Name: MPI CyberMotion Simulator: Üç boyutlu çoklu duyumsal Yolu Entegrasyon araştırmak için bir Roman Hareket Simülatörü Uygulaması (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-05-10T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 46 s
Description: Keşfedin, MPI CyberMotion Simülatörü kullanarak üç boyutlu yol entegrasyonunu ve kendi hareket algısını nasıl inceleyebilirsiniz. Yatay hareketlerin hafife alındığı, dikey hareketlerin ise abartıldığı bulgular, beyinde mekânsal yönelim araştırmalarına ışık tutar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

MPI Postdoc MB-C ve TM burslar; Kore UÇK (R31-2008-000-10008-0) HHB için. Karl Beykirch sayesinde, teknik yardım ve bilimsel tartışma için Michael Kerger &amp; Joachim Tesch.

1. KUKA Roboter GmbH <ol><li> MPI CyberMotion Simülatörü bir 3-2-1 yapılandırma altı ortak seri robot (Şekil 1) oluşur. Bu ticari KUKA Robocoaster (500 kg yük ile değiştirilmiş KR-500 endüstriyel robot) dayanmaktadır. Bir esnek ve güvenli bir deney düzeneği için gerekli fiziksel modifikasyonlar ve yazılım kontrolü yapısının daha önce hareket hızına simülatör ve hızlanma sınırlamalar ve gecikme ve sistem 9 transfer fonksiyonu da dahil olmak üzere, tarif edilmiştir. Bu önceki kurulum gelen değişiklikler aşağıda tanımlanmıştır. </li></ol><img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/3436/3436fig1.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 1"> Şekil 1. Mevcut MPI CyberMotion Simülatörü çalışma alanı grafiksel gösterimi. <ol start="2"><li> Rotasyonlar ile yanal hareketleri birleştiren karmaşık hareket profilleri MPI CyberMotion Simülatörü ile mümkündür. Eksenleri 1, 4 ve 6 ca n sürekli döndürün. Donanım 4 çiftlerinin her iki yönde de limiti eksen 2, 3 ve 5-ucu durur. Doğrusal hareketi maksimum aralığı hareketi başladığı gelen konumda sıkı bir şekilde bağlıdır. MPI CyberMotion simülatör ve son durur mevcut donanım Tablo 1 'de gösterilmiştir. <table border="1"><tbody><tr><td> Eksen </td><td> Aralığı [derece] </td><td> Maks. hız [derece / s] </td></tr><tr><td> Eksen 1 </td><td> Sürekli </td><td> 69 </td></tr><tr><td> Eksen 2 </td><td> -128 -48 </td><td> 57 </td></tr><tr><td> Eksen 3 </td><td> -45 Ila 92 </td><td> 69 </td></tr><tr><td> Eksen 4 </td><td> Sürekli </td><td> 76 </td></tr><tr><td> Eksen 5 </td><td> -58 Ile +58 </td><td> 76 </td></tr><tr><td> Eksen 6 </td><td> Sürekli </td><td> 120 </td></tr></tbody></table></li></ol>MPI CyberMotion Simülatörü nt "&gt; Tablo 1. Şu teknik özellikleri. <ol start="3"><li> Herhangi bir deney MPI CyberMotion Simülatörü'nde yapılmadan evvel, her deneysel hareket yörüngesinin bir KUKA simülasyon PC (Office PC) bir test aşamasında uğrar. "Office PC" gerçek robot kolunun taklit ve gerçek robot gibi aynı işletim sistemi ve ekran düzenini içerir KUKA tarafından satılan özel bir üründür. Bir açık devre konfigürasyonu için MPI CyberMotion simülatör bir kontrol sisteminin şematik bir genel görünüşü Şekil 2 'de gösterilmiştir. </li></ol><img alt="Şekil 2" src="/files/ftp_upload/3436/3436fig2.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 2"> Şekil 2. MPI CyberMotion Simülatörü açık-çevrim kontrol sistemi şematik bakış. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/3436/3436fig2large.jpg" target="_blank">büyük rakam için buraya tıklayın</a> . <ol start="4"><li> Kontrol s ayrıntılarıtructure burada 9 bulunabilir. Kısaca, bu mevcut deneyde kullanılan gibi, bir açık loop konfigürasyonu için, yörüngeleri ters kinematik (Şekil-2) eklem açıları kartezyen koordinat girişi yörüngeleri dönüştürerek önceden programlanmış. </li><li> MPI kontrol sistemi bu istenen ortak açısı artışlarla okur ve motor akımları vasıtasıyla eksen hareketleri gerçekleştirmek için KUKA kontrol sistemi bu gönderir. Ortak çözümleyici değerlerinin yanı sıra mevcut ortak yazmak gibi sırayla MPI kontrol sistemi tarafından dosyadan okunabilir bir sonraki ortak artış tetikleyecek 12 ms bir iç verim oranı, az mevcut eklem açılarının konumları belirler KUKA kontrol sistemine gönderilir diske açısı pozisyonları. MPI ve KUKA kontrol sistemleri arasındaki iletişim KUKA-RSI protokolünü kullanan bir Ethernet bağlantısı gereğidir. </li><li> 5 noktalı emniyet kemeri sistemi (Schroth) ile donatılmış bir yarış arabasının koltuğuna (Recaro Pole Position) bir şasi WHI bağlıch bir ayak desteği içerir. Şasi robot kolu (Şekil 3A) ve flanş monte edilir. Deneyler, kapalı bir kabini (Şekil 3b) içinde oturma katılımcılar tarafından da mümkündür. </li></ol><img alt="Şekil 3" src="/files/ftp_upload/3436/3436fig3.