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Behavior

एक आभासी वास्तविकता वातावरण में मानव पर्यवेक्षकों का नियंत्रित रोटेशन

Published: April 21, 2022 doi: 10.3791/63699
Automatic Translation
1, 2, 1
1School of Psychology, University of Western Australia, 2Falco Enterprise

Summary

मानव पर्यवेक्षक का नियंत्रित भौतिक रोटेशन कुछ प्रयोगात्मक, मनोरंजक और शैक्षिक अनुप्रयोगों के लिए वांछनीय है। यह पेपर एक आभासी वास्तविकता वातावरण में नियंत्रित भौतिक रोटेशन के लिए एक माध्यम में एक कार्यालय कुंडा कुर्सी को परिवर्तित करने के लिए एक विधि की रूपरेखा तैयार करता है।

Abstract

वर्चुअल रियलिटी (वीआर) प्रणालियों की कम लागत और उपलब्धता ने अधिक प्राकृतिक, बहुसंवेदी और इमर्सिव स्थितियों के तहत धारणा और व्यवहार में अनुसंधान के हालिया त्वरण का समर्थन किया है। अनुसंधान का एक क्षेत्र जो विशेष रूप से वीआर सिस्टम के उपयोग से लाभान्वित हुआ है, वह मल्टीसेंसरी एकीकरण है, उदाहरण के लिए, आत्म-गति की भावना को जन्म देने के लिए दृश्य और वेस्टिबुलर संकेतों का एकीकरण। इस कारण से, एक आभासी वातावरण में एक पर्यवेक्षक के नियंत्रित भौतिक रोटेशन के लिए एक सुलभ विधि एक उपयोगी नवाचार का प्रतिनिधित्व करती है। यह पेपर उस गति को वीआर अनुभव में एकीकृत करने के लिए एक विधि के साथ-साथ कार्यालय कुंडा कुर्सी के रोटेशन को स्वचालित करने के लिए एक विधि प्रस्तुत करता है। एक उदाहरण प्रयोग का उपयोग करते हुए, यह प्रदर्शित किया जाता है कि भौतिक गति, इस प्रकार उत्पादित, अपेक्षाओं के अनुरूप तरीके से एक पर्यवेक्षक के दृश्य अनुभव के साथ एकीकृत होती है; उच्च एकीकरण जब गति दृश्य उत्तेजना और कम एकीकरण के साथ संगत होती है जब गति असंगत होती है।

Introduction

कई संकेत आत्म-गति 1 की भावना पैदा करने के लिए प्राकृतिक परिस्थितियों में गठबंधन करतेहैं। इस तरह की भावना का उत्पादन कई मनोरंजक, स्वास्थ्य और शैक्षिक वीआर अनुप्रयोगों 2,3,4,5 में एक लक्ष्य है, और बस यह समझना कि आत्म-गति की भावना देने के लिए संकेत कैसे गठबंधन करते हैं, न्यूरोसाइंटिस्टों 6,7,8,9,10,11 का दीर्घकालिक प्रयास रहा है . आत्म-गति धारणा के लिए संकेतों के तीन सबसे महत्वपूर्ण वर्ग दृश्य, वेस्टिबुलर और प्रोप्रियोसेप्टिव1 हैं। सभी तीन वास्तविक दुनिया में प्राकृतिक सक्रिय आंदोलन के दौरान आत्म-गति की एक मजबूत और समृद्ध भावना प्रदान करने के लिए सर्वांगसम रूप से गठबंधन करते हैं। संकेतों के प्रत्येक वर्ग की भूमिका को समझने और संकेतों को कैसे संयोजित किया जाता है, इसकी भावना प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने पारंपरिक रूप से एक या एक से अधिक संकेतों के प्रयोगात्मक पर्यवेक्षकों को वंचित कर दिया है और / या एक दूसरे के साथ संघर्ष मेंसंकेतों को रखा है 1,12। उदाहरण के लिए, प्रोप्रियोसेप्टिव संकेतों की अनुपस्थिति में घूर्णी वेस्टिबुलर संकेत प्रदान करने के लिए, एक पर्यवेक्षक को मोटर चालित कुर्सी13,14,15,16 द्वारा निष्क्रिय रूप से घुमाया जा सकता है। इस तरह की निष्क्रिय गति को आत्म-गति17 के लिए बहुत ठोस संकेत प्रदान करने के लिए दिखाया गया है। एक वीआर हेडसेट द्वारा प्रदान किए गए नियंत्रित दृश्य संकेत कुर्सी की गति के साथ सर्वांगसम या असंगत हो सकते हैं या पूरी तरह से अनुपस्थित हो सकते हैं। प्रोप्रियोसेप्टिव संकेतों को पर्यवेक्षक को अपनी शक्ति के तहत कुर्सी को घुमाकर जोड़ा जा सकता है, उदाहरण के लिए, कुर्सी को अपने पैरों के साथ चारों ओर धकेलकर।

यहां प्रस्तुत एक पर्यवेक्षक के शरीर को शारीरिक रूप से घुमाने और उस गति को एक दृश्य (और संभावित श्रवण) आभासी अनुभव में एकीकृत करने के लिए एक माध्यम में एक कार्यालय कुंडा कुर्सी को परिवर्तित करने के लिए एक विधि है। कुर्सी का रोटेशन पर्यवेक्षक, एक कंप्यूटर प्रोग्राम, या प्रयोगकर्ता जैसे किसी अन्य व्यक्ति के नियंत्रण में हो सकता है। पर्यवेक्षक-नियंत्रित रोटेशन मोटर-चालित रोटेशन को पर्यवेक्षक के हाथ से आयोजित नियंत्रक की स्थिति का एक कार्य बनाकर निष्क्रिय हो सकता है या कुर्सी को बंद करके सक्रिय कर सकता है और पर्यवेक्षक को खुद कुर्सी को घुमाता है।

इसके अलावा प्रस्तुत इस कुर्सी / वीआर प्रणाली के लिए एक मनोवैज्ञानिक अनुप्रयोग है। यह उदाहरण आवेदन यह समझने में एक पर्यवेक्षक के नियंत्रित निष्क्रिय रोटेशन की उपयोगिता पर प्रकाश डालता है कि समग्र अवधारणात्मक अनुभवों का उत्पादन करने के लिए आत्म-गति संकेत कैसे बातचीत करते हैं। विशिष्ट लक्ष्य एक लंबे समय से अध्ययन किए गए दृश्य भ्रम-प्रेरित गति18,19 में अंतर्दृष्टि प्राप्त करना था। प्रेरित गति में, एक स्थिर या चलती लक्ष्य अवधारणात्मक रूप से चलती पृष्ठभूमि से दूर "प्रतिकारित" होता है। उदाहरण के लिए, यदि एक लाल लक्ष्य बिंदु दाईं ओर जाने वाले नीले डॉट्स के क्षेत्र के खिलाफ लंबवत रूप से ऊपर की ओर बढ़ता है, तो लक्ष्य बिंदु ऊपर की ओर बढ़ने के लिए दिखाई देगा, जैसा कि अपेक्षित था, लेकिन बाईं ओर भी, चलती पृष्ठभूमि20,21 की दिशा से दूर। इसका उद्देश्य यह परीक्षण करना था कि क्या प्रतिकर्षण पृष्ठभूमि गति की व्याख्या करने का परिणाम है क्योंकि आत्म-गति22,23 के कारण होता है।

यदि यह मामला है, तो भौतिक रोटेशन के अलावा जो पृष्ठभूमि दृश्य गति के अनुरूप है, उसे एक मजबूत भावना का कारण बनना चाहिए कि पृष्ठभूमि गति एक स्थिर वातावरण के माध्यम से आत्म-रोटेशन के कारण है। यह, बदले में, स्थिर दुनिया23 के सापेक्ष लक्ष्य गति प्राप्त करने के लिए लक्ष्य गति से पृष्ठभूमि गति को घटाने की अधिक प्रवृत्ति का कारण बनना चाहिए। घटाने की इस बढ़ी हुई प्रवृत्ति के परिणामस्वरूप अधिक कथित लक्ष्य प्रतिकर्षण होगा। भौतिक आत्म-रोटेशन जो या तो पृष्ठभूमि गति के अनुरूप या असंगत था, इसका परीक्षण करने के लिए जोड़ा गया था। यहां प्रस्तुत प्रणाली ने इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए भौतिक गति और संबंधित दृश्य गति के सटीक नियंत्रण के लिए अनुमति दी। उदाहरण में, कुर्सी की गति वीआर सिस्टम के हाथ से आयोजित नियंत्रक का उपयोग करके पर्यवेक्षक के प्रत्यक्ष नियंत्रण में थी।

