Summary
हम किसी वस्तु अंतरण कार्य के दौरान असंगत दृश्य-स्पर्श उद्दीनों को लागू करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं । विशेष रूप से, ब्लॉक स्थानांतरण के दौरान, हाथ छिपा हुआ है, जबकि ब्लॉक की एक आभासी प्रस्तुति झूठी ब्लॉक बूंदों की यादृच्छिक आवृत्तियों से पता चलता है प्रदर्शन किया । प्रोटोकॉल भी vibrotactile प्रतिक्रिया जोड़ने का वर्णन करता है, जबकि मोटर कार्य प्रदर्शन ।
Abstract
विशेष रूप से vibrotactile प्रतिक्रिया (VTF) की उपस्थिति के साथ, incongruent संवेदी संकेतों है कि स्पर्श प्रतिक्रिया शामिल है के आवेदन शायद ही कभी पता लगाया है । इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य incongruent दृश्य-स्पर्श उत्तेजनाके जवाब पर VTF के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए । स्पर्श प्रतिक्रिया एक ब्लॉक लोभी और यह एक विभाजन के पार ले जाकर हासिल की है । दृश्य प्रतिक्रिया चलती ब्लॉक की एक वास्तविक समय आभासी प्रस्तुति, एक मोशन कैप्चर सिस्टम का उपयोग कर हासिल की है । अनुकूल प्रतिक्रिया ब्लॉक के आंदोलन की विश्वसनीय प्रस्तुति है, ताकि इस विषय का मानना है कि ब्लॉक समझा है और यह हाथ के रास्ते के साथ कदम देख रहा है । Incongruent प्रतिक्रिया ब्लॉक के आंदोलन के रूप में प्रकट होता है वास्तविक आंदोलन पथ से diverts, ताकि यह हाथ से ड्रॉप जब यह वास्तव में अभी भी विषय द्वारा आयोजित किया जाता है लगता है, जिससे स्पर्श प्रतिक्रिया विरोध । बीस विषयों (आयु ३०.२ ± १६.३) दोहराया 16 ब्लॉक स्थानांतरण, जबकि उनके हाथ छिपा हुआ था । ये VTF के साथ और VTF (३२ ब्लॉक स्थानांतरण के कुल) के बिना दोहराया गया । Incongruent उत्तेजनाएँ बेतरतीब ढंग से दो बार प्रत्येक हालत में 16 repetitions के भीतर प्रस्तुत किया गया (के साथ और VTF के बिना). प्रत्येक विषय के साथ और VTF बिना कार्य प्रदर्शन के कठिनाई स्तर दर के लिए कहा गया था. साथ और बिना vtf के साथ और अनुकूल और incongruent दृश्य स्पर्श संकेतों के साथ दर्ज की गई हस्तांतरण के बीच हाथ रास्तों और durations की लंबाई में कोई सांख्यिकीय महत्वपूर्ण अंतर थे । वीटीएफ के साथ कार्य करने का कथित कठिनाई स्तर जिसमें वीटीएफ (r = ०.६७५, p = ०.००२) के साथ ब्लॉक के सामान्यीकृत पथ लंबाई के साथ काफी सहसंबद्ध है । इस सेटअप के लिए प्रयोग किया जाता है additive या vtf के अपचयी मूल्य मोटर समारोह के दौरान कि incongruent दृश्य स्पर्श उत्तेजनात्मक शामिल है । संभव अनुप्रयोगों कृत्रिम अंग डिजाइन, स्मार्ट खेल-पहनते हैं, या किसी भी अंय परिधानों कि vtf शामिल हैं ।
Introduction
भ्रम हमारी इंद्रियों की सीमाओं का शोषण कर रहे हैं, के रूप में हम गलती से जानकारी है कि उद्देश्य वास्तविकता से भटक अनुभव । हमारा अवधारणात्मक निष्कर्ष संवेदी डेटा की व्याख्या करने में हमारे अनुभव पर और अस्पष्ट संवेदी इनपुट1की उपस्थिति में वास्तविकता के सबसे विश्वसनीय अनुमान के हमारे मस्तिष्क की गणना पर आधारित है ।
एक उप-वर्ग भ्रमों के अनुसंधान में एक है जो असर्वांग संवेदी संकेतों को संयोजित करता है । भ्रम है कि incongruent संवेदी संकेतों से परिणाम निरंतर multisensory एकीकरण हमारे मस्तिष्क द्वारा प्रदर्शन से निकलती है । जबकि दृश्य-श्रव्य संकेतों में असर्वांगसमता से संबंधित अनेक अध्ययन हैं, अन्य संवेदी युग्मों में असर्वांगसमता की सूचना कम होती है । रिपोर्टों की संख्या में यह अंतर एक सेटअप है कि दृश्य-श्रवण incongruence शामिल डिजाइन में उच्च सादगी के लिए जिंमेदार ठहराया जा सकता है । हालांकि, अध्ययन है कि रिपोर्ट अंय संवेदी जोड़े तौर तरीकों से संबंधित परिणाम, दिलचस्प हैं । उदाहरण के लिए, दृश्य संवेदनशीलता पर असंगत दृश्य-haptic संकेतों का प्रभाव2 का अध्ययन किया गया था जहां दृश्य और haptic उत्तेजनात्मक स्थानिक आवृत्ति में मिलान किया गया एक प्रणाली का उपयोग; हालांकि, haptic और दृश्य अभिविन्यास समान (अनुकूल) या लांबिक (incongruent) था. एक अंय अध्ययन में, incongruent दृश्य-स्पर्श गति उत्तेजनाओं गति के कथित दृश्य दिशा पर प्रभाव एक दृश्य उत्तेजनायुक्त और एक स्पर्श प्रस्तुत करता है कि एक प्रकाशित पैनल के साथ visual-स्पर्श पार मॉडल एकीकरण उत्तेजक यंत्र का उपयोग कर जांच की थी उत्तेजक पदार्थ है कि मनमाने ढंग से गति दिशा, गति के साथ स्पर्श गति उत्तेजक औधधि प्रस्तुत करता है, और त्वचा में इंडेंटेशन गहराई3। यह सुझाव दिया गया था कि हम आंतरिक रूप से कार्य के सांख्यिकीय वितरण और हमारी संवेदी अनिश्चितता दोनों का प्रतिनिधित्व करते हैं, उंहें एक प्रदर्शन-अनुकूलन Bayesian प्रक्रिया4के साथ संगत तरीके से संयोजन ।
