Met behulp van een Virtual Reality Walking Simulator om voetgangersgedrag te onderzoeken
Summary
Dit protocol beschrijft het gebruik van een wandelsimulator die dient als een veilige en ecologisch geldige methode om voetgangersgedrag te bestuderen in aanwezigheid van bewegend verkeer.
Abstract
Om een weg succesvol over te steken, moeten individuen hun bewegingen coördineren met bewegende voertuigen. Deze paper beschrijft het gebruik van een wandelsimulator waarin mensen op een loopband lopen om gaten tussen twee bewegende voertuigen te onderscheppen in een meeslepende virtuele omgeving. Virtual reality zorgt voor een veilig en ecologisch gevarieerd onderzoek naar gap crossing gedrag. Het manipuleren van de initiële startafstand kan het begrip van de snelheidsregulering van een deelnemer bevorderen terwijl het een gat nadert. Het snelheidsprofiel kan worden beoordeeld op verschillende tussenruimtevariabelen, zoals de initiële afstand, de grootte van het voertuig en de grootte van de tussenruimte. Elke loopsimulatie resulteert in een positie/tijdreeks die kan informeren hoe de snelheid anders wordt aangepast, afhankelijk van de hiatenkenmerken. Deze methodologie kan worden gebruikt door onderzoekers onderzoeken van voetgangersgedrag en gedragsdynamiek, terwijl het gebruik van menselijke deelnemers in een veilige en realistische omgeving.
Introduction
Gap crossing, een onderscheppingsgedrag, vereist het verplaatsen van zichzelf in relatie tot een kloof tussen twee bewegende voertuigen1,2,3,4. Gap crossing omvat het waarnemen van tegemoetkomende voertuigen en het controleren van de beweging in relatie tot bewegend verkeer. Dit vereist dat acties precies worden gekoppeld aan waargenomen informatie. Veel eerdere studies hebben onderzocht perceptuele oordeel en gap-crossing gedrag met behulp van kunstmatige wegen, langs de weg simulatoren, en het scherm projectie virtuele omgevingen5,6. Echter, eerdere weg-kruising literatuur heeft een onvolledig begrip van dit gedrag, en de ecologische geldigheid van deze studies is in twijfel getrokken7,8,9.
Dit protocol presenteert een onderzoeksparadigma voor het bestuderen van gap crossing gedrag in virtual reality, waardoor de ecologische geldigheid wordt gemaximaliseerd. Een wandelsimulator wordt gebruikt om de perceptie en acties van gap crossing gedrag te onderzoeken. De simulator biedt een veilige wandelomgeving voor de deelnemers, en de werkelijke lopen in de gesimuleerde omgeving stelt onderzoekers in staat om volledig vast te leggen de wederzijdse relatie tussen waarneming en actie. Personen die daadwerkelijk een weg oversteken is bekend dat de tijdsverschil nauwkeuriger te beoordelen dan degenen die alleen mondeling besluiten om10kruis . De virtuele omgeving is ecologisch geldig en stelt onderzoekers in staat om eenvoudig taakgerelateerde variabelen te wijzigen door de parameters van het programma te wijzigen.
In deze studie wordt de oorspronkelijke startlocatie van een deelnemer gemanipuleerd om de snelheidscontrole te beoordelen terwijl de kloof wordt benaderd. Dit protocol maakt het onderzoek van voetgangers locomotion controle tijdens het onderscheppen van een kloof. Het analyseren van de snelheid van een deelnemer veranderen in de tijd maakt een functionele interpretatie van de snelheid aanpassingen, terwijl hij of zij nadert een kloof.
Bovendien geven de ruimtelijke en temporele kenmerken van onderschepte objecten aan hoe een persoon zich kan bewegen. In een kloof kruising omgeving, het veranderen van de kloof grootte (inter-voertuig afstanden) en voertuig grootte moet invloed hebben op hoe de motorie van een voetganger verandert ook. Dienovereenkomstig zal het manipuleren van de hiaatkenmerken waarschijnlijk snelheidsaanpassingen in het naderende gedrag van de deelnemer veroorzaken. Zo biedt het manipuleren van gap-kenmerken (d.w.z. de grootte van de kloof en de grootte van het voertuig) waardevolle informatie voor het begrijpen van veranderingen in kruisgedrag op basis van verschillende hiatenkenmerken. Deze studie onderzoekt hoe kinderen en jongvolwassenen hun snelheid reguleren bij het overschrijden van hiaten in verschillende oversteekomgevingen. Het profiel van de snelheidsregulering kan worden beoordeeld voor verschillende hiaatoversteekomgevingen met verschillende startlocaties, afstanden tussen voertuigen en voertuigmaten.
