代表的な研究補助金「社会環境の探索」(100014_162428 号) の一部としてスイスの全米科学財団によって資金を供給されました。 されました洞察力に富んだ議論のため m. Moussaid を感謝したいです。またソフトウェア開発中に自分の仕事のため C. ヴィルヘルム、F. Thaler、h. Abdelrahman、s. Madjiheurem、a. インゴールド及び A. Grossrieder を感謝したいです。

ここで説明したすべてのメソッドは、EK 2015 N 37 提案の一環として研究倫理委員会の ETH チューリッヒによって承認されています。
1. 計画の実験的セッションの参加者を募集します。
<ol><li>特定の制約の中で参加者のサンプル (e.g。、学歴、年齢、性別) 参加者募集システムを使用して。</li>
	<li>募集システムによって提供される連絡先情報を使用してランダムに選択された参加者に電子メールで招待状を送信します。</li>
	<li>これらの参加者がオンライン システムを介して登録するを待ちます。もより多くの参加者が必要なことを確認してください (e.g。 4、36 人を必要とするセッションの参加者をオーバーブッ キング) を登録。オーバーブッ キング参加者を助けるノーショーの場合、セッションの実行可能なことを確認します。</li>
	<li>確認メールが自動的に登録されている参加者に送信されることを確認します。</li>
</ol>2 実験的セッションを準備します。
<ol><li>実験室の環境を準備します。<ol>
<li>採用システムから、参加者のリストを印刷します。</li>
		<li>サーバーと、DeSciL の制御室でライトをオンにし、必要な参加者数に応じたテスト部屋を整理します。</li>
		<li>実行可能ファイルのコピーは、プログラムとネットワーク ドライブ上の対応する構成ファイルを試してみてください。この実行可能プログラムは、ローカル エリア ネットワークを通して別のコンピューター間でクライアント/サーバー通信をサポートする Unity のゲーム エンジンに基づくカスタム書かれたソフトウェア フレームワークを展開します。ナビゲーションの実験のため、フレームワークでは、実験中にクライアントの動作を監視鳥目オブザーバー サーバー システムを提供します。</li>
		<li>Windows デスクトップ上の開いている PowerShell 統合スクリプト環境。PowerShell コンソールにコンピューター名の配列を指定 (e.g。、$pool ="descil-w02"."descil w01」) クライアント プール オブジェクトを作成します。次に、開始プール $poolクライアント コンピューターを起動して、サーバーをクライアント コンピューターに接続するレジスタ プール $poolを入力します。</li>
		<li>プログラムを起動する前にクライアント側でコンピューターを準備します。右側のフォルダーのパスを入力するコンピューターを直接呼び出しプール {マウント-NetworkShare $path}を入力します。</li>
		<li>サーバーの準備の機能を実行 (すなわち。、開始 GameServer) およびクライアント (すなわち。、 Invoke プール {開始-GameClient})。関数のパラメーターとして、サーバーの IP アドレスを指定します。</li>
		<li>接続が成功を示すサーバーのモニターにメッセージを待機します。</li>
		<li>同意書や各ブースでペンを配布します。同意フォームには調査に関する情報が含まれます (e.g。、研究、潜在的なリスクとベネフィットの実験の目的)、連絡先情報、実験者および法的免責事項。</li>
		<li>座席参加者の座席の整理を示すカードの山札をシャッフルします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>参加者を歓迎します。<ol>
<li>研究室の外で待っていて、参加者に尋ねます。5 分前に公式の開始時刻、参加登録者のリストを一致していることを確認する参加者の本人確認書類を確認してください。同時に、参加者が自分の座席の番号を示すカードを選ぶをしましょう。対応するブースに歩くし、実験を開始するを待つ参加者を持っています。</li>
		<li>参加者を読むし、同意書に署名するために数分を待ちます。実験を行う前にこれらのフォームを収集します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 実験を行います。
<ol><li>すべての参加者にマイクを使って実験手順をブロードキャストします。他の参加者への通信と許可されてない個人の電子機器を含む、基本的なルールを知らせます。実験に関する質問がある場合は挙手する参加者に依頼します。</li>
	<li>人口アンケートを提示することによって実験を開始 (e.g。 性別、年齢) 各クライアント上。</li>
	<li>参加者に仮想環境を操縦する方法を教えるためのトレーニング シーンを展開します。参加者コントロール インターフェイスを使用して問題がある場合 (例:。、マウス、キーボード)、それらを支援するために彼らのブースに向かって歩きます。すべてのクライアントからのスクリーン ショットを要求することによって参加者の進行状況の監視を維持 (すなわち。、PowerShell コンソールを取得-スクリーン ショットを入力) のすべての参加者は、トレーニング セッションが終了するまで。</li>
	<li>トレーニング セッションの後に、実験のテスト段階を開始します。サーバー コンピューター上の鳥瞰的インタ フェースから参加者の行動を観察します。彼らは自分のアバターをクリックして異常な何かをやっている場合プログラムを通じ、参加者に警告メッセージを送信します。そうでなければ、実験中に参加者に干渉しないようにします。</li>
	<li>次のシーンを読み込んで、指示を読んで、参加者のそれぞれの試験の前に短い待機期間があることを確認します。</li>
</ol>4. 実験を終了します。
<ol><li>PowerShell コンソールで停止 GameClientと停止 GameServerを入力して、サーバー、クライアント ・ プログラムを閉じます。</li>
	<li>マイクで自分の番号が呼び出されるまで着席して参加者に依頼します。</li>
	<li>サーバー コンピューター上のファイル"Score.txt"プロジェクト フォルダー内から参加者の最終的なスコアを抽出し、金銭的な支払に彼らのスコアを変換します。</li>
	<li>一度に 1 つのブース番号を呼び出すし、受付で各参加者に会います。参加者に感謝し、それらに対応する支払いを与えます。</li>
	<li>個室を確認し、残っているペンやフォームを収集します。</li>
	<li>コピーし、将来の分析のための外部ディスクにサーバーから実験データを保存します。</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. 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この記事で述べる、マルチ ユーザー デスクトップ仮想現実研究室まで 36 名の参加と対話したり、さまざまな仮想環境を同時に移動します。実験プロトコルは、手順このタイプの研究のために必要なユニークなマルチ ユーザー シナリオを詳しく説明します。これらのシナリオに固有の考慮事項は、レンダリングとネットワーク容量 (両方サーバー側およびクライアント側)、制御インターフ?...