आभासी वास्तविकता के विषय को एक आसान काम करने के लिए दृश्य प्रतिक्रिया धोखा देने की क्षमता बना दिया है । कई अध्ययनों से दृश्य और somatosensory जानकारी misalign करने के लिए multisensory आभासी वास्तविकता का इस्तेमाल किया. उदाहरण के लिए, आभासी वास्तविकता हाल ही में एक बच्चे के शरीर में अवतार को प्रेरित करने के साथ या एक बच्चे की तरह आवाज विरूपण5के सक्रियण के बिना इस्तेमाल किया गया था । एक अंय उदाहरण में, स्वयं के दौरान चलने दूरी की दृश्य प्रस्तुति-गति बढ़ाया गया था और इसलिए यात्रा दूरी के साथ incongruent शरीर द्वारा महसूस आधारित cues6। एक ऐसी ही आभासी वास्तविकता सेटअप एक साइकिल चालन गतिविधि7के लिए डिजाइन किया गया था । फिर भी, ऊपर बताए साहित्य में से सभी ने एक-के-बाद-एक इंद्रिय-बाधा को नहीं जोड़ा । हम इस तरह की अशांति प्राप्त करने के लिए स्पर्श भावना को चुना ।
हमारा स्पर्श संवेदी तंत्र इस बात का प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान करता है कि वस्तु को समझा जा रहा है या नहीं । इसलिए हम उम्मीद करते हैं कि जब प्रत्यक्ष दृश्य प्रतिक्रिया विकृत या अनुपलब्ध हो, तो वस्तु हेरफेर कार्यों में स्पर्श संवेदी प्रणाली की भूमिका प्रमुख होगी । हालांकि, अगर स्पर्श संवेदी चैनल भी परेशान था तो क्या होगा? यह संवेदी वृद्धि के लिए vibrotactile प्रतिक्रिया (VTF) का उपयोग करने का एक संभव परिणाम है, के रूप में यह व्यक्ति8का ध्यान कब्जा । आज, विभिन्न रूपरेखाओं के संवर्धित फीडबैक का उपयोग एक बाह्य उपकरण के रूप में किया जाता है, जिसका उद्देश्य हमारे आंतरिक संवेदी फीडबैक को बढ़ाना और मोटर सीखने के दौरानप्रदर्शन में सुधार करना, खेल और पुनर्वास की सेटिंग में होना है ।
Incongruent दृश्य स्पर्श उत्तेजनात्मक का अध्ययन संवेदी इनपुट की धारणा के बारे में हमारी समझ में वृद्धि हो सकती है । विशेष रूप से, मोटर समारोह है कि incongruent दृश्य स्पर्श उत्तेजनात्मक शामिल है के दौरान additive या vtf के अपचयी मूल्य का परिमाणीकरण, भविष्य कृत्रिम अंग डिजाइन में सहायता कर सकते हैं, स्मार्ट खेल-पहनते हैं, या किसी भी अन्य वस्त्रों कि vtf शामिल. चूंकि amputees अपने अवशिष्ट के दूरस्थ पहलू पर स्पर्श उत्तेजनासे वंचित हैं, VTF के अपने दैनिक उपयोग, कृत्रिम में एंबेडेड को लोभी का ज्ञान व्यक्त, उदाहरण के लिए, प्रभावित हो सकता है कि वे कैसे दृश्य प्रतिक्रिया अनुभव । इन शर्तों के तहत बोध के तंत्र की समझ, इंजीनियरों को VTF के सही तौर तरीकों की अनुमति देगा ताकि VTF उपयोगकर्ताओं पर नकारात्मक प्रभाव को कम कर सके ।
हम incongruent दृश्य-स्पर्श उत्तेजनाके जवाब पर VTF के प्रभाव का परीक्षण करने के उद्देश्य से । प्रस्तुत सेटअप में, स्पर्श प्रतिक्रिया एक ब्लॉक लोभी और एक विभाजन के पार इसे ले जाने के द्वारा अधिग्रहीत कर रही है; दृश्य प्रतिक्रिया चलती ब्लॉक और विभाजन (एक मोशन कैप्चर सिस्टम का उपयोग कर अधिग्रहीत) की एक वास्तविक समय आभासी प्रस्तुति है । चूंकि विषय वास्तविक हाथ आंदोलन को देखने से रोका गया है, केवल दृश्य प्रतिक्रिया आभासी एक है । अनुकूल प्रतिक्रिया ब्लॉक के आंदोलन की विश्वसनीय प्रस्तुति है, ताकि इस विषय का मानना है कि ब्लॉक समझा जाता है और यह हाथ के रास्ते के साथ कदम देखता है । Incongruent प्रतिक्रिया ब्लॉक के आंदोलन के रूप में प्रकट होता है वास्तविक आंदोलन पथ से diverts, ताकि यह हाथ से ड्रॉप जब यह वास्तव में अभी भी विषय द्वारा आयोजित किया जाता है लगता है, जिससे स्पर्श प्रतिक्रिया विरोध । तीन hypotheses का परीक्षण किया गया: जब एक जगह से एक और आभासी दृश्य प्रतिक्रिया का उपयोग करने के लिए एक वस्तु चलती है, (i) पथ और वस्तु के स्थानांतरण गति की अवधि में वृद्धि होगी जब incongruent दृश्य-स्पर्श उत्तेजकों प्रस्तुत किया है, (ii) यह परिवर्तन होगा वृद्धि जब