נציג המחקר מומן על ידי קרן המדע הלאומית השוויצרית כחלק המענק "Wayfinding ב החברתית סביבות" (מספר 100014_162428). אנחנו רוצים להודות Moussaid מ לדיונים תובנה. אנחנו גם רוצים להודות וילהלם ג פ Thaler, ח' דורון גבאי, S. Madjiheurem, א Ingold, א Grossrieder על עבודתם במהלך פיתוח תוכנה.

כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי ועדת האתיקה מחקר של ETH ציריך במסגרת ההצעה EK 2015-N-37.
1. לגייס המשתתפים על ניסיוני הפגישה המתוכננת.
<ol><li>לטעום את המשתתפים במסגרת אילוצים מסוים (למשל., גיל, מין, רקע חינוכי) באמצעות מערכת גיוס משתתף.</li>
	<li>לשלוח הזמנות בדוא ל המשתתפים שנבחרו באקראי תוך שימוש בפרטי ההתקשרות על ידי מערכת גיוס.</li>
	<li>המתן אלה למשתתפים להירשם דרך המערכת. ודא כי משתתפים יותר מאשר נדרש (למשל., 4 בתפוסה מלאה המשתתפים עבור הפעלה הדורשת 36 אנשים) לרשום. המשתתפים בתפוסה מלאה לסייע להבטיח כי הפעלה היא מעשית במקרה של הגעה.</li>
	<li>ודא כי דוא ל אישור. נשלחת למשתתפים הרשומים באופן אוטומטי.</li>
</ol>2. מכינים את ההפעלה הניסיונית.
<ol><li>להכין את סביבת מעבדה.<ol>
<li>הדפס את רשימת המשתתפים מתוך מערכת גיוס.</li>
		<li>הפעל את השרת ואת האורות בחדר הבקרה של DeSciL ולארגן החדרים בדיקות בהתאם למספר המשתתפים נדרשים.</li>
		<li>העתק קובץ ההפעלה הניסוי תוכנית והקבצים שלה המתאימים התצורה בכונן הרשת. זו תוכנית ההפעלה פורס מסגרת תוכנה שכתוב מותאמת אישית המבוססת על מנוע המשחק אחדות כדי לתמוך לקוח-שרת תקשורת בין מחשבים שונים באמצעות רשת תקשורת מקומית. לניסויים ניווט, המסגרת מספק ממבט הציפור המתבונן השרת מערכת לניטור ההתנהגויות של הלקוח במהלך הניסוי.</li>
		<li>פתוח Scripting משולב PowerShell סביבה על שולחן העבודה של Windows. המסוף PowerShell, ציין מערך של שמות מחשבים (למשל., $pool = "descil-w01", "descil-w02"...) כדי ליצור אובייקט בריכה הלקוח. בשלב הבא, הקלד התחלה-בריכת $pool להתחיל מחשבי הלקוח ואת הקופה-בריכת $pool כדי להתחבר לשרת מחשבי הלקוח.</li>
		<li>להכין את המחשבים בצד הלקוח לפני השקת התוכנית. הקלד בבריכה-Invoke {הר-NetworkShare $path} כדי לכוון את המחשבים כדי להזין את נתיב התיקיה הנכונה.</li>
		<li>לבצע את הפונקציות מוכן בשרת (כלומר., התחל-GameServer) ובלקוחות (כלומר., בבריכה-Invoke {התחלה-GameClient}). ציין את כתובת ה-IP של השרת כפרמטר של הפונקציה.</li>
		<li>המתן הודעה על הצג של השרת המציין חיבור מוצלח.</li>
		<li>להפיץ את הטפסים ואת עטים בתא כל. טפסי הסכמה מכיל המידע לגבי המחקר (למשל., מטרת המחקר, פוטנציאל הסיכונים והיתרונות של הניסוי), פרטי איש הקשר עבור הנסיין, ו כתב ויתור משפטי.</li>
		<li>ערבב את חפיסת ישיבה כרטיסי המציינים את סידור הישיבה של המשתתפים.</li>
	</ol>
</li>
	<li>ברוכים הבאים המשתתפים.<ol>
<li>שאלו את המשתתפים לחכות מחוץ למעבדה. 5 דקות לפני זמן, להתחיל הרשמי לבדוק מסמכים הזהות המשתתפים על מנת להבטיח כי הם תואמים את רשימת המשתתפים הרשומים. במקביל, שהמשתתפים יוכלו לבחור קלף זה מצביע על מספר המושב שלהם. יש את המשתתפים לצעוד. המשרד המתאים ולחכות שהניסוי יתחיל.</li>
		<li>המתן מספר דקות אצל המשתתפים לקרוא, לחתום על טפסי הסכמה. לאסוף את הטפסים האלה לפני ביצוע הניסוי.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. עורכים את הניסוי.
<ol><li>שידור בהתאם להוראות ניסוי עם המיקרופון כדי שכל המשתתפים. להודיע להם על הכללים הבסיסיים, לרבות אין תקשורת למשתתפים אחרים ומכשירים אלקטרוניים אישי לא מותרת. שאלו את המשתתפים להעלות את הידיים שלהם אם יש להם שאלות לגבי הניסוי.</li>
	<li>להתחיל את הניסוי על-ידי הצגת השאלון הדמוגרפי (למשל., מין, גיל) על כל לקוח.</li>
	<li>לפרוס את זירת אימונים כדי ללמד המשתתפים כיצד לתמרן דרך הסביבה הוירטואלית. אם המשתתפים מתקשה באמצעות ממשק שליטה (למשל. עכבר, לוח מקשים), לכו לכיוון התא שלהם על מנת לסייע להם. נמשיך לעקוב התקדמות המשתתפים על-ידי בקשת צילומי מסך של כל הלקוחות (כלומר., הקלד Get-מסך ב- PowerShell מסוף) עד שכל המשתתפים סיימו את האימון עצמו.</li>
	<li>לאחר התרגול, להתחיל שלב הבדיקה של הניסוי. להתבונן התנהגויות המשתתפים מממשק ממעוף הציפור במחשב השרת. לשלוח הודעות אזהרה למשתתפים דרך התוכנית אם הם עושים משהו לא תקין על ידי לחיצה על ההתגשמות שלהם. אחרת, נסה לא להתערב עם המשתתפים במהלך הניסוי.</li>
	<li>ודא כי יש תקופת המתנה קצרה לפני כל משפט את הסצנה הבאה וטעינה ומאפשר למשתתפים לקרוא את ההוראות.</li>
</ol>4. לסיים את הניסוי.
<ol><li>לסגור את התוכנית שרת ולקוח על-ידי הקלדת עצירה-GameClient ועצור-GameServer במסוף PowerShell.</li>
	<li>שאלו את המשתתפים נשארים עד את המספר שלהם נקרא במיקרופון.</li>
	<li>לחלץ את הציונים הסופי המשתתפים מתוך הקובץ "Score.txt" בתוך תיקיית הפרוייקט במחשב השרת ולהמרת ציוני הקבלה שלהם תשלום כספי.</li>
	<li>תקרא את המספרים תא אחד בכל פעם ולפגוש כל משתתף בדלפק הקבלה. תודה למשתתפים ולתת להם את התשלום המתאים.</li>
	<li>לבחון את חדרונים ולאסוף כל העטים הנותרים או טפסים.</li>
	<li>להעתיק ולשמור את הנתונים ניסוי מהשרת לדיסק חיצוני לצורך ניתוח עתידי.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Waller, D., Nadel, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Spatial Cognition. , (2013).</li><li>Denis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Space and Spatial Cognition: A Multidisciplinary Perspective. , (2017).</li><li>Moussa&#239;d, M., Kapadia, M., Thrash, T., Sumner, R. W., Gross, M., Helbing, D., H&#246;lscher, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crowd+behaviour+during+high-stress+evacuations+in+an+immersive+virtual+environment.">Crowd behaviour during high-stress evacuations in an immersive virtual environment.</a> Journal of the Royal Society Interface. 13 (122), 20160414 (2016).</li><li>Gr&#252;bel, J., Weibel, R., Jiang, M. H., H&#246;lscher, C., Hackman, D. A., Schinazi, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EVE:+A+Framework+for+Experiments+in+Virtual+Environments.">EVE: A Framework for Experiments in Virtual Environments.</a> Spatial Cognition X: Lecture Notes in Artificial Intelligence. , 159-176 (2017).</li><li>Loomis, J. M., Blascovich, J. J., Beall, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immersive+virtual+environment+technology+as+a+basic+research+tool+in+psychology.">Immersive virtual environment technology as a basic research tool in psychology.