空間認知とナビゲーションに関する研究は通常空間の意思決定を研究 (e.g。、交差点で左または右に回転) とリアルとバーチャルの環境1,2の個人の精神的な表現。バーチャルリアリティ (VR) のメリットが倫理的なおよび安全問題の防止 (e.g、危険な避難3中)、自動測定と空間データ4の分析と内部のバランスのとれた組み合わせと。外的妥当性5,6,7。たとえば、Weisberg と同僚は、VR 空間タスクが空間認識能力8の客観的行動指標を提供できることを示すことによって空間知識獲得における個人差に関する先行研究を拡張しました。仮想環境いた Schinazi と同僚の9で使用される大学のキャンパスをモデルにしたので、VR のナビゲーションの動作が実世界ナビゲーションを近似することも示唆 (また Ruddle と同僚の研究を見なさい10). VR は心理療法11、臨床評価12、消費者行動13、および手術14,15にも適用されています。ただし、ほとんどの VR システムは、プレゼンスを向上させることができる感覚とオーディオのフィードバックを持たないし、浸漬16,17,18,19,20 のコントロール インタ フェースでのトレーニングが必要 ,21,22、および不足社会的手がかり。確かに、現実の世界で人々 はしばしばグループ23、移動を避けるために従って他の人々3、24や社会的文脈25,26に基づいて決定を下します。
同時に、群衆挙動に関する研究は、しばしばコンピューター上でシミュレートまたは現実世界で観察される (例えば、レーン形成、ボトルネック渋滞) 群集の創発的特性に焦点を当てください。たとえば、Helbing と同僚は物理的な障壁の流入と流出を分離し、中の障害物を配置すること、交差点における交通の流れの改善を提案するために実世界の観測とシミュレーションの組み合わせを使用、センターの27を。Moussaïd と同僚は、群衆災害28の中に高密度の状況を研究するのにヒューリスティック ベースのモデルを使用しました。このアプローチは、群衆の災害を避けるために大規模なイベントの環境設定の改善を提案しました。既存のオープン ソースのフレームワークを用いて、このようなシミュレーションの実装は比較的簡単かもしれません。SteerSuite は、ステアリング アルゴリズムと群衆行動を促進、ベンチマーク、および29のテスト ツールを提供することによって簡単にシミュレートすることができますオープン ソースのフレームワークです。このフレームワークは、成功した群集のシミュレーションにとって重要となるエージェントのナビゲーション根拠のコアを提供できます。また、シンと同僚は、さまざまなテクニック30をステアリングを組み合わせた単一のプラットフォームを示します。一方、研究者は、このようなシミュレーションを使用して設計介在を提案できる、ほとんど制御設定では人間の参加者と検証が行われます。整理することは困難で、参加者に危険なことができるので、制御実験は群集の研究ではまれです。
VR は、単純および複雑な仮想環境を使用して 1 つまたは複数のコンピュータ シミュレーションのエージェントと社会的行動を調査するため採用されています。ボード線図と同僚の31,32の研究で出口選択が静的な看板や動機によって影響を受けたいくつかのエージェントの間で、トップダウンの観点からシンプルな仮想環境に避難を求めた。最初の人の視点からより複雑な環境で参加者を提示、Kinateder および同僚分かった参加者仮想トンネル火災25からの脱出中にコンピュータ シミュレーションの単一のエージェントに従う可能性が高い。複数のエージェントを持つ複雑な仮想環境ドゥルーリーと同僚は、参加者が彼らを群衆26特定避難中に倒れたエージェントを支援する傾向があることを発見します。総称して、VR がエージェントのコンピューター シミュレーションとも社会的行動を引き出す効果的な方法をすることができますが示唆されました。ただし、いくつかの群集行動が観察できる現実的な社会的シグナルがある場合 (すなわち。、参加者が他のアバターが人々3によって制御されることに注意してください)。この欠点を解決するために議定書はネットワーク VR セットアップで複数のユーザと管理された実験の実施方法について説明します。このアプローチは、36 ネットワーク参加者3の避難行動を調査するために、Moussaid および同僚によって最近の研究で採用されています。