incongruent दृश्य स्पर्श उत्तेजनात्मक और प्रस्तुत किया जाता है VTF चलती बांह पर सक्रिय है, और (iii) एक सकारात्मक सहसंबंध सक्रिय VTF के साथ कार्य प्रदर्शन के कथित कठिनाई स्तर के बीच पाया जाएगा और पथ और अवधि ऑब्जेक्ट की स्थानांतरण गति । पहली परिकल्पना aforementioned साहित्य से निकलती है जो इस बात की रिपोर्ट करती है कि विभिन्न तरीकों से हमारी प्रतिक्रियाओं पर असर पड़ता है । दूसरी परिकल्पना पिछले निष्कर्षों से संबंधित है कि वीटीएफ व्यक्ति का ध्यान आकर्षित करता है । तीसरी परिकल्पना के लिए हमने मान लिया कि जो विषय वीटीएफ से ज्यादा परेशान थे, वे अपने स्पर्श भाव से ज्यादा वर्चुअल विजुअल फीडबैक पर भरोसा करेंगे ।
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Protocol
निम्नलिखित प्रोटोकॉल विश्वविद्यालय की मानव अनुसंधान आचार समिति के दिशा-निर्देशों का पालन करता है । वाणिज्यिक उत्पादों के संदर्भ के लिए सामग्री तालिका देखें ।
नोट: विश्वविद्यालय आचार समिति का अनुमोदन प्राप्त करने के बाद, 20 स्वस्थ व्यक्तियों (7 पुरुषों और 13 महिलाओं, औसत और मानक विचलन [एसडी] की आयु ३०.२ ± १६.३ वर्ष) भर्ती किए गए थे । प्रत्येक विषय को पढ़ा और एक सूचित सहमति फार्म pretrial पर हस्ताक्षर किए । समावेशन मानदण्ड 18 वर्ष या उससे अधिक आयु के व्यक्तियों के दाएं हाथ के थे । बहिष्करण मापदंड किसी भी न्यूरोलॉजिकल या आर्थोपेडिक हानि ऊपरी हाथ पैरों या असंशोधित दृष्टि हानि को प्रभावित कर रहे थे. विषयों incongruent दृश्य स्पर्श प्रतिक्रिया की घटनाओं को भोली थे ।
1. पूर्व परीक्षण तैयारी
- बॉक्स और ब्लॉक टेस्ट10से लकड़ी के बॉक्स का प्रयोग करें । बॉक्स के आयाम ५३.७ सेमी x २६.९ सेमी x ८.५ सेमी और इसके बीच में हैं, एक १५.२ सेमी उच्च विभाजन है । विभाजन के दोनों ओर एक नरम स्पंज परत रखें । स्क्रीन करने के लिए विपरीत पहलू पर छह निष्क्रिय चिंतनशील मार्कर प्लेस, चार कोनों पर और विभाजन के दोनों सिरों पर (चित्र 1a) ।
- २.५ सेमी x २.५ सेमी x २.५ सेमी के आयामों के साथ एक घन का निर्माण करने के लिए एक 3 डी-प्रिंटर का उपयोग करें, ४.५ सेमी x ४.५ सेमी x 1 सेमी के आयामों के साथ एक आधार से जुड़ी । मुद्रण से पहले, प्रत्येक कोने में आकार का एक वर्ग 1 सेमी x 1 सेमी बनाने के लिए आधार के प्रत्येक कोने को काटें (चित्र 1a) । आधार के चार कोनों पर निष्क्रिय चिंतनशील मार्कर देते हैं ।
- एक मेज के सामने लगभग १.५ मीटर एक बड़ी स्क्रीन प्लेस, ताकि एक विषय, मेज के पीछे खड़े, स्क्रीन से लगभग 2 मीटर है । मेज पर बॉक्स, स्क्रीन के विपरीत बढ़त से 10 सेमी प्लेस ।
- एक 6 कैमरा गति पर कब्जा प्रणाली का प्रयोग करें, १०० हर्ट्ज पर सक्रिय, एक प्लग के साथ में विभाजन और वास्तविक समय में ब्लॉक के आंदोलन कल्पना (चित्रा 1) । ब्लॉक और विभाजन बॉक्स के कठोर निकायों के रूप में पहचाने जाते हैं, ताकि निर्माता के दिशा निर्देशों के अनुसार, गति कैप्चर सिस्टम कैलिगेट करें ।
नोट: प्रस्ताव पर कब्जा प्रणाली का उचित अंशांकन और छोटे मार्कर है कि दृढ़ता से ब्लॉक और विभाजन के लिए संलग्न कर रहे हैं के उपयोग के लिए भ्रम को बनाए रखने के लिए आवश्यक हैं.
2. इस विषय पर vibrotactile प्रतिक्रिया प्रणाली रखने
नोट: vtf प्रणाली यहां वर्णित पहले11,12,13,14प्रकाशित किया गया था ।
- विषय को हिदायत कलाई घड़ी, कंगन और छल्ले को दूर करने के लिए । इस विषय के प्रकोष्ठ के लिए VTF प्रणाली नियंत्रक संलग्न करें (चित्रा 2, बाईं छवि).
- एक पतली स्पंजी परत पर अंगूठे और सूचकांक उंगलियों के करतल पहलू को दो पतले और लचीला बल सेंसर संलग्न (चित्रा 2, सही छवि) ।
- विषय की ऊपरी भुजा की त्वचा पर कफ को रखें (चित्रा 2, बायीं छवि) और फास्टनरों का प्रयोग आराम से कफ को बंद करने के लिए करें । कफ बल सेंसर द्वारा कथित बल के लिए एक रैखिक संबंध में २३३ हर्ट्ज की एक आवृत्ति पर एक मुक्त स्रोत इलेक्ट्रॉनिक प्रोटोटाइप मंच के माध्यम से सक्रिय तीन vibrotactile actuators शामिल होंगे. बल सेंसर और vibrotactile actuators के लिए खुला स्रोत इलेक्ट्रॉनिक प्रोटोटाइप के माध्यम से जुड़े हुए है shielded बिजली के तारों ।
3. VTF सक्रियण
- नियंत्रक (चित्रा 2, बाईं छवि) से जुड़ी बैटरी को सक्रिय करने के लिए बटन दबाएँ.
