कंपन-स्पर्श प्रतिक्रिया के साथ वस्तु हस्तांतरण के दौरान Incongruent दृश्य स्पर्श उत्तेजनायुक्त लागू
Summary
हम किसी वस्तु अंतरण कार्य के दौरान असंगत दृश्य-स्पर्श उद्दीनों को लागू करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं । विशेष रूप से, ब्लॉक स्थानांतरण के दौरान, हाथ छिपा हुआ है, जबकि ब्लॉक की एक आभासी प्रस्तुति झूठी ब्लॉक बूंदों की यादृच्छिक आवृत्तियों से पता चलता है प्रदर्शन किया । प्रोटोकॉल भी vibrotactile प्रतिक्रिया जोड़ने का वर्णन करता है, जबकि मोटर कार्य प्रदर्शन ।
Abstract
विशेष रूप से vibrotactile प्रतिक्रिया (VTF) की उपस्थिति के साथ, incongruent संवेदी संकेतों है कि स्पर्श प्रतिक्रिया शामिल है के आवेदन शायद ही कभी पता लगाया है । इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य incongruent दृश्य-स्पर्श उत्तेजनाके जवाब पर VTF के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए । स्पर्श प्रतिक्रिया एक ब्लॉक लोभी और यह एक विभाजन के पार ले जाकर हासिल की है । दृश्य प्रतिक्रिया चलती ब्लॉक की एक वास्तविक समय आभासी प्रस्तुति, एक मोशन कैप्चर सिस्टम का उपयोग कर हासिल की है । अनुकूल प्रतिक्रिया ब्लॉक के आंदोलन की विश्वसनीय प्रस्तुति है, ताकि इस विषय का मानना है कि ब्लॉक समझा है और यह हाथ के रास्ते के साथ कदम देख रहा है । Incongruent प्रतिक्रिया ब्लॉक के आंदोलन के रूप में प्रकट होता है वास्तविक आंदोलन पथ से diverts, ताकि यह हाथ से ड्रॉप जब यह वास्तव में अभी भी विषय द्वारा आयोजित किया जाता है लगता है, जिससे स्पर्श प्रतिक्रिया विरोध । बीस विषयों (आयु ३०.२ ± १६.३) दोहराया 16 ब्लॉक स्थानांतरण, जबकि उनके हाथ छिपा हुआ था । ये VTF के साथ और VTF (३२ ब्लॉक स्थानांतरण के कुल) के बिना दोहराया गया । Incongruent उत्तेजनाएँ बेतरतीब ढंग से दो बार प्रत्येक हालत में 16 repetitions के भीतर प्रस्तुत किया गया (के साथ और VTF के बिना). प्रत्येक विषय के साथ और VTF बिना कार्य प्रदर्शन के कठिनाई स्तर दर के लिए कहा गया था. साथ और बिना vtf के साथ और अनुकूल और incongruent दृश्य स्पर्श संकेतों के साथ दर्ज की गई हस्तांतरण के बीच हाथ रास्तों और durations की लंबाई में कोई सांख्यिकीय महत्वपूर्ण अंतर थे । वीटीएफ के साथ कार्य करने का कथित कठिनाई स्तर जिसमें वीटीएफ (r = ०.६७५, p = ०.००२) के साथ ब्लॉक के सामान्यीकृत पथ लंबाई के साथ काफी सहसंबद्ध है । इस सेटअप के लिए प्रयोग किया जाता है additive या vtf के अपचयी मूल्य मोटर समारोह के दौरान कि incongruent दृश्य स्पर्श उत्तेजनात्मक शामिल है । संभव अनुप्रयोगों कृत्रिम अंग डिजाइन, स्मार्ट खेल-पहनते हैं, या किसी भी अंय परिधानों कि vtf शामिल हैं ।
Introduction
भ्रम हमारी इंद्रियों की सीमाओं का शोषण कर रहे हैं, के रूप में हम गलती से जानकारी है कि उद्देश्य वास्तविकता से भटक अनुभव । हमारा अवधारणात्मक निष्कर्ष संवेदी डेटा की व्याख्या करने में हमारे अनुभव पर और अस्पष्ट संवेदी इनपुट1की उपस्थिति में वास्तविकता के सबसे विश्वसनीय अनुमान के हमारे मस्तिष्क की गणना पर आधारित है ।
