Aplicando estímulos visuais-táteis incongruentes durante a transferência de objetos com feedback Vibro-tátil
Summary
Nós apresentamos um protocolo para aplicar estímulos Visual-táteis incongruentes durante uma tarefa de transferência do objeto. Especificamente, durante as transferências de bloco, executadas enquanto a mão está oculta, uma apresentação virtual do bloco mostra ocorrências aleatórias de gotas de bloco falso. O protocolo também descreve a adição de feedback vibrotátil durante a execução da tarefa motora.
Abstract
A aplicação de sinais sensoriais incongruentes que envolvem feedback tátil interrompido raramente é explorada, especificamente com a presença de feedback vibrotátil (VTF). Este protocolo visa testar o efeito da VTF na resposta a estímulos visuais-táteis incongruentes. O feedback tátil é adquirido agarrando um bloco e movendo-o através de uma partição. O feedback visual é uma apresentação virtual em tempo real do bloco em movimento, adquirida usando um sistema de captura de movimento. O feedback congruente é a apresentação confiável do movimento do bloco, de modo que o sujeito sente que o bloco é apreendido e vê-lo mover-se junto com o caminho da mão. O feedback incongruente aparece como o movimento do bloco desvia do caminho do movimento real, de modo que parece cair da mão quando ele é realmente ainda mantido pelo assunto, contrariando assim o feedback tátil. Vinte indivíduos (idade 30,2 ± 16,3) repetiram 16 transferências do bloco, quando sua mão foi escondida. Estes foram repetidos com VTF e sem VTF (total de 32 transferências do bloco). Os estímulos incongruentes foram apresentados aleatoriamente duas vezes dentro das 16 repetições em cada condição (com e sem VTF). Cada sujeito foi solicitado a classificar o nível de dificuldade de realizar a tarefa com e sem o VTF. Não houve diferença estatisticamente significante no comprimento dos trajetos e durações das mãos entre as transferências registradas com sinais congruentes e incongruentes visuais-táteis – com e sem o VTF. O nível de dificuldade percebido de executar a tarefa com o VTF correlacionou-se significativamente com o comprimento de trajeto normalizado do bloco com VTF (r = 0,675, p = 0, 2). Esta configuração é usada para quantificar o valor aditivo ou redutivo de VTF durante a função motora que envolve estímulos visuais-táteis incongruentes. As aplicações possíveis são projeto dos próteses, esporte-desgaste esperto, ou todos os outros vestuários que incorporam vtf.
Introduction
As ilusões são a exploração das limitações de nossos sentidos, pois percebemos erroneamente informações que se desviam da realidade objetiva. Nossa inferência perceptivo é baseada em nossa experiência em interpretar dados sensoriais e no cálculo de nosso cérebro da estimativa mais confiável da realidade na presença de entrada sensorial ambígua1.
Uma subcategoria na pesquisa de ilusões é aquele que combina sinais sensoriais incongruentes. A ilusão que resulta de sinais sensoriais incongruentes origina-se da constante integração multissensorial realizada pelo nosso cérebro. Quando há uns estudos numerosos a respeito do incongruência em sinais Visual-auditivos, o incongruência em outros pares sensoriais é relatado menos. Esta diferença no número de relatórios pôde ser atribuída à simplicidade mais elevada em projetar uma instalação que incorpore o incongruence Visual-auditivo. No entanto, estudos que relatam resultados relacionados a outras modalidades de pares sensoriais, são interessantes. Por exemplo, o efeito de sinais visuais-hápticos incongruentes na sensibilidade visual2 foi estudado utilizando um sistema onde os estímulos visuais e hápticos foram pareados em frequência espacial; no entanto, a orientação tátil e Visual foi idêntica (congruente) ou ortogonal (incongruente). Em outro estudo, o efeito de estímulos de movimento Visual-tátil incongruentes na direção Visual percebida do movimento foi investigado usando um estimulador de integração intermodal Visual-tátil com um painel iluminado que apresenta estímulos visuais e um tátil estimulador que apresenta estímulos de movimento tátil com direção de movimento arbitrária, velocidade e profundidade de recuo na pele3. Sugeriu-se que representemos internamente tanto a distribuição estatística da tarefa quanto nossa incerteza sensorial, combinando-as de forma consistente com um processo Bayesiano de otimização de desempenho4.