- विषय से पूछो बल है सेंसर instrumented उंगलियों प्रेस (यानी, अंगूठे और तर्जनी) एक साथ हल्के से । ध्यान दें कि विषय कफ के तहत क्षेत्र में कंपन की भावना की रिपोर्ट करेंगे ।
- इस विषय को केवल दो instrumented उंगलियों का उपयोग कर, ब्लॉक के रूप में संभव के रूप में हल्के से लोभी में 10 मिनट के लिए प्रशिक्षित करने के लिए निर्देश । इस विषय को ब्लॉक उठाने के लिए कहें, इसे ले जाएं, और इसे कई बार मेज पर वापस रखें, ब्लॉक पर बल की एक ंयूनतम राशि लागू करने का प्रयास करें । इस विषय को प्रोत्साहित करने के लिए लागू बल को कम करने का प्रयास करने के लिए, भले ही लोभी के दौरान ब्लॉक छोड़ दिया है ।
4. स्थिति और विषय की तैयारी
- विषय के निर्देश के लिए टेबल के करीब खड़े (से 10 सेमी तक), जहां बॉक्स और विभाजन रखा जाता है ।
- विषय के पास और बॉक्स के ऊपर तालिका के किनारे पर एक विभाजक रखें, ताकि विषय बॉक्स देखने में असमर्थ हो, लेकिन उसे या उसके सामने स्क्रीन आसानी से देख सकें (चित्र 1a) । विभाजक के लिए, एक कठिन गैर चिंतनशील सामग्री का उपयोग करें, अधिमानतः लकड़ी, एक चार पैरों पर तय है, जो अपनी ऊंचाई के समायोजन की अनुमति के लिए विभिंन ऊंचाइयों के विषयों को समायोजित ।
- विषय के निर्देश के लिए उसके सिर पर इयरफ़ोन जगह है ।
- बॉक्स के सही डिब्बे के बीच में ब्लॉक रखें और उस विषय के हाथ को गाइड करें ।
5. परीक्षण शुरू
नोट: वर्णित परीक्षण दो बार दोहराया जाता है, के साथ और VTF के बिना (एक क्रॉस-ओवर डिजाइन एक नहीं सीखने के प्रभाव की पुष्टि करने के लिए सिफारिश की है). VTF के बिना परीक्षण करने के लिए, नियंत्रक से जुड़ी बैटरी बंद कर दें (चित्रा 2).
- गति कैप्चर सिस्टम के कैमरे को नियंत्रित करने वाले सॉफ़्टवेयर को सक्रिय करें ।
- दृश्य प्रतिक्रिया सॉफ्टवेयर के नियंत्रण कक्ष में (चित्र 1b), के साथ/vtf के बिना का चयन करें, विषय का कोड लिखें, चलाएँ, कनेक्ट, खोलें और प्रारंभकरेंक्लिक करें ।
- विषय को निर्देश के लिए स्क्रीन पर आभासी ब्लॉक के आंदोलन को देखते हुए बल संवेदक के instrumented हाथ के साथ ब्लॉक स्थानांतरित करने के 16 repetitions प्रदर्शन (चित्र 1b) । प्रत्येक स्थानांतरण के बाद, ब्लॉक वापस अपने प्रारंभिक स्थान पर पार्टीशन को ले जाएं ।
- विषय के पूरा होने के बाद 16 repetitions, बंदकरेंक्लिक करें ।
- विषय पूछने के लिए ब्लॉक को स्थानांतरित करने का कार्य करने की कठिनाई स्तर की दर से 16 बार दो बार, के साथ और बिना VTF, निंनलिखित पैमाने के अनुसार: ' 0 ' (बिल्कुल मुश्किल नहीं), ' 1 ' (थोड़ा मुश्किल), ' 2 ' (मध्यम मुश्किल), ' 3 ' (बहुत मुश्किल), और ' 4 ' (अत्यंत कठिन) ।
6. पोस्ट विश्लेषण
- ब्लॉक के 3 डी निर्देशांक डेटा का उपयोग करें ब्लॉक के पथ और उसके हस्तांतरण के समय की गणना । जब ब्लॉक सही (शुरुआत) के रिम की ऊंचाई पर है और फिर बाएं (ऑफसेट) बॉक्स के पक्षों के रूप में प्रत्येक हस्तांतरण के शुरुआत और ऑफसेट समय मार्क । निंन समीकरण के अनुसार प्रत्येक स्थानांतरण की पथ लंबाई परिकलित करें:
1
कहां
और 
दो बाद समय अंक में ब्लॉक के 3 डी समंवय कर रहे हैं । - दोनों स्थितियों के लिए, के साथ और बिना VTF, औसत पथ लंबाई और हस्तांतरण समय एक बार incongruent दृश्य स्पर्श संकेतों के साथ दो स्थानान्तरण के लिए और एक बार के साथ 14 स्थानांतरण के लिए अनुकूल दृश्य-स्पर्श संकेतों के साथ.
