이 프로젝트는 베이징 인재 재단이 후원하고 있습니다.

저자는 재정 공개 나 이해 상충을 선언하지 않았습니다.

드라이빙 시뮬레이션 플랫폼과 진동 툴킷은 실제 생활에서 잠재적 웨어러블 바이브로타타일 장치를 효과적으로 적용하여 운전 관련 연구를 조사하는 데 효과적인 기술을 제공했습니다. 이 기술을 사용하면 구성성과 경제성이 높은 안전한 실험 환경이 이제 실제 주행에 필적하는 연구를 수행할 수 있습니다.
더 많은 주의가 필요한 몇 가지 단계가 있습니다. 첫째, "expconfig.txt"...

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/t/61408">Tactile Vibrating Toolkit and Driving Simulation Platform for Driving-Related Research</a>. The Authors section was&#160;updated.
Ao Zhu1 
Annebella Tsz Ho Choi1 
Ko-Hsuan Ma1 
Shi Cao2 
Han Yao1 
Jian Wu3 
Jibo He4,1 
1Psychology Department, School of Social Sciences, Tsinghua University 
2Department of Systems Design Engineering, University of Waterloo 
3Haier Innovation Design Center, Haier Company 
4Psychology Department, School of Education and Psychological Sciences, Sichuan University of Science and Engineering
to:
Ao Zhu1 
Annebella Tsz Ho Choi1 
Ko-Hsuan Ma1 
Shi Cao2 
Han Yao1 
Jian Wu3 
Jibo He1 
1Psychology Department, School of Social Sciences, Tsinghua University 
2Department of Systems Design Engineering, University of Waterloo 
3Haier Innovation Design Center, Haier Company

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/t/61408">Tactile Vibrating Toolkit and Driving Simulation Platform for Driving-Related Research</a>. The Authors section was&#160;updated.

Erratum: Tactile Vibrating Toolkit and Driving Simulation Platform for Driving-Related Research