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 3"> Şekil 3. MPİ CyberMotion Simulator kurulum. LCD ekran ile mevcut deney için a) Yapılandırma. b ön projeksiyon stereo ekran ile kapalı bir kabin gerektiren deneyler için) Yapılandırması. c) Ön projeksiyon mono ekran. d) Baş ekran monte edilmiş. <ol start="7"><li> Deney karanlıkta yapılır gibi, kızılötesi kameralar kontrol odasından görsel izleme sağlar. </li></ol> 2. Görüntüleme <ol><li> Çoklu görüntüleme yapılandırmaları LCD ekran, stereo ya da mono ön projeksiyon ve kafa monte görüntüler (Şekil 3) dahil olmak üzere MPI CyberMotion Simülatörü ile mümkündür. Akım içinkendi kendine harekete deney görsel ipuçları aksi karanlıkta test edildi gözlemcilerin önünde 50 cm yerleştirilen bir LCD ekran (Şekil 3a) tarafından sağlanmaktadır. </li><li> Görsel sunum Virtools 4.1 yazılımı kullanılarak oluşturulmuş ve rasgele, sınırlı bir yaşam süresi nokta-alan oluşturmuştur. Katılımcının bakış açısından (yani, 16 x 16 boyutunda x 8 adet) gelen ön, sağ, sol, yukarı ve aşağı doğru sekiz sanal birimler uzanan kübik beyaz daireler 0.02 birimleri oluşan 200.000 eşit büyüklükte parçacıklar doluydu siyah bir arka plan önünde çapında. Noktalar rastgele uzay (mekan içinde homojen bir olasılık dağılımı) arasında dağıtıldı. Sanal birimlerinde Hareketi fiziksel hareket (1 sanal birim = 1 fiziksel metre) ile birlikte 1 ile 1 karşılık ölçeklenir edildi. </li><li> Her parçacığın kaybolan önce iki saniye için gösterilen ve hemen alan içinde rasgele bir yerde tekrar gösteriyordu. Böylece noktalar yarısı değişti onlarınbir saniye içinde pozisyon. 0.085 ve 4 adet bir mesafe arasındaki Nokta katılımcılar (: 13 ° ve 0.3 ° ilgili görsel açıları) için sergilendi. </li><li> Nokta alanında Hareketi UDP protokolünü kullanarak bir Ethernet bağlantısı ile bulaşan MPI kontrol bilgisayarından hareket yörüngelerini alarak fiziksel hareket ile senkronize edildi. Nokta sahanın üzerinden taşırken nokta ortalama sayısı tüm hareketleri sabit kaldı. Bu ekran mutlak büyüklük ölçeği sağlanan, ancak nokta olarak optik akış ve hareket paralaks sabit bir boyutu ile küreler vardı; gözlemciye göre mesafeye göre küçük arıyor. </li></ol> 3. Deneysel Tasarım <ol><li> Bir yazarın (MB-C) dışında kabul ettiler 16 katılımcı, giydiği gürültü önleyici deneyci ile iki yönlü iletişime izin vermek için bir mikrofon ile donatılmış kulaklıklar. Ek işitsel gürültü sürekli headpho üzerinden oynandı robot tarafından üretilen ileri maske gürültü nes. </li><li> Katılımcılar UDP protokolünü kullanarak bir Ethernet bağlantısı tarafından iletilen veri ile yanıt düğmeleri ile donatılmış özel bir inşa joystick kullanılır. </li><li> İki hareketin bölümlerinin açısı 45 ° veya 90 ° idi ya. Yatay, sagittal ve frontal planda Hareketleri oluşuyordu: ileri-sağa (FR) veya sağa-forward (RF), aşağı-ileri (DF) veya (FD), ileri-aşağı ve aşağı-sağa doğru (DR) veya sağa- sırasıyla aşağı (RD) hareketleri (Şekil 4a). </li></ol><img alt="Şekil 4" src="/files/ftp_upload/3436/3436fig4.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 4"> Şekil 4. Prosedürü. Deneyde kullanılan yörüngeleri a) şematik gösterimi. b) Duyusal bilgi, test edilen her yörünge türü için sağlanan. c) katılımcılar taşındı düşündüm nerede kökenini belirtmek için kullanılır görev İşaret.rge.jpg "target =" _blank "&gt; büyük rakam için tıklayınız. <ol start="4"><li> Duyusal bilgi vererek manipüle edildi görsel (optik akış, sınırlı ömür boyu yıldız alan), (gözleri ile pasif kendinden hareketli kapalı) vestibüler-kinestetik, ya da görsel ve vestibüler-kinestetik hareket ipuçları (Şekil 4b). </li><li> Hareket yörüngeleri iki segment uzunlukları (; ± 0.24 m / s 2 pik ivme; Şekil 4b 1 m: 0.4 m, 2. 