- पथ और समय ब्लॉक स्थानांतरण के दौरान पथ और समय द्वारा असंगत दृश्य-स्पर्श संकेतों की उपस्थिति के साथ incongruent दृश्य-स्पर्श संकेतों की उपस्थिति में ब्लॉक स्थानांतरण के दौरान सामान्यीकृत । दो शर्तों (साथ और VTF के बिना) के लिए अलग से सामान्यीकरण निष्पादित करें ।
- दो कारकों के साथ एक के भीतर विषय दोहराया-उपाय ANOVA: VTF (के साथ और बिना) और incongruent दृश्य स्पर्श प्रतिक्रिया (के साथ और बिना) ।
- यदि कोई सांख्यिकीय मतभेद जब परिणाम का विश्लेषण कर रहे है उपधारा ६.४ में निर्देशों का पालन, bayesian दोहराया उपाय दो कारकों15के साथ anovas का उपयोग करें ।
- सक्रिय VTF के साथ काम करने का कथित कठिनाई स्तर के साथ स्पीकरमैन सहसंबंध परीक्षण का उपयोग करें और सामान्यीकृत पथ और गति की अवधि के साथ
- सांख्यिकीय महत्व को p < 05 पर सेट करें ।
और 
दो बाद समय अंक में ब्लॉक के 3 डी समंवय कर रहे हैं ।Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
हम वर्णित तकनीक का इस्तेमाल किया तीन hypotheses है कि जब एक जगह से एक और आभासी दृश्य प्रतिक्रिया का उपयोग करने के लिए एक वस्तु ले जाने: (i) वस्तु के स्थानांतरण की गति के पथ और अवधि में वृद्धि होगी जब incongruent दृश्य-स्पर्श उत्तेजनाहै प्रस्तुत (पप) यह परिवर्तन उस समय बढ़ेगा जब असंगत दृश्य-स्पर्श उद्दीनों को प्रस्तुत किया जाता है और वीटीएफ गतिमान भुजा पर सक्रिय हो जाता है; और (iii) सक्रिय वीटीएफ के साथ कार्य करने के कथित कठिनाई स्तर और वस्तु के स्थानांतरण प्रस्ताव के पथ और अवधि के बीच एक सकारात्मक सहसंबंध पाया जाएगा ।
परिणाम तीसरे परिकल्पना का समर्थन करते हैं । के साथ और VTF के बिना कार्य प्रदर्शन करने की रिपोर्ट कठिनाई स्तर चित्रा 3में प्रस्तुत कर रहे हैं. स्पीयरमैन के सहसंबंध परीक्षण के अनुसार, कथित कठिनाई स्तर (' 0 ' से बिल्कुल मुश्किल नहीं है, ' 4 ' = अत्यंत कठिन) VTF के साथ कार्य प्रदर्शन के काफी सहसंबद्ध के साथ ब्लॉक के सामान्यीकृत पथ लंबाई VTF के साथ (r = ०.६७५, p = ०.००२; चित्रा 4) । दूसरे शब्दों में, असंगत दृश्य-स्पर्श संकेतों की उपस्थिति में सामान्यीकृत पथ लंबाई उन विषयों के लिए अधिक थी, जिंहोंने VTF का उपयोग करते समय कार्य को अधिक कठिन माना । VTF के साथ कार्य करने के कथित कठिनाई स्तर और VTF (r = ०.१३२, p = ०.५८९) के बिना ब्लॉक के सामान्यीकृत पथ लंबाई के बीच कोई महत्वपूर्ण सहसंबंध नहीं था । इसके अलावा, VTF और सामांयीकृत ब्लॉक अंतरण समय के साथ कार्य करने के कथित कठिनाई स्तर के बीच कोई महत्वपूर्ण correlations नहीं थे, साथ और बिना VTF (r =-०.०५६, p = ०.८२५ और r =-०.०६६, p = ०.७८८, क्रमशः) ।
हम पथ की लंबाई और समय को सामान्य करने का सुझाव देते हैं, क्योंकि प्रत्येक विषय का पूर्ण समय और पथ प्रत्येक विषय के आंदोलन की गति और रणनीति पर निर्भर करता है, ताकि एक गैर-सामान्यीकृत मूल्य के कारण आंदोलन के पैटर्न में व्यक्ति के परिवर्तन को प्रतिबिंबित न होता असर्वांग दृश्य स्पर्शज्या संकेतों का प्रकटन । के बाद से, प्रत्येक हस्तांतरण के बाद, हम वापस सही प्रारंभिक स्थिति के लिए ब्लॉक repositioned, ब्लॉक की पथ लंबाई शुरू की स्थिति से प्रभावित नहीं किया गया था । के लिए भीतर के विषय दोहराया-दो कारकों के साथ ANOVA उपाय, VTF (के साथ और बिना) और असंगत दृश्य स्पर्श प्रतिक्रिया (के साथ और बिना), कोई सांख्यिकीय महत्वपूर्ण मुख्य प्रभाव के लिए एक ब्लॉक हस्तांतरण के दौरान हाथ रास्तों की लंबाई में पाया गया VTF के साथ परीक्षण VTF के बिना परीक्षणों की तुलना में (F (1, 15) = ०.०२९, p = ०.८६६) और असंगत दृश्य-स्पर्श प्रतिक्रिया के साथ परीक्षणों की तुलना में अनुकूल दृश्य-स्पर्श प्रतिक्रिया के साथ परीक्षण के लिए (F (1, 15) = ०.०३१, p = ०.८६३). इसके अलावा, कोई सांख्यिकीय महत्वपूर्ण मुख्य प्रभाव vtf के साथ परीक्षणों के लिए एक ब्लॉक vtf के बिना परीक्षण के लिए स्थानांतरण करने के लिए समय में पाया गया (F (1, 15) = ०.३५४, p = ०.५६१) और असंगत के साथ परीक्षणों की तुलना में अनुकूल दृश्य-स्पर्श प्रतिक्रिया के साथ परीक्षणों के लिए दृश्य-स्पर्श प्रतिक्रिया (F (1, 15) = १.१६९, p = ०.२९७) ।