2016년 글로벌 건강 추정치에 의해 밝혀진 데이터에 따르면, 교통 상해는전세계적으로 140만 명의 사망자를 초래하는 세계 적인 죽음의 8번째 원인입니다. 2018년에는 교통사고의 39.2%가 교통차량과 충돌했으며, 그 중 7.2%는 후방 충돌사고였다. 차량 및 도로 안전을 높이는 솔루션은 운전자에게 잠재적인 위험을 경고하는 첨단 주행 보조 시스템(ADAS)의 개발입니다. 데이터에 따르면 ADAS는 후방 충돌 속도를 크게 줄일 수 있으며, 자동 브레이크 시스템2를장착하면 더욱 효과적입니다. 또한 자율주행차의 개발과 함께 차량을 제어하는 데 인적 개입이 적어 자율주행차가 자체적으로 규제하지 않을 경우 인계 요청(TOR) 경고 시스템이 필요합니다. ADAS 및 TOR 경고 시스템의 설계는 이제 운전자가 몇 초 이내에 임박한 사고를 피할 수 있는 중요한 기술입니다. 모범 실험은 진동 툴킷과 주행 시뮬레이션 플랫폼을 사용하여 진동 경고 시스템이 잠재적 ADAS 및 TOR 경고 시스템으로 사용될 때 최상의 결과를 생성할 위치를 조사했습니다.
지각 채널에 의해 분류, 경고 양식의 일반적으로 세 가지 유형이있다, 즉 시각적, 청각, 촉각. 각 경고 양식에는 고유한 장점과 한계가 있습니다. 시각 경고 시스템을 사용할 때, 운전자는 시력 과부하3로인해 부주의 한 실명4,5로인해 운전 성능을 손상시킬 수 있습니다. 청각 경보 시스템은 운전자의 시야에 영향을 미치지 않지만, 그 효과는 배경 음악 및 주행 환경의 기타 소음과 같은 주변 환경에 크게 의존한다6,7. 따라서, 다른 외부 청각 정보 나 상당한 소음이 포함된 상황은 부주의 청각장애8,9로이어질 수 있으며 청각 경보 시스템의 효과를 감소시킬 수 있다. 이에 비해 촉각 경고 시스템은 운전자의 시각 또는 청각 처리와 경쟁하지 않습니다. 운전자에게 진동 경고를 전송하여 촉각 경고 시스템은 시각 및 청각 경고 시스템의 한계를 극복합니다.
이전 연구에 따르면 촉각 경고는 브레이크 응답 시간을 단축하여 운전자에게 도움이 될 수 있습니다. 또한 촉각 경고 시스템이 특정 상황에서 시각적10,11 및 청각12,13,14 경고 시스템에 비해 보다 효과적인 결과를 산출한다는 것을 발견했습니다. 그러나 제한된 연구는 촉각 경고 장치를 배치하기위한 최적의 위치를 조사하는 데 중점을 두어왔습니다. 감각 피질가설(15)과 감각 거리가설(16)에따르면, 모범 연구는 촉각 경고 장치를 배치하기 위한 실험 장소로 손가락, 손목 및 사원 영역을 선택했다. 도입된 프로토콜을 사용하면 진동 경고의 주파수 및 전달 시간 및 진동 툴킷의 진동 사이의 간격을 실험 요구 사항에 맞게 구성할 수 있습니다. 이 진동 툴킷은 마스터 칩, 전압 레귤레이터 칩, 멀티플렉서, 트랜지스터 트랜지스터-로직(TTL) 어댑터에 대한 USB, 금속-산화물 반도체 현장 효과 트랜지스터(MOSFET) 및 블루투스 모듈로 구성되었습니다. 진동 모듈의 수는 연구원의 요구에 따라 달라질 수 있으며 최대 4개의 모듈이 동시에 진동합니다. 주행 관련 실험에서 진동 툴킷을 구현할 때, 주행 시뮬레이션의 코드를 수정하여 실험 설정에 맞게 구성할 수 있을 뿐만 아니라 주행 성능 데이터와 동기화할 수 있다.
연구원의 경우, 가상 플랫폼에서 운전 실험을 수행하는 것은 관련된 위험과 비용으로 인해 실제 세계보다 더 실용적입니다. 예를 들어 성능 지표를 수집하는 것은 어려울 수 있으며 실제 실험이 수행될 때 관련된 환경 요인을 제어하기가 어렵습니다. 그 결과, 많은 연구가 온로드 드라이빙 연구를 수행하기 위한 대안으로 최근 몇 년 동안 PC에서 실행되는 고정 기반 주행 시뮬레이터를 사용했습니다. 드라이빙 리서치 커뮤니티에서 11년 이상 학습, 개발 및 연구를 마친 후, 오픈 소스 드라이빙 시뮬레이션 소프트웨어와 스티어링 휠 및 기어박스, 페달 3개, 장착형 프로젝터 3개, 프로젝터 스크린 3개 등 실제 차량으로 구성된 드라이빙 시뮬레이션 플랫폼을 구축했습니다. 주행 시뮬레이션 소프트웨어는 단일 스크린만 지원하므로 제시된 프로토콜은 중앙 프로젝터 및 프로젝터 스크린만 사용하여 실험을 수행합니다.
제시된 주행 시뮬레이션 플랫폼을 사용하는 데는 두 가지 주요 장점이 있습니다. 이 플랫폼의 한 가지 장점은 오픈 소스 소프트웨어를 사용한다는 것입니다. 연구원은 사용자 친화적인 오픈 소스 플랫폼을 사용하여 코드 개발 없이 간단한 소프트웨어 구성을 수행하여 고유한 연구 요구에 맞게 시뮬레이션 및 진동 툴킷을 사용자 지정할 수 있습니다. 연구진은 코드를 개정함으로써 자동차 유형, 도로 유형, 스티어링 휠의 저항, 측면 및 세로 풍난기류, 시간 및 브레이크 이벤트 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API)에서 사용할 수 있는 다양한 옵션을 통해 현실에 상대적 충실도를 제공하는 주행 시뮬레이션을 만들 수 있으며, 외부 소프트웨어 동기화를 위한 시간 및 브레이크 이벤트 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API)를 생성하고, 카팔로잉 작업 및 N-Task와 같은 행동 패러다임의 구현을 수행할 수 있습니다. 드라이빙 시뮬레이터에서 운전 관련 연구를 수행하는 것은 실제 주행을 완전히 재현할 수 없지만, 드라이빙 시뮬레이터를 통해 수집된 데이터는 합리적이며연구원(17,18)에의해 널리 채택되었다.
제안 된 운전 시뮬레이터의 또 다른 장점은 저렴한 비용입니다. 앞서 언급했듯이 도입된 주행 시뮬레이션 소프트웨어는 사용자가 무료로 사용할 수 있는 오픈 소스 소프트웨어입니다. 또한 이 프로토콜의 전체 하드웨어 설정의 총 비용은 일반적인 고충실도 상용 운전 시뮬레이터에 비해 낮습니다. 그림 1 a와 b는 $ 3000에서 $ 30000에 이르는 비용으로 두 개의 운전 시뮬레이터의 전체 설정을 보여줍니다. 대조적으로, 전형적인 고충실도 상용 운전 시뮬레이터 (고정 베이스)는 일반적으로 약 $ 10,000에서 $ 100,000의 비용이 듭니다. 매우 저렴한 가격으로,이 운전 시뮬레이터는 학술 연구 목적뿐만 아니라, 운전 클래스(19)를 수행하고 운전 관련 기술의 데모에 대한 뿐만 아니라 인기있는 선택이 될 수있습니다 20,21.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61408/61408fig1v2.jpg"> 그림 1: 운전 시뮬레이터의 이미지입니다. 두 주행 시뮬레이터는 스티어링 휠과 기어박스, 3개의 페달, 차량으로 구성되었습니다. (a) 3840 × 2160의 해상도와 80 인치 LCD 화면을 사용 하는 $3000 운전 시뮬레이터 설정. (b) 3대의 장착형 프로젝터와 각각 223 x 126cm의 치수를 가진 3개의 프로젝터 스크린을 사용한 $30000 의 드라이빙 시뮬레이터 설정. 프로젝션 스크린은 지상 60cm, 차량 정면에서 22cm 떨어진 곳에 배치되었습니다. 현재 실험에는 중앙 프로젝터 및 프로젝터 스크린만 사용되었습니다. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/61408/61408fig1v2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
제안된 방법으로 구동 시뮬레이션 소프트웨어 및 진동 툴킷은 이미연구원22,23,24,25,26,27,28,29에의해 이전 연구에서 사용되었습니다. ISO표준(30)에 따른 이러한 자체 개발 진동 툴킷은 진동 주파수 및 강도를 조정하여 서로 다른분야(31,32)에 적용될 수 있다. 진동 도구 키트의 최신 버전이 개발되었으며 다음 프로토콜에 도입되었습니다. 조정 가능한 전압 어댑터를 사용하여 진동 주파수를 조정하는 대신, 최신 버전은 5가지 진동 주파수를 갖추고 있으며, 보충 코딩 파일 1에제공된 코드를 사용하여 쉽게 조정할 수 있다. 또한, 제시 된 운전 시뮬레이터는 안전하고 저렴하며 효과적인 방법으로 연구원에게 다양한 종류의 운전 관련 연구를 조사 할 수있는 방법을 제공합니다. 따라서 이 프로토콜은 예산이 제한되어 있으며 실험 주행 환경을 사용자 지정할 필요가 있는 연구 실험실에 적합합니다.

