En effektiv måde at få indblik i, hvordan mennesker navigerer sig i tre dimensioner er beskrevet. Fremgangsmåden drager fordel af en bevægelse simulator i stand til at bevæge observatører på en måde uopnåelige ved traditionelle simulatorer. Resultaterne bekræfter, at bevægelsen i det vandrette plan er undervurderet, medens vertikal bevægelse overvurderet.
Path integration er en proces, hvor selv bevægelse integreret over tiden for at opnå et estimat af et aktuelle position i forhold til et udgangspunkt 1. Mennesker kan gøre stien integration baseret udelukkende på visuelle 2-3, auditive 4 eller inerti køer 5. Men med flere køer til stede, inerti signaler – især kinæstetisk – synes at dominere 6-7. I mangel af vision, en tendens mennesker til at overvurdere korte afstande (<5 m) og drejevinkler (<30 °), men undervurdere længere dem 5. Bevægelse gennem fysiske rum synes derfor ikke at være nøjagtigt repræsenteret af hjernen.
Omfattende arbejde er blevet gjort på at vurdere vej integration i det vandrette plan, men lidt er kendt om lodrette bevægelse (se 3 for virtuel bevægelse fra vision alene). En årsag til dette er, at traditionelle bevægelsessimulatorer har et lille område af bevægelse begrænsTED hovedsagelig vandret plan. Her tager vi fordel af en bevægelse simulator 8-9 med en bred vifte af bevægelse for at vurdere, om stien integration er ens mellem vandrette og lodrette flader. De relative bidrag af inerti og visuelle signaler til vej navigation blev også vurderet.
16 observatører stillet op i et sæde monteret på flangen af en modificeret KUKA antropomorfe robot arm. Sensorisk oplysninger blev manipuleret ved at give visuelle (optisk flow, begrænset levetid stjerne felt), vestibulære-kinæstetisk (passiv selvstændig bevægelse med lukkede øjne), eller visuelle og vestibulære-kinæstetiske motion signaler. Movement baner i horisontale, sagittal og frontalt fly bestod af to segmentlængderne (1.: 0,4 m, 2.: 1 m; ± 0,24 m / s 2 peak acceleration). Vinklen af de to segmenter var enten 45 ° eller 90 °. Observatører pegede tilbage til deres oprindelsesland ved at flytte en pil, der blev overlejret på en avatar præsenteres på SCREen.
Iagttagere var mere sandsynligt, at undervurdere vinkel størrelse til bevægelse i vandret plan i forhold til de lodrette planer. I det frontale plan observatører var mere tilbøjelige til at overvurdere vinkel størrelse mens der ikke var sådan skævhed i sagittalplanet. Endelig observatører reagerede langsommere, når du besvarer baseret på vestibulær-kinæstetisk information alene. Menneskelig vej integration baseret på vestibulær-kinæstetisk oplysninger alene derfor tager længere tid, end når visuelle informationer er til stede. Det peger er i overensstemmelse med at undervurdere og overvurdere den vinkel man har bevæget sig igennem i de vandrette og lodrette planer henholdsvis tyder på, at den neurale repræsentation af selv-bevægelse gennem rummet er ikke-symmetrisk, som kan forholde sig til, at mennesker opleve bevægelse det meste inden for vandret plan.
Sti integration er blevet godt etableret som et middel til at løse, hvis en observatør stammer, men er tilbøjelig til undervurdering af den vinkel, man har bevæget sig gennem 5. Vores resultater viser, at dette for translatorisk bevægelse, men kun i det vandrette plan. I lodrette planer deltagerne er mere tilbøjelige til at overestimere vinkel bevæges gennem eller har nogen forspænding overhovedet. Disse resultater kan forklare, hvorfor skøn over højden gennemløbes-over terræn tendens til at blive overdrevet, 10 og også grunden til rumlig navigation mellem forskellige etager i en bygning er dårlig 11. Disse resultater kan også være relateret til kendte asymmetrier i den relative andel af saccule til utricule receptorer (~ 0,58) 12. Langsommere responstid baseret på vestibulær-kinæstetisk oplysninger alene i forhold til, når visuelle informationer er til stede tyder på, at der kan være yderligere forsinkelser i forbindelse med at forsøge at bestemme en oprindelse baseret på inerti signaler alene, hvilketkan vedrøre de seneste undersøgelser viser, at vestibulære opfattelse er langsom i forhold til de andre sanser 13-16. Samlet vore resultater antyder, at alternative strategier til bestemmelse ens oprindelse kan anvendes, når bevæger sig lodret, som kan vedrøre den kendsgerning, at mennesker erfaring bevægelse hovedsageligt i vandret plan. Yderligere, mens sekventielle oversættelser sjældent oplevet de forekommer oftest i sagittalplanet – hvor fejl er minimal – som når vi går mod og gå på en rulletrappe. Mens post-eksperiment interviews ikke afspejler forskellige strategier blandt de planer, bør eksperimenter undersøge denne mulighed. Forsøg med baner ved hjælp af yderligere frihedsgrader, længere stier, med kroppen forskelligt orienteret i forhold til tyngdekraften, samt at anvende større synsfelter, som nu er muligt med MPI CyberMotion Simulator er planlagt til yderligere at undersøge vejen integration præstation i tre dimensioner.
The authors have nothing to disclose.
MPI Postdoc stipendier til MB-C og TM, koreansk NRF (R31-2008-000-10008-0) til HHB. Takket være Karl Beykirch, Michael Kerger & Joachim Tesch for teknisk bistand og videnskabelig diskussion.
KUKA KR 500 Heavy Duty Industrial Robot
Dell 24″ 1920×1200 lcd display (effective field of view masked to 1200 x 1200)
Custom built joystick with UDP communication