Protocol
Representative Results
Discussion
Eerdere studies hebben gebruikt simulatoren met geprojecteerde schermen16,17, maar dit protocol verbetert de ecologische validiteit via een volledig meeslepende virtuele weergave (dat wil zeggen, 360 graden). Bovendien, waarbij deelnemers op een loopband moeten lopen, kan worden onderzocht hoe kinderen en jongvolwassenen hun acties kalibreren naar een veranderende omgeving. De virtuele scène van dit experimentele ontwerp verandert tegelijkertijd met de beweginge…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Het Korea Instituut financierde dit werk voor Advancement of Technology en Het Ministerie van Handel, Industrie en Energie (subsidienummer 10044775).
Materials
| Customized treadmill | Kunsan National University | Treadmill built for this study | |
| Desktop PC | Multiple companies | Standard Desktop PC | |
| Oculus Rift Development Kit | Oculus VR, LLC | DK1 | Virtual reality headset |
| Walking Simulator Software | Kunsan National University | Software deloped for this experiment |
References
- Bastin, J., Craig, C., Montagne, G. Prospective strategies underlie the control of interceptive actions. Human Movement Science. 25 (6), 718-732 (2006).
- Bastin, J., Fajen, B., Montagne, G. Controlling speed and direction during interception: An affordance-based approach. Experimental Brain Research. 201 (4), 763-780 (2010).
- Chardenon, A., Montagne, G., Laurent, M., Bootsma, R. J. A Robust Solution for Dealing With Environmental Changes in Intercepting Moving Balls. Journal of Motor Behavior. 37 (1), 52-64 (2005).
- Lenoir, M., Musch, E., Thiery, E., Savelsbergh, G. J. P. Rate of change of angular bearing as the relevant property in a horizontal intercepting task during locomotion. Journal of Motor Behavior. 34 (4), 385-401 (2002).
- Oxley, J. A., Ihsen, E., Fildes, B. N., Charlton, J. L., Day, R. H. Crossing roads safely: an experimental study of age differences in gap selection by pedestrians. Accident Analysis & Prevention. 37 (5), 962-971 (2005).
- Chihak, B. J., et al. Synchronizing self and object movement: How child and adult cyclists intercept moving gaps in a virtual environment. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 36, 1535-1552 (2010).
- te Velde, A. F., van der Kamp, J., Savelsbergh, G. J. Five-to twelve-year-olds’ control of movement velocity in a dynamic collision avoidance task. British Journal of Developmental Psychology. 26 (1), 33-50 (2008).
- Simpson, G., Johnston, L., Richardson, M. An investigation of road crossing in a virtual environment. Accident Analysis & Prevention. 35 (5), 787-796 (2003).
- Lee, D. N., Young, D. S., McLaughlin, C. M. A roadside simulation of road crossing for children. Ergonomics. 27 (12), 1271-1281 (1984).
- Oudejans, R. R., Michaels, C. F., van Dort, B., Frissen, E. J. To cross or not to cross: The effect of locomotion on street-crossing behavior. Ecological Psychology. 8 (3), 259-267 (1996).
- Grechkin, T. Y., Chihak, B. J., Cremer, J. F., Kearney, J. K., Plumert, J. M. Perceiving and acting on complex affordances: How children and adults bicycle across two lanes of opposing traffic. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 39 (1), 23-36 (2013).
- O’Neal, E. E., et al. Changes in perception-action tuning over long time scales: How children and adults perceive and act on dynamic affordances when crossing roads. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 44 (1), 18-26 (2018).
- Savelsbergh, G. J. P., Rosengren, K. S., Van der Kamp, J., Verheul, M. H., Savelsbergh, G. J. P. Catching action development. The development of movement coordination in children. Application in the field of sport, ergonomics and health sciences. , 191-212 (2003).
- Plumert, J. M., Kearney, J. K. Timing Is Almost Everything: How Children Perceive and Act on Dynamic Affordances. Advances in child development and behavior. 55, 173-204 (2018).
- Chung, H. C., Choi, G., Azam, M. Effects of Initial Starting Distance and Gap Characteristics on Children’s and Young Adults’ Velocity Regulation When Intercepting Moving Gaps. Human Factors. , (2019).
- Lobjois, R., Cavallo, V. Age-related differences in street-crossing decisions: The effects of vehicle speed and time constraints on gap selection in an estimation task. Accident Analysis & Prevention. 39 (5), 934-943 (2007).
- Lobjois, R., Cavallo, V. The effects of aging on street-crossing behavior: from estimation to actual crossing. Accident Analysis & Prevention. 41 (2), 259-267 (2009).
- Yu, Y., Chung, H. C., Hemingway, L., Stoffregen, T. A. Standing body sway in women with and without morning sickness in pregnancy. Gait & Posture. 37 (1), 103-107 (2013).
- Stoffregen, T. A., Smart, L. J. Postural instability precedes motion sickness. Brain Research Bulletin. 47 (5), 437-448 (1998).
- Stoffregen, T. A., Villard, S., Chen, F. C., Yu, Y. Standing posture on land and at sea. Ecological Psychology. 23 (1), 19-36 (2011).