</a> Behavior Research Methods, Instruments, &amp; Computers. 31 (4), 557-564 (1999).</li><li>Brooks, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What's+Real+About+Virtual+Reality?.">What's Real About Virtual Reality?.</a> Proceedings IEEE Virtual Reality. , (1999).</li><li>Moorthy, K., Munz, Y., Jiwanji, M., Bann, S., Chang, A., Darzi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validity+and+reliability+of+a+virtual+reality+upper+gastrointestinal+simulator+and+cross+validation+using+structured+assessment+of+individual+performance+with+video+playback.">Validity and reliability of a virtual reality upper gastrointestinal simulator and cross validation using structured assessment of individual performance with video playback.</a> Surgical Endoscopy and Other Interventional Techniques. 18 (2), 328-333 (2004).</li><li>Weisberg, S. M., Schinazi, V. R., Newcombe, N. S., Shipley, T. F., Epstein, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variations+in+cognitive+maps:+Understanding+individual+differences+in+navigation.">Variations in cognitive maps: Understanding individual differences in navigation.</a> Journal of Experimental Psychology: Learning Memory and Cognition. 40 (3), 669-682 (2014).</li><li>Schinazi, V. R., Nardi, D., Newcombe, N. S., Shipley, T. F., Epstein, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+size+predicts+rapid+learning+of+a+cognitive+map+in+humans.">Hippocampal size predicts rapid learning of a cognitive map in humans.</a> Hippocampus. 23 (6), 515-528 (2013).</li><li>Ruddle, R. A., Payne, S. J., Jones, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Navigating+Large-Scale+&amp;#34;Desk-+Top&amp;#34;+Virtual+Buildings:+Effects+of+orientation+aids+and+familiarity.">Navigating Large-Scale &amp;#34;Desk- Top&amp;#34; Virtual Buildings: Effects of orientation aids and familiarity.</a> Presence. 7 (2), 179-192 (1998).</li><li>Riva, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Virtual+Reality+in+Psychotherapy:+Review.">Virtual Reality in Psychotherapy: Review.</a> CyberPsychology &amp; Behavior. 8 (3), 220-230 (2005).</li><li>Ruse, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+Virtual+Reality+Assessment+of+Everyday+Living+Skills.">Development of a Virtual Reality Assessment of Everyday Living Skills.</a> Journal of Visualized Experiments. (86), 1-8 (2014).</li><li>Ploydanai, K., van den Puttelaar, J., van Herpen, E., van Trijp, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+a+Virtual+Store+As+a+Research+Tool+to+Investigate+Consumer+In-store+Behavior.">Using a Virtual Store As a Research Tool to Investigate Consumer In-store Behavior.</a> Journal of Visualized Experiments. (125), 1-15 (2017).</li><li>Satava, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Virtual+reality+surgical+simulator+-+The+first+steps.">Virtual reality surgical simulator - The first steps.</a> Surgical Endoscopy. 7 (3), 203-205 (1993).</li><li>Stanney, K. M., Hale, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of virtual environments: Design, implementation, and applications. , 811-834 (2014).</li><li>Ryu, J., Kim, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+a+vibro-tactile+display+for+enhanced+collision+perception+and+presence.">Using a vibro-tactile display for enhanced collision perception and presence.</a> Proceedings of the ACM symposium on Virtual reality software and technology VRST 04. , 89 (2004).</li><li>Louison, C., Ferlay, F., Mestre, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatialized+vibrotactile+feedback+contributes+to+goal-directed+movements+in+cluttered+virtual+environments.">Spatialized vibrotactile feedback contributes to goal-directed movements in cluttered virtual environments.</a> 2017 IEEE Symposium on 3D User Interfaces (3DUI). , 99-102 (2017).</li><li>Knierim, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tactile+Drones+-+Providing+Immersive+Tactile+Feedback+in+Virtual+Reality+through+Quadcopters.">Tactile Drones - Providing Immersive Tactile Feedback in Virtual Reality through Quadcopters.</a> Proceedings of the 2017 CHI Conference Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems - CHI EA '17. , 433-436 (2017).</li><li>Serafin, S., Nordahl, R., De G&#246;tzen, A., Erkut, C., Geronazzo, M., Avanzini, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sonic+interaction+in+virtual+environments.">Sonic interaction in virtual environments.</a> 2015 IEEE 2nd VR Workshop on Sonic Interactions for Virtual Environments (SIVE). , 1-2 (2015).</li><li>Gr&#252;bel, J., Thrash, T., H&#246;lscher, C., Schinazi, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+a+conceptual+framework+for+predicting+navigation+performance+in+virtual+reality.">Evaluation of a conceptual framework for predicting navigation performance in virtual reality.</a> PLoS One. 12 (9), (2017).</li><li>Thrash, T., Kapadia, M., Moussaid, M., Wilhelm, C., Helbing, D., Sumner, R. W., H&#246;lscher, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+control+interfaces+for+desktop+virtual+environments.">Evaluation of control interfaces for desktop virtual environments.</a> Presence. 24 (4), (2015).</li><li>Ruddle, R. A., Volkova, E., B&#252;lthoff, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+to+walk+in+virtual+reality.">Learning to walk in virtual reality.</a> ACM Transactions on Applied Perception. 10 (2), 1-17 (2013).</li><li>Moussa&#239;d, M., Perozo, N., Garnier, S., Helbing, D., Theraulaz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+walking+behaviour+of+pedestrian+social+groups+and+its+Impact+on+crowd+dynamics.">The walking behaviour of pedestrian social groups and its Impact on crowd dynamics.</a> PLoS One. 5 (4), e10047 (2010).