ネットワーク接続された VR の研究トピック ナビゲーション戦略33,34とは無関係やセカンド ライフなど既存のオンライン ゲームのプラットフォームに依存してきました。たとえば、Molka Danielsen と Chabada 出口選択と参加者は第二の人生35の既存ユーザーの間で募集を用いた建物の空間の知識面での避難行動を調査しました。著者らは、いくつかのわかりやすい結果を提供しながら (e.g。、軌跡の可視化)、本研究参加者募集、実験コントロールは、この特定のケースを越えて一般化と困難があった。最近では、Normoyle および同僚分かったセカンド ライフと研究室で参加者の既存ユーザー避難性能と出口の選択の面で匹敵する、自己報告された存在とコントロールに不満の点で異なる36をのインターフェイスです。これら 2 つの研究からの調査結果は、いくつかの課題とオンラインで与えられる機会を強調表示し、実験します。オンライン調査は、潜在的な参加者の大いにより大きく、独創力のある人口から描画が可能です。しかし、研究室の研究物理環境と潜在的な気晴らしのより実験的制御を可能にします。さらに、オンライン調査データの匿名性と機密性に関するいくつかの倫理的な問題が生じる。
ネットワーク デスクトップ VR 研究室として ETH チューリッヒに意思決定科学研究所 (DeSciL)、主に制御された環境で経済的意思決定と戦略的な相互作用を調査する使用されます。DeSciL の技術的な問題は、ハードウェア、ソフトウェア検査の自動化、およびマルチ ユーザー デスクトップ VR セットアップをサポートするソフトウェアで構成されます。ハードウェアが Microsoft Windows 10 Enterprise オペレーティング システム、制御インタ フェースの高性能デスクトップ コンピューター (e.g。、マウス、キーボード、ジョイスティック)、ヘッドフォンと目トラッカー (材料表)。すべてのクライアント コンピューターは、大学ネットワークと同じネットワークのファイル共有に 1 秒あたり 1 つのギガビットのイーサネットで接続されます。ありません表示遅延やラグ 36 クライアント接続がある場合。1 秒あたりのフレーム数が常に 100 以上です。実験も管理され、Microsoft PowerShell (すなわち、PowerShell 希望状態の構成と PowerShell リモート処理) に基づく研究室オートメーション ソフトウェアで制御します。PowerShell スクリプト コマンドレットを呼び出すと、プロトコルのすべての関連するステップを内蔵 (e.g。、- コンピューターを起動、停止コンピューター)。実験では、これらのスクリプトで実行できるとリモートで同時にすべてのクライアント コンピューター。検査自動化のこのタイプにより、クライアントの同一状態のコンピューター、科学的なテストの間に潜在的なエラーや複雑さを低減、研究者の手動による繰り返し作業を実行することを防ぎます。Unity のゲーム エンジンを用いてナビゲーション実験 (< https://unity3d.com/>) マルチ ユーザー、インタラクティブ デスクトップ VR の 2 D および 3 D 環境の開発をサポートするために。36 のクライアント コンピューターは、権限のあるサーバー アーキテクチャを介してサーバーに接続されます。すべての実験の開始時各クライアント インスタンス生成要求をサーバーに送信して、サーバーはすべての接続されているマシンに、そのユーザーのアバターをインスタンス化することによって応答します。各ユーザーのアバターは、50 度の視野角を持つカメラをしています。実験中のクライアント ユーザーに送信 ' サーバーに入力し、サーバーはすべてのクライアントの動きを更新します。
物理学研究所、各コンピューターは半独立した 3室 (図 1) 内の個別ブースで含まれています。研究室の全体のサイズは 170 m2 (実験室と 20 m2コントロール ルームのための 150 m2 ) です。これらの各部屋はオーディオとビデオの記録装置が装備します。実験は、独立した隣接するルームから制御 (すなわち。、指示を提供し、実験的なプログラムを開始する)。このコントロール ルームから実験者はまた両方の物理および仮想環境で参加者を確認できます。チューリッヒ大学で経済学部と共に、DeSciL は研究参加者は、実装された h ルート37に基づく大学登録センターも保持されます。
同様のシステムは、文学38に記載されている、ナビゲーションおよび私達の知識に群衆行動に関するマルチ ユーザー デスクトップ VR 実験に適している最初の機能研究室は、DeSciL。ここでは、DeSciL で実験を行なうためのプロトコルについて述べる、1 つから現在の代表的な結果ソーシャルナビゲーション挙動に関する研究可能性とこのシステムの限界を話し合います。