<table><tbody><tr><td>Logitech G29</td><td>Logitech</td><td>941-000114</td><td>Steering wheel and pedals</td></tr><tr><td>Projector screens</td><td>-</td><td>-</td><td>The projector screen for showing the simulation enivronemnt.</td></tr><tr><td>Epson CB-700U Laser WUXGA Education Ultra Short Focus Interactive Projector</td><td>EPSON</td><td>V11H878520W</td><td>The projector model for generating the display of the simlution enivronment.</td></tr><tr><td>The Open Racing Car Simulator (TORCS)</td><td>-</td><td>None</td><td>Driving simulation software. The original creators are Eric Espi&amp;eacute; and Christophe Guionneau, and the version used in experiment is modified by Cao, Shi.</td></tr><tr><td>Tactile toolkit</td><td>Hao Xing Tech.</td><td>None</td><td>This is used to initiate warnings to the participants.</td></tr><tr><td>Connecting program (Python)</td><td>-</td><td>-</td><td>This is used to connect the TORCS with the tactile toolkit to send the vibrating instruction.</td></tr><tr><td>G*power</td><td>Heinrich-Heine-Universit&amp;auml;t D&amp;uuml;sseldorf</td><td>None</td><td>This software is used to calculate the required number of participants.</td></tr></tbody></table>

tactile vibrating toolkit and driving simulation platform for driving-related research