एक उप-वर्ग भ्रमों के अनुसंधान में एक है जो असर्वांग संवेदी संकेतों को संयोजित करता है । भ्रम है कि incongruent संवेदी संकेतों से परिणाम निरंतर multisensory एकीकरण हमारे मस्तिष्क द्वारा प्रदर्शन से निकलती है । जबकि दृश्य-श्रव्य संकेतों में असर्वांगसमता से संबंधित अनेक अध्ययन हैं, अन्य संवेदी युग्मों में असर्वांगसमता की सूचना कम होती है । रिपोर्टों की संख्या में यह अंतर एक सेटअप है कि दृश्य-श्रवण incongruence शामिल डिजाइन में उच्च सादगी के लिए जिंमेदार ठहराया जा सकता है । हालांकि, अध्ययन है कि रिपोर्ट अंय संवेदी जोड़े तौर तरीकों से संबंधित परिणाम, दिलचस्प हैं । उदाहरण के लिए, दृश्य संवेदनशीलता पर असंगत दृश्य-haptic संकेतों का प्रभाव2 का अध्ययन किया गया था जहां दृश्य और haptic उत्तेजनात्मक स्थानिक आवृत्ति में मिलान किया गया एक प्रणाली का उपयोग; हालांकि, haptic और दृश्य अभिविन्यास समान (अनुकूल) या लांबिक (incongruent) था. एक अंय अध्ययन में, incongruent दृश्य-स्पर्श गति उत्तेजनाओं गति के कथित दृश्य दिशा पर प्रभाव एक दृश्य उत्तेजनायुक्त और एक स्पर्श प्रस्तुत करता है कि एक प्रकाशित पैनल के साथ visual-स्पर्श पार मॉडल एकीकरण उत्तेजक यंत्र का उपयोग कर जांच की थी उत्तेजक पदार्थ है कि मनमाने ढंग से गति दिशा, गति के साथ स्पर्श गति उत्तेजक औधधि प्रस्तुत करता है, और त्वचा में इंडेंटेशन गहराई3। यह सुझाव दिया गया था कि हम आंतरिक रूप से कार्य के सांख्यिकीय वितरण और हमारी संवेदी अनिश्चितता दोनों का प्रतिनिधित्व करते हैं, उंहें एक प्रदर्शन-अनुकूलन Bayesian प्रक्रिया4के साथ संगत तरीके से संयोजन ।
आभासी वास्तविकता के विषय को एक आसान काम करने के लिए दृश्य प्रतिक्रिया धोखा देने की क्षमता बना दिया है । कई अध्ययनों से दृश्य और somatosensory जानकारी misalign करने के लिए multisensory आभासी वास्तविकता का इस्तेमाल किया. उदाहरण के लिए, आभासी वास्तविकता हाल ही में एक बच्चे के शरीर में अवतार को प्रेरित करने के साथ या एक बच्चे की तरह आवाज विरूपण5के सक्रियण के बिना इस्तेमाल किया गया था । एक अंय उदाहरण में, स्वयं के दौरान चलने दूरी की दृश्य प्रस्तुति-गति बढ़ाया गया था और इसलिए यात्रा दूरी के साथ incongruent शरीर द्वारा महसूस आधारित cues6। एक ऐसी ही आभासी वास्तविकता सेटअप एक साइकिल चालन गतिविधि7के लिए डिजाइन किया गया था । फिर भी, ऊपर बताए साहित्य में से सभी ने एक-के-बाद-एक इंद्रिय-बाधा को नहीं जोड़ा । हम इस तरह की अशांति प्राप्त करने के लिए स्पर्श भावना को चुना ।