</li><li>Bode, N. W. F., Franks, D. W., Wood, A. J., Piercy, J. J. B., Croft, D. P., Codling, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinguishing+Social+from+Nonsocial+Navigation+in+Moving+Animal+Groups.">Distinguishing Social from Nonsocial Navigation in Moving Animal Groups.</a> The American Naturalist. 179 (5), 621-632 (2012).</li><li>Kinateder, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+influence+on+route+choice+in+a+virtual+reality+tunnel+fire.">Social influence on route choice in a virtual reality tunnel fire.</a> Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behaviour. 26, 116-125 (2014).</li><li>Drury, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cooperation+versus+competition+in+a+mass+emergency+evacuation:+A+new+laboratory+simulation+and+a+new+theoretical+model.">Cooperation versus competition in a mass emergency evacuation: A new laboratory simulation and a new theoretical model.</a> Behavior Research Methods. 41 (3), 957-970 (2009).</li><li>Helbing, D., Buzna, L., Johansson, A., Werner, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-Organized+Pedestrian+Crowd+Dynamics:+Experiments,+Simulations,+and+Design+Solutions.">Self-Organized Pedestrian Crowd Dynamics: Experiments, Simulations, and Design Solutions.</a> Transportation Science. 39 (1), 1-24 (2005).</li><li>Moussa&#239;d, M., Helbing, D., Theraulaz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+simple+rules+determine+pedestrian+behavior+and+crowd+disasters.">How simple rules determine pedestrian behavior and crowd disasters.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (17), 6884-6888 (2011).</li><li>Singh, S., Kapadia, M., Faloutsos, P., Reinman, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+open+framework+for+developing,+evaluating,+and+sharing+steering+algorithms.">An open framework for developing, evaluating, and sharing steering algorithms.</a> International Workshop on Motion in Games. , 158-169 (2009).</li><li>Singh, S., Kapadia, M., Hewlett, B., Reinman, G., Faloutsos, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+modular+framework+for+adaptive+agent-based+steering.">A modular framework for adaptive agent-based steering.</a> Symposium on Interactive 3D Graphics and Games. , (2011).</li><li>Bode, N., Codling, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+exit+route+choice+in+virtual+crowd+evacuations.">Human exit route choice in virtual crowd evacuations.</a> Animal Behaviour. 86, 347-358 (2013).</li><li>Bode, N. W. F., Kemloh Wagoum, A. U., Codling, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+responses+to+multiple+sources+of+directional+information+in+virtual+crowd+evacuations.">Human responses to multiple sources of directional information in virtual crowd evacuations.</a> Journal of the Royal Society Interface. 11 (91), 20130904 (2014).</li><li>Pandzic, I. S., Capin, T., Lee, E., Thalmann, N. M., Thalmann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+flexible+architecture+for+virtual+humans+in+networked+collaborative+virtual+environments.">A flexible architecture for virtual humans in networked collaborative virtual environments.</a> Computer Graphics Forum. 16, (1997).</li><li>Joslin, C., Pandzic, I. S., Thalmann, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trends+in+networked+collaborative+virtual+environments.">Trends in networked collaborative virtual environments.</a> Computer Communications. 26 (5), 430-437 (2003).</li><li>Molka-Danielsen, J., Chabada, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+the+3D+multi+user+virtual+environment+of+Second+Life+to+emergency+evacuation+simulation.">Application of the 3D multi user virtual environment of Second Life to emergency evacuation simulation.</a> System Sciences (HICSS), 2010 43rd Hawaii International Conference. , 1-9 (2010).</li><li>Normoyle, A., Drake, J., Safonova, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Egress online: Towards leveraging massively, multiplayer environments for evacuation studies. , (2012).</li><li>Bock, O., Baetge, I., Nicklisch, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=hroot:+Hamburg+registration+and+organization+online+tool.">hroot: Hamburg registration and organization online tool.</a> European Economic Review. 71, 117-120 (2014).</li><li>Tanvir Ahmed, D., Shirmohammadi, S., Oliveira, J., Bonney, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supporting+large-scale+networked+virtual+environments.">Supporting large-scale networked virtual environments.</a> Virtual Environments, Human-Computer Interfaces and Measurement Systems, 2007. IEEE Symposium. , 150-154 (2007).</li><li>Cipresso, P., Bessi, A., Colombo, D., Pedroli, E., Riva, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computational+psychometrics+for+modeling+system+dynamics+during+stressful+disasters.">Computational psychometrics for modeling system dynamics during stressful disasters.</a> Frontiers in Psychology. 8, 1-6 (2017).</li><li>Bernold, E., Gsottbauer, E., Ackermann, K., Murphy, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Social framing and cooperation: The roles and interaction of preferences and beliefs. , 1-26 (2015).</li><li>Balietti, S., Goldstone, R. L., Helbing, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peer+review+and+competition+in+the+Art+Exhibition+Game.">Peer review and competition in the Art Exhibition Game.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (30), 8414-8419 (2016).</li><li>Gomez-Marin, A., Paton, J. J., Kampff, A. R., Costa, R. M., Mainen, Z. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Big+behavioral+data:+Psychology,+ethology+and+the+foundations+of+neuroscience.">Big behavioral data: Psychology, ethology and the foundations of neuroscience.</a> Nature Neuroscience. 17 (11), 1455-1462 (2014).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

