikte kvar på skärmen, är synlig för och förblir under kontroll av deltagaren medan de gör AUT.

Representative Results

Virtual hand Illusion

Vi körde flera experiment med det virtuella hand illusion paradigm, att undersöka hur människor företräda sina kroppar, i det här fallet sina händer. Antalet undersökta deltagarna beroende på mängden av villkor, vanligtvis runt 20 deltagare för varje tillstånd. Här ger vi relevanta resultat för en av de mest utarbetade studier vi genomförde i vårt labb. Vi kommer att begränsa vår diskussion till subjektiva uppgifter, genomsnittet av Likert-skala svar på de fyra ägar frågor (O1-O4) och Likert-skala svar på byrån fråga (A1).

I denna studie 8, undersökte vi systematiskt effekterna av synkront (synkron kontra asynkron), utseende av den virtuella effektor (virtuella handen mot rektangel), och aktiviteten (passiv kontra aktiv) på participants känsla av delaktighet och känsla av byrån (alla förhållanden testades inom deltagare). Resultaten var desamma för ägande och byrå. Som visas i figur 2, var upplevd ägande och byrå starkare om verkliga och virtuella handen flyttas synkront [F (1,43) = 48,35; p <0,001; och F (1,43) = 54,64; p <0,001; för ägande och byrå, respektive], om den virtuella effektor var en hand än om det var en rektangel [F (1,43) = 14,85; p <0,001; och F (1,43) = 6,94; p <0,02], och om deltagaren var aktiv snarare än passiv [F (1,43) = 9,32; p <0,005; och F (1,43) = 79,60; p <0,001]. Den synkront effekt replikerar standard virtuella hand illusion.

figur 2
Figur 2: ägande och agentur betyg som en funktion av synkroni, utseende av den virtuella effektor, och aktiviteten hos den delicipant. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3
Figur 3: ägande och agentur betyg som en funktion av synkroni och aktivitet för deltagaren. Observera att synkroni effekten är mer uttalad för aktiva deltagare. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Ännu mer intressant, både ägande och byrå visade en signifikant interaktion mellan aktivitet och synkroni [F (1,43) = 13,68; p = 0,001; och F (1,43) = 23,36; p <0,001; se figur 3], men inte mellan utseende och synkront. detta mönstertyder på att aktivitet spelar en mer framträdande roll för ägande och en illusion än utseendet gör, visade det även att den illusoriska ägande uppfattning är starkare i virtuell än traditionella gummihand illusion paradigm. Enligt Hommel 22, objektiv byrå (dvs i vilken grad en yttre händelse kan objektivt styras) bidrar till både subjektivt ägande och subjektivt byrå, vilket förklarar varför i detta experiment, aktiv, synkron kontroll över den virtuella effektor ökat både subjektivt ägande och subjektivt byrå.

Även utseendet misslyckats med att interagera med synkront, vilket tyder på att ägar illusionen inte förlitar sig på utseende, gjorde det ge en huvudeffekt. Detta tyder på att utseendet inte har en inverkan på upplevd ägande. Det är vettigt att anta att människor har allmänna förväntningar om vad externa objekt kan eller inte kan vara en plausible del av sin kropp, som stöder ägandet uppfattningen i allmänhet men inte moderera effekten av synkroni. Vi avslutar därmed att flera informationskällor bidrar till känslan av subjektivt ägande: allmän top-down förväntningar och bottom-up synkront information. Förhållandet mellan dessa två informationskällor verkar inte vara interaktiv men kompensatorisk, så att de allmänna förväntningarna kan dominera i frånvaro av synkroni, och vice versa.

Virtuell-face illusion

I en annan studie undersökte vi hur människor representera sitt ansikte. Vi kunde replikera den traditionella enfacement illusion i en virtuell miljö, som vi kallar den virtuella ansikte illusion 12. Vi undersökte vidare om man anta stämningen som uttrycks av en virtuell ansikte de identifierar sig med. Det fanns en i-deltagarefaktor-synkroni (synkron kontra asynkron) och ett mellan-deltagare faktoransiktsuttryck (glada kontra neutral). De IOS betyg innan induktionsfasen subtraherades från de IOS betyg efter induktionsfasen, också inverkar Grid betyg innan induktionsfasen subtraherades från de påverkar Grid betyg efter induktionsfasen, och dessa kreditvärderings förändringar användes som IOS och påverka galler resultat.