हमारा स्पर्श संवेदी तंत्र इस बात का प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान करता है कि वस्तु को समझा जा रहा है या नहीं । इसलिए हम उम्मीद करते हैं कि जब प्रत्यक्ष दृश्य प्रतिक्रिया विकृत या अनुपलब्ध हो, तो वस्तु हेरफेर कार्यों में स्पर्श संवेदी प्रणाली की भूमिका प्रमुख होगी । हालांकि, अगर स्पर्श संवेदी चैनल भी परेशान था तो क्या होगा? यह संवेदी वृद्धि के लिए vibrotactile प्रतिक्रिया (VTF) का उपयोग करने का एक संभव परिणाम है, के रूप में यह व्यक्ति8का ध्यान कब्जा । आज, विभिन्न रूपरेखाओं के संवर्धित फीडबैक का उपयोग एक बाह्य उपकरण के रूप में किया जाता है, जिसका उद्देश्य हमारे आंतरिक संवेदी फीडबैक को बढ़ाना और मोटर सीखने के दौरानप्रदर्शन में सुधार करना, खेल और पुनर्वास की सेटिंग में होना है ।
Incongruent दृश्य स्पर्श उत्तेजनात्मक का अध्ययन संवेदी इनपुट की धारणा के बारे में हमारी समझ में वृद्धि हो सकती है । विशेष रूप से, मोटर समारोह है कि incongruent दृश्य स्पर्श उत्तेजनात्मक शामिल है के दौरान additive या vtf के अपचयी मूल्य का परिमाणीकरण, भविष्य कृत्रिम अंग डिजाइन में सहायता कर सकते हैं, स्मार्ट खेल-पहनते हैं, या किसी भी अन्य वस्त्रों कि vtf शामिल. चूंकि amputees अपने अवशिष्ट के दूरस्थ पहलू पर स्पर्श उत्तेजनासे वंचित हैं, VTF के अपने दैनिक उपयोग, कृत्रिम में एंबेडेड को लोभी का ज्ञान व्यक्त, उदाहरण के लिए, प्रभावित हो सकता है कि वे कैसे दृश्य प्रतिक्रिया अनुभव । इन शर्तों के तहत बोध के तंत्र की समझ, इंजीनियरों को VTF के सही तौर तरीकों की अनुमति देगा ताकि VTF उपयोगकर्ताओं पर नकारात्मक प्रभाव को कम कर सके ।
हम incongruent दृश्य-स्पर्श उत्तेजनाके जवाब पर VTF के प्रभाव का परीक्षण करने के उद्देश्य से । प्रस्तुत सेटअप में, स्पर्श प्रतिक्रिया एक ब्लॉक लोभी और एक विभाजन के पार इसे ले जाने के द्वारा अधिग्रहीत कर रही है; दृश्य प्रतिक्रिया चलती ब्लॉक और विभाजन (एक मोशन कैप्चर सिस्टम का उपयोग कर अधिग्रहीत) की एक वास्तविक समय आभासी प्रस्तुति है । चूंकि विषय वास्तविक हाथ आंदोलन को देखने से रोका गया है, केवल दृश्य प्रतिक्रिया आभासी एक है । अनुकूल प्रतिक्रिया ब्लॉक के आंदोलन की विश्वसनीय प्रस्तुति है, ताकि इस विषय का मानना है कि ब्लॉक समझा जाता है और यह हाथ के रास्ते के साथ कदम देखता है । Incongruent प्रतिक्रिया ब्लॉक के आंदोलन के रूप में प्रकट होता है वास्तविक आंदोलन पथ से diverts, ताकि यह हाथ से ड्रॉप जब यह वास्तव में अभी भी विषय द्वारा आयोजित किया जाता है लगता है, जिससे स्पर्श प्रतिक्रिया विरोध । तीन hypotheses का परीक्षण किया गया: जब एक जगह से एक और आभासी दृश्य प्रतिक्रिया का उपयोग करने के लिए एक वस्तु चलती है, (i) पथ और वस्तु के स्थानांतरण गति की अवधि में वृद्धि होगी जब incongruent दृश्य-स्पर्श उत्तेजकों प्रस्तुत किया है, (ii) यह परिवर्तन होगा वृद्धि जब incongruent दृश्य स्पर्श उत्तेजनात्मक और प्रस्तुत किया जाता है VTF चलती बांह पर सक्रिय है, और (iii) एक सकारात्मक सहसंबंध सक्रिय VTF के साथ कार्य प्रदर्शन के कथित कठिनाई स्तर के बीच पाया जाएगा और पथ और अवधि ऑब्जेक्ट की स्थानांतरण गति । पहली परिकल्पना aforementioned साहित्य से निकलती है जो इस बात की रिपोर्ट करती है कि विभिन्न तरीकों से हमारी प्रतिक्रियाओं पर असर पड़ता है । दूसरी परिकल्पना पिछले निष्कर्षों से संबंधित है कि वीटीएफ व्यक्ति का ध्यान आकर्षित करता है । तीसरी परिकल्पना के लिए हमने मान लिया कि जो विषय वीटीएफ से ज्यादा परेशान थे, वे अपने स्पर्श भाव से ज्यादा वर्चुअल विजुअल फीडबैक पर भरोसा करेंगे ।