1) oluşuyordu. Yörüngeler sadece çeviri oluşuyordu. Katılımcıların hiçbir dönmeler oluştu. Hareketten önce her deneme muhtemel çakışmaları azaltmak ve vestibuler sistem kararlı bir duruma başlayarak test edilmiştir emin olmak için, bir 15 saniye süreli duraklama her yörünge öncesinde. </li><li> Gözlemciler ekran (Şekil 4c) sunulan bir avatar üzerine eklenmiş oldu bir ok hareket ettirerek kökenlerine geri çekti. Ok Hareketi yörünge uçağına kısıtlı ve t tarafından kontrol edildidiye joystick. Avatar, frontal, sagital ve yatay açılardan sunuldu. Gözlemciler cevaplamak için herhangi bir veya tüm bakış açılarını kullanmalarına izin verildi. Okun yönü başlangıç ​​çalışmalar boyunca randomize idi. </li><li> Işaret görevi katılımcıların zihinsel bir exocentric temsili bir benmerkezci onların işaret perspektif dönüşümü için gerekli olarak, katılımcılar önce uygulama ve deneysel çalışmalar için avatar referans kökenlerine geri işaret ile ilgili talimatlar verildi. Katılımcılar avatar kendi vücut sanki işaret yapılmalıdır söylendi. Katılımcılar daha sonra exocentric ölçüm tekniği kullanılarak kendi kendine göre fiziksel hedeflere işaret istendi. Örneğin, katılımcılar kendilerini ve katılımcılar avatar göre öne ve aşağı ok işaret etmek gerekli ekran arasında kendi kucağında yarı yolda duran joystick işaret istendi. Tüm katılımcılar bu gerçekleştirmek başardıkkarışıklığı ifade olmadan görevleri. </li><li> Her deney koşulunda 3 kez tekrarlandı ve rasgele sırada sunuldu. İmza hata ve tepki süresi iki ayrı 3 (uçak) * 2 (açı) * 3 (modalite) ölçümler ANOVA tekrarlanan bağımlı değişken olarak analiz edildi. Bir uçta aykırı katılımcıdan yanıt süreleri analizi çıkarıldı. </li></ol> 4. Temsilcisi Sonuçlar Anlamlı temel etkiler bu faktörler bulunmuştur olarak imzalanan hata sonuçları yöntemleri ve açıları arasında yıkılmıştır. Şekil 5a gözlemciler açısı boyutu küçümsenmeyecek hareketi uçağın etkisi anlamlı (F (2,30) = 7.0, p = 0.003) (gösterir Yatay düzlem üzerinde hareket için) 0 ° 'den daha az ortalama veri (-8,9 °, se 1.8). Böyle bir önyargı sagital (-0.7 °, se 3.7) var iken, frontal planda gözlemci olarak, açısı boyutu (5.3 °, se 2.6) abartma ortalama olarak daha fazlaydı. Whaçısı ve yöntemin Ile temel etkisi anlamlı bulunmamıştır, açı önemli ölçüde uçağı ile etkileşim bulundu (F (2,30) = 11.1, p &lt;0,001) frontal planda yüksek tahminler 45 ° (7.9 ile hareketleri için büyük olduğunu böyle ° edildi , se 2.6) ile 90 ° 'den (2.8 °, se 2.7), böyle bir tutarsızlık diğer uçaklar için yokken. Buna ek olarak, şekli (-4.3 °, se 2.1) ile 90 ° hareketleri için yalnız vestibüler bilgi düşük tahminler önemli ölçüde daha büyük olduğu gibi karşılaştırıldığında (F (2,30) = 4.7, p = 0.017) anlamlı açısı ile etkileşim bulundu Bu tür uyumsuzluklar 45 ° aracılığıyla hareketler için yok iken görsel (-2.0 °, se 2.4) ve vestibüler ve görsel bilgi, (2.3 °, se 2.2) koşullarına birleştirdi. Konular etkisi arasında anlamlı imzalanan hatası (F (1,15) = 0.7, p = 0.432) bulundu. Şekil 5b tepki süresi sonuçlarını gösterir. Önemli bir temel etkisi vardı(9.0 (9.3 s, se 0.8) görsel ve kombine göre vestibüler-kinestetik bilgileri tek başına (11.0 s, se 1.0) dayanan cevaplarken gözlemciler yavaş yanıt yöntemi (F (2,28) = 22.6, p &lt;0,001) s, se 0.8) şartları. Yatay düzlemde (10.4 s, se 1.0) de taşındı gözlemci sagital (9.4 s, se 0.8 ile karşılaştırıldığında yavaş yanıt düzlemde önemli bir temel etkisi (F (2,28) = 7.5, p = 0.002) vardı ) ve frontal (9.4 s, se 0.9) düzlemler. Segmenti açısı anlamlı ana etkisi veya etkileşim vardı. Konularda etkisi arasında anlamlı bir yanıt süresi (F (1,14) = 129.1, p &lt;0,001) tespit edilmiştir. <img alt="Şekil 5" src="/files/ftp_upload/3436/3436fig5.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 5"> Şekil 5. Sonuçları. a) İmzalı hata test uçakları için yöntemidir boyunca çöktü. b) Tepki süresi yöntemleri için hareket düzlemleri boyunca çöktütest edilmiştir. 1 sem - Hata çubukları + / vardır

