Toepassing incongruent visueel-tactiele prikkels tijdens object transfer met Vibro-tactiele feedback

Illusies zijn uitbuitingen van de beperkingen van onze zintuigen, omdat we ten onrechte informatie waarnemen die afwijkt van objectieve werkelijkheid. Onze perceptieve relatie is gebaseerd op onze ervaring in het interpreteren van zintuiglijke gegevens en op de berekening van onze hersenen van de meest betrouwbare schatting van de werkelijkheid in de aanwezigheid van ambigue sensorische ingang¹.

Een sub-categorie in het onderzoek van illusies is er een die incongruente zintuiglijke signalen combineert. De illusie dat de resultaten van incongruente zintuiglijke signalen afkomstig is van de constante multisensorische integratie uitgevoerd door onze hersenen. Terwijl er talrijke studies betreffende onenigheid in visueel-auditieve signalen zijn, is de incongruentie in andere sensorische paren minder gerapporteerd. Dit verschil in het aantal rapporten kan worden toegeschreven aan de hogere eenvoud in het ontwerpen van een Setup die visueel-auditieve incongruentie bevat. Echter, studies die verslag resultaten met betrekking tot andere zintuiglijke paren modaliteiten, zijn interessant. Bijvoorbeeld, het effect van incongruente visueel-haptische signalen op visuele gevoeligheid² werd bestudeerd gebruikend een systeem waar de visuele en haptische stimuli in ruimte frequentie werden gematched; echter, de haptische en visuele oriëntatie was identiek (congruent) of orthogonale (incongruente). In een andere studie, het effect van incongruente visueel-tactiele motie prikkels op de waargenomen visuele richting van de beweging werd onderzocht met behulp van een visueel-tactiele cross-modale integratie stimulator met een verlichte paneel dat visuele prikkels en een tactiele presenteert stimulator die tactiele beweging prikkels presenteert met willekeurige beweging richting, snelheid, en inspringing diepte in de huid³. Men stelde voor dat wij intern zowel de statistische distributie van de taak als onze sensorische onzekerheid vertegenwoordigen, die hen combineert op een manier verenigbaar met een prestaties-optimaliserend Bayesiaanse proces⁴.

Virtual Reality heeft de mogelijkheid om de visuele feedback te bedriegen om het onderwerp een gemakkelijke taak. Verscheidene studies gebruikten multisensorische virtuele werkelijkheid om visuele en somatosensorische informatie verkeerd af te stemmen. Bijvoorbeeld, werd de virtuele werkelijkheid onlangs gebruikt om belichaming in het lichaam van een kind te veroorzaken, met of zonder activering van een kind-als stemvervorming⁵. In een ander voorbeeld, de visuele presentatie van de loopafstand tijdens zelf-beweging werd uitgebreid en was dus incongruent met de reisafstand gevoeld door lichaam gebaseerde cues⁶. Een soortgelijke Virtual Reality Setup is ontworpen voor een wieler activiteit⁷. Alle bovengenoemde literatuur, echter, combineerde geen interferentie aan één van de betekenissen, naast het incongruente signaal. We kozen voor de tactiele zin om een dergelijke verstoring te ontvangen.

Onze tactiele sensorische systeem biedt direct bewijs over de vraag of een object wordt begrepen. Wij verwachten daarom dat wanneer de directe visuele terugkoppeling vervormd of niet beschikbaar is, de rol van het tactiele sensorische systeem in de taken van de objecten manipulatie prominent zal zijn. Echter, wat zou er gebeuren als de tactiele sensorische kanaal was ook verstoord? Dit is een mogelijke uitkomst van het gebruik van vibrotactile feedback (VTF) voor sensorische vergroting, omdat het vangt de aandacht van de individuele⁸. Vandaag, augmented feedback van de verschillende modaliteiten wordt gebruikt als een externe tool, bedoeld om onze interne zintuiglijke feedback te verbeteren en de prestaties tijdens motorisch leren, in de sport en in revalidatie-instellingen⁹.

De studie van incongruent visueel-tactiele stimuli kunnen versterken ons begrip ten aanzien van de perceptie van de zintuiglijke input. In het bijzonder, kwantificering van het additief of reductieve waarde van VTF tijdens de motorfunctie die incongruent visueel-tactiele prikkels impliceert, kan helpen in de toekomst protheses ontwerp, Smart sport-wear, of enige andere kleding die VTF op te nemen. Aangezien geamputeerden zijn beroofd van tactiele prikkels op het distale aspect van hun residuum, hun dagelijks gebruik van de VTF, ingebed in de prothese om kennis van grijpen, bijvoorbeeld, zou kunnen beïnvloeden hoe ze waarnemen visuele feedback te brengen. Het begrip van het mechanisme van waarneming onder deze voorwaarden, zal ingenieurs toelaten om VTF modaliteiten te perfectioneren om het negatieve effect op VTF gebruikers te verminderen.

Wij poogden het effect van VTF op de reactie op incongruente visueel-tactiele stimuli te testen. In de voorgestelde opstelling, wordt de tactiele terugkoppeling verworven door een blok te grijpen en het te bewegen over een verdeling; de visuele feedback is een real-time virtuele presentatie van het bewegende blok en de partitie (verkregen met behulp van een motion capture-systeem). Aangezien het onderwerp wordt verhinderd het zien van de werkelijke handbeweging, de enige visuele feedback is de virtuele. De congruente feedback is de betrouwbare presentatie van de beweging van het blok, zodat het onderwerp van mening dat het blok is begrepen en ziet het bewegen samen met het pad van de hand. De incongruent feedback verschijnt als de beweging van het blok doorschakelt van de werkelijke beweging pad, zodat het lijkt te laten vallen van de hand wanneer het eigenlijk nog steeds in het bezit van het onderwerp, waardoor tegenstrijdig de tactiele feedback. Drie hypothesen werden getest: bij het verplaatsen van een object van de ene plaats naar de andere met behulp van virtuele visuele feedback, (i) het pad en de duur van de overdracht van het object beweging zal toenemen wanneer incongruent visueel-tactiele prikkels wordt gepresenteerd, (II) deze verandering zal verhoging wanneer incongruent visueel-tactiele prikkels wordt gepresenteerd en VTF wordt geactiveerd op de bewegende arm, en (III) een positieve correlatie zal worden gevonden tussen de waargenomen moeilijkheidsgraad van het uitvoeren van de taak met de VTF geactiveerd en het pad en de duur van de overdrachts beweging van het object. De eerste hypothese komt voort uit voornoemde literatuur dat het verslag dat verschillende modaliteiten van incongruente feedback van invloed op onze antwoorden. De tweede hypothese heeft betrekking op de eerdere bevindingen dat VTF de aandacht van het individu vastlegt. Voor de derde hypothese, gingen we ervan uit dat onderwerpen die meer verstoord door de VTF, zal vertrouwen op de virtuele visuele feedback meer dan hun tactiele zin.