במאמר זה, אנו המתואר מעבדה מציאות מדומה שולחן עבודה מרובת משתמשים בו עד 36 משתתפים יכול אינטראקציה ולנווט בו זמנית דרך סביבות וירטואליות שונות. פרוטוקול נסיוני מפרט את השלבים הדרושים עבור סוג זה של מחקר וייחודי לתרחישי מרובת משתמשים. שיקולים ספציפיים תרחישים אלה כוללים את מספר המשתתפים בא...

מחקר על קוגניציה מרחבית, ניווט בדרך כלל מחקרים על קבלת החלטות מרחביות (למשל., פונים שמאלה או ימינה בצומת) וייצוג הנפשית של אנשים אמיתיים סביבות וירטואליות1,2. היתרונות של מציאות וירטואלית (VR) כוללים למניעת בעיות אתיות ובטיחות (למשל., במהלך פינוי מסוכן3), המדידה אוטומטית ניתוח של נתונים מרחביים4ואני שילוב מאוזן של פנימי, תוקף חיצוני5,6,7. לדוגמה, וייסברג ועמיתיו מורחב מחקרים קודמים על הבדלים אינדיבידואליים ברכישת הידע המרחבי על ידי הפגנת המרחבי משימות ב- VR יכול לספק מדד אובייקטיבי התנהגותית של היכולת המרחבית8. מחקר זה גם הציע כי ההתנהגות הניווט ב- VR קירוב הניווט בעולם האמיתי כי הסביבה הוירטואלית היה נדגמה לפי הקמפוס של אוניברסיטת בשימוש על ידי Schinazi ועמיתיו9 (ראה גם המחקר של Ruddle ועמיתיו 10)-VR הוחלה גם על פסיכותרפיה11, הערכה קלינית12, התנהגות הצרכן13,14,ניתוח15. עם זאת, רוב מערכות VR חוסר משוב נראה שההתפתחות שלהם ושמע, אשר עשוי לשפר את הנוכחות, טבילה16,17,18,19, דורשים הכשרה עם ממשק שליטה20 21, ,22, ואת חוסר רמזים חברתיים. ואכן, אנשים בעולם האמיתי לעתים קרובות עוברים קבוצות23, להימנע או לעקוב אחר אנשים3,24, החלטות בהתבסס על ההקשר החברתי25,26.
במקביל, מחקר על התנהגות הקהל מתמקדת לעתים קרובות מתהווה מאפייני קהל (למשל, היווצרות ליין, גודש על צווארי בקבוק) הדמיה במחשב או הנהוגות בעולם האמיתי. לדוגמה, Helbing ועמיתיו השתמשו בשילוב של תצפיות מהעולם האמיתי וסימולציות מחשב, על מנת להציע שיפורים זרימת התנועה בצומת על-ידי הפרדת תזרים יצוא מחסומים פיזיים, הצבת מכשול בפני מרכז27. Moussaïd ועמיתיו השתמשו מודל מבוססי היוריסטיקה ללמוד בעל צפיפות מצבים במהלך אסון28הקהל. גישה זו הציעו שיפורים סביבה איכות הסביבה לאירועים המוניים כדי למנוע אסונות הקהל. בעזרת מסגרת קוד פתוח קיימות, ביצוע סימולציות כאלה יכול להיות קל יחסית. SteerSuite היא מסגרת קוד פתוח המאפשרת למשתמשים לדמות אלגוריתמים היגוי והתנהגות הקהל בקלות על-ידי מתן כלים עבור הקלת, תפעול, ובדיקות29. מסגרת זו יכולה לספק הליבה של ההיגיון הניווט של סוכן, אשר הוא קריטי עבור הקהל מוצלחת סימולציה. בנוסף, סינג ועמיתיו הוכיחו פלטפורמה אחת המשלבת מגוון רחב של טכניקות30היגוי. בעוד חוקרים יכולים להציע עיצוב התערבויות באמצעות סימולציות כאלה, הם לעיתים נדירות מאומתות עם משתתפים האנושי באווירה מבוקרת. ניסויים מבוקרים הם נדירים במחקר הקהל כי הם יכולים להיות קשה לארגן ומסוכן למשתתפים.
כבר מועסקים VR לחקור התנהגות חברתית באמצעות פשוטים ומורכבים בסביבות וירטואליות עם אחד או יותר במחשב-מדומה סוכנים. במחקר של31,בודה ועמיתיו32, המשתתפים התבקשו לפנות סביבה וירטואלית פשוטה מנקודת מבט מלמעלה בין מספר סוכנים ומצא כי הבחירה יציאה הושפע שילוט סטטיים ומוטיבציה. הצגת המשתתפים עם סביבה מורכבת יותר מנקודת מבט בגוף ראשון, Kinateder ועמיתיו מצאו כי המשתתפים היו בסבירות גבוהה יותר פעל סוכן הדמיה במחשב יחיד במהלך הבריחה מן אש במנהרה וירטואלי של25. בסביבה וירטואלית מורכבת עם מספר סוכנים, דרורי ועמיתיו מצאו כי המשתתפים נטו לסייע סוכן שנפלו במהלך פינוי כאשר הם זיהו עם הקהל26. באופן קולקטיבי, ממצאים אלה מראים כי VR יכול להיות דרך יעילה. לקבל התנהגויות חברתיות, אפילו עם סוכנים מדומה-המחשב. עם זאת, כמה התנהגויות הקהל רק ייבחנו כאשר יש קליטה חברתית ריאליסטית (כלומר., כאשר המשתתפים מודעים אווטארים אחרים נשלטים על-ידי אנשים3). על מנת לטפל זה חסרון, בפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטה עבור ניצוח ניסויים מבוקרים עם משתמשים מרובים בתוך מלכודת VR ברשת. גישה זו ננקטה במחקר שנערך לאחרונה על ידי Moussaid ועמיתיו במטרה לחקור את ההתנהגות הפינוי של 36 משתתפים ברשת3.