<ol><li>Loomis, J. M., Klatzky, R. L., Golledge, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Navigating+without+vision%3A+Basic+and+applied+research%5BTitle%5D)+AND+%22Optometry+and+Vision+Science%22%5BJournal%5D)">Navigating without vision: Basic and applied research.</a> Optometry and Vision Science. 78, 282-289 (2001).</li>
<li>Vidal, M., Amorim, M. A., Berthoz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Navigating+in+a+virtual+three-dimensional+maze%3A+how+do+egocentric+and+allocentric+reference+frames+interact%5BTitle%5D)+AND+%22Cognitive+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Navigating in a virtual three-dimensional maze: how do egocentric and allocentric reference frames interact.</a> Cognitive Brain Research. 19, 244-258 (2004).</li>
<li>Vidal, M., Amorim, M. A., McIntyre, J., Berthoz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+perception+of+visually+presented+yaw+and+pitch+turns%3A+Assessing+the+contribution+of+motion%2C+static%2C+and+cognitive+cues%5BTitle%5D)+AND+%22Perception+%26+Psychophysics%22%5BJournal%5D)">The perception of visually presented yaw and pitch turns: Assessing the contribution of motion, static, and cognitive cues.</a> Perception & Psychophysics. 68, 1338-1350 (2006).</li>
<li>Loomis, J. M., Klatzky, R. K., Philbeck, J. W., Golledge, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+auditory+distance+perception+using+perceptually+directed+action%5BTitle%5D)+AND+%22Perception+%26+Psychophysics%22%5BJournal%5D)">Assessing auditory distance perception using perceptually directed action.</a> Perception & Psychophysics. 60, 966-980 (1998).</li>
<li>Loomis, J. M., Klatzky, R. L., Golledge, R. G., Cicinelli, J. G., Pellegrino, J. W., Fry, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonvisual+navigation+by+blind+and+sighted%3A+Assessment+of+path+integration+ability%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Psychology+General%22%5BJournal%5D)">Nonvisual navigation by blind and sighted: Assessment of path integration ability.</a> Journal of Experimental Psychology General. 122, 73-91 (1993).</li>
<li>Bakker, N. H., Werkhoven, P. J., Passenier, P. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+proprioceptive+and+visual+feedback+on+geographical+orientation+in+virtual+environments%5BTitle%5D)+AND+%22Presence%22%5BJournal%5D)">The effects of proprioceptive and visual feedback on geographical orientation in virtual environments.</a> Presence. 8, 36-53 (1999).</li>
<li>Kearns, M. J., Warren, W. H., Duchon, A. P., Tarr, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Path+integration+from+optic+flow+and+body+senses+in+a+homing+task%5BTitle%5D)+AND+%22Perception%22%5BJournal%5D)">Path integration from optic flow and body senses in a homing task.</a> Perception. 31, 349-374 (2002).</li>
<li>Study of a novel motion platform for flight simulators using an anthropomorphic robot. Pollini, L., Innocenti, M., Petrone, A. Proceedings of the AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference and Exhibit, Keystone, Colorado AIAA, , 2006-6360 (2006).</li>
<li>Teufel, H. J., Nusseck, H. -G., Beykirch, K. A., Butler, J. S., Kerger, M., Bulthoff, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MPI+motion+simulator%3A+development+and+analysis+of+a+novel+motion+simulator%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">MPI motion simulator: development and analysis of a novel motion simulator.</a> Proceedings of the AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference and Exhibit, Hilton Head, South Carolina AIAA, , 2007-6476 (2007).</li>
<li>Gärling, T., Böök, A., Lindberg, E., Arce, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Is+elevation+encoded+in+cognitive+maps%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Psychology%22%5BJournal%5D)">Is elevation encoded in cognitive maps.</a> Journal of Environmental Psychology. 10, 341-351 (1990).</li>
<li>Montello, D. R., Pick, H. L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrating+knowledge+of+vertically+aligned+large-scale+spaces%5BTitle%5D)+AND+%22Environment+and+Behaviour%22%5BJournal%5D)">Integrating knowledge of vertically aligned large-scale spaces.</a> Environment and Behaviour. 25, 457-483 (1993).</li>
<li>Correia, M. J., Hixson, W. C., Niven, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+predictive+equations+for+subjective+judgments+of+vertical+and+horizon+in+a+force+field%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+oto-laryngologica+Supplementum%22%5BJournal%5D)">On predictive equations for subjective judgments of vertical and horizon in a force field.</a> Acta oto-laryngologica Supplementum. 230, 3(1968).</li>
<li>Barnett-Cowan, M., Harris, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perceived+timing+of+vestibular+stimulation+relative+to+touch%2C+light+and+sound%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Perceived timing of vestibular stimulation relative to touch, light and sound.</a> Experimental Brain Research. 198, 221-231 (2009).</li>
<li>Barnett-Cowan, M., Harris, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+processing+of+active+and+passive+head+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Temporal processing of active and passive head movement.</a> Experimental Brain Research. 214, 27-35 (2011).</li>
<li>Sanders, M. C., Chang, N. N., Hiss, M. M., Uchanski, R. M., Hullar, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+binding+of+auditory+and+rotational+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Temporal binding of auditory and rotational stimuli.</a> Experimental Brain Research. 210, 539-547 (2011).</li>
<li>Barnett-Cowan, M., Raeder, S. M., Bulthoff, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persistent+perceptual+delay+for+head+movement+onset+relative+to+auditory+stimuli+of+different+duration+and+rise+times%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Persistent perceptual delay for head movement onset relative to auditory stimuli of different duration and rise times.</a> Experimental Brain Research. , Forthcoming (2012).</li>
</ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Yol entegrasyon iyi bir gözlemci kaynaklandığı yer çözmek için kullanılan yöntemler, ancak açısı birinin düşük tahminler eğilimli olarak kurulmuştur 5 üzerinden taşındı. Bizim sonuçlarımız translasyonel hareketi için sadece yatay düzlemde içinde bunu gösteriyor. Dikey düzlemde katılımcılar açı ile hareket abartma ya da hiç bir sapmaya sahip olma olasılığı daha yüksektir. Yüksekliği arazi geçilen üzerinden tahminleri 10 abartılı eğilimindedir ve ayrıca neden bir binanın farklı katlarda arasındaki uzaysal gezinti 11 kötü neden bu sonuçları açıklayabilir. Bu sonuçlar, aynı zamanda reseptörler (~ 0.58) 12 utricule üzere sakkül nispi orantılı olarak bilinir asimetri ile ilişkili olabilir. Görsel bilgi mevcut olduğunda kıyasla vestibüler-kinestetik bilgi tek başına göre daha yavaş tepki süresi sadece eylemsizlik ipuçları dayanan bir kökeni belirlemeye çalışıyor ilişkili ek gecikmeler olabileceğini düşündürmektedirBu vestibüler algı gösteren son çalışmalar ile ilgili olabilir yavaş diğer duyular 13-16 karşılaştırılır. Genel bizim sonuçlarımız yatay düzlem içerisinde çoğunlukla o insanların deneyim hareketi aslında ilişkili olabilir dikey olarak hareket ederken, kişinin menşe tespiti için alternatif stratejiler kullanılabilir olabileceğini düşündürmektedir. Sıralı çeviriler nadiren yaşanan iken Dahası, sagital düzlemde en sık ortaya çıkabilir - örneğin biz doğru yürürler ve bir yürüyen merdiven hareket olduğu gibi - hatalar minimal nerede. Post-deney görüşmeler uçakları arasında farklı stratejiler yansıtmadığını da, deneyler bu olasılığı araştırılmalıdır. Yerçekimi gövde ile, farklı bir yönü olan nispi özgürlük, uzun yolları ilave derece kullanılarak, hem de MPI CyberMotion simülatör ile artık mümkün olan bakış daha büyük alanları kullanarak yörüngeleri ile deneyler ayrıca üç boyutlu olarak yolu entegrasyonu performansı araştırmak için planlanır.