충돌 경고 시스템은 운전 산만과 졸음 운전을 예방하는 데 중요한 역할을합니다. 이전 연구는 운전자의 브레이크 응답 시간을 줄이는 촉각 경고의 장점을 입증했습니다. 동시에, 부분적으로 자율 주행 차량에 대한 인수 요청(TOR)에 촉각 경고가 효과가 입증되었습니다.
촉각 경고의 성능을 최적화하는 방법은 이 분야에서 지속적인 핫 리서치 주제입니다. 따라서, 제시된 저가형 주행 시뮬레이션 소프트웨어 및 방법은 조사에 참여하기 위해 더 많은 연구자들을 유치하기 위해 도입된다. 제시된 프로토콜은 5개의 섹션으로 나뉘었다: 1) 참가자, 2) 운전 시뮬레이션 소프트웨어 구성, 3) 운전 시뮬레이터 준비, 4) 진동 툴킷 구성 및 준비, 5) 실험을 실시.
모범 연구에서 참가자들은 촉각 진동 툴킷을 착용하고 맞춤형 주행 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 기존 차량 팔로우 작업을 수행했습니다. 전방 차량은 간헐적으로 제동을 걸었으며, 전방 차량이 제동할 때마다 진동 경고가 전달되었습니다. 참가자들은 전방 차량의 갑작스런 브레이크에 최대한 빨리 대응하라는 지시를 받았습니다. 브레이크 응답 시간 및 브레이크 응답 속도와 같은 주행 역학은 데이터 분석을 위한 시뮬레이션 소프트웨어에 의해 기록되었습니다.
제시된 프로토콜은 다른 신체 위치에 촉각 경고의 효과에 대한 탐구에 대한 통찰력을 제공합니다. 모범 실험에서 입증된 차량 팔로우 작업 외에도 이 프로토콜은 코드 개발 없이 간단한 소프트웨어 구성을 수행하여 운전 시뮬레이션 연구에 다른 패러다임을 적용할 수 있는 옵션을 제공합니다. 그러나 저렴한 가격으로 인해 여기에 도입 된 운전 시뮬레이션 소프트웨어 및 하드웨어가 다른 고충실도 상용 운전 시뮬레이터와 완전히 경쟁하지 못할 수 있음을 주목하는 것이 중요합니다. 그럼에도 불구하고,이 프로토콜은 일반적인 높은 충실도 상용 운전 시뮬레이터에 저렴하고 사용자 친화적 인 대안역할을 할 수 있습니다.

이 논문에 보고된 모범 연구는 운전 시뮬레이터와 진동 툴킷을 사용하여 자동차 다음 작업을 수행했으며, 이는 학술 저널22에이전에 출판되었습니다. 이 진동 도구 키트의 이전 버전은 모범 연구를 수행 할 때 사용된 것을 주목할 만하다, 진동 도구 키트의 새 버전은 위의 프로토콜에 도입 된 동안. 이 연구는 손가락, 손목, 사원 경고 조건 및 운전 전용 상태와 같은 유일한 요인으...

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Tactile Vibrating Toolkit and Driving Simulation Platform for Driving-Related Research

이 프로토콜은 운전 시뮬레이션 플랫폼과 운전 관련 연구를 위한 촉각 진동 툴킷에 대해 설명합니다. 촉각 경고의 효과를 탐구하는 모범적인 실험도 제시됩니다.

운전 관련 연구를 위한 촉각 진동 툴킷 및 운전 시뮬레이션 플랫폼

Collision warning system plays a key role in the prevention of driving distractions and drowsy driving. Previous studies have proven the advantages of ...

tactile-vibrating-toolkit-driving-simulation-platform-for-driving

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Behavior

4.4K 조회수.  Tsinghua University. 이 프로토콜은 운전 시뮬레이션 플랫폼과 운전 관련 연구를 위한 촉각 진동 툴킷에 대해 설명합니다. 촉각 경고의 효과를 탐구하는 모범적인 실험도 제시됩니다.