यद्यपि साहित्य 24,25,26,27,28,29 में विभिन्न वीआर अनुप्रयोगों के लिए मोटरचालित घूर्णन कुर्सियों के कई उदाहरण हैं, लेखक इस तरह की कुर्सी बनाने और इसे एक इंटरैक्टिव वीआर अनुभव में एकीकृत करने के लिए निर्देशों के संक्षिप्त सेट से अनजान हैं। स्विवीआरचेयर29 के लिए सीमित निर्देश उपलब्ध हैं, जो यहां प्रस्तुत किए गए एक के लिए संरचना में समान है, लेकिन इसे ध्यान में रखते हुए एक अलग उद्देश्य के साथ डिज़ाइन किया गया है, अर्थात, वीआर वातावरण में विसर्जन में सुधार के लिए कंप्यूटर प्रोग्राम द्वारा संचालित किया जाना है, जहां कुर्सी आंदोलन को जमीन पर अपने पैर रखकर उपयोगकर्ता द्वारा ओवरराइड किया जा सकता है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध कुर्सियों30,31 के खर्च को देखते हुए, एक "इन-हाउस" बनाना कुछ शोधकर्ताओं के लिए एक अधिक व्यवहार्य विकल्प हो सकता है। इस स्थिति में उन लोगों के लिए, नीचे दिए गए प्रोटोकॉल का उपयोग किया जाना चाहिए।

सिस्टम ओवरव्यू
प्रोटोकॉल में एक कार्यालय की कुर्सी को विद्युत रूप से संचालित घूर्णन कुर्सी में परिवर्तित करने और कुर्सी आंदोलन को वीआर अनुभव में एकीकृत करने के निर्देश शामिल हैं। पूरी प्रणाली, एक बार पूरा होने के बाद, चार भागों से बना है: यांत्रिक, विद्युत, सॉफ्टवेयर और वीआर उपप्रणालियां। पूरी प्रणाली की एक तस्वीर चित्रा 1 में दिखाया गया है। दिखाया गया सिस्टम उदाहरण प्रयोग में उपयोग किया जाने वाला था।

मैकेनिकल सबसिस्टम का काम शारीरिक रूप से एक मोटर के माध्यम से एक कुंडा कुर्सी के ऊपरी शाफ्ट को घुमाना है। इसमें एक कार्यालय की कुर्सी होती है जिसमें दो चीजें जुड़ी होती हैं: कार्यालय की कुर्सी के ऊपरी घूर्णन शाफ्ट के लिए तय एक चरखी और शाफ्ट के निचले निश्चित हिस्से से जुड़ा एक समायोज्य बढ़ते फ्रेम। एक इलेक्ट्रिक स्टेपर मोटर माउंट से जुड़ी होती है, जिसमें इसके शाफ्ट से जुड़ी एक चरखी होती है जो कार्यालय की कुर्सी के ऊपरी शाफ्ट पर चरखी के साथ लाइन करती है। एक बेल्ट मोटर चरखी को कुर्सी चरखी से जोड़ता है, जिससे मोटर कुर्सी को स्पिन करने की अनुमति देती है।

विद्युत उपप्रणाली मोटर को शक्ति प्रदान करती है और मोटर के इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण की अनुमति देती है। इसमें एक मोटर चालक, मोटर के लिए एक बिजली की आपूर्ति, कंप्यूटर के साथ ड्राइवर को इंटरफेस करने के लिए एक Arduino बोर्ड, और Arduino (वैकल्पिक) के लिए बिजली की आपूर्ति होती है। एक Arduino बोर्ड शौकिया और कुछ भी इलेक्ट्रॉनिक के पेशेवर निर्माताओं के बीच एक लोकप्रिय छोटा बोर्ड है, जिसमें एक प्रोग्राम करने योग्य माइक्रोप्रोसेसर, नियंत्रक, इनपुट और आउटपुट पिन, और (कुछ मॉडलों में) एक यूएसबी पोर्ट (यहां आवश्यक) शामिल है। सभी विद्युत घटकों को एक कस्टम-संशोधित विद्युत रूप से अछूता बॉक्स में रखा गया है। चूंकि ट्रांसफार्मर के लिए मुख्य शक्ति की आवश्यकता होती है जो मोटर को और (वैकल्पिक) Arduino बिजली की आपूर्ति के लिए बिजली प्रदान करती है, और जैसा कि मोटर को उच्च ऑपरेटिंग वोल्टेज की आवश्यकता होती है, सभी लेकिन कम वोल्टेज इलेक्ट्रॉनिक काम (प्रोटोकॉल चरण 2.5 से 2.10 नीचे) एक योग्य व्यक्ति द्वारा किया जाना चाहिए।

सॉफ्टवेयर सबसिस्टम में Arduino प्रोग्रामिंग के लिए Arduino सॉफ्टवेयर, वीआर वातावरण बनाने के लिए यूनिटी सॉफ्टवेयर, वीआर सिस्टम को चलाने के लिए स्टीम सॉफ़्टवेयर, और आर्डिटी-एक यूनिटी प्लगइन शामिल है जो यूनिटी को Arduino बोर्ड के साथ संवाद करने की अनुमति देता है। यह सॉफ़्टवेयर उदाहरण प्रयोग (चित्रा 1) के लिए माइक्रोसॉफ्ट विंडोज 10 एंटरप्राइज़ चलाने वाले एक गिगाबाइट सेबर 15 डब्ल्यूवी 8 लैपटॉप पर स्थापित किया गया था।

वीआर सिस्टम में अंतरिक्ष में एचएमडी और नियंत्रक की स्थिति और अभिविन्यास का निर्धारण करने के लिए एक हेड-माउंटेड डिस्प्ले (एचएमडी), एक हाथ से आयोजित नियंत्रक और बेस स्टेशन होते हैं। इस परियोजना के लिए उपयोग की जाने वाली वीआर प्रणाली एचटीसी विवे प्रो (चित्रा 1) थी।

नीचे वर्णित एक आभासी अनुभव प्राप्त करने के लिए इन घटकों के संयोजन की प्रक्रिया है जो हाथ से आयोजित नियंत्रक के माध्यम से पर्यवेक्षक द्वारा नियंत्रित कुर्सी गति के साथ भौतिक रोटेशन (प्रयोग या अन्यथा) को शामिल करता है या कंप्यूटर माउस या पोटेंशियोमीटर के माध्यम से मेजबान / प्रोटोकॉल के अंतिम भाग में वीआर अनुभव शुरू करने के लिए आवश्यक कदम शामिल हैं। ध्यान दें कि परीक्षणों और डेटा संग्रह की अनुमति देने के लिए एकता को कोडिंग करने की विधि इस पांडुलिपि के दायरे से परे है। कुछ कदम, विशेष रूप से यांत्रिक उपप्रणाली के लिए, कुछ कार्यशाला उपकरण और कौशल के एक निश्चित स्तर की आवश्यकता होती है। सिद्धांत रूप में, प्रस्तुत विधियों को उन संसाधनों की उपलब्धता के अनुरूप समायोजित किया जा सकता है। कुछ अधिक तकनीकी चरणों के लिए विकल्प पेश किए जाते हैं।

