विशेष पहुंच के फ्रेम-दर-फ्रेम वीडियो विश्लेषण मनुष्यों में आंदोलनों को लोभी
Summary
इस प्रोटोकॉल का वर्णन करता है कैसे उपयोग करने के लिए फ़्रेम-द्वारा-फ़्रेम वीडियो विश्लेषण विशेष तक पहुंचने-मनुष्यों में समझ आंदोलनों । अदूरदर्शी स्वस्थ वयस्कों बनाम देखा में पहुँचने का एक तुलनात्मक विश्लेषण तकनीक का प्रदर्शन करने के लिए किया जाता है, लेकिन विधि भी विकासात्मक और नैदानिक आबादी के अध्ययन के लिए लागू किया जा सकता है.
Abstract
, एक वस्तु को काबू करने के लिए पहुंच के अधिनियम, मानव अनुभव के लिए केंद्रीय है । हम इसे अपने आप को खिलाने के लिए उपयोग करते हैं, खुद दूल्हे, और हमारे वातावरण में वस्तुओं और उपकरणों में हेरफेर । इस तरह के व्यवहार कई ज्ञानेन्द्रिय विकारों से ख़राब कर रहे हैं, अभी तक हमारे उनके तंत्रिका नियंत्रण की वर्तमान समझ पूरी से दूर है । मानव पहुंच को समझ आंदोलनों की जांच के लिए वर्तमान प्रौद्योगिकियों अक्सर गति ट्रैकिंग सिस्टम है कि महंगा हो सकता है उपयोग, मार्करों या हाथों में सेंसर के लगाव की आवश्यकता होती है, प्राकृतिक आंदोलन और संवेदी प्रतिक्रिया में बाधा, और गाढ़ापन प्रदान उत्पादन है कि व्याख्या करने के लिए मुश्किल हो सकता है । जबकि आम तौर पर बाहुबली पहुंच का अध्ययन करने के लिए प्रभावी-स्वस्थ देखा वयस्कों के आंदोलनों समझ, इन प्रौद्योगिकियों के कई अतिरिक्त जब अप्रत्याशित और विशेष पहुंच का अध्ययन करने का प्रयास सीमाओं का सामना युवा शिशुओं, भद्दा वयस्कों, और मस्तिष्क संबंधी बीमारियों के साथ रोगियों । इस प्रकार, हम वर्तमान एक उपंयास, सस्ती, और विशेष पहुंच के लौकिक और गाढ़ापन संरचना को बढ़ाता है के लिए अत्यधिक विश्वसनीय अभी तक लचीला प्रोटोकॉल-मानव में आंदोलनों लोभी । हाई स्पीड वीडियो कैमरे तक पहुंचने के कई विचारों को पकड़ने के आंदोलन को पकड़ । फ्रेम दर फ्रेम वीडियो विश्लेषण तो समय और पूर्व के परिमाण के दस्तावेज़ के लिए प्रयोग किया जाता है जैसे आंदोलन शुरू, संग्रह, अधिकतम ऊंचाई, चोटी एपर्चर, पहले से संपर्क करें, और अंतिम समझ के रूप में व्यवहार की घटनाओं परिभाषित । आंदोलन के लौकिक संरचना प्रत्येक घटना के सापेक्ष फ्रेम संख्या का दस्तावेजीकरण करते हुए हाथ की गाढ़ापन संरचना मापनी या माप समारोह का उपयोग कर मात्रा है द्वारा खंगाला जाता है तस्वीर संपादन सॉफ्टवेयर में 2 आयामी रैखिक जांच करने के लिए दो शरीर के अंगों के बीच या एक शरीर के हिस्से और लक्ष्य के बीच दूरियां । फ्रेम दर फ्रेम वीडियो विश्लेषण विशेष तक पहुंचने की एक मात्रात्मक और व्यापक विवरण प्रदान कर सकते है-आंदोलनों समझ और शोधकर्ताओं को जांच के अपने क्षेत्र का विस्तार करने के लिए प्राकृतिक की एक बड़ी रेंज शामिल कर सकेंगे prehensile व्यवहार, दोनों स्वस्थ और नैदानिक आबादी में संवेदी मोडलों की एक व्यापक विविधता द्वारा निर्देशित ।
Introduction