<a href="http://www.kuka-robotics.com/en/products/industrial_robots/heavy/kr500_2/start.htm" target="_blank">KUKA KR 500 Ağır Endüstriyel Robot</a> <a href="http://www.kuka-robotics.com/en/products/controllers/kcp/start.htm" target="_blank">KUKA KCP KUKA Kontrol Paneli</a> <a href="http://www.kuka-robotics.com/en/products/controllers/kr_c2_ed05/start.htm" target="_blank">KUKA KR C2 edition2005</a> <a href="http://www.kuka-robotics.com/en/products/controllers/kmc/start.htm" target="_blank">KUKA KUKA Hareket Kontrol</a> <a href="http://www.motorsportseats.com/recaro/pole_position.html" target="_blank">Recaro Pole Position Koltuk</a> <a href="http://www.schrothracing.com/store/Competition/profi/profi-II" target="_blank">Schroth Kemer Enduro</a> Dell 24 &quot;1920x1200 LCD ekran (etkili bir sahagörünümü) 1200 x 1200 habersizdi <a href="http://www.virtools.com" target="_blank">Virtools 4.1</a> UDP iletişim ile özel inşa joystick

mpi cybermotion simulator: Üç boyutlu çoklu duyumsal yolu entegrasyon araştırmak için bir roman hareket simülatörü uygulaması

MPI CyberMotion Simulator: Implementation of a Novel Motion Simulator to Investigate Multisensory Path Integration in Three Dimensions

Yol entegrasyon kendinden hareketli bir başlangıç ​​noktası 1 &#39;ye nispeten bir konumda mevcut bir tahmini elde etmek için zaman içinde entegre olduğu bir prosestir. İnsanlar görsel 2-3, işitsel 4 veya eylemsizlik ipuçlarını 5 ile sınırlı yolu entegrasyon yapabilirsiniz. Ancak, birden çok işaretler mevcut, atalet ipuçları - özellikle kinestetik - 6-7 hakim gibi görünüyor. Vizyonun yokluğunda, insanlar kısa mesafelerde (&lt;5 m) ve dönüş açıları (&lt;30 °) abartma, ancak 5 uzun olanlar hafife eğilimindedir. Fiziksel uzayda Hareketi bu nedenle doğru beyin tarafından temsil edilecek gibi görünmüyor. Kapsamlı iş yatay düzlemde yol entegrasyon değerlendirilmesi üzerinde yapılmıştır, ama küçük, dikey hareketi (vizyon tek başına sanal hareket için 3) hakkında bilinmektedir. Bunun bir nedeni, geleneksel hareket simülatörleri hareket limitimiz küçük bir yelpazesi var olduğunuağırlıklı olarak yatay düzleme ted. Burada yol entegrasyon yatay ve dikey düzlemler arasında benzer olup olmadığını değerlendirmek için hareket geniş bir ürün yelpazesi ile hareket simülatörü 8-9 yararlanmak. Yol navigasyon için eylemsizlik ve görsel ipuçları göreceli katkıları da değerlendirildi. 16 gözlemciler modifiye KUKA antropomorfik robot kolunun flanş monte edilmiş bir koltukta dik oturdu. Duyusal bilgiler görsel (optik akış, sınırlı ömür boyu yıldız alan), (gözleri ile pasif kendinden hareketli kapalı) vestibüler-kinestetik, ya da görsel ve vestibüler-kinestetik hareket ipuçlarını vererek manipüle edildi. Yatay, sagittal ve frontal planda Hareket yörüngeleri iki segment uzunlukları (; ± 0.24 m / s 2 pik ivme 1 m: 0.4 m, 2. 1) oluşuyordu. Iki segment açısı 45 ° veya 90 ° idi ya. Gözlemciler bağırıyorum sunulan bir avatar üzerine eklenmiş oldu bir ok hareket ettirerek kökenlerine geri çektitr. Gözlemciler dikey düzlemler göre yatay düzlemde hareket açısı boyutu hafife daha fazlaydı. Frontal düzlemde gözlemciler, böyle bir önyargı sagital planda varken açısı boyutu abartma daha fazlaydı. Vestibüler-kinestetik bilgi tek başına dayalı cevaplarken Son olarak, gözlemcilerin daha yavaş yanıt verdi. Vestibüler-kinestetik bilgi tek başına dayalı İnsan yolu entegrasyonu ve böylece görsel bilgi mevcut olduğunda daha uzun sürer. Işaret küçümseyen ve açılı bir sırasıyla yatay ve dikey düzlemlerde aracılığıyla taşındı abartmanin ile tutarlı olduğunu, uzayda kendi kendine hareket nöral temsili içinde büyük çoğunlukla bu insanlar deneyim hareketi aslında ilişkili olabilir hangi olmayan simetrik olduğunu göstermektedir yatay düzlem.

İnsanlarda üç boyutlu olarak kendilerini nasıl gezindiğini anlamak için etkili bir şekilde anlatılmıştır. Yöntemi geleneksel simülatörler tarafından ulaşılamaz şekilde gözlemci hareket edebilen bir hareket simülatörü yararlanır. Sonuçlar dikey hareketi abartılmıştır iken yatay düzlemde hareket, hafife doğrulayın.