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Protocol

चेतावनी: विद्युत कार्य एक योग्य व्यक्ति द्वारा किया जाना चाहिए।

1. मैकेनिकल सिस्टम सेटअप प्रक्रिया

  1. कुंडा कुर्सी के ऊपरी शाफ्ट के लिए मुख्य चरखी संलग्न करें।
    1. ऊपरी शाफ्ट निकालें।
      नोट: इसमें आमतौर पर कुर्सी को अपनी तरफ रखना और कुर्सी के आधार पर एक पिन को हटाना शामिल होता है जो ऊपरी शाफ्ट को निचले शाफ्ट से बाहर निकलने से रोकता है।
    2. घर्षण-चरखी को शाफ्ट में फिट करें।
      1. शाफ्ट के व्यास को प्राप्त करने के लिए वर्नियर कैलिपर्स का उपयोग करें। शाफ्ट के व्यास से मेल खाने के लिए चरखी छेद को बोर करने के लिए खराद का उपयोग करें।
      2. शिकंजा के लिए थ्रेडेड छेद बनाएं जो शाफ्ट को चरखी को ठीक कर देगा। कुल 4 बनाने के लिए चरखी के हब में अतिरिक्त छेद ड्रिल करें, जो शिकंजा के व्यास से मेल खाता है। एक नल का उपयोग करके छेद को थ्रेड करें ताकि शिकंजा का उपयोग चरखी को शाफ्ट में ठीक करने के लिए किया जा सके, धागे को शिकंजा से मिलान किया जा सके
        नोट: एक विकल्प यदि एक धागा बनाना संभव नहीं है, तो चरखी के हब और कुर्सी के शाफ्ट के माध्यम से सभी तरह से ड्रिल करना है, और चरखी के सही प्लेसमेंट को निर्धारित करने के बाद (चरण 1.4.6 के बाद) के माध्यम से सभी तरह से एक बोल्ट चलाएं।
      3. चरखी को कुर्सी शाफ्ट पर स्लाइड करें।
      4. शिकंजा को शिथिल रूप से डालें (मुख्य और छोटे चरखी को संरेखित करने के बाद कस लें)।
    3. ऊपरी कुर्सी शाफ्ट पर ड्राइव बेल्ट को शिथिल रूप से रखें (बाद में मुख्य और छोटे पुली के लिए फिट होने के लिए)।
    4. कुर्सी के आधार पर ऊपरी कुर्सी शाफ्ट को फिर से संलग्न करें।
  2. मोटर माउंट को कुंडा कुर्सी के निचले शाफ्ट से संलग्न करें।
    1. एक समायोज्य क्लैंप बनाएं जिसमें मोटर बढ़ते कोष्ठक संलग्न किए जा सकते हैं।
      1. क्लैंप के दो मिलान घटकों को बनाएं- शाफ्ट के प्रत्येक पक्ष के लिए एक (चार बोल्ट के साथ एक साथ निचोड़ा जाना है)। आयामों के लिए चित्रा 2 देखें।
      2. प्रत्येक घटक के लिए, लंबाई के लिए 90 ° कोण लोहे में कटौती। 4 पत्तियों को संलग्न करें जिनके माध्यम से बोल्ट चलेंगे।
      3. सुरक्षा के लिए प्रत्येक पत्ती (धातु पट्टी) के किनारों को गोल करें। बोल्ट के माध्यम से फिट होने के लिए पर्याप्त बड़े प्रत्येक बार के अंत के पास ड्रिल छेद। उपयुक्त स्थिति में 45 ° मोड़ बनाएं (मोड़ को अधिक सटीक बनाने के लिए बार स्कोर करें)। प्रत्येक बार को कोण लोहे-बोल्ट छेद ों को बाहर की ओर स्पॉट-वेल्ड करें।
        नोट: वैकल्पिक रूप से, पत्तियों को जगह में बोल्ट किया जा सकता है, सावधान रहना कि एक फलाव का कारण न बनें जो कोण लोहे को कुर्सी शाफ्ट से संपर्क करने से रोक देगा।
    2. दो मोटर बढ़ते कोष्ठक बनाएं। आयामों के लिए चित्रा 3 देखें। प्रत्येक ब्रैकेट के लिए, अभी वर्णित क्लैंप के लगाव के लिए बार में दो छेद ड्रिल करें। उचित स्थिति में 90 ° मोड़ें (मोड़ को अधिक सटीक बनाने के लिए बार स्कोर करें)।
    3. क्लैंप को संलग्न करें और क्लैंप घटकों और कोष्ठक और कसने के माध्यम से 4 बोल्ट डालकर कुर्सी के निचले शाफ्ट में माउंट करें। सुनिश्चित करें कि बोल्ट बहुत तंग नहीं हैं यदि माउंट को चरण 1.4.6 में संरेखित प्रक्रिया को समायोजित करने के लिए समायोजित करने की आवश्यकता है।
  3. मोटर शाफ्ट के लिए छोटी चरखी संलग्न करें।
    1. मोटर शाफ्ट फ्लैट पर कुंजी को पीस लें (अब फैला हुआ नहीं है)।
      नोट: यह एक सपाट सतह प्रदान करेगा जिसके खिलाफ मोटर शाफ्ट के चारों ओर चरखी के फिसलन को रोकने के लिए चरखी पेंच को कड़ा किया जा सकता है।
    2. मोटर शाफ्ट के व्यास से मेल खाने के लिए चरखी में छेद को ड्रिल करें।
    3. शाफ्ट पर चरखी स्लाइड करें और शाफ्ट पर फ्लैट सतह के खिलाफ पेंच को शिथिल रूप से कस लें।
  4. मोटर को ऊपर वर्णित मोटर ब्रैकेट में संलग्न करें।
    1. उपयुक्त पदों में दो छेद ड्रिलिंग द्वारा 4 मोटर लगाव सलाखों में से प्रत्येक तैयार करें (छेद को मोटर में बढ़ते छेद के साथ लाइन अप करने की आवश्यकता होती है)। आयामों के लिए चित्रा 4 देखें।
    2. यदि निकासी के लिए आवश्यक हो, तो मोटर शाफ्ट पर चरखी को स्वतंत्र रूप से घुमाने की अनुमति देने के लिए दो सलाखों के ऊपरी हिस्से से एक खंड काट लें (वैकल्पिक)।
    3. चार बाहरी छेदों पर चार छोटे कवर अनुलग्नक कोष्ठक रखें। बेल्ट और पुली पर सुरक्षात्मक कवर संलग्न करने के लिए बाद में उनका उपयोग करें।
    4. ढीले ढंग से आठ नट और बोल्ट संलग्न करें, ऊपरी और निचले सलाखों के बीच कमरे को छोड़कर उनके बीच बढ़ते ब्रैकेट सलाखों को स्लाइड करने के लिए।
    5. मोटर बढ़ते सलाखों को ब्रैकेट पर स्लाइड करें- बढ़ते ब्रैकेट बार के ऊपर प्रत्येक ऊपरी बार और नीचे प्रत्येक निचले एक।
    6. मोटर की स्थिति और क्लैंप करें।
      1. मुख्य चरखी, छोटी चरखी, या दोनों को ऊपर और नीचे ले जाएं जब तक कि मुख्य और छोटे चरखी क्षैतिज रूप से संरेखित न हों। यदि आवश्यक हो तो क्लैंप को स्थानांतरित करें।
      2. ड्राइव बेल्ट को छोटी और मुख्य पुली पर रखें।
      3. जब तक बेल्ट तंग न हो जाए तब तक मोटर असेंबली को कुर्सी से दूर स्लाइड करें।
      4. मोटर ब्रैकेट में मोटर को सुरक्षित करने के लिए मोटर अटैचमेंट बार पर 8 बोल्ट कस लें।
      5. क्लैंप बोल्ट और चरखी शिकंजा कस लें।
  5. बेल्ट सिस्टम में किसी भी चीज को पकड़े जाने से रोकने के लिए एक कवर संलग्न करें।
    1. चित्रा 5 के अनुसार ऐक्रेलिक सुरक्षात्मक कवर के किनारों को मोड़ें।
      नोट: एक वैकल्पिक, यदि एक ऐक्रेलिक बेंडर उपलब्ध नहीं है, तो धातु शीट और शीट बेंडर का उपयोग करना है।
    2. चित्रा 5 के अनुसार कुर्सी के शाफ्ट के चारों ओर फिट करने के लिए एक अनुभाग काटें।
    3. छोटे कवर अटैचमेंट ब्रैकेट पर छेद से मेल खाने के लिए ड्रिल छेद।
    4. कवर संलग्न करने के लिए छोटे कवर अटैचमेंट बोल्ट का उपयोग करें।