, एक वस्तु को काबू करने के लिए पहुंचने के अधिनियम, कई दैनिक कार्यों के लिए भोजन के लिए खाद्य पदार्थों को प्राप्त करने सहित प्रयोग किया जाता है, सौंदर्य, वस्तुओं से जोड़ तोड़, चलानेवाले उपकरण, और इशारा और लिखित शब्द के माध्यम से संचार । सबसे प्रमुख neurobehavioral के नियंत्रण के विषय में सिद्धांत के बारे में कुछ भी नहीं, दोहरी Visuomotor चैनल थ्योरी1,2,3,4, का प्रस्ताव है कि एक साथ कि लक्ष्य के स्थान पर हाथ परिवहन और एक समझ है कि खोलता है, आकार, और लक्ष्य के आकार और आकृति को हाथ बंद कर देता है । दो आंदोलनों के द्वारा मध्यस्थता कर रहे हैं, लेकिन पार्श्विका पालि1,2,3,4के माध्यम से प्रांतस्था से मोटर के लिए दृश्य से तंत्रिका रास्ते में बातचीत । दोहरे Visuomotor चैनल सिद्धांत के लिए व्यवहार समर्थन अस्पष्ट है, मोटे तौर पर तथ्य यह है कि पहुंच को पकड़ आंदोलन एक एकल निर्बाध कार्य के रूप में प्रकट होता है और थोड़ा सचेत प्रयास के साथ करेंगी के कारण । बहरहाल, एक स्वस्थ भागीदार के लिए एक दृश्य लक्ष्य वस्तु समझ तक पहुंचता है, जिसमें फिर भी, मुर्गी लगभग हमेशा नेत्रहीन-निर्देशित एक साथ के संदर्भ में अध्ययन किया है । इन परिस्थितियों के तहत कार्रवाई एक अप्रत्याशित और टकसाली फैशन में करेंगी कि एक एकल आंदोलन के रूप में प्रकट होता है । इससे पहले कि आंखों के निशान पर निर्धारण की शुरुआत तक पहुंचने के लिए । के रूप में हाथ अंक खुला, आकार वस्तु के आकार को बढ़ाता है, और बाद में बंद करने के लिए शुरू करते हैं । आंखें लक्ष्य से छुड़ाने के लिए बस से पहले लक्ष्य से संपर्क करें और लक्ष्य के अंतिम समझ लगभग तुरंत बाद में5बाद । जब दृष्टि हटा दिया जाता है, तथापि, आंदोलन की संरचना मौलिक रूप से अलग है । आंदोलन अपने घटक घटक में dissociates ऐसी है कि एक खुले हाथ पहुंच पहले इसे छूने और फिर लक्ष्य से संपर्क करें गाइड आकार देने और हाथ के बंद करने के लिए6समझ के साथ जुड़े संकेतों से संबंधित लक्ष्य का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया जाता है ।
पहुंच के ठहराव-को पकड़ आंदोलन सबसे अधिक बार एक 3 आयामी (3 डी) गति ट्रैकिंग प्रणाली का उपयोग कर प्राप्त की है । इनमें इंफ्रारेड ट्रैकिंग सिस्टम, विद्युत ट्रैकिंग सिस्टम, या वीडियो आधारित ट्रैकिंग सिस्टम शामिल हो सकते हैं । जबकि इस तरह की प्रणालियों स्वस्थ वयस्क में प्रदर्शन के लिए गाढ़ापन उपाय प्राप्त करने के लिए प्रभावी हैं बाहुबली पहुंच-दृश्य लक्ष्य वस्तुओं की दिशा में आंदोलनों समझ में भाग लेने, वे कमियां की एक संख्या है । बहुत महंगा होने के अलावा, इन प्रणालियों के हाथ, हाथ पर सेंसर या मार्करों के लगाव की आवश्यकता है, और भागीदार के अंक । ये आमतौर पर चिकित्सा टेप है, जो हाथ से स्पर्श प्रतिक्रिया में बाधा, प्राकृतिक मोटर व्यवहार में परिवर्तन कर सकते हैं, और विचलित प्रतिभागियों7का उपयोग कर संलग्न हैं । के रूप में इन प्रणालियों आमतौर पर ऐसे त्वरण, मंदी के रूप में विभिंन गाढ़ापन चर से संबंधित संख्यात्मक उत्पादन उत्पादन, और वेग वे भी जांच कैसे हाथ लक्ष्य संपर्क के लिए आदर्श नहीं हैं । जब इन प्रणालियों, अतिरिक्त सेंसर या उपकरण का उपयोग कर निर्धारित करने के लिए हाथ का क्या हिस्सा लक्ष्य है, जहां लक्ष्य संपर्क पर होता