MPI CyberMotion Simulator: Üç boyutlu çoklu duyumsal Yolu Entegrasyon araştırmak için bir Roman Hareket Simülatörü Uygulaması

Yol entegrasyonu, bir başlangıç noktasına göre kişinin güncel konumunun tahmini elde etmek için öz-hareketin zaman içinde entegre edildiği bir süreçtir 1. ...

Aşağıdaki deneyin genel amacı, katılımcıya gelen görsel ve vestibüler duyusal girdileri kontrol ederken üç boyutlu yol navigasyonunu ölçmektir. Bu, koltukta oturan kişide vestibüler sistemi uyaran, altı serbestlik derecesine sahip modifiye edilmiş robotik bir koltuk kullanılarak gerçekleştirilir. Katılımcı sanal bir yıldız alanı izler; robotik koltuğu hareket ettirerek ve aynı zamanda yıldız alanını değiştirerek sistem, katılımcıya görsel ve vestibüler ipuçları sağlar.Katılımcılar, hatırlanan başlangıç konumuna geri yönelme doğrulukları ve hızleri ile yol navigasyon geri bildirimi sağlarlar. Sonuçlar, öz hareketin hatalı tahmin edilmesinin, hareket düzlemine ve hareket ettirildikleri açıya bağlı olduğunu göstermektedir. Bu tekniğin hareket platformları gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, MPI Cyber Motion simülatörünün, gözlemcileri farklı boyutlarda, özellikle de aşağıya doğru hareket ettirebilen geniş bir çalışma alanına sahip olmasıdır.Bu yöntem, beynin farklı boyutlardaki öz hareketi eşit şekilde temsil edip etmediği gibi nörobilim alanındaki temel sorulara yanıt verebilir. Bu deneylerin fikrini, meslektaşımız Manuel Vidal'in çalışmasından aldık. Vidal, kişileri yalnızca görsel sunum kullanarak sanal labirentlerde hareket ettirmiştir.Burada, MACES dikey bir bileşen içerdiğinde tıbbi navigasyonun bozulduğu tespit edilmiştir. Bu tekniğin sonuçları, normal beyinde yol navigasyonu için bir referans noktası sağladıkları için mekansal disorientation tanısına kadar uzanmaktadır. NPI Cyber hareket stimülatörü, 3, 2, 1 konfigürasyonunda altı eklemli seri bir robottan oluşur.Deneylerin güvenli bir şekilde yürütülmesini sağlamak amacıyla, 500 kilogram taşıma kapasitesine sahip endüstriyel bir robot temel alınmıştır. Hem donanım hem de yazılım üzerinde modifikasyonlar yapılmıştır; böylece MPI cyber motion simülatörü ile yan hareketlerin rotasyonlarla birleştirildiği karmaşık hareket profilleri oluşturulabilmektedir.Bir, dört ve altı numaralı eksenler sürekli dönebilir; dört çift donanım ve durdurucu ise iki, üç ve beş numaralı eksenlerin her iki yöndeki hareketini sınırlar. Doğrusal hareketlerin maksimum menzili, hareketin başladığı konuma güçlü şekilde bağımlıdır. Herhangi bir deney gerçekleştirmeden önce, her bir deneysel hareket yörüngesi bir test aşamasından geçmelidir.Yörüngeler, MPI cyber motion simülatörünü yapılandırmak için KUKA tarafından tasarlanmış bir ofis bilgisayarı kullanılarak programlanır. Bu açık döngü yapılandırmasında, yörüngeler Kartezyen koordinatlar şeklinde girilir ve her 12 milisaniyede bir ters kinematik aracılığıyla eklem uzayı açılarına dönüştürülür. Mevcut eklem açısı konumları, kontrol sisteminden MPI cyber motion simülatörüne bir ethernet bağlantısı üzerinden iletilir; burada veriler artımlı olarak okunur ve robotun diskine kaydedilir.Beş noktalı emniyet kemeri sistemiyle donatılmış bir yarış arabası koltuğu, ayak dayama yerini de içeren bir şasiye sabitlenmiştir. Şasi, robot kolunun flanşına monte edilmiştir. Katılımcılar, deney yapan kişiyle çift yönlü iletişim kurmalarını sağlayacak bir mikrofonla donatılmış gürültü engelleyici kulaklıklar takmalıdır.Ayrıca deney düzeneği hakkında ön bilgisi olmamalıdır. Robotun gürültüsünü maskelemek için kulaklıklar aracılığıyla sürekli bir gürültü çalınır. Deney karanlıkta gerçekleştirildiği için, katılımcıların kapalı bir kabin içinde oturtulmasıyla da deneyler yapılabilir.Kızılötesi kameralar, kontrol odasından görsel izleme yapılmasına olanak tanır. LCD ekran, stereo ön projeksiyon, mono ön projeksiyon veya başa monte ekran dahil olmak üzere birden fazla görselleştirme konfigürasyonu mümkündür. Bu deneyde, öz harekete yönelik görsel ipuçları, gözlemcilere görsel uyaranlar sağlamak amacıyla önlerine 50 santimetre mesafeye yerleştirilmiş bir LCD ekran aracılığıyla sunulmaktadır.Yazılım, katılımcıya 200.000 noktayla dolu sanal bir OID alanı sunar. Alandaki her bir nokta, siyah bir arka plan üzerinde beyaz bir daire olarak çizilmiştir. Ekran, 13 ile 0,3 