מחקר על VR ברשת התמקדה בנושאים שלא קשורים אל ניווט אסטרטגיות33,34 ו/או הסתמך על פלטפורמות המשחקים המקוונים קיימים כגון החיים השניים. לדוגמה, Molka-Danielsen ו- Chabada חקר הפינוי התנהגות במונחים של יציאה הבחירה ואת הידע המרחבי של הבניין באמצעות גייס בקרב משתמשים קיימים של החיים השניים35משתתפים. בעוד המחברים מספקים תוצאות תיאורי (למשל., חזותיים של מסלולים), מחקר זה היו בעיות עם גיוס משתתף, בקרה ניסויית של הכללה מעבר במקרה הספציפי הזה. לאחרונה, Normoyle ועמיתיו מצאו כי משתמשים קיימים החיים השני, המשתתפים במעבדה היו דומות מבחינת בחירה ביצועים ויציאה פינוי ושונה מבחינת נוכחות דיווח עצמי ותסכול באמצעות הפקד ממשק36. ממצאי מחקרים אלה שני להאיר כמה מן האתגרים וההזדמנויות המוענקת על ידי באינטרנט, ניסויי מעבדה. לימודים מקוונים מסוגלים ציור של הרבה גדולים יותר ובעלי מוטיבציה אוכלוסיה של המשתתפים הפוטנציאליים. עם זאת, במחקרי מעבדה מאפשרים שליטה יותר נסיוני של הסביבה הפיזית, הפרעות אפשריות. בנוסף, מחקרים באינטרנט עלולה להוות דאגות אתיות לגבי נתונים אנונימיות וסודיות.
כמו מעבדה VR שולחן העבודה ברשת, המעבדה במדעי ההחלטה (DeSciL) ב- ETH ציריך משמש בעיקר ללמוד אינטראקציות קבלת ההחלטות ואת אסטרטגי כלכלי בסביבה מבוקרת. התשתית הטכנולוגית-DeSciL מורכב של חומרה, תוכנה לאוטומציה מעבדה תוכנה התומכת שולחן העבודה של המשתמש מרובת VR ההתקנה. החומרה כוללת מחשבים שולחניים בעלי ביצועים גבוהים עם מערכת הפעלה Microsoft Windows 10 ארגוני, ממשקי בקרה (למשל., העכבר, לוח המקשים, ג'ויסטיקים), אוזניות, ואת העין עוקבים (טבלה של חומרים). כל לקוח המחשבים מחוברים באמצעות Ethernet של אחד ג'יגה סיביות לשניה לרשת האוניברסיטה, המשותף באותו קובץ ברשת. אין שום עיכוב גלוי או השהיה כאשר קיימים לקוחות 36 מחובר. מספר המסגרות לשנייה היא בעקביות מעל 100. הניסויים הם גם הצליחו, נשלט באמצעות מעבדה באוטומציה תוכנה המבוססת על Microsoft PowerShell (קרי, ב- PowerShell הרצוי המדינה ותצורה של PowerShell Remoting). כל השלבים הרלוונטיים מפרוטוקול מראש עם סקריפטים ב- PowerShell בשם ה-cmdlet הבאים (למשל., התחל-מחשב, מחשב-Stop). במהלך הניסוי, סקריפטים אלה שניתן לבצע בו זמנית, מרחוק על כל מחשבי הלקוח. סוג זה של מעבדה באוטומציה מבטיחה מצב זהה של הלקוח מחשבים, מפחית מורכבות ושגיאות אפשריות במהלך הבדיקה המדעית, ומונעת חוקרים מהצורך לבצע משימות חוזרות ידנית. על הניסויים הניווט, אנו משתמשים על מנוע המשחק של אחדות (< https://unity3d.com/>) על מנת לתמוך בפיתוח של סביבות 2D and 3D עבור שולחן העבודה של משתמשים, אינטראקטיבי VR. מחשבי הלקוח 36 מחוברים לשרת באמצעות ארכיטקטורת שרת הסמכותי. בתחילתו של כל ניסוי, לכל לקוח שולח בקשת הנזק לשרת, מגיב השרת על-ידי יצירת מופעים אווטאר עבור משתמש זה על כל המכונות מחוברים. גלגול של כל משתמש יש מצלמה עם מבט של שדה 50 מעלות. לאורך כל הניסוי, הלקוחות לשלוח למשתמש ' קלט אל השרת, השרת ומעדכן את התנועה של כל הלקוחות.
במעבדה הפיזי, כל מחשב מוכלת בתוך תא נפרד בתוך שלושה חדרים עצמאיות-למחצה (איור 1). הגודל הכולל של המעבדה הוא 170 מ'2 (150 מ'2 עבור ניסוי בחדר ו 20 מ'2 עבור חדר הבקרה). כל אחד מהחדרים הללו הינו מצויד עם התקני הקלטה אודיו ווידאו. ניסויים משולטים מחדר סמוך נפרדות (כלומר., על ידי מתן הוראות, ייזום התוכנית הניסיונית). מחדר זה שליטה, ניסויים תוכלו לצפות גם המשתתפים בסביבות וירטואליות ופיזיות. יחד עם בחוג לכלכלה-אוניברסיטת ציריך (zürich), DeSciL גם שומר את המרכז האוניברסיטאי רישום עבור משתתפי המחקר, אשר יושמה המבוסס על ה-root37.
למרות מערכות דומות תוארו של ספרות38, DeSciL הוא המעבדה פונקציונלי הראשונה מתאימה לניסויים VR שולחן עבודה מרובת משתמשים, על הניווט והתנהגות הקהל לידע שלנו. כאן, אנו מתארים את הפרוטוקול עבור ביצוע ניסוי DeSciL, נוכח תוצאות נציג אחד ללמוד על התנהגות חברתית ניווט ולדון את הפוטנציאל ואת המגבלות של מערכת זו.