VTF के बिना परीक्षणों के दौरान, incongruent और अनुकूल दृश्य-स्पर्श संकेतों के साथ दर्ज की गई स्थानांतरण के बीच एक ब्लॉक हस्तांतरण के दौरान हाथ रास्तों की लंबाई में कोई सांख्यिकीय महत्वपूर्ण अंतर थे (२७.३ ± १३.१ सेमी और २५.९ ± १२.२ सेमी, क्रमशः) और समय के बीच incongruent और अनुकूल दृश्य-स्पर्श संकेतों के साथ दर्ज की गई एक ब्लॉक हस्तांतरण करने के लिए (१.१८ ± ०.५६ एस और १.२० ± ०.५७ एस, क्रमशः) । इसी तरह, जब vtf जोड़ने, वहां एक ब्लॉक हस्तांतरण के दौरान हाथ रास्तों की लंबाई में कोई सांख्यिकीय महत्वपूर्ण अंतर थे, incongruent और अनुकूल दृश्य-स्पर्श संकेतों के साथ दर्ज की गई (२४.७ ± ७.४ सेमी और २६.१ ± ११.१ सेमी, क्रमशः) और के बीच समय incongruent और अनुकूल दृश्य-स्पर्श संकेतों के साथ दर्ज की गई एक ब्लॉक हस्तांतरण करने के लिए (१.२१ ± ०.३८ एस और १.०६ ± ०.४१ एस, क्रमशः) । Bayesian सांख्यिकी के अनुसार, समूह कारकों को शामिल अंतर की अनुपस्थिति ही वास्तविक सबूत के रूप में लिया जा सकता है कि फिट मॉडल से कोई भी काफी बेहतर है नल मॉडल (२.७६९ < सभी BF01 < ३३.५७३) के साथ एक २.७२% की उच्चिष् ठ त्रुटि ।
चित्र 1: परीक्षण सेटअप। (क) बॉक्स (लाल रंग में 6 मार्कर, जिनमें से 2 विभाजन पर रखे गए थे) और ब्लॉक (नीले रंग में 4 मार्कर) पर रखा मार्कर, विषय की आंखों से छिपा हुआ । मार्कर वास्तविक समय में गति पर कब्जा प्रणाली द्वारा ट्रैक और सभी मार्कर के 3 डी निर्देशांक वास्तविक समय में दर्ज किए गए थे. (ख) ब्लॉक के विभाजन और संचलन को परदे पर प्रस्तुत किया गया, जो विषय के सामने स्थित है । सॉफ़्टवेयर सक्रियण चरण शोध प्रोटोकॉल में बताए गए हैं। इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।
चित्रा 2: vibrotactile प्रतिक्रिया प्रणाली । प्रणाली नियंत्रक विषय के प्रकोष्ठ से जुड़ा हुआ है और कफ ऊपरी बांह (बाईं छवि) के आसपास लपेटा जाता है । बल सेंसर अंगूठे और सूचकांक उंगलियों (सही छवि) के करतल पहलू पर रखा जाता है । इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।
चित्रा 3: रिपोर्ट कठिनाई स्तर (0 सभी में मुश्किल नहीं =, 1 = थोड़ा मुश्किल है, 2 = मध्यम कठिन, 4 = अत्यंत कठिन) के साथ और vibrotactile प्रतिक्रिया (VTF) के बिना कार्य प्रदर्शन की । इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।
चित्रा 4: कथित कठिनाई स्तर के एक तितर बितर साजिश (0 = सब पर मुश्किल नहीं है, 1 = थोड़ा मुश्किल है, 2 = मध्यम मुश्किल, 4 = अत्यंत कठिन) स्थानांतरण जब ब्लॉक के सामान्यीकृत पथ लंबाई के संबंध में VTF के साथ कार्य करने का VTF के साथ । सामान्यीकृत पथ-लंबाई (असंगत दृश्य-स्पर्श संकेतों की उपस्थिति में पथ की लंबाई के अनुरूप दृश्य-स्पर्शफल संकेतों की उपस्थिति में पथ की लंबाई) उन विषयों के लिए काफी अधिक था, जिन्होंने कार्य को अधिक कठिन माना, जब VTF का उपयोग कर । इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।
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Discussion
इस अध्ययन में, एक प्रोटोकॉल है कि incongruent दृश्य-स्पर्श उत्तेजनाशील की उपस्थिति में वस्तु हस्तांतरण कीनेमेटीक्स पर vtf जोड़ने के प्रभाव की मात्रा का निर्धारण किया गया था । हमारे ज्ञान का सबसे अच्छा करने के लिए, यह केवल incongruent दृश्य-स्पर्श उत्तेजनाके जवाब पर VTF के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए उपलब्ध प्रोटोकॉल है । Vtf के साथ वस्तु हस्तांतरण के दौरान incongruent दृश्य स्पर्श उत्तेजनात्मक के आवेदन में शामिल कई महत्वपूर्ण कदम निम्नलिखित शामिल हैं: इस विषय के लिए VTF प्रणाली संलग्न, VTF को सक्रिय करने, गति पर कब्जा प्रणाली और आंदोलन कार्य की तैयारी , और दृश्य प्रतिक्रिया सक्रिय । यह महत्वपूर्ण है कि विषय परीक्षण के दौरान भ्रामक प्रतिक्रिया के लिए संभावना के बारे में पता नहीं है । यह सुनिश्चित करने के लिए, बॉक्स के नीचे नरम स्पंज परत के साथ पंक्तिवाला है और विषयों ब्लॉक गिरने और लकड़ी के बक्से से टकराने के श्रवण प्रतिक्रिया को समाप्त करने के लिए इयरफ़ोन पहनी थी । इसके अलावा, incongruent प्रतिक्रिया के दो स्थानान्तरण बेतरतीब ढंग से चुना जाता है 16 स्थानान्तरण के, और विभाजन की ऊंचाई से नीचे 2 सेमी तक पहुँचने के बाद बॉक्स के शुरू डिब्बे में एक गिरावट अनुकरण करने के लिए क्रमादेशित रहे हैं, ताकि हाथ मिडएयर में है. दो यादृच्छिक भ्रामक दृश्यों संकेतों programed किया गया ताकि वे या तो पहली या अंतिम दो ब्लॉक स्थानांतरण में और उन दोनों के बीच एक गैर-भ्रामक हस्तांतरण के साथ नहीं हो जाएगा ।