derecelik görsel açılara karşılık gelen noktaları görüntüler.Bu noktalar, katılımcıdan 0,085 ve 4 sanal birim uzaklıktadır. Optik akış ile hareket arasında paralaks oluşturmak amacıyla, MPI kontrol bilgisayarından gelen hareket yörüngeleri aracılığıyla sanal alan hareketi fiziksel hareketle senkronize edilir.Görüş alanının daha derinlerinde yer alan noktalar, katılımcının hareketlerinden bağımsız olarak daha küçük çizilir. Her biri, rastgele yeniden atanmadan önce iki saniye boyunca asenkron olarak gösterilir. Böylece, her saniyede toplam yüz bin nokta hareket eder.Yanıt düğmeleriyle donatılmış özel yapım bir joystick, katılımcıların verileri ethernet bağlantısı üzerinden kontrol sistemine iletmesine olanak tanır. Duyusal bilgiler; sınırlı yaşam süreli yıldız alanından yalnızca görsel ipuçları sağlanarak, katılımcının gözleri kapalıyken pasif kendi hareketiyle yalnızca vestibüler kinestetik ipuçları sağlanarak veya katılımcının gözleri açıkken her iki ipucu birden sağlanarak manipüle edilebilir.Bu deneyde, hareket yörüngeleri iki segment uzunluğundan oluşmuştur. Birincisi 0,4 metredir ve ikincisi bir metredir. Herhangi iki hareket segmenti arasındaki açı 45 derece veya 90 derece olarak iletilmektedir.Örneğin, yatay düzlemdeki hareket; 90 derece ileri doğru ileri-sağa hareket, 45 derece sağa doğru sağa hareket, 90 derece ileri hareket veya 45 derece ileri-sağa doğru sağa-ileri hareketten oluşur. Bu hareket türleri sagital ve frontal düzlemlerde de gerçekleştirilir. Yörüngeler, rotasyon olmaksızın translasiyonlar şeklinde uygulanır.Her yörüngeyi bir yeniden konumlandırma dizisi takip eder; ardından, her denemeden önce hareketten kaynaklanabilecek olası girişimleri azaltmak ve vestibüler sistemin, algılanan hareketlerine dair geri bildirim sağlamak amacıyla kararlı bir durumdan test edilmesini sağlamak için 15 saniyelik bir ara verilir, katılımcılar başlangıç noktasına göre hareketlerini belirtmek için bir joystick ile bir oku hareket ettirirler. Başlangıç noktası üç farklı bakış açısından bir avatar olarak sunulur ve ok, denemelerden önceki ayarlamadan önce her zaman rastgele konumlandırılır. Katılımcının geri bildirim sistemini doğru kullanması için eğitilmesi büyük önem taşımaktadır.Deney sırasında kucaklarında duran joystick gibi çevrelerindeki nesnelere okla işaret edebilmelidirler. Joystick'in hareketi yörünge düzlemi ile sınırlandırılmıştır ve katılımcılar veri toplarken herhangi bir bakış açısını veya tüm bakış açılarını kullanabilirler. Her bir deneysel koşul üç kez tekrarlanır ve rastgele sırayla sunulur.16 katılımcıdan elde edilen veriler analiz edildi. Aşırı uç değerler çıkarıldı; modalitenin ve açının tahmin edilen hareket üzerinde anlamlı bir etkisi olmadığı görüldü. Ancak katılımcılar, yatay düzlemdeki hareket açısı boyutunu yaklaşık dokuz derece düşük, frontal düzlemdeki açı boyutunu ise yaklaşık beş derece yüksek tahmin ettiler.Açı faktörünün frontal düzlem faktörü ile anlamlı şekilde etkileşime girdiği ve 45 derecelik hareketler için yapılan aşırı tahminlerin, 90 derecelik hareketlerinkinden daha büyük olduğu saptanmıştır. Ayrıca, modalitenin açıyla anlamlı şekilde etkileşime girdiği ve 90 derecelik hareketler için yalnızca vestibüler bilgilerden kaynaklanan düşük tahminlerin, görsel ve kombine koşullara kıyasla anlamlı derecede daha büyük olduğu bulunmuştur. Bu tür tutarsızlıklar 45 derecelik hareketler için görülmemiştir.Görsel ve kombine koşullarla karşılaştırıldığında, yalnızca vestibüler kinestetik ipuçları üzerinden geri bildirim verildiğinde yanıt süresinin önemli ölçüde daha yavaş olduğu saptanmıştır. Ayrıca, katılımcıların yatay düzlemde hareket ettirildiklerinde diğer düzlemlere kıyasla önemli ölçüde daha yavaş oldukları görülmüştür. Beynin uzay temsilinin boyutlar arasında simetrik olmadığını göstermeleri bakımından bu sonuçlar gerçekten şaşırtıcıdır.İnsanların yatay düzlemdeki hareketlerini olduğundan az tahmin etme eğiliminde olduklarını bir süredir biliyoruz; burada ise ilk kez, bunun dikey boyutta geçerli olmadığını gösteriyoruz. Gelecekte, kavisli olanlar da dahil olmak üzere üç boyutta yollar oluşturmak için bu yöntemleri kullanabileceğiz. Bu, beynin farklı düzlemlerdeki hareketleri nasıl entegre edebildiği ve dönüşleri nasıl yönettiği gibi ek soruları yanıtlamamıza olanak sağlayacaktır.