<table><tbody><tr><td>PC</td><td>Lenovo</td><td>IdeaCentre AIO 700</td><td>24&amp;rsquo;&amp;rsquo; screen, 16 GB RAM, and SSDs. CPU: Intel core i7. GPU:NVidia GeForce GTX 950A</td></tr><tr><td>Keyboard</td><td>Lenovo</td><td>LXH-EKB-10YA</td><td></td></tr><tr><td>Mouse</td><td>Lenovo</td><td>SM-8825</td><td></td></tr><tr><td>Eye tracker</td><td>Tobii Technology</td><td>Tobii EyeX</td><td>Data rate: 60 Hz. Tracking screen size: Up to 27&amp;Prime;</td></tr><tr><td>Communication audio system</td><td>Biamp Systems</td><td>Networked paging station - 1</td><td>Ethernet:100BaseTX</td></tr></tbody></table>

a networked desktop virtual reality setup for decision science and navigation experiments with multiple participants

חוקרים את האינטראקציות בין מספר המשתתפים הוא אתגר עבור חוקרים מתחומים שונים, כולל במחלקה למדעי החברה, קוגניציה מרחבית. רשת תקשורת מקומית, פלטפורמת תוכנה ייעודית, ניסויים יכול ביעילות לפקח על אופן הפעולה של המשתתפים זה בו זמנית שקועים בתוך סביבת שולחן עבודה וירטואלית, digitalize את הנתונים שנאספו. יכולות אלה מאפשרות עיצובים מוטוריים במחקר המרחבי קוגניציה, ניווט זה יהיה קשה (אם לא בלתי אפשרי) לנהל בעולם האמיתי. ניסיוני ווריאציות אפשריות כוללות מתח במהלך פינוי, פעילויות חיפוש קואופרטיב and תחרותי, וגורמים אחרים הקשרית שעשוי להשפיע על התנהגות הקהל מתהווה. עם זאת, מעבדה כזה דורש תחזוקה, נהלים ברורים עבור אוסף נתוני באווירה מבוקרת. בזמן תוקף חיצוני במחקרי מעבדה עם משתתפים האדם נחקרת לפעמים, מספר מאמרים אחרונים מראים כי ההתכתבות בין אמיתי סביבות וירטואליות עשוי להיות מספיק ללמוד התנהגות חברתית במונחים של מסלולים, ההיסוסים ואת החלטות מרחביות. במאמר זה, אנו מתארים שיטה של ניסויים על קבלת החלטות, ניווט עם עד 36 משתתפים בהתקנה ברשת מציאות מדומה של שולחן העבודה (כלומר., החלטה סיינס לברטורי או DeSciL). פרוטוקול ניסוי זה יכול להיות מותאם, שהוחלו על-ידי חוקרים אחרים כדי להגדיר מעבדה ברשת מציאות מדומה של שולחן העבודה.

לכל לקוח בכל ניסוי, נתוני הניסוי DeSciL כוללות בדרך כלל מסלולים, חותמות זמן, מדדי ביצועים (למשל., אם המשתתף בכיוון "הנכונה" בצומת מסוים). נציג מחקר חקר את ההשפעות של שילוט המורכבות על בחירת מסלול לקהל של המשתתפים אנושי (עם תמונות אישיות וירטואלית) בסביבה פשוטה בצורת Y וירטו...

Watch this Scientific Journal Video about A Networked Desktop Virtual Reality Setup for Decision Science and Navigation Experiments with Multiple Participants at JoVE.com

A Networked Desktop Virtual Reality Setup for Decision Science and Navigation Experiments with Multiple Participants

מאמר זה מתאר שיטה עבור ניסויים מרובת משתמשים על קבלת החלטות, ניווט באמצעות מעבדה מחשב מרושת.

מלכודת ברשת מציאות מדומה של שולחן העבודה עבור ההחלטה מדע, ניסויים ניווט עם משתתפים מרובים

Investigating the interactions among multiple participants is a challenge for researchers from various disciplines, including the decision sciences and ...

a-networked-desktop-virtual-reality-setup-for-decision-science

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Behavior

5.9K Views.  ETH Zürich. מאמר זה מתאר שיטה עבור ניסויים מרובת משתמשים על קבלת החלטות, ניווט באמצעות מעבדה מחשב מרושת.

Video: A Networked Desktop Virtual Reality Setup for Decision Science and Navigation Experiments with Multiple Participants

Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality 

Fear conditioning is a widely used paradigm in non-human animal research to investigate the neural mechanisms underlying fear and anxiety. A major challenge in conducting conditioning studies in humans is the ability to strongly manipulate or simulate the environmental contexts that are associated with conditioned emotional behaviors. In this regard, virtual reality (VR) technology is a promising tool. Yet, adapting this technology to meet experimental constraints requires special accommodations. Here we address the methodological issues involved when conducting fear conditioning in a fully immersive 6-sided VR environment and present fear conditioning data.
In the real world, traumatic events occur in complex environments that are made up of many cues, engaging all of our sensory modalities. For example, cues that form the environmental configuration include not only visual elements, but aural, olfactory, and even tactile. In rodent studies of fear conditioning animals are fully immersed in a context that is rich with novel visual, tactile and olfactory cues. However, standard laboratory tests of fear conditioning in humans are typically conducted in a nondescript room in front of a flat or 2D computer screen and do not replicate the complexity of real world experiences. On the other hand, a major limitation of clinical studies aimed at reducing (extinguishing) fear and preventing relapse in anxiety disorders is that treatment occurs after participants have acquired a fear in an uncontrolled and largely unknown context. Thus the experimenters are left without information about the duration of exposure, the true nature of the stimulus, and associated background cues in the environment1. In the absence of this information it can be difficult to truly extinguish a fear that is both cue and context-dependent. Virtual reality environments address these issues by providing the complexity of the real world, and at the same time allowing experimenters to constrain fear conditioning and extinction parameters to yield empirical data that can suggest better treatment options and/or analyze mechanistic hypotheses.
In order to test the hypothesis that fear conditioning may be richly encoded and context specific when conducted in a fully immersive environment, we developed distinct virtual reality 3-D contexts in which participants experienced fear conditioning to virtual snakes or spiders. Auditory cues co-occurred with the CS in order to further evoke orienting responses and a feeling of "presence" in subjects 2 . Skin conductance response served as the dependent measure of fear acquisition, memory retention and extinction.

Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality

Classical fear conditioning paradigm was adapted for human participants in a fully immersive virtual reality setting. Using a discrimination paradigm, conditioned fear, cue and context memory retention, and extinction was measured with skin conductance response to dynamic virtual snakes and spiders (the conditioned stimuli) in two distinct virtual contexts.

התניית פחד האדם שנערך מציאות שליטת טבילה 3-Dimensional וירטואלי

Fear conditioning is a widely used paradigm in non-human animal research to investigate the neural mechanisms underlying fear and anxiety. A major ...

Neuroscience

Novel 3D/VR Interactive Environment for MD Simulations, Visualization and Analysis

The increasing development of computing (hardware and software) in the last decades has impacted scientific research in many fields including materials science, biology, chemistry and physics among many others. A new computational system for the accurate and fast simulation and 3D/VR visualization of nanostructures is presented here, using the open-source molecular dynamics (MD) computer program LAMMPS. This alternative computational method uses modern graphics processors, NVIDIA CUDA technology and specialized scientific codes to overcome processing speed barriers common to traditional computing methods. In conjunction with a virtual reality system used to model materials, this enhancement allows the addition of accelerated MD simulation capability. The motivation is to provide a novel research environment which simultaneously allows visualization, simulation, modeling and analysis. The research goal is to investigate the structure and properties of inorganic nanostructures (e.g., silica glass nanosprings) under different conditions using this innovative computational system. The work presented outlines a description of the 3D/VR Visualization System and basic components, an overview of important considerations such as the physical environment, details on the setup and use of the novel system, a general procedure for the accelerated MD enhancement, technical information, and relevant remarks. The impact of this work is the creation of a unique computational system combining nanoscale materials simulation, visualization and interactivity in a virtual environment, which is both a research and teaching instrument at UC Merced.