इस प्रोटोकॉल का एक लाभ यह है कि भ्रामक दृश्य प्रतिक्रिया बेतरतीब ढंग से और केवल कुछ समय के लिए 16-स्थानांतरण परीक्षण के दौरान प्रकट होता है । यह विषय वर्चुअल प्रस्तुति को गलत तरीके से रोकता है । इस परीक्षण में विषय को प्रदान किए गए दो संकेतों के बीच संघर्ष बहुत अधिक है, के बाद से, अधीन प्रोटोकॉल ब्लॉक बूंदों की एक उचित संख्या पेश करके भ्रामक दृश्य प्रतिक्रिया की विश्वसनीयता को बढ़ाने के लिए करना है । यह16 shams द्वारा चर्चा की थी कि श्रवण और दृश्य संकेतों के बीच बातचीत दोनों और पूर्व परीक्षण सेटअप के बारे में ज्ञान के बीच संघर्ष की डिग्री से प्रभावित है । यह भी स्पर्श और दृश्य संकेतों के बीच बातचीत में मामला हो सकता है, यहां डिजाइन किए हैं । प्रणाली का एक और लाभ यह है कि आदेश में वास्तविक समय में ब्लॉक के स्थान को पेश करने के लिए, गति पर कब्जा प्रणाली ब्लॉक के 3 डी निर्देशांक खरीदते हैं, ताकि प्रत्येक पुनरावृत्ति में आंदोलन के समय और ब्लॉक के पथ का विश्लेषण किया जा सकता है कुशलतापूर्वक और ठीक परीक्षण के अंत में ।
इस प्रोटोकॉल का उपयोग करना, हमारे प्रारंभिक परिणामों का सुझाव है कि जब दृश्य स्पर्श incongruent संकेतों का विश्लेषण, एक प्रकाश स्पर्श से सीधे प्राप्त की और अंय दृष्टि से अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त (आभासी प्रतिनिधित्व), इस विषय को नजरअंदाज कर सकते है अप्रत्यक्ष दृश्य प्रतिक्रिया, और प्रत्यक्ष स्पर्श संकेत करने के लिए जवाब दिया । इसकी पुष्टि वीटीएफ की मौजूदगी में भी हुई, जिससे दूसरी परिकल्पना को सिरे से खारिज कर दिया गया । हमें उंमीद है कि VTF प्रकाश प्रत्यक्ष स्पर्श प्रतिक्रिया से इस विषय का ध्यान विचलित होगा, इस विषय मजबूर करने के लिए झिझक के साथ incongruent उत्तेजको जवाब । हिचक को ब्लॉक हस्तांतरण के लंबे रास्ते और अवधि तक व्यक्त किए जाने की उम्मीद थी । धारणा पिछले अनुसंधान के परिणाम पर आधारित है कि पता चला कि vibrotactile उपंयास उत्तेजनाओं ध्यान से दूर एक चल रहे दृश्य8कार्य से कब्जा था । पथ की लंबाई और अवधि झिझक के संकेतक के रूप में चुना गया था, दो स्थितियों के बीच फर्क: जब भ्रामक दृश्य प्रतिक्रिया होती है, विषय या तो स्पर्श प्रतिक्रिया या दृश्य प्रतिक्रिया पर भरोसा कर सकते हैं. अगर विषय स्पर्श प्रतिक्रिया पर भरोसा करता है, तो हम उंमीद करते है कि वह या वह निर्बाध आंदोलन पथ जारी रहेगा । इसके विपरीत, अगर विषय झूठी दृश्य प्रतिक्रिया पर भरोसा करता है, हम उंमीद है कि वह या वह हाथ वापस ले जाने के लिए गिर ब्लॉक समझ और यह (पथ लंबाई और अवधि में वृद्धि) फिर से स्थानांतरित करेगा । एक vtf के प्रभाव की कमी को ब्लॉक पर चल कीनेमेटीक्स के लिए एक संभव विवरण यह है कि के बाद से vtf प्रत्यक्ष स्पर्श प्रतिक्रिया के साथ संयोजन के रूप में लागू किया गया था, vtf एक अशांति के रूप में काम नहीं किया बल्कि प्रत्यक्ष स्पर्श करने के लिए एक अप्रत्यक्ष एम्पलीफायर के रूप में प्रतिक्रिया. यह विषयों की अनुमति दी स्पर्श प्रतिक्रिया, दोनों प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष पर भरोसा रखने के लिए, आभासी दृश्य प्रतिक्रिया पर । Vibrotactile संकेत द्वारा व्याकुलता के लिए क्षमता के अलावा, मोटर tasking के दौरान कंपन लागू करने का एक और पहलू पर विचार किया जाना चाहिए: स्पर्श और proprioception इंद्रियों के बारे में हमारी धारणा पर इसका प्रभाव । अध्ययनों से पता चला है कि कण्डरा कंपन कारण स्पर्श धारणा और शरीर आयाम या17,18,19की स्थिति की भावना के बीच भ्रम । उदाहरण के लिए, बाइसेप्स या ट्राइसेप्स मांसपेशी tendons को कंपन एक स्वांतरग्राही भ्रम है जो20स्पर्श की भावना पर एक प्रभाव का उत्पादन किया । हालांकि, VTF का प्रभाव (यानी, स्पर्श stimuli के साथ संयोजन के रूप में कंपन) स्पर्श धारणा पर ही शोध नहीं किया गया है कि एक सिद्धांत नहीं कर सकते कि परीक्षण के दौरान ऊपरी बांह पर लागू कंपन की धारणा प्रभावित विषय के स्वामित्वग्राही या स्पर्श इंद्रिय । अंत में, दूसरी परिकल्पना की अस्वीकृति के लिए एक संभव विवरण विषयों की क्षमता में व्यक्तिगत मतभेद है VTF प्रक्रिया, के रूप में नीचे चर्चा की ।
इस अध्ययन में, vtf के साथ कार्य प्रदर्शन के कथित कठिनाई स्तर और VTF के साथ ब्लॉक के सामान्यीकृत पथ के बीच मजबूत सहसंबंध, तीसरी परिकल्पना को साबित करता है और पता चलता है कि विषयों, जो महसूस किया कि VTF उन्हें परेशान, पर भरोसा किया उनके स्पर्श इंद्रियों से अधिक आभासी दृश्य प्रतिक्रिया । इसी प्रकार की रिपोर्टें, बोध भ्रम के बोध में व्यक्तिगत भिन्नताओं के साहित्य में प्रलेखित हैं । उदाहरण के लिए, उच्च संवेदी विचारेयता स्केल (SSS) स्कोर के साथ विषयों कम SSS स्कोर21के साथ विषयों के साथ तुलना में अधिक के रूप में रबर हाथ भ्रम में एक रबर हाथ के स्वामित्व की भावना रेटेड । भ्रम की धारणा में व्यक्तिगत मतभेदों का एक अंय पहलू लौकिक अवधारणात्मक बाध्यकारी खिड़की है, जो परिवर्तन का कारण बनता है जब multisensory cues22एकीकरण में मतभेदों से उत्पंन हो सकती है । यह पाया गया कि परिमित