2. विद्युत प्रणाली सेटअप प्रक्रिया

  1. बंद स्विच और आपातकालीन शट-ऑफ स्विच को मुख्य शक्ति से कनेक्ट करें। आईईसी कनेक्टर (मुख्य पावर केबल के लिए पुरुष कनेक्टर) को श्रृंखला में आपातकालीन शट-ऑफ और चालू / बंद स्विच में संलग्न करने के लिए उपयुक्त वोल्टेज- और वर्तमान-रेटेड केबलों का उपयोग करें (ताकि सर्किट को तोड़ने से बाकी घटकों में बिजली कट जाएगी)।
    नोट: टांका लगाने की आवश्यकता हो सकती है।
  2. Arduino के लिए 5 वी डीसी बिजली की आपूर्ति को चालू / बंद स्विच (वैकल्पिक) से कनेक्ट करें।
    नोट: टांका लगाने और मुख्य रेटेड केबल की आवश्यकता है।
  3. कुर्सी चालक के लिए 48 वी डीसी बिजली की आपूर्ति को 5 वी बिजली की आपूर्ति के समानांतर चालू /
    नोट: मेन रेटेड केबल आवश्यक है।
  4. हाइब्रिड स्टेपर मोटर ड्राइवर के लिए उपयुक्त डीआईपी स्विच सेटिंग्स बनाएं। उदाहरण के लिए:
    1. स्टेपर मोटर के लिए प्रति क्रांति 1,600 दालों के लिए क्रमशः 1-4 से ऑन, ऑफ, ऑन और ऑन में स्विच सेट करें (संख्या जितनी अधिक होगी, नियंत्रण उतना ही बेहतर होगा लेकिन रोटेशन गति पर टोपी कम होगी, यह इस बात पर निर्भर करता है कि Arduino दालों का उत्पादन कितनी जल्दी कर सकता है)।
    2. वामावर्त डिफ़ॉल्ट रोटेशन दिशा के लिए 5 को बंद करने के लिए स्विच करें।
    3. अंतरिक्ष वेक्टर नियंत्रण मोड (या फ़ील्ड-ओरिएंटेड कंट्रोल, एफओसी) के विरोध में ड्राइव पॉइंट मोशन (पीएम) मोड के लिए 6 को चालू करने के लिए स्विच करें।
    4. 86 श्रृंखला 12 एनएम बंद-लूप मोटर के लिए नियंत्रक से मिलान करने के लिए 7 और 8 को बंद और बंद करने के लिए स्विच सेट करें।
  5. हाइब्रिड स्टेपर मोटर ड्राइवर को बिजली की आपूर्ति और कुर्सी चालक केबलों से कनेक्ट करें।
    1. मोटर ड्राइवर पावर इनपुट कनेक्टर हाउसिंग में 48 वी पावर सप्लाई आउटपुट टर्मिनलों से उचित रूप से रेटेड केबल्स संलग्न करें और आवास डालें।
    2. अपने कनेक्टर हाउसिंग के माध्यम से दो मोटर केबलों को ड्राइवर से कनेक्ट करें।
  6. Arduino हाइब्रिड स्टेपर मोटर चालक से कनेक्ट करें।
    1. पीयूएल + ("पल्स" +), डीआईआर + ("दिशा" +), और ईएनए + ("सक्षम" +) टर्मिनलों को पिन 2, 3, और 5 (पिन संख्या वैकल्पिक लेकिन यहां उदाहरणों के रूप में कहा गया है) को कनेक्ट करने के लिए पिन किए गए जंप तारों का उपयोग करें।
    2. मोटर ड्राइवर कनेक्टर हाउसिंग के पीयूएल-, डीआईआर-, और ईएनए-टर्मिनलों को जोड़ने के लिए छोटे तारों का उपयोग करें और ईएनए को जोड़ने के लिए एक लंबे समय तक पिन किए गए जंप वायर को ईएनए- को Arduino पर एक जीएनडी (ग्राउंड) पिन से कनेक्ट करें।
    3. मोटर चालक में कनेक्टर आवास डालें।
  7. Arduino को 5 वी डीसी बिजली की आपूर्ति (वैकल्पिक) से कनेक्ट करें। 5 वी बिजली की आपूर्ति के 5 वी आउट टर्मिनलों के लिए Arduino पर पिन जीएनडी और विन को जोड़ने के लिए पिन किए गए जंप तारों का उपयोग करें।
  8. पोटेंशियोमीटर को Arduino से कनेक्ट करें। ए 1 (एक "एनालॉग इन" टर्मिनल) जीएनडी और अर्डुइनो पर 5 वी पिन को पोटेंशियोमीटर के तीन टर्मिनलों से जोड़ने के लिए पिन किए गए जंप तारों का उपयोग करें।
    नोट: टांका लगाने की आवश्यकता है।
  9. टॉगल स्विच को Arduino से कनेक्ट करें। पिन किए गए जंप तारों का उपयोग करके दो टॉगल स्विच टर्मिनलों के लिए Arduino पर पिन 6 और जीएनडी कनेक्ट करें।
    नोट: टांका लगाने की आवश्यकता है।
  10. एलईडी को Arduino से कनेक्ट करें।
    1. एलईडी के एक टर्मिनल के लिए रोकनेवाला मिलाप (एलईडी सर्किट पर वोल्टेज ड्रॉप करने के लिए)।
    2. पिन किए गए जंप तारों का उपयोग करके रोकनेवाला और अन्य एलईडी टर्मिनल के अंत में Arduino पर पिन 7 और जीएनडी संलग्न करें।
      नोट: टांका लगाने की आवश्यकता है।
  11. इलेक्ट्रॉनिक घटकों को इन्सुलेट और घर। एक पूर्ण रखे गए सिस्टम की छवि के लिए चित्रा 6 देखें।
    नोट: विद्युत प्रणाली के उच्च वोल्टेज घटकों को इन्सुलेट करने, नाजुक इलेक्ट्रॉनिक घटकों को नुकसान से बचाने और इन सभी घटकों को प्रबंधनीय स्थान में शामिल करने के कई तरीके हैं। नीचे एक सुझाई गई विधि है।
    1. आईईसी पावर कनेक्टर, मुख्य चालू / बंद स्विच, दो मोटर नियंत्रण केबल, छोटे टॉगल स्विच, एलईडी, पोटेंशियोमीटर और आर्डुइनो के यूएसबी पोर्ट के लिए उपकरण मामले के किनारे ड्रिल / कट छेद (हवा को ठंडा करने के मामले में प्रवाह करने की अनुमति देने के लिए इसे एक बड़ा बनाएं)।
    2. उपयुक्त साधनों (जैसे, शिकंजा, बोल्ट, गर्म गोंद बंदूक) का उपयोग करके इन घटकों में से प्रत्येक को संलग्न करें।
    3. कट वेंटिलेशन छेद (48 वी बिजली की आपूर्ति में प्रशंसक के ऊपर एक) और मामले के ढक्कन में आपातकालीन स्विच के लिए एक छेद; फिर, वेंटिलेशन फिल्टर और स्विच संलग्न करें।
    4. स्पेसर और शिकंजा का उपयोग करके मामले के आधार पर अर्डुइनो संलग्न करें। स्थिति ताकि यूएसबी पोर्ट मामले में यूएसबी पोर्ट छेद के साथ संरेखित हो।
    5. वेल्क्रो और फोम ब्लॉक का उपयोग करके मामले के आधार पर 48 वी और 5 वी बिजली की आपूर्ति और मोटर चालक संलग्न करें।