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Haptic/Graphic Rehabilitation: Integrating a Robot into a Virtual Environment Library and Applying it to Stroke Therapy

Recent research that tests interactive devices for prolonged therapy practice has revealed new prospects for robotics combined with graphical and other forms of biofeedback. Previous human-robot interactive systems have required different software commands to be implemented for each robot leading to unnecessary developmental overhead time each time a new system becomes available. For example, when a haptic/graphic virtual reality environment has been coded for one specific robot to provide haptic feedback, that specific robot would not be able to be traded for another robot without recoding the program. However, recent efforts in the open source community have proposed a wrapper class approach that can elicit nearly identical responses regardless of the robot used. The result can lead researchers across the globe to perform similar experiments using shared code. Therefore modular "switching out"of one robot for another would not affect development time. In this paper, we outline the successful creation and implementation of a wrapper class for one robot into the open-source H3DAPI, which integrates the software commands most commonly used by all robots.

Recently, a vast amount of prospects have come available for human-robot interactive systems. In this paper we outline the integration of a new robotic device with open source software that can rapidly make possible a library of interactive functionality. We then outline a clinical application for a neurorehabilitation application.

Haptic 그래픽 / 재활 : 가상 환경 도서관에 로봇을 통합하고 뇌졸중 치료에 적용

Recent research that tests interactive devices for prolonged therapy practice has revealed new prospects for robotics combined with graphical and other ...

연구

생체공학

Measurement of Vibration Detection Threshold and Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about mechanosensory function that are relevant for clinical diagnosis as well as for basic research. Here, we describe two psychophysical tests designed to determine the vibration detection threshold (automated system) and tactile spatial acuity (handheld device). Both procedures implement a two-interval forced-choice and a transformed-rule up and down experimental paradigm. These tests have been used to obtain mechanosensory profiles for individuals from distinct human cohorts such as twins or people with sensorineural deafness.

Here, we present protocols to determine vibration detection thresholds and tactile acuity using psychophysical methods in man.

인간 주제에 진동 감지 임계 값과 촉각 공간 시력 측정

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about ...

행동분석학

Testing Tactile Masking between the Forearms

Masking, in which one stimulus affects the detection of another, is a classic technique that has been used in visual, auditory, and tactile research, usually using stimuli that are close together to reveal local interactions. Masking effects have also been demonstrated in which a tactile stimulus alters the perception of a touch at a distant location. Such effects can provide insight into how components of the body's representations in the brain may be linked. Occasional reports have indicated that touches on one hand or forearm can affect tactile sensitivity at corresponding contralateral locations. To explore the matching of corresponding points across the body, we can measure the spatial tuning and effect of posture on contralateral masking. Careful controls are required to rule out direct effects of the remote stimulus, for example by mechanical transmission, and also attention effects in which thresholds may be altered by the participant's attention being drawn away from the stimulus of interest. The use of this technique is beneficial as a behavioural measure for exploring which parts of the body are functionally connected and whether the two sides of the body interact in a somatotopic representation. This manuscript describes a behavioural protocol that can be used for studying contralateral tactile masking.

Here we explore contralateral tactile masking between the forearms in which tactile detection thresholds are modulated by vibration applied to a remote site. The details of which remote sites have an effect can tell us about how the body is represented in the brain.

팔뚝 사이의 테스트 촉각 마스킹

Masking, in which one stimulus affects the detection of another, is a classic technique that has been used in visual, auditory, and tactile research, ...

Simulation of Human-induced Vibrations Based on the Characterized In-field Pedestrian Behavior

For slender and lightweight structures, vibration serviceability is a matter of growing concern, often constituting the critical design requirement. With designs governed by the dynamic performance under human-induced loads, a strong demand exists for the verification and refinement of currently available load models. The present contribution uses a 3D inertial motion tracking technique for the characterization of the in-field pedestrian behavior. The technique is first tested in laboratory experiments with simultaneous registration of the corresponding ground reaction forces. The experiments include walking persons as well as rhythmical human activities such as jumping and bobbing. It is shown that the registered motion allows for the identification of the time variant pacing rate of the activity. Together with the weight of the person and the application of generalized force models available in literature, the identified time-variant pacing rate allows to characterize the human-induced loads. In addition, time synchronization among the wireless motion trackers allows identifying the synchronization rate among the participants. Subsequently, the technique is used on a real footbridge where both the motion of the persons and the induced structural vibrations are registered. It is shown how the characterized in-field pedestrian behavior can be applied to simulate the induced structural response. It is demonstrated that the in situ identified pacing rate and synchronization rate constitute an essential input for the simulation and verification of the human-induced loads. The main potential applications of the proposed methodology are the estimation of human-structure interaction phenomena and the development of suitable models for the correlation among pedestrians in real traffic conditions.