<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

意思決定科学、空間認知など、様々 な分野からの研究者のための挑戦は、複数の参加者間の相互作用を調査します。ローカル エリア ネットワークと専用ソフトウェア プラットフォーム、実験者は効率的にデスクトップ仮想環境で同時に没頭している参加者の行動を監視し、収集したデータをデジタル化できます。これらの機能により、困難 (不可能ではない) 場合になる空間認知とナビゲーションの研究に実験的デザインの現実の世界で行うこと。可能な実験的バリエーション避難、協調と競争力のある検索タスク、および創発的群集行動に影響を与える可能性がありますその他の変動要因の中にストレスがあります。ただし、このような所には、制御された設定でのデータ収集に関するメンテナンスおよび厳密なプロトコルが必要です。最近論文数が実環境と仮想環境の間の対応の面での社会的行動を研究するために十分なことを示唆している間人間の参加者と研究の外的妥当性が問われている時軌道、ためらいと、および空間的意思決定。意思決定とネットワーク デスクトップ仮想現実設定で最大 36 名の参加とナビゲーションに関する実験を実施するための手法について述べるこの記事で (すなわち。、決定科学研究所または DeSciL)。この実験プロトコルを適応し、ネットワーク デスクトップ仮想現実実験室をセットアップするために他の研究者によって適用することができます。