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस अध्ययन में, एक प्रोटोकॉल है कि incongruent दृश्य-स्पर्श उत्तेजनाशील की उपस्थिति में वस्तु हस्तांतरण कीनेमेटीक्स पर vtf जोड़ने के प्रभाव की मात्रा का निर्धारण किया गया था । हमारे ज्ञान का सबसे अच्छा करने के ल…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस अध्ययन का वित्तपोषण नहीं किया गया था ।
Materials
| 3D printer | Makerbot | https://www.makerbot.com/ | |
| Box and Blocks test | Sammons Preston | https://www.performancehealth.com/box-and-blocks-test | |
| Flexiforce sensors (1lb) | Tekscan Inc. | https://www.tekscan.com/force-sensors | |
| JASP | JASP Team | https://jasp-stats.org/ | |
| Labview | National Instruments | http://www.ni.com/en-us/shop/labview/labview-details.html | |
| Micro Arduino | Arduino LLC | https://store.arduino.cc/arduino-micro | |
| Motion capture system | Qualisys | https://www.qualisys.com | |
| Shaftless vibration motor | Pololu | https://www.pololu.com/product/1638 | |
| SPSS | IBM | https://www.ibm.com/analytics/spss-statistics-software |
References
- Aggelopoulos, N. C. Perceptual inference. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 55, 375-392 (2015).
- van der Groen, O., van der Burg, E., Lunghi, C., Alais, D. Touch influences visual perception with a tight orientation-tuning. PloS One. 8 (11), e79558 (2013).
- Pei, Y. C., et al. Cross-modal sensory integration of visual-tactile motion information: instrument design and human psychophysics. Sensors. 13 (6), 7212-7223 (2013).
- Kording, K. P., Wolpert, D. M. Bayesian integration in sensorimotor learning. Nature. 427 (6971), 244-247 (2004).
- Tajadura-Jimenez, A., Banakou, D., Bianchi-Berthouze, N., Slater, M. Embodiment in a Child-Like Talking Virtual Body Influences Object Size Perception, Self-Identification, and Subsequent Real Speaking. Scientific Reports. 7 (1), (2017).
- Campos, J. L., Butler, J. S., Bulthoff, H. H. Multisensory integration in the estimation of walked distances. Experimental Brain Research. 218 (4), 551-565 (2012).
- Sun, H. J., Campos, J. L., Chan, G. S. Multisensory integration in the estimation of relative path length. Experimental Brain Research. 154 (2), 246-254 (2004).