A protocol is presented for the characterization of the in-field pedestrian behavior and the simulation of the resulting structural response. Field-tests demonstrate that the in situ identified pacing rate and synchronization rate among the participants constitute an essential input for the simulation and verification of the human-induced loads.

특성화에서 필드 보행자의 행동을 바탕으로 인간에 의한 진동의 시뮬레이션

For slender and lightweight structures, vibration serviceability is a matter of growing concern, often constituting the critical design requirement. With ...

공학

Driving Simulation in the Clinic: Testing Visual Exploratory Behavior in Daily Life Activities in Patients with Visual Field Defects

Patients suffering from homonymous hemianopia after infarction of the posterior cerebral artery (PCA) report different degrees of constraint in daily life, despite similar visual deficits. We assume this could be due to variable development of compensatory strategies such as altered visual scanning behavior. Scanning compensatory therapy (SCT) is studied as part of the visual training after infarction next to vision restoration therapy. SCT consists of learning to make larger eye movements into the blind field enlarging the visual field of search, which has been proven to be the most useful strategy1, not only in natural search tasks but also in mastering daily life activities2. Nevertheless, in clinical routine it is difficult to identify individual levels and training effects of compensatory behavior, since it requires measurement of eye movements in a head unrestrained condition. Studies demonstrated that unrestrained head movements alter the visual exploratory behavior compared to a head-restrained laboratory condition3. Martin et al.4 and Hayhoe et al.5 showed that behavior demonstrated in a laboratory setting cannot be assigned easily to a natural condition. Hence, our goal was to develop a study set-up which uncovers different compensatory oculomotor strategies quickly in a realistic testing situation: Patients are tested in the clinical environment in a driving simulator. SILAB software (Wuerzburg Institute for Traffic Sciences GmbH (WIVW)) was used to program driving scenarios of varying complexity and recording the driver's performance. The software was combined with a head mounted infrared video pupil tracker, recording head- and eye-movements (EyeSeeCam, University of Munich Hospital, Clinical Neurosciences).
The positioning of the patient in the driving simulator and the positioning, adjustment and calibration of the camera is demonstrated. Typical performances of a patient with and without compensatory strategy and a healthy control are illustrated in this pilot study. Different oculomotor behaviors (frequency and amplitude of eye- and head-movements) are evaluated very quickly during the drive itself by dynamic overlay pictures indicating where the subjects gaze is located on the screen, and by analyzing the data. Compensatory gaze behavior in a patient leads to a driving performance comparable to a healthy control, while the performance of a patient without compensatory behavior is significantly worse. The data of eye- and head-movement-behavior as well as driving performance are discussed with respect to different oculomotor strategies and in a broader context with respect to possible training effects throughout the testing session and implications on rehabilitation potential.

Patients with visual deficits after stroke report about different constraints in daily life most likely due to variable compensatory strategies, which are difficult to differentiate in clinical routine. We present a clinical set-up which allows measurement of different compensatory head- and eye-movement-strategies and evaluating their effects on driving performance.

클리닉에서 시뮬레이션 운전 : 비주얼 필드 결함으로 환자의 일상 생활 활동에서 Visual 탐색 행동 테스트

Patients suffering from homonymous hemianopia after infarction of the posterior cerebral artery (PCA) report different degrees of constraint in daily ...