A realidade virtual fêz a habilidade de enganar o gabarito visual ao assunto uma tarefa fácil. Vários estudos utilizaram a realidade virtual multissensorial para desalinhar a informação visual e somatossensorial. Por exemplo, a realidade virtual foi usada recentemente para induzir a personificação no corpo de uma criança, com ou sem a ativação de uma distorção de voz criança-como5. Em um outro exemplo, a apresentação visual da distância de passeio durante o Self-Motion foi prolongada e foi conseqüentemente incongruente com a distância do curso sentida por pistas corpo-baseadas6. Uma configuração de realidade virtual semelhante foi projetada para uma atividade de ciclismo7. Toda a literatura acima mencionada, entretanto, não combinou uma interferência a um dos sentidos, além do que o sinal incongruente. Escolhemos o sentido tátil para receber tal perturbação.
Nosso sistema sensorial tátil fornece evidências diretas sobre se um objeto está sendo apreendido. Esperamos, portanto, que quando o feedback visual direto é distorcido ou indisponível, o papel do sistema sensorial tátil em tarefas de manipulação de objetos será proeminente. No entanto, o que aconteceria se o canal sensorial tátil também foi perturbado? Este é um resultado possível de usar o gabarito vibrotátil (VTF) para o aumento sensorial, porque captura a atenção do indivíduo8. Hoje, o gabarito aumentado de modalidades diferentes é usado como uma ferramenta externa, significada realçar nosso gabarito sensorial interno e melhorar o desempenho durante a aprendizagem do motor, no esporte e em ajustes da reabilitação9.
O estudo de estímulos visuais-táteis incongruentes pode aprimorar nosso entendimento quanto à percepção da entrada sensorial. Particularmente, a quantificação do valor aditivo ou redutivo de VTF durante a função motora que envolve estímulos visuais-táteis incongruentes, pode auxiliar no futuro design de próteses, desgaste esportivo inteligente ou qualquer outro vestuário que incorpore VTF. Uma vez que os amputados são privados de estímulos táteis no aspecto distal de seu resíduo, seu uso diário do VTF, incorporado na prótese para transmitir conhecimento de apreensão, por exemplo, pode influenciar como eles percebem o feedback visual. A compreensão do mecanismo da percepção estas circunstâncias, permitirá que os coordenadores aperfeiçoem modalidades de VTF para reduzir o efeito negativo em usuários de VTF.
Nós visamos testar o efeito de VTF na resposta aos estímulos Visual-táteis incongruente. Na configuração apresentada, o feedback tátil é adquirido agarrando um bloco e movendo-o através de uma partição; o feedback visual é uma apresentação virtual em tempo real do bloco móvel e da partição (adquirida usando um sistema de captura de movimento). Uma vez que o assunto é impedido de ver o movimento real da mão, o único feedback visual é o virtual. O feedback congruente é a apresentação confiável do movimento do bloco, de modo que o sujeito sente que o bloco é apreendido e vê-lo mover-se junto com o caminho da mão. O feedback incongruente aparece como o movimento do bloco desvia do caminho do movimento real, de modo que parece cair da mão quando ele é realmente ainda mantido pelo assunto, contrariando assim o feedback tátil. Três hipóteses foram testadas: ao mover um objeto de um lugar para outro usando feedback visual virtual, (i) o caminho e a duração do movimento de transferência do objeto aumentarão quando forem apresentados estímulos visuais-táteis incongruentes, (II) essa mudança será aumento quando o estímulo visual-tátil incongruente é apresentado e o VTF é ativado no braço movente, e (III) uma correlação positiva será encontrada entre o nível de dificuldade percebido de executar a tarefa com o VTF ativado e o trajeto e a duração do movimento de transferência do objeto. A primeira hipótese origina da literatura acima mencionada que relata que as várias modalidades do gabarito incongruente afetam nossas respostas. A segunda hipótese relaciona-se com os achados anteriores que a VTF capta a atenção do indivíduo. Para a terceira hipótese, assumimos que os sujeitos que foram mais perturbados pelo VTF, confiarão no feedback visual virtual mais do que seu sentido tátil.
Protocol
Representative Results
Discussion
Neste estudo, foi apresentado um protocolo que quantifica o efeito da adição de VTF na cinemática de transferência de objeto na presença de estímulos visuais-táteis incongruentes. Ao melhor de nosso conhecimento, este é o único protocolo disponível para testar o efeito de VTF na resposta aos estímulos Visual-táteis incongruente. As várias etapas críticas envolvidas na aplicação de estímulos visuais-táteis incongruentes durante a transferência de objetos com VTF incluem o seguinte: anexando o sistema VT…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudo não foi financiado.
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 |
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