Analysen av ägar poäng (O1-4), byrån poäng (A1-2), och IOS skala 18 ändras alla visade viktigaste effekterna av synkront [F (1,58) = 38,24; p <0,001; F (1,58) = 77,33; p <0,001; och F (1,58) = 43,63; p <0,001; respektive], visar att synkront mellan sina egna huvudrörelser och rörelser i den virtuella ansikte ökade upplevd ägande och byrå, och underlättade integreringen av den andres ansikte i en själv (se Figur 4). Synchrony förbättrades också humör, vilket indikeras av en synkroni effekt på påverkan gallret 19 ändringar [F (1,58) = 7,99; p <0,01].

figur 4
Figur 4: ägande och agent betyg, liksom IOS förändringar, som en funktion av synkroni. Notera att positiva IOS förändringar innebära en ökning med integrering av den andra till en själv. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 5
Figur 5: Påverkan förändringar galler (positiva värden innebär positivt gående påverkar) och flexibilitets poäng i AUT, som en funktion av synkroni och uttrycket av den virtuella ytan. Notera att interaktionerna mellan synkroni och expression drivs av mer positivt gående humör och speciellt god flexibilitet prestanda för kombinationen av synkroni och glad virtuella ansikte. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Det fanns signifikanta viktigaste effekterna av ansiktsuttryck på IOS förändringar påverkar rutnät förändras, och flexibilitet i AUT 20, 21, 23 men ännu viktigare var det faktum att påverka förändringar rutnät och flexibiliteten värdera interagerat med synkront [F (1, 58) = 4,40; p <0,05; och F (1,58) = 4,98; p <0,05; respektive]. Som visas i figur 5, deltagarna rapporterade bättre humör och visade mer kreativt beteende efter enfacing (dvs synkronly flytta med) ett lyckligt ansikte jämfört med förhållanden där de flyttade asynkront med ett glatt ansikte eller synkront med en neutral yta.

F / P / PES EFF SPELA TEATER 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 och delvis Eta kvadrat (PES) värden för effekterna av frågeformulär posten betyg, med DF = 43. Faktorer är EFF: virtuella effektor (virtuella handen mot rektangel); ACT: aktivitet (aktiv prospektering mot passiv stimulering); och SYN: synkront (synkron kontra asynkron). Endast resultat för betydande effekter visas.

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: Medel (M) och standardavvikelser (SE) för ägande och agentur betyg i alla åtta villkor. H: hand; R: rektangel; A: aktiv; P: passiv; SY: synkron; AS: asynkron.

F / P / PES Ansiktsuttryck synkroni Ansiktsuttryck * Synchrony
Ägande (O1-4) 38,24
<0,001
0,40
Agency (A1-2) 77,33
<0,001
0,57
IOS Förändringar 4,03 43,63
0,049 0,001
0,07 0,43
Påverka Grid Valence Förändringar 6,06 7,99 4,40
0,017 0,007 0,041
0,10 0,13 0,07
AUT-Flexibilitet 5,42 4,98
0,024 0,03
0,09 0,08
AUT-Flyt 7,89
0,007
0,12

Tabell 3: F, P och delvis Eta kvadrat (PES) värden för relevanta beroende åtgärder, med df = 58 för frågeformulär och IOS resultat, och df = 56 för valens dimension påverka elnätet mood och AUT resultat. Endast resultat för betydande effekter visas.

M / SE Neutral-SY Neutral-AS Happy-SY Happy-AS
Ägande (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 Förändringar 0,37 -0,80 1,00 -0,40
0,21 0,25 0,20 0,24
Påverka Grid Valence Förändringar -1,07 -1,33 0,60 -1,20
0,42 0,33 0,39 0,31
AUT-Flexibilitet 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: Medel (M) och standardavvikelser (SE) för relevanta beroende åtgärder i de fyra villkoren. Neutral: neutral ansiktsuttryck; Glad: happy ansiktsuttryck; SY: synkron; AS: asynkron.

Discussion

I den här artikeln beskrivs vi två detaljerade protokoll för den virtuella hand och virtuell ansikte illusion paradigm, där vår virtuella ansikte studie var den första att replikera den traditionella slag-inducerad ansikte ägande illusion i virtuell verklighet, tillsammans med representativa resultat från de två paradigm.

De väsentliga Synchrony effekter tyder på att vi var framgångsrika i att inducera illusoriska ägande för den virtuella handen och den virtuella ansikte, liknar mer traditionella illusion paradigm. Att kunna reproducera dessa effekter med hjälp av virtuell teknik verklighet har avsevärda fördelar 11, 24. Virtual reality tekniker befria försöks från ganska artificiell och avbrutet stryker förfarande och öppnar nya möjligheter för experimentella manipulationer. Till exempel, morphing virtuella effektorer tillät oss att systematiskt manipulera effekterna av appearance av den virtuella handen och likheten mellan den virtuella och deltagarens verkliga sidan eller vid ansiktsuttryck av den virtuella ansikte. Effekterna av byrån kan också undersökas systematiskt genom att variera graden (t.ex. omedelbarhet) som deltagarna kan styra rörelser artificiella effektor.

En annan lovande väg för framtida virtuell verklighet forskning är första persons perspektiv (1PP) virtuella upplevelser verklighet. 1PP erfarenheter kan skapa en enorm känsla av nedsänkning och känsla av närvaro, på en helt annan skala än en tredje person perspektiv virtuell verklighet erfarenhet 25, 26, 27, 28. I 1PP upplever man verkligen kan känna sig som en är avataren, är att man bokstavligen förkroppsligar avatar. Detta öppnar möjligheter för alla typer av manipulationer som lossnar delar av en persons kropp 28, elongating 29, skalas kroppsdelar 30, eller ändra en persons hudfärg 31, 32.

