Usando um simulador de caminhada de realidade virtual para investigar o comportamento de pedestres
Summary
Este protocolo descreve o uso de um simulador de caminhada que serve como um método seguro e ecologicamente válido para estudar o comportamento dos pedestres na presença de tráfego em movimento.
Abstract
Para atravessar uma estrada com sucesso, os indivíduos devem coordenar seus movimentos com veículos em movimento. Este artigo descreve o uso de um simulador ambulante no qual as pessoas caminham em uma esteira para interceptar lacunas entre dois veículos em movimento em um ambiente virtual imersivo. A realidade virtual permite uma investigação segura e ecologicamente variada do comportamento de cruzamento de lacunas. Manipular a distância inicial de partida pode aumentar a compreensão do regulamento de velocidade de um participante ao mesmo tempo em que se aproxima de uma lacuna. O perfil de velocidade pode ser avaliado para várias variáveis de cruzamento de lacunas, como distância inicial, tamanho do veículo e tamanho de lacuna. Cada simulação de caminhada resulta em uma série de posição/tempo que pode informar como a velocidade é ajustada de forma diferente, dependendo das características de lacuna. Essa metodologia pode ser usada por pesquisadores que investigam o comportamento dos pedestres e a dinâmica comportamental ao empregar participantes humanos em um ambiente seguro e realista.
Introduction
A travessia de lacunas, um comportamento interceptador, requer mover-se em relação a uma lacuna entre dois veículos em movimento1,2,3,4. A travessia de lacunas envolve a percepção de veículos que se aproximam e o controle da movimentação do tráfego. Isso requer que as ações sejam precisamente acopladas com informações percebidas. Muitos estudos anteriores examinaram o julgamento perceptivo e o comportamento de cruzamento de lacunas usando estradas artificiais, simuladores de estrada e ambientes virtuais de projeção de tela5,6. No entanto, a literatura anterior de travessia de estradas tem uma compreensão incompleta desse comportamento, e a validade ecológica desses estudos tem sido questionada7,8,9.
Este protocolo apresenta um paradigma de pesquisa para estudar o comportamento de cruzamento de lacunas em realidade virtual, maximizando assim a validade ecológica. Um simulador ambulante é usado para examinar a percepção e as ações do comportamento de cruzamento de lacunas. O simulador proporciona um ambiente de caminhada seguro para os participantes, e a caminhada real no ambiente simulado permite que os pesquisadores capturem totalmente a relação recíproca entre percepção e ação. Indivíduos que realmente atravessam uma estrada são conhecidos por julgar a diferença de tempo com mais precisão do que aqueles que apenas decidem verbalmente atravessar10. O ambiente virtual é ecologicamente válido e permite que os pesquisadores mudem facilmente variáveis relacionadas à tarefa alterando os parâmetros do programa.
Neste estudo, o local inicial de partida de um participante é manipulado para avaliar o controle de velocidade enquanto se aproxima da lacuna. Este protocolo permite a investigação do controle de locomoção de pedestres enquanto intercepta uma lacuna. Analisar a velocidade de um participante mudando ao longo do tempo permite uma interpretação funcional dos ajustes de velocidade enquanto ele ou ela se aproxima de uma lacuna.
Além disso, as características espaciais e temporais dos objetos interceptados especificam como uma pessoa pode se mover. Em um ambiente de cruzamento de lacunas, a mudança do tamanho da lacuna (distâncias entre veículos) e o tamanho do veículo deve afetar a forma como a locomoção de um pedestre também muda. Assim, a manipulação das características do gap provavelmente causará ajustes de velocidade no comportamento de aproximação do participante. Assim, a manipulação de características de lacuna (ou seja, tamanho da lacuna e tamanho do veículo) fornece informações valiosas para entender as mudanças de comportamento de cruzamento de acordo com várias características de lacuna. Este estudo examina como crianças e jovens adultos regulam sua velocidade ao cruzar lacunas em vários ambientes de travessia. O perfil de regulação de velocidade pode ser avaliado para vários ambientes de cruzamento de lacunas com diferentes locais de partida, distâncias entre veículos e tamanhos de veículos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Estudos anteriores utilizaram simuladores com telas projetadas16,17,mas este protocolo melhora a validade ecológica através de uma visão virtual totalmente imersiva (ou seja, 360 graus). Além disso, exigir que os participantes caminhem em uma esteira permite o exame de como crianças e jovens adultos calibram suas ações para um ambiente em mudança. A cena virtual deste projeto experimental muda simultaneamente com os movimentos dos participantes, e os veí…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
O Instituto da Coreia financiou este trabalho para o Avanço da Tecnologia e do Ministério do Comércio, Indústria e Energia (número de subvenção 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).