mpi-cybermotion-simulator-implementation-novel-motion-simulator-to

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Son zamanlarda, umutları büyük bir miktarı, insan-robot interaktif sistemleri için gelmiş. Bu yazıda, açık kaynak kodlu yazılım ile hızla etkileşimli işlevselliği olası bir kütüphane yapabilirsiniz yeni bir robotik cihaz entegrasyonu anahat. Daha sonra bir nörorehabilitasyon uygulama için bir klinik uygulama anahat.

Haptik / Grafik Rehabilitasyon: Sanal Ortam Kitaplığı Robot entegre ve İnme Tedavisi için uygulanması

GPU hızlandırmalı moleküler dinamik simülasyonu ve nanoyapıların 3D/VR görselleştirmesi, analizi ve manipülasyonunu içeren yeni bir hesaplama sistemi uygulanmıştır, bu da malzeme araştırmalarını ilerletmek ve insan gözünün göremediği boyutlara sahip malzeme yapıları hakkında bilgi edinmek için yenilikçi araştırmaları ve alternatif yöntemleri teşvik etmek için yeni bir yaklaşımı temsil eder.

Roman 3D / MD Simülasyonlar, Görselleştirme ve Analiz VR İnteraktif Çevre

Transkraniyal manyetik stimülasyon, elektromiyografi ve 3D hareket yakalama, insanlarda nöromüsküler fonksiyonu araştırmak için yaygın olarak kullanılan non-invaziv tekniklerdir. Bu yazıda, sanal gerçeklik uyaran sunumu ve geri bildiriminin benzersiz bir şekilde eklenmesiyle birlikte bu araçların üçü tarafından oluşturulan verileri eşzamanlı olarak örnekleyen bir protokolü açıklıyoruz.

Transkraniyal Manyetik Uyarım, Elektromiyografi, Hareket Yakalama ve Sanal Gerçeklik kullanma İnsan Motor Kontrol incelenmesi için çok fonksiyonlu Kur

İnsan motor kontrolünü incelemek için transkraniyal manyetik stimülasyonun (TMS) kullanılması, TMS dağıtımını kontrol etmek ve aynı anda insan davranışını kaydetmek için veri toplama sistemlerinin entegrasyonunu gerektirir. Bu makale, TMS aracılığıyla insan hareketini araştırmak amacıyla veri toplama sistemlerini entegre etmek için ayrıntılı bir metodoloji sunmaktadır.

Çoklu Veri Toplama Sistemleri Birleştirilmesi kortikospinal Çıkışı ve Multi-segment Biyomekanik Eğitim için

Bir nesne transfer görevi sırasında uyumsuz görsel-dokunsal uyaranlara uygulamak için bir protokol sunuyoruz. Özellikle, el gizli durumdayken gerçekleştirilen blok aktarımları sırasında, bloğun sanal sunumu yanlış blok damlalarının rasgele oluşumunu gösterir. Protokol ayrıca motor görevini gerçekleştirirken Vibrotactile geribildirim eklemeyi de açıklar.

Vibro-dokunsal geribildirim ile nesne aktarımı sırasında uyumsuz görsel-dokunsal uyaranlara uygulama

WheelCon bir roman, ücretsiz ve açık kaynak platform unvaziv bir dik aşağı dağ bisikleti simüle video oyunları tasarlamak için, bükümlü, engebeli iz. İnsan sensorimotor kontrolünde (gecikme, niceleme, gürültü, rahatsızlık ve çoklu geri besleme döngüleri) bulunan bileşenleri içerir ve araştırmacıların sensorimotor kontrolünde katmanlı mimariyi incelemelerine olanak tanır.

WheelCon: İnsan Sensorimotor Kontrolü Eğitimi için Tekerlek Kontrolü Tabanlı Oyun Platformu

Bir insan gözlemcisinin kontrollü fiziksel rotasyonu, belirli deneysel, rekreasyonel ve eğitim uygulamaları için arzu edilir. Bu makale, bir ofis döner sandalyesini sanal gerçeklik ortamında kontrollü fiziksel rotasyon için bir ortama dönüştürmek için bir yöntemi özetlemektedir.

Sanal Gerçeklik Ortamında İnsan Gözlemcilerinin Kontrollü Rotasyonu

Sanal gerçeklik ortamındaki motor görüntüleri, beyin-bilgisayar arayüz sistemlerinde geniş uygulamalara sahiptir. Bu el yazması, daldırmayı ve vücut sahipliği duygusunu geliştirmek için sanal gerçeklik ortamında katılımcı tarafından hayal edilen hareketleri gerçekleştiren katılımcılara benzeyen kişiselleştirilmiş dijital avatarların kullanımını özetlemektedir.

Sanal gerçeklik özellikli bir beyin-bilgisayar arayüzü ortamında somutlaştırılmış dijital ikizler aracılığıyla motor görüntü performansı

3D sanal deneyler için simülasyon ve veri işleme araçlarını otomatik iş akışlarına entegre etmek isteyen alan uzmanı araştırmacılar için genelleştirilmiş ve FAIR uyumlu bir yöntem sunulmaktadır. Nötronik bir örnek, yerel bir Galaxy örneği kurmayı, OpenMC ve dosya dönüştürme araçlarını paketlemeyi, Omniverse'ten iş akışlarını başlatmayı ve dönüştürülmüş 3D çıktıların görselleştirilmesini gösterir.

Metaverse'de Sanal Deneyler İçin Otomatik Simülasyon İş Akışlarını 3D Görselleştirme ile Entegre Etmek

Edimsel ilaç öz-yönetim ve klimalı yer tercihi (CPP) prosedürleri expansively, insanlarda ilaç güçlendirme, tüketimi ve bağımlılığının çeşitli bileşenleri modeline araştırma kullanılır. Bu raporda, ilaç takviye ve sıçanlarda bağımlılığı eğitimi için yeni bir yaklaşım olarak geleneksel CPP ve öz-yönetim yöntemleri kombine.

İlaç Takviye için yeni cihaz ve Yöntem

Keşfedin, MPI CyberMotion Simülatörü kullanarak üç boyutlu yol entegrasyonunu ve kendi hareket algısını nasıl inceleyebilirsiniz. Yatay hareketlerin hafife alındığı, dikey hareketlerin ise abartıldığı bulgular, beyinde mekânsal yönelim araştırmalarına ışık tutar.

MPI CyberMotion Simulator: Üç boyutlu çoklu duyumsal Yolu Entegrasyon araştırmak için bir Roman Hareket Simülatörü Uygulaması

Daha fazla video keşfet