Eftersom de nuvarande och många andra resultat visar, att styra virtuella händelser i ett synkront sätt ökar starkt uppfattningen om dessa händelser som tillhör den egna kroppen. Till exempel, våra resultat från hand studie tyder på att omedelbara kontroll är en viktig referenspunkt för att skilja mellan egenproducerade och andra producerade händelser (dvs personlig byrå) och mellan självrelaterade och andra relaterade händelser (dvs kroppen ägande) . Resultaten som presenteras här och på andra håll tyder på att bottom-up informationen spelar en avgörande roll i framväxten av fenomenala självrepresentation, även för kroppsdelar som inte är lika identitetsrelaterade som en egen kroppsdel 4.

jove_content "> Den mest kritiska delen av de beskrivna protokollen är inskolningsprocessen som introducerar korrelationer mellan visuella, taktila och motor (dvs proprioceptiva) informations-dessa korrelationer kan den kognitiva systemet att härleda ägande och byrå. Eftersom dessa korrelationer lita på relativa tidpunkten för respektive händelser, såsom fördröjningen mellan deltagarens egna rörelser och förflyttningar av den konstgjorda effektor, är det viktigt att hålla behandlingsfördröjningar (särskilt när det gäller överföring av data från dataglove till rörelsen av den virtuella effektor på skärmen) till ett minimum. med vår experimentet den maximala tidsfördröjningen är cirka 40 ms, vilket är knappt märkbar och inte hindra synen på kausalitet och byrå. Shimada, Fukuda, och Hiraki 33 har föreslagit att den kritiska tidsfönstret avseende på förekomst av multisensoriska integrationsprocesser som utgör den själv kroppen representationen är 300 ms,vilket innebär att längre fördröjningar minskar troligen synen på kontroll över virtuella händelser.

En annan viktig aspekt av protokollet är stram experimentell kontroll över deltagarens hand- eller ansiktsrörelser, beroende på paradigm. Under induktion, aktiva rörelser respektive faktor är viktig, eftersom de nödvändiga intersensory korrelationer förlitar sig på aktiva utforskande rörelser på sidan av deltagaren. Det är därför viktigt att uppmuntra deltagarna att flytta ofta och att engagera sig i aktiv prospektering. I andra faser av försöket, kan rörelser försämra mätningen dock. Till exempel, i den virtuella hand illusion paradigm, flytta till vänster (som SCR spelades in) kommer sannolikt att göra mätningar av SCR nivå bullriga och opålitlig.

En begränsning av den virtuella hands illusion paradigm teknik är att, av praktiska skäl, deltagarna bär vanligen en dataglove och orientering trAcker under hela experimentet (så att minimera distraherande). Detta kan inte vara bekväm, vilket i sin tur kan påverka stämningen eller motivation deltagaren. En möjlig lösning för att problemet skulle vara att använda lättare utrustning eller skräddarsydda wearables. En annan begränsning av vår aktuella virtuella ansikte illusion paradigm teknik är att utrustningen endast registrerar huvudrörelser men inga förändringar i ansiktsuttryck. Möjligt för deltagarna att kontrollera ansiktsuttryck i en virtuell ansikte är sannolikt att bidra till ägar illusioner, men detta skulle kräva hårdvara och mjukvara som ger tillförlitlig detektering och kategorisering av ansiktsuttryck i människor-som vi ännu inte har tillgängliga i vårt labb. Användningen av till exempel realtid (ansikts) motion capture verktyg skulle vara till stor nytta i att övervinna dessa begränsningar och skulle göra det möjligt för oss att öka känslan av byrå och ägande av avatarer till betydligt högre nivåer.

Som framgår avresultaten från vår studie 8, människor anser olika informationskällor och uppdatera sin kropp representation kontinuerligt. De verkar använda bottom-up information och top-down information på ett kompenserande sätt, i den meningen att en källa till information spelar en större roll i frånvaro av den andra-liknar vad som antagits för känslan av byrån 34. Detta ger intressanta möjligheter för framtida forskning, eftersom det till exempel tyder på att ägande kan uppfattas även för konstgjord effektorer i obekväma arbetsställningar, förutsatt att en tillräcklig grad av ytan likhet, eller vice versa (dvs om den konstgjorda effektor linje perfekt med den verkliga effektor men skiljer sig från det i termer av ytegenskaper). De tillgängliga resultaten tyder också på att gränserna mellan sig själv och andra är ganska plast, så att egenskaperna hos en annan person eller agent kan uppfattas som en del av sig själv, under förutsättning att en viss grad av synchrony mellan ett eget beteende och den för den andra 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).
Skapa Virtual hand och Virtual ansikte Illusions att undersöka självrepresentation
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