3. वीआर सेटअप प्रक्रिया

  1. निर्माता के निर्देशों के अनुसार वीआर सिस्टम सेट करें।

4. सॉफ्टवेयर सेटअप प्रक्रिया

  1. Arduino सॉफ़्टवेयर स्थापित करें और सेट करें।
    1. डेवलपर के निर्देशों के अनुसार Arduino कार्यक्रम डाउनलोड और स्थापित करें।
    2. एक यूएसबी केबल का उपयोग करके Arduino को कंप्यूटर से कनेक्ट करें।
    3. उपकरण ड्रॉपडाउन मेनू के तहत, उस पोर्ट का चयन करें जिसमें Arduino बोर्ड संलग्न है।
    4. उसी मेनू के तहत, उपयुक्त बोर्ड और प्रोसेसर का चयन करें। सुनिश्चित करें कि यह ऊपर दिए गए अनुभाग 2 में उपयोग किए जाने वाले बोर्ड और प्रोसेसर से मेल खाता है, उदाहरण के लिए, "Arduino मेगा 2560" बोर्ड और "ATmega2560" प्रोसेसर।
  2. अर्डुइनो बोर्ड को कुर्सी के रोटेशन की अनुमति देने के लिए प्रोग्राम करें 1) पोटेंशियोमीटर के माध्यम से और 2) यूएसबी के माध्यम से कंप्यूटर से कमांड के माध्यम से।
    1. Arduino प्रोसेसर पर अपलोड किए जाने वाले कोड को लिखें।
      नोट: उदाहरण प्रयोग से उदाहरण कोड पूरक फ़ाइल 1 (फ़ाइल नाम: hybrid_motor_controller.ino) में शामिल है।
    2. बॉड दर (Serial.Begin() कमांड के लिए तर्क) पर ध्यान दें, उदाहरण के लिए, 9,600।
    3. कोड को सहेजें और अपलोड बटन का उपयोग करके इसे Arduino बोर्ड पर अपलोड करें।
  3. परीक्षण करें कि सिस्टम अब तक काम कर रहा है।
    1. प्लग इन करें और इलेक्ट्रिकल सबसिस्टम को चालू करें।
    2. छोटे टॉगल स्विच को एक ऐसी स्थिति में फ़्लिक करें जहां छोटा एलईडी संकेतक प्रकाश चालू हो जाता है।
    3. यह सुनिश्चित करने के लिए पोटेंशियोमीटर को चालू करें कि यह कुर्सी की गति और दिशा को नियंत्रित करता है।
  4. डेवलपर के निर्देशों के अनुसार स्टीम और स्टीमवीआर स्थापित करें और कॉन्फ़िगर करें।
  5. एकता स्थापित करें और सेट करें।
    1. डेवलपर के निर्देशों के अनुसार एकता स्थापित करें और कॉन्फ़िगर करें।
    2. एक नया या मौजूदा एकता प्रोजेक्ट खोलें (एक प्रकार चुनें, उदाहरण के लिए, "3 डी" जो एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त है)।
    3. परियोजना में उपयोग के लिए स्टीमवीआर सेट करें।
      1. एसेट स्टोर खोलें (विंडो | पर क्लिक करें एसेट स्टोर)।
      2. स्टीमवीआर के लिए खोजें और स्टीमवीआर प्लगइन का चयन करें।
      3. संपत्ति में जोड़ें क्लिक करें.
      4. एकता में, पैकेज प्रबंधक खोलें (विंडो | पर क्लिक करें पैकेज प्रबंधक)।
      5. मेरी संपत्ति टैब के तहत स्टीमवीआर खोजें।
      6. आयात करेंक्लिक करें, और आयात को पूरा करने के लिए संकेतों का पालन करें।
      7. कॉन्फ़िगरेशन परिवर्तन करने के लिए संकेत मिले, तो सभी स्वीकार करें क्लिक करें।
      8. दृश्य में स्टीम वीआर कैमरा रिग आयात करें। इंस्पेक्टर स्क्रीन पर प्रोजेक्ट विंडो में स्टीम वीआर नामक एक नई संपत्ति की तलाश करें। प्रीफैब | स्टीम वीआर खोलें।
      9. खेल में वीआर हेडसेट और नियंत्रकों के उपयोग की अनुमति देने के लिए पदानुक्रम या दृश्य विंडो में [कैमरा रिग] संपत्ति खींचें।
      10. पदानुक्रम या दृश्य से डिफ़ॉल्ट मुख्य कैमरा निकालें क्योंकि यह स्टीमवीआर कैमरे में हस्तक्षेप करेगा।
  6. Ardity स्थापित करें और सेट करें।
    1. एकता परिसंपत्ति स्टोर में अर्डीटी की खोज करें और इसे डाउनलोड के लिए चुनें (ऊपर चरण 4.5.3.2)।
    2. API संगतता स्तर अद्यतन करें।
      1. संपादन मेनू के अंतर्गत प्रोजेक्ट सेटिंग्स खोलें।
      2. प्लेयर | पर क्लिक करें अन्य सेटिंग्स.
      3. एपीआई संगतता स्तर के लिए ड्रॉपडाउन मेनू में .NET 4.X चुनें।
      4. सेटिंग्स से बाहर निकलें और अदृश्य करने के लिए त्रुटि संदेशों की प्रतीक्षा करें।
  7. एकता खेल वातावरण सेट करें।
    नोट: उपयोगकर्ता के लिए कुर्सी का नियंत्रण रखने और उनके वीआर अनुभव के साथ एकीकृत कुर्सी गति के लिए निम्नलिखित न्यूनतम चरणों की आवश्यकता होगी।
    1. विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए आवश्यक ऑब्जेक्ट्स और फ़ंक्शंस बनाएँ।
      1. GameObject पर क्लिक करके और या तो 2 डी ऑब्जेक्ट या 3 डी ऑब्जेक्ट का चयन करके ऑब्जेक्ट बनाएं।
      2. ऑब्जेक्ट के लिए निरीक्षक विंडो में घटक जोड़ें बटन पर क्लिक करके और विकल्पों में से एक का चयन करके बनाए गए ऑब्जेक्ट में कार्यक्षमता जोड़ें। पूरक फ़ाइल 3 (फ़ाइल नाम: SetUpTrial.cs) में से एक के समान एक C# स्क्रिप्ट बनाने के लिए नई स्क्रिप्ट का चयन करें।
    2. सीरियल नियंत्रक स्क्रिप्ट को खेल में आयात करें।
      1. प्रोजेक्ट विंडो में संपत्ति फ़ोल्डर के अंतर्गत, Ardity फ़ोल्डर खोलें | स्क्रिप्ट फ़ोल्डर.
      2. SerialController स्क्रिप्ट को हेइरार्ची विंडो में वांछित गेम ऑब्जेक्ट में खींचें, उदाहरण के लिए, पृष्ठभूमि गेम ऑब्जेक्ट।
      3. ऑब्जेक्ट पर क्लिक करें और SerialController स्क्रिप्ट का पता लगाने के लिए निरीक्षक विंडो में घटकों की सूची नीचे स्क्रॉल करें।
      4. सुनिश्चित करें कि पोर्ट नाम और बॉड दर ऊपर दिए गए चरण 4.1 और 4.2 में सेट किए गए Arduino प्रोग्राम के लिए उन लोगों से मेल खाते हैं।
      5. उस ऑब्जेक्ट को खींचें जिसमें SerialController स्क्रिप्ट पदानुक्रम विंडो से निरीक्षक विंडो में संदेश श्रोता के आगे इनपुट बॉक्स में अनुलग्न है।
    3. खेल में कुर्सी नियंत्रक स्क्रिप्ट लिखें और आयात करें।
      1. एक ही गेम ऑब्जेक्ट के लिए इंस्पेक्टर विंडो के निचले भाग में, घटक जोड़ें पर क्लिक करें और नई स्क्रिप्ट का चयन करें। नई स्क्रिप्ट का नाम रखें चेयरकंट्रोलर।
      2. नियंत्रक और माउस कमांड लेने के लिए आवश्यक कोड लिखें और उन्हें Arduino को यूएसबी के माध्यम से भेजे जाने वाले नंबरों में बदल दें।
        नोट: आवश्यक कोड का एक न्यूनतम उदाहरण पूरक फ़ाइल 2 (फ़ाइल नाम: चेयरकंट्रोलर.cs) में शामिल है।
      3. स्क्रिप्ट सहेजें।
      4. निरीक्षक विंडो में खाली बक्से भरें। Hएमडी ऑब्जेक्ट पदानुक्रम विंडो से निरीक्षक विंडो में कुर्सी नियंत्रक स्क्रिप्ट के अंतर्गत सिर के आगे इनपुट बॉक्स में खींचें। इसी तरह, नियंत्रक (दाएं) ऑब्जेक्ट को हाथ के बगल में बॉक्स में खींचें।

5. प्रयोग (या अनुभव) प्रक्रिया

  1. इनपुट विधि का चयन करें।
    नोट: प्रदान किया गया उदाहरण चेयरकंट्रोलर कोड सेटअपट्रायल नामक एक स्क्रिप्ट को संदर्भित करता है जहां सार्वजनिक पूर्णांक चर इनपुट प्रकार सेट किया जाता है (जहां इनपुट टाइप 3 वीआर नियंत्रक है, और इनपुट टाइप 4 माउस है)। इस स्क्रिप्ट /चर व्यवस्था को नीचे दिए गए चरणों में माना गया है।
  2. गेम ऑब्जेक्ट पर क्लिक करें जिसमें सेटअपट्रायल स्क्रिप्ट संलग्न है, उदाहरण के लिए, पृष्ठभूमि।
  3. SetUpTrial स्क्रिप्ट सार्वजनिक चर को खोजने के लिए निरीक्षक विंडो में नीचे स्क्रॉल करें।
  4. इनपुट टाइप को वीआर नियंत्रक के लिए 3 या माउस नियंत्रण के लिए 4 पर सेट करें।
  5. नियंत्रकों या माउस द्वारा नियंत्रित गति के साथ वीआर अनुभव शुरू करने के लिए यूनिटी में प्ले बटन दबाएं।

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Representative Results

उदाहरण प्रयोग का उद्देश्य यह निर्धारित करना था कि क्या भौतिक रोटेशन के अलावा- या तो एक दृश्य में दृश्य पृष्ठभूमि गति के साथ संगत या असंगत-उस दृश्य में एक चलती लक्ष्य की कथित दिशा को प्रभावित करता है। इस परिकल्पना के आधार पर सर्वांगसम और असंगत भौतिक गति के बीच एक अंतर की उम्मीद की गई थी कि पृष्ठभूमि की गति कथित लक्ष्य दिशा को प्रभावित करती है कि एक प्रतिभागी की दृश्य प्रणाली कितनी आसानी से आत्म-गति32,33 के लिए पृष्ठभूमि गति का कारण प्रदान करती है। यदि पृष्ठभूमि और भौतिक गति सर्वांगसम थी, तो कारण लिंक की अधिक भावना की उम्मीद थी और इस प्रकार, दृश्य प्रदर्शन में इसकी वास्तविक दिशा से कथित लक्ष्य दिशा का अधिक विचलन।