それぞれの試験に各クライアントに対して、DeSciL から実験データ通常軌道、タイムスタンプ、およびパフォーマンスのメジャーを含める (e.g。 参加者は、特定の交差点を「正しい」方向になっているかどうか、)。シンプルな Y 字の仮想環境で (仮想アバター) と人間の参加者の群衆は代表的な検討を看板複雑さの経路選択に及ぼす影響。この実験では、28 人の?...

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

意思決定とナビゲーション ネットワーク コンピューター実験室を使用してマルチ ユーザー実験の実施方法について述べる。

意思決定科学の複数の参加者とナビゲーション実験ネットワーク デスクトップ仮想現実のセットアップ

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 ビュー.  ETH Zürich. 意思決定とナビゲーション ネットワーク コンピューター実験室を使用してマルチ ユーザー実験の実施方法について述べる。

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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.

フルイマージョン3次元バーチャルリアリティのに対して、ヒト恐怖条件付け

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

神経科学

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.

MDシミュレーションのための新しい3D / VRインタラクティブな環境、可視化と分析

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

工学

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.

自己表現を調査するために、仮想手と仮想面のイリュージョンを作成します

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

行動学

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 Cyber​​Motionシミュレータ：三次元的に多感覚パスの統合を調査するための新しいモーションシミュレータの実装

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.

バーチャル ・ リアリティーのモーション キャプチャ システムで日常の生活動作の運動を測定

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.

仮想現実実験生理学的対策

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.

インダストリー 4.0 シナリオにおける没入型分析のための複合現実ソリューションのユーザビリティの側面の評価

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

ゲームベースの探索:人間の空間ナビゲーション能力を解き放つ

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.

著者スポットライト:心-体-運動の実践が脳機能に及ぼす影響の調査

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.

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

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

意思決定科学の複数の参加者とナビゲーション実験ネットワークデスクトップ仮想現実のセットアップ

要約

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フルイマージョン3次元バーチャルリアリティのに対して、ヒト恐怖条件付け

MDシミュレーションのための新しい3D / VRインタラクティブな環境、可視化と分析

自己表現を調査するために、仮想手と仮想面のイリュージョンを作成します

MPI CyberMotionシミュレータ：三次元的に多感覚パスの統合を調査するための新しいモーションシミュレータの実装

バーチャル・リアリティーのモーションキャプチャシステムで日常の生活動作の運動を測定

仮想現実実験生理学的対策

インダストリー 4.0 シナリオにおける没入型分析のための複合現実ソリューションのユーザビリティの側面の評価

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

意思決定科学の複数の参加者とナビゲーション実験ネットワーク デスクトップ仮想現実のセットアップ

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自己表現を調査するために、仮想手と仮想面のイリュージョンを作成します

MPI Cyber​​Motionシミュレータ：三次元的に多感覚パスの統合を調査するための新しいモーションシミュレータの実装

バーチャル ・ リアリティーのモーション キャプチャ システムで日常の生活動作の運動を測定

仮想現実実験生理学的対策

インダストリー 4.0 シナリオにおける没入型分析のための複合現実ソリューションのユーザビリティの側面の評価

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

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MPI CyberMotionシミュレータ：三次元的に多感覚パスの統合を調査するための新しいモーションシミュレータの実装

バーチャル・リアリティーのモーションキャプチャシステムで日常の生活動作の運動を測定