अवधारणात्मक बंधन खिड़कियों वाले व्यक्तियों में एक भ्रम की संभावना कम थी, जिससे यह संकेत मिलता है कि वे अस्थायी अतुल्यकालिक सूचनाओं को वियोजित करने की अधिक संभावना है । यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि VTF के साथ कार्य निष्पादन के कथित कठिनाई स्तर और VTF के साथ ब्लॉक के सामान्यीकृत समय के बीच कोई महत्वपूर्ण सहसंबंध नहीं था । यह हाथ वेग से समझाया जा सकता है । विशेष रूप से, जब विषय भ्रामक आभासी संकेत की उपस्थिति में अपने हाथ पथ लंबाई में वृद्धि हुई है, वे अपने हाथ आंदोलन उड़ गए सकता है ताकि कार्य को पूरा करने के लिए कुल अवधि के समान बने रहे कि उनके द्वारा प्रदर्शन के बिना भ्रामक फीडबैक ।
इस प्रोटोकॉल की एक सीमा है कि विषयों को दिए गए निर्देशों के लिए ब्लॉक के लिए एक ंयूनतम बल लागू शायद विषयों द्वारा अलग ढंग से मार डाला गया, ताकि कुछ दूसरों की तुलना में उच्च बलों लागू है, इस तरह एक उच्च प्रत्यक्ष स्पर्श संकेत है, जो परिणाम प्रभावित हो सकता है । दुर्भाग्य से, बल सेंसर द्वारा पता लगाया बलों इस धारणा को पुष्ट करने के लिए दर्ज नहीं थे । बलों की रिकॉर्डिंग भविष्य के अध्ययन के लिए एक वैकल्पिक सुविधा है कि परीक्षण के दौरान विषय द्वारा कथित स्पर्श जानकारी के बारे में जानकारी योगदान हो सकता है । इसके अलावा, आभासी प्रतिनिधित्व के साथ साथ डिजाइन ब्लॉक आंदोलन और बॉक्स विभाजन के स्थान इतना है कि इस विषय के हाथ का कोई आभासी प्रतिनिधित्व था प्रदान की है । के रूप में पिछले अनुसंधान से पता चला है कि दृश्य स्पष्ट हाथ की स्थिति के बारे में जानकारी स्पर्श निर्णय पर crossmodal प्रभाव पड़ सकता है, यहां तक कि जब संपोष23,24,25के साथ दृष्टि संघर्ष, इस परीक्षण में हाथ के प्रतिनिधित्व के अलावा इस अध्ययन के परिणाम बदल दिया है । इसके अतिरिक्त, ब्लॉक स्थानांतरण के चुने हुए कार्य बहुत जल्दी हो गया है हो सकता है । इस प्रोटोकॉल के लिए भविष्य में संशोधन एक और जटिल काम शामिल हो सकता है ताकि कार्य को पूरा करने के लिए durations में मतभेद, के साथ और VTF के बिना, अधिक महत्वपूर्ण होता । इसके अलावा, व्यक्तिगत मतभेदों SSS का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है । पिछले, केवल दृश्य-स्पर्श incongruent प्रतिक्रिया की repetitions की एक न्यूनतम संख्या इस प्रोटोकॉल में संभव हैं, तो भ्रामक दृश्य प्रतिक्रिया के बारे में विषय को सचेत करने के लिए नहीं के रूप में. यदि विषयों कि वे दृश्य प्रस्तुति द्वारा धोखा दिया जा रहा है संदेह होगा प्रोटोकॉल विश्वसनीयता समझौता किया जाएगा । इसलिए, परीक्षणों की कुल संख्या के प्रति भ्रामक फीडबैक का अनुपात न्यूनतम होना चाहिए । दुर्भाग्य से, असंगत उदाहरणों की छोटी संख्या सांख्यिकीय शक्ति को सीमित कर सकते हैं ।
संक्षेप में, एक नया प्रोटोकॉल, जो आंदोलन के भ्रामक आभासी दृश्य प्रतिक्रिया प्रस्तुत करता है, के साथ और VTF बिना परीक्षण किया गया था । प्रारंभिक परिणामों से पता चलता है कि हम प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष स्पर्श संकेतों पर एक अप्रत्यक्ष दृश्य संकेत पर भरोसा करते हैं । इसके अलावा, विषयों के बीच अंतर incongruent संकेतों के लिए प्रतिक्रिया को प्रभावित, ताकि विषयों, जो अधिक VTF से परेशान महसूस किया स्पर्श संकेत पर भ्रामक दृश्य संकेत पर भरोसा किया । इस प्रोटोकोल को वीटीएफ से सुसज्जित ऊपरी अंग एम्पुटीज़ में भी खोजा जा सकता है जो कृत्रिम अंगों का उपयोग करते हैं ।
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Disclosures
लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।
Acknowledgments
इस अध्ययन का वित्तपोषण नहीं किया गया था ।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3D printer | Makerbot | https://www.makerbot.com/ | |
| Box and Blocks test | Sammons Preston | https://www.performancehealth.com/box-and-blocks-test | |
| Flexiforce sensors (1lb) | Tekscan Inc. | https://www.tekscan.com/force-sensors | |
| JASP | JASP Team | https://jasp-stats.org/ | |
| Labview | National Instruments | http://www.ni.com/en-us/shop/labview/labview-details.html | |
| Micro Arduino | Arduino LLC | https://store.arduino.cc/arduino-micro | |
| Motion capture system | Qualisys | https://www.qualisys.com | |
| Shaftless vibration motor | Pololu | https://www.pololu.com/product/1638 | |
| SPSS | IBM | https://www.ibm.com/analytics/spss-statistics-software |
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