의학

A Simple Non-invasive Method for Temporary Knockdown of Upper Limb Proprioception

Proprioception may be the least well measured of all contributors to the neural control of movement. New precise, reliable measures of proprioception are needed for clinical diagnosis of impairment, and to measure outcomes of proprioceptive training. The purpose of this simple, non-invasive method is to temporarily knockdown upper limb proprioception in healthy adults, to an extent that would be useful in the development and testing of upper limb proprioception measures. Knockdown models have two main advantages over studying humans with impaired proprioception: participant availability and the ability to control the extent of impairment across participants. Current published methods of temporary proprioception knockdown of the upper limb, such as ischemic nerve blocks and cryotherapy, are invasive, impractical, or uncomfortable for the participant. Here, vibration over the ulnar groove was used to reduce upper limb proprioception. High frequency vibration may reduce proprioceptive acuity by inhibiting pacinian corpuscle-induced input. The effect of vibration used in this protocol was confirmed using two quantitative measures. This method was simple to administer, comfortable for participants, and practical.

The goal of this protocol is to demonstrate a practical method to temporarily interfere with proprioception in the upper limb of healthy humans.

상 지 Proprioception의 임시 최저에 대 한 간단한 비-침략 적 방법

Proprioception may be the least well measured of all contributors to the neural control of movement. New precise, reliable measures of proprioception are ...

A Vibrotactile Feedback Device for Seated Balance Assessment and Training

Postural perturbations, motion tracking, and sensory feedback are modern techniques used to challenge, assess, and train upright sitting, respectively. The goal of the developed protocol is to construct and operate a sitting platform that can be passively destabilized while an inertial measurement unit quantifies its motion and vibrating elements deliver tactile feedback to the user. Interchangeable seat attachments alter the stability level of the device to safely challenge sitting balance. A built-in microcontroller allows fine-tuning of the feedback parameters to augment sensory function. Posturographic measures, typical of balance assessment protocols, summarize the motion signals acquired during timed balance trials. No dynamic sitting protocol to date provides variable challenge, quantification, and sensory feedback free of laboratory constraints. Our results demonstrate that non-disabled users of the device exhibit significant changes in posturographic measures when balance difficulty is altered or vibrational feedback provided. The portable, versatile device has potential applications in rehabilitation (following skeletal, muscular, or neurological injury), training (for sports or spatial awareness), entertainment (via virtual or augmented reality), and research (of sitting-related disorders).

A sitting platform has been developed and assembled that passively destabilizes sitting posture in humans. During the user&#39;s stabilizing task, an inertial measurement unit records the device&#39;s motion, and vibrating elements deliver performance-based feedback to the seat. The portable, versatile device may be used in rehabilitation, assessment, and training paradigms.

앉아 균형 평가 및 훈련 Vibrotactile 피드백 장치

Postural perturbations, motion tracking, and sensory feedback are modern techniques used to challenge, assess, and train upright sitting, respectively. ...

Applying Incongruent Visual-Tactile Stimuli during Object Transfer with Vibro-Tactile Feedback

The application of incongruent sensory signals that involves disrupted tactile feedback is rarely explored, specifically with the presence of vibrotactile feedback (VTF). This protocol aims to test the effect of VTF on the response to incongruent visual-tactile stimuli. The tactile feedback is acquired by grasping a block and moving it across a partition. The visual feedback is a real-time virtual presentation of the moving block, acquired using a motion capture system. The congruent feedback is the reliable presentation of the movement of the block, so that the subject feels that the block is grasped and see it move along with the path of the hand. The incongruent feedback appears as the movement of the block diverts from the actual movement path, so that it seems to drop from the hand when it is actually still held by the subject, thereby contradicting the tactile feedback. Twenty subjects (age 30.2 &#177; 16.3) repeated 16 block transfers, while their hand was hidden. These were repeated with VTF and without VTF (total of 32 block transfers). Incongruent stimuli were presented randomly twice within the 16 repetitions in each condition (with and without VTF). Each subject was asked to rate the difficulty level of performing the task with and without the VTF. There were no statistically significant differences in the length of the hand paths and durations between transfers recorded with congruent and incongruent visual-tactile signals &#8211; with and without the VTF. The perceived difficulty level of performing the task with the VTF significantly correlated with the normalized path length of the block with VTF (r = 0.675, p = 0.002). This setup is used to quantify the additive or reductive value of VTF during motor function that involves incongruent visual-tactile stimuli. Possible applications are prosthetics design, smart sport-wear, or any other garments that incorporate VTF.