A new computational system featuring GPU-accelerated molecular dynamics simulation and 3D/VR visualization, analysis and manipulation of nanostructures has been implemented, representing a novel approach to advance materials research and promote innovative investigation and alternative methods to learn about material structures with dimensions invisible to the human eye.

רומן 3D / VR הסביבה אינטראקטיבית לMD סימולציות, ויזואליזציה וניתוח

The increasing development of computing (hardware and software) in the last decades has impacted scientific research in many fields including materials ...

Engineering

Creating Virtual-hand and Virtual-face Illusions to Investigate Self-representation

Studies investigating how people represent themselves and their own body often use variants of &#34;ownership illusions&#34;, such as the traditional rubber-hand illusion or the more recently discovered enfacement illusion. However, these examples require rather artificial experimental setups, in which the artificial effector needs to be stroked in synchrony with the participants&#39; real hand or face&#8212;a situation in which participants have no control over the stroking or the movements of their real or artificial effector. Here, we describe a technique to establish ownership illusions in a setup that is more realistic, more intuitive, and of presumably higher ecological validity. It allows creating the virtual-hand illusion by having participants control the movements of a virtual hand presented on a screen or in virtual space in front of them. If the virtual hand moves in synchrony with the participants&#39; own real hand, they tend to perceive the virtual hand as part of their own body. The technique also creates the virtual-face illusion by having participants control the movements of a virtual face in front of them, again with the effect that they tend to perceive the face as their own if it moves in synchrony with their real face. Studying the circumstances that illusions of this sort can be created, increased, or reduced provides important information about how people create and maintain representations of themselves.

Here, we describe virtual-hand and virtual-face illusion paradigms that can be used to study body-related self-perception/-representation. They have already been used in various studies to demonstrate that, under specific conditions, a virtual hand or face can be incorporated into one&#39;s body representation, suggesting that body representations are rather flexible.

יצירת אשליות Virtual-יד וירטואלית פנים לחקור ייצוג עצמי

Studies investigating how people represent themselves and their own body often use variants of &#34;ownership illusions&#34;, such as the traditional ...

MPI CyberMotion Simulator: Implementation of a Novel Motion Simulator to Investigate Multisensory Path Integration in Three Dimensions

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. Humans can do path integration based exclusively on visual 2-3, auditory 4, or inertial cues 5. However, with multiple cues present, inertial cues - particularly kinaesthetic - seem to dominate 6-7. In the absence of vision, humans tend to overestimate short distances (&lt;5 m) and turning angles (&lt;30&deg;), but underestimate longer ones 5. Movement through physical space therefore does not seem to be accurately represented by the brain.
Extensive work has been done on evaluating path integration in the horizontal plane, but little is known about vertical movement (see 3 for virtual movement from vision alone). One reason for this is that traditional motion simulators have a small range of motion restricted mainly to the horizontal plane. Here we take advantage of a motion simulator 8-9 with a large range of motion to assess whether path integration is similar between horizontal and vertical planes. The relative contributions of inertial and visual cues for path navigation were also assessed.
16 observers sat upright in a seat mounted to the flange of a modified KUKA anthropomorphic robot arm. Sensory information was manipulated by providing visual (optic flow, limited lifetime star field), vestibular-kinaesthetic (passive self motion with eyes closed), or visual and vestibular-kinaesthetic motion cues. Movement trajectories in the horizontal, sagittal and frontal planes consisted of two segment lengths (1st: 0.4 m, 2nd: 1 m; &plusmn;0.24 m/s2 peak acceleration). The angle of the two segments was either 45&deg; or 90&deg;. Observers pointed back to their origin by moving an arrow that was superimposed on an avatar presented on the screen.
Observers were more likely to underestimate angle size for movement in the horizontal plane compared to the vertical planes. In the frontal plane observers were more likely to overestimate angle size while there was no such bias in the sagittal plane. Finally, observers responded slower when answering based on vestibular-kinaesthetic information alone. Human path integration based on vestibular-kinaesthetic information alone thus takes longer than when visual information is present. That pointing is consistent with underestimating and overestimating the angle one has moved through in the horizontal and vertical planes respectively, suggests that the neural representation of self-motion through space is non-symmetrical which may relate to the fact that humans experience movement mostly within the horizontal plane.

An efficient way to gain insight into how humans navigate themselves in three dimensions is described. The method takes advantage of a motion simulator capable of moving observers in ways unattainable by traditional simulators. Results confirm that movement in the horizontal plane is underestimated, while vertical movement is overestimated.

MPI Simulator CyberMotion: יישום Simulator תנועה חדשנית לחקר האינטגרציה נתיב רב חושיים בשלושה ממדים

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. ...

Measuring the Kinematics of Daily Living Movements with Motion Capture Systems in Virtual Reality

The inability to complete instrumental activities of daily living (IADL) is a precursor to various neuropsychological diseases. Questionnaire-based assessments of IADL are easy to use but prone to subjective bias. Here, we describe a novel virtual reality (VR) test to assess two complex IADL tasks: handling financial transactions and using public transportation. While a participant performs the tasks in a VR setting, a motion capture system traces the position and orientation of the dominant hand and head in a three-dimensional Cartesian coordinate system. Kinematic raw data are collected and converted into &#39;kinematic performance measures,&#39; i.e., motion trajectory, moving distance, and time to completion. Motion trajectory is the path of a particular body part (e.g., dominant hand or head) in space. Moving distance refers to the total distance of the trajectory, and time to completion is how long it took to complete an IADL task. These kinematic measures could discriminate patients with cognitive impairment from healthy controls. The development of this kinematic measuring protocol allows detection of early IADL-related cognitive impairments.

We designed a virtual reality test to assess instrumental activities of daily living (IADL) with a motion capture system. We propose a detailed kinematic analysis to interpret the participant&#39;s various movements, including trajectory, moving distance, and time to completion to evaluate IADL capabilities.

מדידה קינמטיקה של תנועות החיים יומי עם מערכות לכידת תנועה במציאות וירטואלית

The inability to complete instrumental activities of daily living (IADL) is a precursor to various neuropsychological diseases. Questionnaire-based ...