एक पर्यवेक्षक ने वीआर नियंत्रक का उपयोग करके कुर्सी की रोटेशन गति और दिशा को नियंत्रित किया। आगे बाएं या दाएं नियंत्रक एचएमडी की सामना करने वाली दिशा से था, रोटेशन की गति जितनी अधिक होगी। सर्वांगसम स्थिति में, यदि लक्ष्य पैटर्न, जिसमें हमेशा एक सकारात्मक ऊर्ध्वाधर गति घटक होता था, ऊर्ध्वाधर के दाईं ओर बहता हुआ दिखाई देता है, तो पर्यवेक्षक नियंत्रक को बाईं ओर ले जाएगा। इससे कुर्सी बाईं ओर घूमने के लिए (एंटीक्लॉकवाइज) और पर्यवेक्षक पर एचएमडी को एंटीक्लॉकवाइज घुमाने का कारण बना, जिसके कारण दृश्य दृश्य में पृष्ठभूमि उचित गति से दाईं ओर बढ़ गई (जैसे कि यह एक स्थिर पृष्ठभूमि थी जिसके खिलाफ पर्यवेक्षक घूर्णन कर रहा था, चित्रा 7 ए)। इस दाएं पृष्ठभूमि की गति ने लक्ष्य को "पीछे हटा दिया", कथित लक्ष्य गति में एक बाएं गति घटक को जोड़ते हुए, जैसा कि प्रेरित गति भ्रम द्वारा अपेक्षित है। लक्ष्य दिशा को कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित किया गया था, हमेशा ऊपर की ओर लेकिन बेतरतीब ढंग से छोटे नियमित अंतराल पर अपनी वर्तमान दिशा के दक्षिणावर्त या एंटीक्लॉकवाइज कदम (यादृच्छिक चलना प्राप्त करना, ऊर्ध्वाधर से शुरू करना और यूक्लिडियन अंतरिक्ष के ऊपरी दो चतुर्भुजों में फैलाना)। पर्यवेक्षक का उद्देश्य अपनी घूर्णी गति और दिशा को समायोजित करना था और इस प्रकार, पृष्ठभूमि की गति और दिशा, ताकि पृष्ठभूमि के कारण प्रेरित गति ने लक्ष्य में गति के किसी भी बाएं या दाएं घटक को बिल्कुल रद्द कर दिया।

असंगत स्थिति में, बाएं नियंत्रक आंदोलन ने कुर्सी को दाईं ओर घुमाने (दक्षिणावर्त) और पृष्ठभूमि को दक्षिणावर्त एचएमडी रोटेशन (चित्रा 7 बी) के माध्यम से दाईं ओर स्थानांतरित करने का कारण बना दिया। इस प्रकार, बाएं नियंत्रक आंदोलन ने सर्वांगसम स्थिति के रूप में दाएं की ओर पृष्ठभूमि की गति का कारण बना दिया, लेकिन कुर्सी विपरीत दिशा में चली गई कि उसने सर्वांगसम स्थिति में क्या किया, अर्थात, यह पृष्ठभूमि के साथ असंगत रूप से चला गया। दाएं रोटेशन, उदाहरण के लिए, दाएं की ओर पृष्ठभूमि गति के साथ था, जो एक स्थिर पृष्ठभूमि के खिलाफ घूर्णन करने वाले पर्यवेक्षक के साथ असंगत है।

दृश्य उत्तेजना का एक स्क्रीनशॉट चित्रा 8 में दिखाया गया है। प्रत्येक छोटे परिपत्र उत्तेजना तत्व पर पैटर्न एक ही वस्तु (लक्ष्य या पृष्ठभूमि) के अन्य पैटर्न के रूप में एक ही गति और दिशा में चले गए, तत्वों के बिना स्वयं को आगे बढ़ते हुए, जैसे कि प्रत्येक तत्व एक स्थिर खिड़की थी जिसके माध्यम से एक बड़ी अंतर्निहित वस्तु की गति देखी जा सकती थी। इसने प्रदर्शन क्षेत्र से दूर जाने वाले लक्ष्य और पृष्ठभूमि के बिना गति की भावना की अनुमति दी। प्रदर्शन क्षेत्र आभासी दृश्य में पर्यवेक्षक से 8 मीटर दूर एक विमान सेट किया गया था और एचएमडी के सापेक्ष स्थिति में बंद कर दिया गया था। लक्ष्य तत्व 5 ° दृश्य कोण की त्रिज्या के साथ एक अंगूठी पर बिछाते हैं, और पृष्ठभूमि तत्वों को डिस्प्ले प्लेन पर 20 ° x 20 ° क्षेत्र में बेतरतीब ढंग से बिखरे हुए थे। लक्ष्य की गति 6 डिग्री / सेकंड पर आयोजित की गई थी, और इसकी दिशा -10 ° से 190 ° तक भिन्न थी (यानी, आम तौर पर यूक्लिडियन अंतरिक्ष के शीर्ष दो चतुर्भुजों में बनी रही)। पृष्ठभूमि की दिशा हमेशा क्षैतिज थी, और गति इस बात के अनुसार भिन्न होती थी कि पर्यवेक्षक का सिर कितनी तेजी से दक्षिणावर्त या एंटीक्लॉकवाइज घुमाया जाता है। निरंतर एकत्र किए गए डेटा का विश्लेषण निरंतर मनोवैज्ञानिक डेटा का विश्लेषण करने के लिए प्रयोगशाला में पहले विकसित एक विधि द्वारा किया गया था। यह विधि निरंतर ट्रैकिंग डेटा33 का विश्लेषण करने के लिए एक मौजूदा दृष्टिकोण का विस्तार है।

सर्वांगसम और असंगत गति स्थितियों के तहत प्रेरित गति प्रभाव की ताकत को समीकरण (1) में पैरामीटर β के मूल्य द्वारा दर्शाया गया था:

Equation 1(1)

जहां पी कथित लक्ष्य वेग का प्रतिनिधित्व करने वाला एक वेक्टर है, टी वास्तविक लक्ष्य वेग का प्रतिनिधित्व करता है , और बी पृष्ठभूमि वेग का प्रतिनिधित्व करता है। β उस सीमा को नियंत्रित करता है जिसमें कथित लक्ष्य वेग का उत्पादन करने के लिए पृष्ठभूमि वेग को लक्ष्य गति से घटाया जाता है। जब एक पर्यवेक्षक वास्तविक दुनिया में घूर्णन कर रहा है, और एक लक्ष्य अपने दृश्य क्षेत्र के भीतर आगे बढ़ रहा है, तो स्थिर दुनिया32 के सापेक्ष लक्ष्य गति प्राप्त करने के लिए पृष्ठभूमि गति को लक्ष्य गति से पूरी तरह से घटाया जाना चाहिए। 1 का एक β मान, इस प्रकार, दृश्य प्रणाली के साथ अनुकूल है जो पृष्ठभूमि गति के कारण को पूरी तरह से आत्म-गति के लिए असाइन करता है, और एक कम मूल्य आंशिक असाइनमेंट को इंगित करता है। दो स्थितियों के लिए नौ पर्यवेक्षकों के माध्य β मूल्यों को चित्र 9 में दिखाया गया है।

सभी लेकिन एक पर्यवेक्षक के लिए, दृश्य उत्तेजना के साथ असंगत रूप से आगे बढ़ने वाली कुर्सी के कारण माध्य β मूल्य में कमी आई (हालांकि परिवर्तन केवल एक पर्यवेक्षक के लिए महत्वपूर्ण था, टी (4) = 13.6, पी = 0.000)। डेटा का विश्लेषण दो कारकों के रूप में पर्यवेक्षक और संयोजन का उपयोग करके दो-तरफा एनोवा के साथ किया गया था। दोनों कारक पर्यवेक्षक एफ (8, 32) = 2.857, पी = 0.016 और संयोजन एफ (1, 32) = 8.236, पी = 0.007 के साथ महत्वपूर्ण थे जो पर्यवेक्षकों के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर और कुर्सी रोटेशन दिशा के एक महत्वपूर्ण प्रभाव का संकेत देते हैं। सर्वांगसम स्थिति के लिए अनुमानित माध्य β मूल्य असंगत स्थिति के लिए 1.03 और 0.87 था। ये परिणाम ऊपर प्रस्तुत अपेक्षाओं से मेल खाते हैं। सर्वांगसम स्थिति के लिए 1 के करीब एक β मान आत्म-गति के लिए पृष्ठभूमि गति असाइन करने के लिए तत्परता को इंगित करता है। असंगत स्थिति के लिए काफी कम मूल्य ऐसा करने के लिए एक कम तत्परता को इंगित करता है। यह, बदले में, इंगित करता है कि कुर्सी द्वारा प्रदान की गई गति का अनुभव अपेक्षाओं से मेल खाता है; कुर्सी ने पर्यवेक्षकों को अपेक्षित तरीके से भौतिक गति की भावना देने का एक प्रभावी साधन प्रदान किया।