We present a protocol to apply incongruent visual-tactile stimuli during an object transfer task. Specifically, during block transfers, performed while the hand is hidden, a virtual presentation of the block shows random occurrences of false block drops. The protocol also describes adding vibrotactile feedback while performing the motor task.

진동 촉각 피드백을 통해 개체 전송 중 부조리 한 시각적 촉각 자극 적용

The application of incongruent sensory signals that involves disrupted tactile feedback is rarely explored, specifically with the presence of vibrotactile ...

A Tactile Automated Passive-Finger Stimulator (TAPS)

Although tactile spatial acuity tests are used in both neuroscience research and clinical assessment, few automated devices exist for delivering controlled spatially structured stimuli to the skin. Consequently, investigators often apply tactile stimuli manually. Manual stimulus application is time consuming, requires great care and concentration on the part of the investigator, and leaves many stimulus parameters uncontrolled. We describe here a computer-controlled tactile stimulus system, the Tactile Automated Passive-finger Stimulator (TAPS), that applies spatially structured stimuli to the skin, controlling for onset velocity, contact force, and contact duration. TAPS is a versatile, programmable system, capable of efficiently conducting a variety of psychophysical procedures. We describe the components of TAPS, and show how TAPS is used to administer a two-interval forced-choice tactile grating orientation test.
Corresponding Author: Daniel Goldreich

A Tactile Automated Passive-Finger Stimulator TAPS

We describe a computer-controlled device for investigating the sense of touch: the Tactile Automated Passive-finger Stimulator (TAPS). We describe the components of TAPS, and show how TAPS is used to administer a two-interval forced-choice tactile grating orientation test.

촉각 자동 수동 - 핑거 자극기 (탭)

Although tactile spatial acuity tests are used in both neuroscience research and clinical assessment, few automated devices exist for delivering ...

생물학

A Method for Evaluating Timeliness and Accuracy of Volitional Motor Responses to Vibrotactile Stimuli

Artificial sensory feedback (ASF) systems can be used to compensate for lost proprioception in individuals with lower-limb impairments. Effective design of these ASF systems requires an in-depth understanding of how the parameters of specific feedback mechanism affect user perception and reaction to stimuli. This article presents a method for applying vibrotactile stimuli to human participants and measuring their response. Rotating mass vibratory motors are placed at pre-defined locations on the participant's thigh, and controlled through custom hardware and software. The speed and accuracy of participants' volitional responses to vibrotactile stimuli are measured for researcher-specified combinations of motor placement and vibration frequency. While the protocol described here uses push-buttons to collect a simple binary response to the vibrotactile stimuli, the technique can be extended to other response mechanisms using inertial measurement units or pressure sensors to measure joint angle and weight bearing ratios, respectively. Similarly, the application of vibrotactile stimuli can be explored for body segments other than the thigh.

This article describes a technique for applying vibrotactile stimuli to the thigh of a human participant, and measuring the accuracy and reaction time of the participant&#39;s volitional response for various combinations of stimulation location and frequency.

촉각 자극에 의​​지 모터 응답의 적시성과 정확성을 평가하는 방법

Artificial sensory feedback (ASF) systems can be used to compensate for lost proprioception in individuals with lower-limb impairments.  Effective design ...

운전 관련 연구를 위한 촉각 진동 툴킷 및 운전 시뮬레이션 플랫폼

요약

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이 비디오의 챕터

Haptic 그래픽 / 재활 : 가상 환경 도서관에 로봇을 통합하고 뇌졸중 치료에 적용

인간 주제에 진동 감지 임계 값과 촉각 공간 시력 측정

팔뚝 사이의 테스트 촉각 마스킹

특성화에서 필드 보행자의 행동을 바탕으로 인간에 의한 진동의 시뮬레이션

클리닉에서 시뮬레이션 운전 : 비주얼 필드 결함으로 환자의 일상 생활 활동에서 Visual 탐색 행동 테스트

상 지 Proprioception의 임시 최저에 대 한 간단한 비-침략 적 방법

앉아 균형 평가 및 훈련 Vibrotactile 피드백 장치

진동 촉각 피드백을 통해 개체 전송 중 부조리 한 시각적 촉각 자극 적용

촉각 자동 수동 - 핑거 자극기 (탭)

촉각 자극에 의지 모터 응답의 적시성과 정확성을 평가하는 방법

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