Virtual Reality Experiments with Physiological Measures

Virtual reality (VR) experiments are increasingly employed because of their internal and external validity compared to real-world observation and laboratory experiments, respectively. VR is especially useful for geographic visualizations and investigations of spatial behavior. In spatial behavior research, VR provides a platform for studying the relationship between navigation and physiological measures (e.g., skin conductance, heart rate, blood pressure). Specifically, physiological measures allow researchers to address novel questions and constrain previous theories of spatial abilities, strategies, and performance. For example, individual differences in navigation performance may be explained by the extent to which changes in arousal mediate the effects of task difficulty. However, the complexities in the design and implementation of VR experiments can distract experimenters from their primary research goals and introduce irregularities in data collection and analysis. To address these challenges, the Experiments in Virtual Environments (EVE) framework includes standardized modules such as participant training with the control interface, data collection using questionnaires, the synchronization of physiological measurements, and data storage. EVE also provides the necessary infrastructure for data management, visualization, and evaluation. The present paper describes a protocol that employs the EVE framework to conduct navigation experiments in VR with physiological sensors. The protocol lists the steps necessary for recruiting participants, attaching the physiological sensors, administering the experiment using EVE, and assessing the collected data with EVE evaluation tools. Overall, this protocol will facilitate future research by streamlining the design and implementation of VR experiments with physiological sensors.

Virtual reality (VR) experiments can be difficult to implement and require meticulous planning. This protocol describes a method for the design and implementation of VR experiments that collect physiological data from human participants. The Experiments in Virtual Environments (EVE) framework is employed to accelerate this process.

מציאות מדומה בין ניסויים פיסיולוגיים

Virtual reality (VR) experiments are increasingly employed because of their internal and external validity compared to real-world observation and ...

Evaluating Usability Aspects of a Mixed Reality Solution for Immersive Analytics in Industry 4.0 Scenarios

In medicine or industry, the analysis of high-dimensional data sets is increasingly required. However, available technical solutions are often complex to use. Therefore, new approaches like immersive analytics are welcome. Immersive analytics promise to experience high-dimensional data sets in a convenient manner for various user groups and data sets. Technically, virtual-reality devices are used to enable immersive analytics. In Industry 4.0, for example, scenarios like the identification of outliers or anomalies in high-dimensional data sets are pursued goals of immersive analytics. In this context, two important questions should be addressed for any developed technical solution on immersive analytics: First, is the technical solutions being helpful or not? Second, is the bodily experience of the technical solution positive or negative? The first question aims at the general feasibility of a technical solution, while the second one aims at the wearing comfort. Extant studies and protocols, which systematically address these questions are still rare. In this work, a study protocol is presented, which mainly investigates the usability for immersive analytics in Industry 4.0 scenarios. Specifically, the protocol is based on four pillars. First, it categorizes users based on previous experiences. Second, tasks are presented, which can be used to evaluate the feasibility of the technical solution. Third, measures are presented, which quantify the learning effect of a user. Fourth, a questionnaire&#160;evaluates the stress level when performing tasks. Based on these pillars, a technical setting was implemented that uses mixed reality smartglasses to apply the study protocol. The results of the conducted study show the applicability of the protocol on the one hand and the feasibility of immersive analytics in Industry 4.0 scenarios on the other. The presented protocol includes a discussion of discovered limitations.

This protocol delineates the technical setting of a developed mixed reality application that is used for immersive analytics. Based on this, measures are presented, which were used in a study to gain insights into usability aspects of the developed technical solution.

הערכת היבטי שימושיות של פתרון מציאות משולבת לניתוח מקיף בתרחישי תעשייה 4.0

In medicine or industry, the analysis of high-dimensional data sets is increasingly required. However, available technical solutions are often complex to ...

חקירה מבוססת משחק: שחרור יכולות ניווט מרחביות אנושיות

Assessing Human Spatial Navigation in a Virtual Space and its Sensitivity to Exercise

Spatial navigation (SN) is the ability to locomote through the environment, which requires an understanding of where one is located in time and space. This capacity is known to rely on the sequential firing of place cells within the hippocampus. SN is an important behavior to investigate as this process deteriorates with age, especially in neurodegenerative disorders. However, the investigation of SN is limited by the lack of sophisticated behavioral techniques to assess this hippocampal-dependent task. Therefore, the goal of this protocol was to develop a novel, real-world approach to studying SN in humans. Specifically, an active virtual SN task was developed using a cross-platform game engine. During the encoding phase, participants navigated their way through a virtual city to locate landmarks. During the remembering phase, participants remembered where these reward locations were and delivered items to these locations. Time to find each location was captured and episodic memory was assessed by a free recall phase, including aspects of place, order, item, and association. Movement behavior (x, y, and z coordinates) was assessed through an asset available in the game engine. Importantly, results from this task demonstrate that it accurately captures both spatial learning and memory abilities as well as episodic memory. Further, findings indicate that this task is sensitive to exercise, which improves hippocampal functioning. Overall, the findings suggest a novel way to track human hippocampal functioning over the course of time, with this behavior being sensitive to physical activity training paradigms.

מחבר זרקור: חקירת ההשפעות של פרקטיקות גוף-נפש-תנועה על תפקוד המוח

Here, we present a novel, brief, and active spatial navigation task that assesses both spatial navigation and episodic memory ability. Importantly, spatial navigation and episodic memory were associated with one another, and this task demonstrated sensitivity to exercise.

הערכת ניווט מרחבי אנושי במרחב וירטואלי ורגישותו לפעילות גופנית

Spatial navigation (SN) is the ability to locomote through the environment, which requires an understanding of where one is located in time and space. ...

מלכודת ברשת מציאות מדומה של שולחן העבודה עבור ההחלטה מדע, ניסויים ניווט עם משתתפים מרובים

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

התניית פחד האדם שנערך מציאות שליטת טבילה 3-Dimensional וירטואלי

רומן 3D / VR הסביבה אינטראקטיבית לMD סימולציות, ויזואליזציה וניתוח

יצירת אשליות Virtual-יד וירטואלית פנים לחקור ייצוג עצמי

MPI Simulator CyberMotion: יישום Simulator תנועה חדשנית לחקר האינטגרציה נתיב רב חושיים בשלושה ממדים

מדידה קינמטיקה של תנועות החיים יומי עם מערכות לכידת תנועה במציאות וירטואלית

מציאות מדומה בין ניסויים פיסיולוגיים

הערכת היבטי שימושיות של פתרון מציאות משולבת לניתוח מקיף בתרחישי תעשייה 4.0

הערכת ניווט מרחבי אנושי במרחב וירטואלי ורגישותו לפעילות גופנית

הערכת ניווט מרחבי אנושי במרחב וירטואלי ורגישותו לפעילות גופנית

הערכת ניווט מרחבי אנושי במרחב וירטואלי ורגישותו לפעילות גופנית