Figure 1
चित्र 1: पूर्ण प्रणाली की एक तस्वीर। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 2
चित्रा 2: कुर्सी के आधार पर मोटर संलग्न करने के लिए क्लैंप। (ए) पूरे क्लैंप असेंबली। (बी) कोण लोहे और पत्तियों के लिए आयाम संयुक्त। (सी) पत्ती आयाम। (डी) कोण लोहे के आयाम। मिमी में सभी आयाम। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 3
चित्रा 3: क्लैंप के लिए मोटर संलग्न करने के लिए ब्रैकेट। (बी) मिमी में आयाम। संक्षिप्त नाम: व्यास = व्यास। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 4
चित्रा 4: मोटर को मोटर ब्रैकेट में संलग्न करना( ए) मोटर लगाव सलाखों को कैसे संलग्न किया जाए। (बी) मिमी में मोटर लगाव बार आयाम (सी) कवर कोष्ठक कैसे संलग्न करें। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 5
चित्रा 5: कवर संलग्न करना (ए) कवर अनुलग्नक प्रक्रिया को कवर करना। (बी) पूर्ण यांत्रिक प्रणाली। (C) mm में आयामों को कवर करें। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 6
चित्रा 6: उपकरण के मामले में सभी विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक घटक। ध्यान दें कि Arduino के लिए 5 वी शक्ति इस तस्वीर में डिस्कनेक्ट कर दिया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 7
चित्रा 7: पर्यवेक्षक के कार्यों का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व और प्रयोग के दौरान परिणामी कुर्सी और दृश्य में परिवर्तन होता है। (ए) सर्वांगसम स्थिति: यदि नियंत्रक को एंटीक्लॉकवाइज भी ले जाया गया था, तो कुर्सी एंटीक्लॉकवाइज भी चली गई, और दृश्य पृष्ठभूमि विपरीत दिशा में चली गई जैसे कि यह एक स्थिर दृश्य था जिसके खिलाफ व्यक्ति घूर्णन कर रहा था। (बी) असंगत स्थिति: सर्वांगसम के समान ही, सिवाय इसके कि कुर्सी विपरीत दिशा में चली गई, जिससे कुर्सी की गति दृश्य पृष्ठभूमि गति के साथ असंगत हो गई। आरेख में, पर्यवेक्षक दक्षिणावर्त घूमता है, और दृश्य पर्यवेक्षक की गति के सापेक्ष आगे दक्षिणावर्त घूमता है, जो प्राकृतिक अनुभव के साथ असंगत है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 8
चित्रा 8: दृश्य प्रदर्शन के गति उत्तेजना युक्त क्षेत्र का एक स्क्रीनशॉट। यह 2 डी छवि विमान वीआर वातावरण में दृश्य दृश्य के 35 डिग्री x 35 डिग्री क्षेत्र पर कब्जा करने वाले पर्यवेक्षक से 8 मीटर दूर रखा गया था। लक्ष्य की अंगूठी में 5 ° दृश्य कोण की त्रिज्या थी और पृष्ठभूमि क्षेत्र 20 ° x 20 ° था। संक्षिप्त नाम: वीआर = आभासी वास्तविकता। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 9
चित्रा 9: सर्वांगसम और असंगत परिस्थितियों में प्रत्येक पर्यवेक्षक के लिए बीटा मूल्यों का मतलब है। सभी लेकिन एक पर्यवेक्षक के लिए, बीटा मूल्य असंगत कुर्सी / दृश्य गति की स्थिति के लिए कम हो गया, जो पर्यवेक्षक की भौतिक गति के कारण दृश्य पृष्ठभूमि गति को देखने की कम संभावना का संकेत देता है। एक 2-तरफ़ा एनोवा से पता चला कि बीटा मूल्य में समूह परिवर्तन महत्वपूर्ण था (विवरण के लिए पाठ देखें)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

पूरक फ़ाइल 1: उदाहरण Arduino कोड, hybrid_motor_controller.ino. कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक फ़ाइल 2: उदाहरण एकता सी # स्क्रिप्ट, चेयरकंट्रोलर.cs। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक फ़ाइल 3: उदाहरण एकता सी # स्क्रिप्ट, सेटअपट्रायल.cs। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

यह पेपर एक पर्यवेक्षक या प्रयोगकर्ता के नियंत्रण में कार्यालय की कुर्सी पर स्वचालित रोटेशन जोड़ने के लिए एक विधि प्रस्तुत करता है, और उस गति को आभासी अनुभव में एकीकृत करने के लिए एक साथ विधि प्रस्तुत करता है। महत्वपूर्ण चरणों में कुर्सी पर मोटर का यांत्रिक लगाव शामिल है, मोटर की शक्ति और विद्युत नियंत्रण की स्थापना, फिर मोटर नियंत्रक को चलाने के लिए Arduino और कंप्यूटर को कॉन्फ़िगर करना। मैकेनिकल अटैचमेंट चरण के लिए कुछ विशेष उपकरण और कौशल की आवश्यकता होती है, हालांकि सबसे कठिन कार्यों के लिए वर्कअराउंड का सुझाव दिया गया है। हार्डवेयर की उपलब्धता के आधार पर आगे के संशोधनों के लिए कहा जा सकता है।

उच्च वोल्टेज विद्युत कार्य को एक योग्य व्यक्ति द्वारा पूरा किया जाना चाहिए और, यदि कानून द्वारा आवश्यक हो, तो संबंधित निकाय द्वारा प्रमाणित किया जाना चाहिए। कम वोल्टेज का काम सीमित अनुभव वाले व्यक्ति द्वारा किया जा सकता है। ऊपर दिए गए निर्देश प्रजनन की अनुमति देने के लिए पर्याप्त विशिष्ट हैं यदि एक ही उपकरण का उपयोग किया जाता है, लेकिन विभिन्न उपकरणों को प्रक्रिया के मामूली संशोधनों की आवश्यकता होगी।

Arduino कोड यहां सुझाए गए विशिष्ट इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन के पूरक के लिए प्रदान किया गया है। ध्यान दें कि Arduino और अन्य सॉफ़्टवेयर निर्देश Arduino संस्करण 1.8.12, SteamVR संस्करण 1.18.7, एकता संस्करण 2020.2.7f1, और Ardity संस्करण 1 के साथ काम प्रदान करते हैं। अन्य सॉफ़्टवेयर संस्करणों को प्रोटोकॉल के संशोधनों की आवश्यकता हो सकती है।

विधि की एक सीमा यह है कि कोणीय त्वरण को नम करने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए एक विधि Arduino कोड में प्रदान की जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि हाइब्रिड सर्वो छूटे हुए मोटर चरणों पर "पकड़ने" की कोशिश करेगा (यदि घर्षण या जड़ता मोटर को जितनी तेजी से निर्देश दिया जाता है उतनी तेजी से तेज होने से रोकती है), जिससे ओवरशूटिंग और घूर्णी "उछाल" हो सकता है। कंप्यूटर से आने वाले त्वरण आदेशों को कम करना इससे निपटने का एक तरीका है; यह प्रदान किए गए उदाहरण कोड में लिया गया दृष्टिकोण है। इस मुद्दे को कम करने के लिए एक ब्रश या ब्रशलेस डीसी मोटर का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इन मोटर्स में कम गति पर कम टोक़ होता है, जिससे कम गति पर रोटेशन नियंत्रण बहुत मुश्किल हो जाता है। लेखकों ने हाइब्रिड स्टेपर मोटर पर स्विच करने से पहले पहली बार ब्रशलेस डीसी मोटर की कोशिश की।

यहां प्रस्तुत दृष्टिकोण के विकल्प मौजूद हैं। पूर्वनिर्मित घूर्णन कुर्सियां30 और कुर्सियां खरीदना संभव है जो अन्य दिशाओं31 में चलती हैं, उदाहरण के लिए, कुर्सियां जो छोटे ट्रांसलेशनल34,35 या घूर्णी36,37 आंदोलनों को स्ट्रैप-इन कुर्सियों और पिंजरों तक सभी तरह से बनाती हैं जो बड़े बहुआयामी गति38,39,40 का प्रदर्शन करती हैं . ये प्रणालियां आम तौर पर मनोरंजक अनुप्रयोगों के लिए बनाई जाती हैं, लेकिन सिद्धांत रूप में, प्रयोगों के संचालन के लिए अनुकूलित की जा सकती हैं, हालांकि प्रयोगकर्ता के सॉफ़्टवेयर के साथ काम करने की अनुमति देने के लिए सिस्टम को "अनलॉक" करना कुछ परिस्थितियों में मुश्किल साबित हो सकता है। ये प्रणालियां महंगी भी होती हैं। यह अंत में, खर्च था जिसने लेखकों को अपनी प्रणाली विकसित करने के लिए प्रेरित किया। तुलना के लिए, इस परियोजना में कार्यालय की कुर्सी की गति को स्वचालित करने के लिए उपयोग की जाने वाली किट की लागत लगभग एयूडी $ 540 थी (लैपटॉप, कार्यालय की कुर्सी और वीआर प्रणाली की लागत शामिल नहीं थी)।