है के साथ संपर्क बनाता है, और कैसे हाथ के विंयास के लिए लक्ष्य में हेरफेर करने के लिए बदल सकता है की आवश्यकता है । इसके अलावा, इंफ्रारेड ट्रैकिंग सिस्टम है, जो सबसे अधिक कार्यरत हैं, एक विशेष कैमरे के उपयोग की आवश्यकता के लिए 3 डी अंतरिक्ष में हाथ पर मार्करों के स्थान को ट्रैक6। इस कैमरे और हाथ पर सेंसर के बीच दृष्टि की एक सीधी रेखा की आवश्यकता है । जैसे, इस आंदोलन में किसी भी idiosyncrasies दृष्टि की इस पंक्ति अस्पष्ट और महत्वपूर्ण गाढ़ापन डेटा की हानि में परिणाम की संभावना है । वहां रहे हैं, तथापि, उदाहरण की एक बड़ी संख्या में idiosyncrasies तक पहुंचने में-लोभी आंदोलन वास्तव में आदर्श हैं । इन प्रारंभिक विकास के दौरान शामिल है जब शिशुओं बस तक पहुंचने और वस्तुओं के लिए समझ सीख रहे हैं; जब लक्ष्य वस्तु दिखाई नहीं है और स्पर्श cues पहुंच और समझ का मार्गदर्शन करने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए; जब लक्ष्य ऑब्जेक्ट एक विषम आकृति या बनावट है; और जब भागीदार एक स्ट्रोक के रूप में ज्ञानेन्द्रिय विकारों की एक किस्म के किसी भी एक के साथ प्रस्तुत करता है, हटिंगटन रोग, पार्किंसंस रोग, मस्तिष्क पक्षाघात, आदि इन सभी मामलों में, पहुंच-समझ आंदोलन न तो पूर्वानुमान है और न ही बाहुबली, और न ही यह जरूरी दृष्टि से निर्देशित है । नतीजतन, 3 डी प्रस्ताव ट्रैकिंग सिस्टम की क्षमता को मज़बूती से इन आंदोलनों के लौकिक और गाढ़ापन संरचना मात्रा में बुरी तरह से हाथ से संवेदी प्रतिक्रिया में व्यवधान के कारण सीमित किया जा सकता है, प्राकृतिक मोटर व्यवहार में परिवर्तन, डेटा की हानि, और/या इन उपकरणों से विशेष गाढ़ापन उत्पादन की व्याख्या कठिनाइयों ।
वर्तमान कागज विशेष पहुंच को बढ़ाता है के लिए एक उपंयास तकनीक का वर्णन-विभिंन मानव आबादी है कि सस्ती है में आंदोलनों समझ, हाथ या प्राकृतिक मोटर व्यवहार से संवेदी प्रतिक्रिया में बाधा नहीं है, और विश्वसनीय है, लेकिन flexibly जा सकता है प्रयोगात्मक मानदंड की एक किस्म के अनुरूप संशोधित । तकनीक कई उच्च गति वीडियो कैमरे का उपयोग करने के लिए कई कोणों से पहुंच-पकड़ आंदोलन को रिकॉर्ड शामिल है । वीडियो तो एक समय में वीडियो फ्रेम एक के माध्यम से प्रगति और दृश्य निरीक्षण का उपयोग करने के लिए प्रमुख व्यवहार की घटनाओं है कि, एक साथ, लौकिक और गाढ़ापन के संगठन का एक मात्रा विवरण प्रदान करने के लिए पहुंच-समझ के द्वारा ऑफ़लाइन विश्लेषण है आंदोलन. वर्तमान पत्र नेत्रहीन का एक तुलनात्मक विश्लेषण का वर्णन-बनाम-विजुअली-निर्देशित पहुंच-स्वस्थ मानव वयस्कों6,8,9,10 में आंदोलनों को पकड़ के लिए प्रभावकारिता का प्रदर्शन करने के लिए तकनीक का; हालांकि, तकनीक के संशोधित संस्करणों को भी मानव शिशुओं11 और गैर मानव रहनुमाओं12की पहुंच-समझ कार्रवाई को यों तो इस्तेमाल किया गया है । इन अध्ययनों से फ्रेम द्वारा फ्रेम वीडियो विश्लेषण के व्यापक परिणाम पहले से ही है Visuomotor के दोहरे चैनल सिद्धांत के समर्थन में व्यवहार सबूत प्रदान करने के लिए बीच में हैं ।
Protocol
