Utilizzo di un simulatore di camminata in realtà virtuale per indagare sul comportamento dei pedoni
Summary
Questo protocollo descrive l’uso di un simulatore di camminata che funge da metodo sicuro ed ecologicamente valido per studiare il comportamento dei pedoni in presenza di traffico in movimento.
Abstract
Per attraversare una strada con successo, gli individui devono coordinare i loro movimenti con i veicoli in movimento. Questo documento descrive l’uso di un simulatore di camminata in cui le persone camminano su un tapis roulant per intercettare gli spazi tra due veicoli in movimento in un ambiente virtuale immersivo. La realtà virtuale consente un’indagine sicura ed ecologicamente varia sul comportamento di gap crossing. Manipolare la distanza iniziale di partenza può promuovere la comprensione della regolazione della velocità di un partecipante mentre si avvicina a un divario. Il profilo di velocità può essere valutato per varie variabili di gap crossing, come la distanza iniziale, le dimensioni del veicolo e la dimensione dello spazio. Ogni simulazione di camminata si traduce in una serie posizione/tempo in grado di informare il modo in cui la velocità viene regolata in modo diverso a seconda delle caratteristiche dello spazio. Questa metodologia può essere utilizzata dai ricercatori che studiano il comportamento pedonale e le dinamiche comportamentali impiegando partecipanti umani in un ambiente sicuro e realistico.
Introduction
Il passaggio a distanza, un comportamento intercettivo, richiede lo spostamento in relazione a uno spazio tra due veicoli inmovimento 1,2,3,4. Il passaggio a distanza comporta la percepimento dei veicoli in arrivo e il controllo del movimento in relazione allo spostamento del traffico. Ciò richiede che le azioni siano accoppiate con precisione con le informazioni percepite. Molti studi precedenti hanno esaminato il giudizio percettivo e il comportamento di gap-crossing utilizzando strade artificiali, simulatori stradali e ambienti virtuali di proiezione delloschermo 5,6. Tuttavia, la precedente letteratura sull’attraversamento della strada ha una comprensione incompleta di questo comportamento e la validità ecologica di questi studi è statamessa in discussione 7,8,9.
Questo protocollo presenta un paradigma di ricerca per studiare il comportamento di gap crossing nella realtà virtuale, massimizzando così la validità ecologica. Un simulatore di camminata viene utilizzato per esaminare la percezione e le azioni del comportamento di gap crossing. Il simulatore fornisce un ambiente di camminata sicuro per i partecipanti e la camminata effettiva nell’ambiente simulato consente ai ricercatori di catturare completamente la relazione reciproca tra percezione e azione. Gli individui che effettivamente attraversano una strada sono noti per giudicare il divario di tempo in modo più accurato rispetto a coloro che decidono solo verbalmente diattraversare 10. L’ambiente virtuale è ecologicamente valido e consente ai ricercatori di cambiare facilmente le variabili relative alle attività alterando i parametri del programma.
In questo studio, la posizione iniziale iniziale di partenza di un partecipante viene manipolata per valutare il controllo della velocità mentre si avvicina allo spazio. Questo protocollo consente l’indagine sul controllo della locomozione pedonale intercettando un varco. L’analisi della velocità di un partecipante che cambia nel tempo consente un’interpretazione funzionale delle regolazioni della velocità mentre si avvicina a uno spazio.
Inoltre, le caratteristiche spaziali e temporali degli oggetti intercettati specificano come una persona può muoversi. In un ambiente di passaggio a distanza, il cambiamento delle dimensioni dello spazio (distanze tra veicoli) e delle dimensioni del veicolo dovrebbe influire sul modo in cui cambia anche la locomozione di un pedone. Di conseguenza, la manipolazione delle caratteristiche dello spazio causerà probabilmente regolazioni della velocità nel comportamento di avvicinamento del partecipante. Pertanto, la manipolazione delle caratteristiche dello spazio (ad esempio, le dimensioni dello spazio e le dimensioni del veicolo) fornisce informazioni preziose per comprendere i cambiamenti del comportamento di attraversamento in base alle varie caratteristiche di gap. Questo studio esamina come i bambini e i giovani adulti regolano la loro velocità quando attraversano le lacune in vari ambienti di attraversamento. Il profilo di regolazione della velocità può essere valutato per vari ambienti di gap crossing con diverse posizioni di partenza, distanze tra veicoli e dimensioni del veicolo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Studi precedenti hanno utilizzato simulatori con schermiproiettati 16,17, ma questo protocollo migliora la validità ecologica attraverso una vista virtuale completamente immersiva (cioè 360 gradi). Inoltre, richiedere ai partecipanti di camminare su un tapis roulant consente l’esame di come bambini e giovani adulti calibrano le loro azioni in un ambiente che cambia. La scena virtuale di questo progetto sperimentale cambia contemporaneamente ai movimenti dei par…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Il Korea Institute ha finanziato questo lavoro per il progresso della tecnologia e il Ministero del Commercio, dell’Industria e dell’Energia (sovvenzione numero 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 |
Referencias
- 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).