प्रतिनिधि परिणाम अनुभाग में प्रस्तुत डेटा इंगित करता है कि मोटर चालित कुर्सी पर एक पर्यवेक्षक की भौतिक गति दृश्य दृश्य के उनके अनुभव पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकती है। विशेष रूप से, स्पिन दिशा-सर्वांगसम बनाम असंगत-समूह के लिए β मूल्यों को चलाने में एक अत्यधिक महत्वपूर्ण कारक था, जो 1.03 के औसत β मूल्य का उत्पादन करता था जब कुर्सी दृश्य पृष्ठभूमि गति के अनुरूप दिशा में घूमती थी और काफी कम β मूल्य (0.87) जब कुर्सी असंगत रूप से घूमती थी। व्यक्तियों के बीच प्रभाव की ताकत में भिन्नताएं थीं (यहां तक कि एक व्यक्ति में विपरीत प्रभाव का उत्पादन, हालांकि महत्वहीन)। हालांकि, स्पिन दिशा को स्विच करने के कारण होने वाला औसत परिवर्तन अत्यधिक महत्वपूर्ण था, जैसा कि एनोवा (पी = 0.007) द्वारा पता चला है। कुर्सी की प्रभावशीलता के लिए आगे का समर्थन यह है कि सर्वांगसम स्थिति में समूह के लिए औसत β मूल्य 1 के करीब था (1 से काफी अलग नहीं; पी = 0.89, युग्मित टी-टेस्ट), यह दर्शाता है कि पर्यवेक्षक औसतन, दृश्य दृश्य को देख रहे थे जैसे कि वे वास्तव में वास्तविक दुनिया में घूर्णन कर रहे थे, स्थिर दुनिया के सापेक्ष लक्ष्य की सच्ची गति प्राप्त करने के लिए लक्ष्य गति से पृष्ठभूमि की गति को पूरी तरह से घटाना।

वीआर-मध्यस्थता प्रयोग में बढ़ी हुई रुचि को देखते हुए, यहां प्रस्तुत विधि के लिए प्रयोगात्मक अनुप्रयोग विशाल हैं। जहां भी एक आभासी वातावरण में स्वचालित घूर्णी गति वांछनीय है, विधि लागू होती है। कुर्सी वेस्टिबुलर और छोटे किनेस्थेटिक घूर्णी संकेत जैसे दबाव, कंपन और जड़त्वीय संकेत प्रदान करती है। इस तरह के संकेतों को नियंत्रित करना आत्म-गति की भावना के तंत्र को समझने और यह समझने में महत्वपूर्ण है कि वेस्टिबुलर संकेत आम तौर पर अन्य संवेदी संकेतों के साथ कैसे एकीकृत होते हैं। उदाहरण प्रयोग इंगित करता है कि कुर्सी द्वारा प्रदान किए गए भौतिक संकेत एक दृश्य व्याख्या का उत्पादन करने के लिए दृश्य संकेतों के साथ गठबंधन करते हैं, यानी, लक्ष्य की कथित दिशा, जो वास्तविक दुनिया के अनुभव के अनुरूप होती है जब संकेत सर्वांगसम और असंगत होते हैं जब वे नहीं होते हैं।

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Disclosures

हितों का टकराव नहीं है।

Acknowledgments

इस काम को ऑस्ट्रेलियाई अनुसंधान परिषद अनुदान डीपी 160104211, डीपी 190103474, और डीपी 190103103 द्वारा समर्थित किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
48 V DC power supply (motor) Meanwell RSP-320-48 https://www.meanwellaustralia.com.au/products/rsp-320
5 V DC power supply (arduino) Jaycar MP3295 https://www.jaycar.com.au/15w-5v-3a-enclosed-power-supply/p/MP3295?pos=5&queryId=dda344422ab16c6
7f558551ac0acbd40
Ardity plugin for Unity Open Source https://ardity.dwilches.com/
Arduino MEGA 2560 Jaycar XC4420 https://www.jaycar.com.au/duinotech-mega-2560-r3-board-for-arduino/p/XC4420?pos=2&queryId=901771805f4bf6e0
ec31d41601d14dc3
Arduino software Arduino https://www.arduino.cc/en/software
Belt Motion Dynamics RFTB10010 Choose a size that suits the application. We used 60 tooth. https://www.motiondynamics.com.au/polyurethane-timing-belts-16mm-t-10/
Bracket bolts (holding motor) The Fastner Factory 161260 x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-35mm-100pc
Bracket bolts (not holding motor) The Fastner Factory 161258 x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-25mm-100pc
Clamp Angle Iron Austral Wright Metals 50004813 x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Clamp bolts The Fastner Factory 161265 x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-70mm-100pc  
Clamp leaves (stainless flat bar) Austral Wright Metals 50004687 x 8. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Cover (acrylic) Bunnings Warehouse 1010489 https://www.bunnings.com.au/suntuf-900-x-600-x-5mm-grey-acrylic-sheet_p1010489
Cover bolts/nuts Bunnings Warehouse 247292 x 4. https://www.bunnings.com.au/pinnacle-m3-x-16mm-stainless-steel-hex-head-bolts-and-nuts-12-pack_p0247292
Cover brackets Bunnings Warehouse 44061 x 4. https://www.bunnings.com.au/zenith-20mm-zinc-plated-angle-bracket-16-pack_p0044061
Emergency shut-off switch Jaycar SP0786 https://www.jaycar.com.au/latching-emergency-stop-switch/p/SP0786?pos=1&queryId=5abe9876cf78dc3d
d26b9067fbc36f74
Hybrid stepper motor and driver Vevor ? Closed Loop Stepper Motor Nema 34 12NM Servo Motor Hybrid Driver https://vevor.com.au/products/1712oz-in-nema34-closed-loop-stepper-motor-12nm-hybrid-servo-driver-hsc86-kit?variant=33058303311975
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Instrument case (housing) Jaycar HB6381 https://www.jaycar.com.au/abs-instrument-case-with-purge-valve-mpv2/p/HB6381
LED Jaycar ZD0205 https://www.jaycar.com.au/green-10mm-led-100mcd-round-diffused/p/ZD0205?pos=11&queryId=e596cbd3d71e86
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Main pulley (chair) Motion Dynamics ALTP10020 Choose a size that suits the application. More teeth = slower rotation. We used 36 tooth. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html
Motor attachment bars (Stainless flat bar) Austral Wright Metals 50004687 x 4. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Mounting brackets (stainless flat bar) Austral Wright Metals 50004687 x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Nuts The Fastner Factory 161989 x 12. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-nylon-insert-lock-nut-m6-100pc
On/off switch Jaycar SK0982 https://www.jaycar.com.au/dpdt-illuminated-rocker-large-red/p/SK0982?pos=4&queryId=88e0c5abfa682b74
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Potentiometer Jaycar RP8610 https://www.jaycar.com.au/10k-ohm-logarithmic-a-single-gang-9mm-potentiometer/p/RP8610?pos=4&queryId=0d1510281ba100d
174b8e3d7f806a020
Pulley screws The Fastner Factory 155856 x 5. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-socket-head-cap-screw-m4-x-25mm-100pc
resistor 150 Ohm Jaycar RR2554 https://www.jaycar.com.au/150-ohm-1-watt-carbon-film-resistors-pack-of-2/p/RR2554?pos=19&queryId=48c6317c73fd361
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Small pulley (motor) Motion Dynamics ALTP10020 Choose a size that suits the application. More teeth = faster rotation. We used 24 tooth. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html
Small toggle switch Jaycar ST0555 https://www.jaycar.com.au/sealed-mini-toggle-switch/p/ST0555?pos=14&queryId=066b989a151d83
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Steam software Valve Corporation https://store.steampowered.com/
SteamVR plugin for Steam Valve Corporation https://store.steampowered.com/app/250820/SteamVR/
Unity software Unity Technologies https://unity3d.com/get-unity/download
VR system Scorptec 99HANW007-00 HTC Vive Pro with controllers and base stations. https://www.scorptec.com.au/product/gaming-peripherals/vr/72064-99hanw007-00?gclid=Cj0KCQiA5OuNBhCRARIsA
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