Representative Results
Discussion
वर्तमान कागज का वर्णन कैसे फ्रेम-दर-फ़्रेम वीडियो विश्लेषण का उपयोग करने के लिए लौकिक संगठन, गाढ़ापन संरचना, और मानव पहुंच की स्थलाकृतिक सुविधाओं के एक सबसेट को समझ आंदोलनों । तकनीक का अध्ययन ठेठ नेत्?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक एलेक्सिस एम विल्सन और Marisa ई. Bertoli के साथ उनकी सहायता के लिए फिल्म बनाने और इस पांडुलिपि के लिए वीडियो तैयार करने के लिए शुक्रिया अदा करना चाहूंगा । इस अनुसंधान के प्राकृतिक विज्ञान और इंजीनियरिंग अनुसंधान कनाडा के परिषद (JMK, JRK, IQW) द्वारा समर्थित किया गया था, अलबर्टा नया-स्वास्थ्य समाधान (JMK), और कनाडा के स्वास्थ्य अनुसंधान संस्थान (IQW) ।
Materials
| High Speed Video Cameras | Casio | http://www.casio-intl.com/asia-mea/en/dc/ex_f1/ or http://www.casio-intl.com/asia-mea/en/dc/ex_100/ | Casio EX-F1 High Speed Camera or Casio EX-100 High Speed Camera used to collect high speed video records |
| Adobe Photoshop | Adobe | http://www.adobe.com/ca/products/photoshop.html | Software used to calibrate and measure distances on individual video frames |
| Adobe Premiere Pro | Adobe | http://www.adobe.com/ca/products/premiere.html?sdid=KKQOM&mv=search&s_kwcid=AL!3085!3!193588412847!e!!g!!adobe%20premiere%20pro&ef_id=WDd17AAABAeTD6-D:20170606160204:s | Software used to perform Frame-by-Frame Video Analysis |
| Height-Adjustable Pedestal | Sanus | http://www.sanus.com/en_US/products/speaker-stands/htb3/ | A height adjustable speaker stand with a custom made 9 cm x 9 cm x 9 cm triangular top plate attached to the top with a screw is used as a reaching pedestal |
| 1 cm Calibration Cube | Learning Resources (Walmart) | https://www.walmart.com/ip/Learning-Resources-Centimeter-Cubes-Set-500/24886372 | A 1 cm plastic cube is used to transform distance measures from pixels to centimeters |
| Studio Light | Dot Line | https://www.bhphotovideo.com/c/product/1035910-REG/dot_line_rs_5620_1600w_led_light.html | Strong lamp with cool LED light used to illumate the participant and testing area |
| 3 Dimensional (3D) Sleep Mask | Kfine | https://www.amazon.com/Kfine-Sleeping-Contoured-lightweight-Comfortable/dp/B06W5CDY78?th=1 | Used as a blindfold to occlude vision in the No Vision condition |
| Orange Slices | N/A | N/A | Orange slices served as the large sized reaching targets |
| Donut Balls | Tim Hortons | http://www.timhortons.com/ca/en/menu/timbits.php | Old fashion plain timbits from Tim Hortons served as the medium sized reaching targets |
| Blueberries | N/A | N/A | Blueberries served as the small sized reaching targets |
References
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