- Parmentier, F. B., Ljungberg, J. K., Elsley, J. V., Lindkvist, M. A behavioral study of distraction by vibrotactile novelty. Journal of Experimental Psychology, Human Perception, and Performance. 37 (4), 1134-1139 (2011).
- Sigrist, R., Rauter, G., Riener, R., Wolf, P. Augmented visual, auditory, haptic, and multimodal feedback in motor learning: a review. Psychonomic Bulletin & Review. 20 (1), 21-53 (2013).
- Hebert, J. S., Lewicke, J., Williams, T. R., Vette, A. H. Normative data for modified Box and Blocks test measuring upper-limb function via motion capture. Journal of Rehabilitation Research and Development. 51 (6), 918-932 (2014).
- Raveh, E., Portnoy, S., Friedman, J. Adding vibrotactile feedback to a myoelectric-controlled hand improves performance when online visual feedback is disturbed. Human Movement Science. 58, 32-40 (2018).
- Raveh, E., Friedman, J., Portnoy, S. Evaluation of the effects of adding vibrotactile feedback to myoelectric prosthesis users on performance and visual attention in a dual-task paradigm. Clinical Rehabilitation. 32 (10), 1308-1316 (2018).
- Raveh, E., Portnoy, S., Friedman, J. Myoelectric Prosthesis Users Improve Performance Time and Accuracy Using Vibrotactile Feedback When Visual Feedback Is Disturbed. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. , (2018).
- Raveh, E., Friedman, J., Portnoy, S. Visuomotor behaviors and performance in a dual-task paradigm with and without vibrotactile feedback when using a myoelectric controlled hand. Assistive Technology: The Official Journal of RESNA. , 1-7 (2017).
- Dienes, Z. Using Bayes to get the most out of non-significant results. Frontiers in Psychology. 5, 781 (2014).
- Shams, L., Murray, M. M., Wallace, M. T. Early Integration and Bayesian Causal Inference in Multisensory Perception. The Neural Bases of Multisensory Processes. , (2012).
- D’Amour, S., Pritchett, L. M., Harris, L. R. Bodily illusions disrupt tactile sensations. Journal of Experimental Psychology, Human Perception, and Performance. 41 (1), 42-49 (2015).
- Tidoni, E., Fusco, G., Leonardis, D., Frisoli, A., Bergamasco, M., Aglioti, S. M. Illusory movements induced by tendon vibration in right- and left-handed people. Experimental Brain Research. 233 (2), 375-383 (2015).
- Fuentes, C. T., Gomi, H., Haggard, P. Temporal features of human tendon vibration illusions. The European Journal of Neuroscience. 36 (12), 3709-3717 (2012).
- de Vignemont, F., Ehrsson, H. H., Haggard, P. Bodily illusions modulate tactile perception. Current Biology. 15 (14), 1286-1290 (2005).
- Marotta, A., Tinazzi, M., Cavedini, C., Zampini, M., Fiorio, M. Individual Differences in the Rubber Hand Illusion Are Related to Sensory Suggestibility. PloS One. 11 (12), e0168489 (2016).
- Stevenson, R. A., Zemtsov, R. K., Wallace, M. T. Individual differences in the multisensory temporal binding window predict susceptibility to audiovisual illusions. Journal of Experimental Psychology, Human Perception, and Performance. 38 (6), 1517-1529 (2012).
- Maravita, A., Spence, C., Driver, J. Multisensory integration and the body schema: close to hand and within reach. Current Biology. 13 (13), R531-R539 (2003).
- Carey, D. P. Multisensory integration: attending to seen and felt hands. Current Biology. 10 (23), R863-R865 (2000).
- Tsakiris, M., Haggard, P. The rubber hand illusion revisited: visuotactile integration and self-attribution. Journal of Experimental Psychology, Human Perception, and Performance. 31 (1), 80-91 (2005).
