Die menschliche sensorische Motorsteuerung ist extrem robust, obwohl die Erfassung verteilt, spärlich, quantisiert, laut und verzögert ist. Die Rechenleistung im zentralen Nervensystem ist langsam, die Muskelbetätigung ermüdet und sättigt. Um diese ursächlichen Faktoren und ihre Auswirkungen auf die Systemleistung der sensorischen Motorsteuerung zu untersuchen, ist es wichtig, eine einfach zu bedienende experimentelle Plattform zu entwickeln, die diese Faktoren manipuliert und die Leistung aufzeichnet.
Hier präsentieren wir eine Gaming-Plattform namens WheelCon, eine kostenlose und Open-Source-Plattform, um Videospiele für unsere virtuelle Umgebung zu entwerfen, die das Fahren mit dem Mountainbike auf einem steilen, verdrehten, holprigen Trail simuliert. WheelCon lässt sich mit einem Lenkrad integrieren, da es die Variablen in der menschlichen sensorischen Motorsteuerung wie Signalverzögerung, Quantisierung, Rauschen und Störungen während der Aufzeichnung der Motorsteuerungsbahn und Aerodynamik manipulieren kann. Es ermöglicht der Forschung auch, die Schicht der Architekten in der sensorischen Motorsteuerung zu untersuchen, einschließlich der Ziele, Pläne, Entscheidungen und der Erfassung, des Reflexes und der Aktion der unteren Schicht.
Wechseln Sie auf dem Computer mit Windows 10 zur WheelCon-Webseite, klicken Sie auf Klonen oder herunterladen, und klicken Sie dann im Popup-Dialog auf ZIP herunterladen. Extrahieren Sie alle Dateien auf die lokale Festplatte. Gehen Sie auf die Website des Herstellers und laden Sie den entsprechenden Fahrer für Ihr Rennradmodell herunter.
Montieren Sie das Rennrad sicher auf Sitzenvordervordern vor einem Monitor. Schließen Sie das USB-Kabel des Rades an den PC und das Netzteil an eine Steckdose an. Um das Programm zu testen, doppelklicken Sie auf wheelcon.
exe im Ordner der Excutable Output-Datei. Konfigurieren Sie die Einstellungen entsprechend der Monitoreinrichtung und klicken Sie auf Wiedergabe. Setzen Sie das Motiv bequem hinter die Räder.
Stellen Sie sicher, dass dem Motiv ein ausreichender Bewegungsumfang bei der Handhabung des Rades eingeräumt wird. Klicken Sie auf Fitts Rechtsaufgabe. Klicken Sie auf das Textfeld und geben Sie einen Namen für die Ausgabedatei ein, geben Sie Betreff- und Aufgabeninformationen ein.
Klicken Sie auf Datei auswählen, und wählen Sie dann Fitts Gesetz aus. txt als Eingabe. Klicken Sie auf Spiel beginnen.
Weisen Sie das Subjekt an, die Grauzone mit der grünen Linie zu verfolgen, indem Sie das Lenkrad drehen. Dieses Spiel dient dazu, das Thema mit dem Setup vertraut zu machen. Klicken Sie auf Mountain Bike Task.
Geben Sie den Namen der Ausgabedatei ein, und wählen Sie Vision_Delay.txt aus. Klicken Sie auf Spiel beginnen, um mit dem Testen zu beginnen. In diesem Spiel ändert sich die Länge des Look-Ahead-Fensters, um eine erweiterte Warnung, keine Warnung oder eine visuelle Verzögerung bereitzustellen.
Klicken Sie auf Mountain Bike Task, geben Sie den Namen der Ausgabedatei ein, und wählen Sie Action_Delay.txt aus. Klicken Sie auf Spiel beginnen, um mit dem Testen zu beginnen. In diesem Spiel wird eine Verzögerung zwischen dem Raddrehen des Subjekts und der Bewegung der grünen Linie hinzugefügt.
Die Verzögerung beginnt bei null Sekunden und erhöht sich um 0,15 Sekunden, bis sie 0,75 Sekunden erreicht. Klicken Sie auf Mountain Bike Task, geben Sie den Namen der Ausgabedatei ein und wählen Sie Vision Quantization.txt. Klicken Sie auf Spiel beginnen, um mit dem Testen zu beginnen.
In diesem Spiel wird die visuelle Datenrate manipuliert. Wenn die visuellen Daten niedrig sind, kann der Trail nur in wenigen losen grauen Positionen angezeigt werden. Wenn die visuelle Datenrate zunimmt, kann die Grauzone an potenziellen Positionen angezeigt werden, und ihre Bewegung wird kontinuierlicher.
Klicken Sie auf Mountain Bike Task, geben Sie den Namen der Ausgabedatei ein, und wählen Sie Aktionsquantisierung.txt. Klicken Sie auf Spiel beginnen, um mit dem Testen zu beginnen. In diesem Spiel wird die Aktionsdatenrate manipuliert.
Wenn die Datenrate am langsamsten ist, kann die graue Linie nur mit einer Geschwindigkeit verlaufen. Mit steigender Datenrate wird die Steuerung der Radgeschwindigkeit feiner. Klicken Sie auf Mountain Bike Task, geben Sie den Namen der Ausgabedatei ein und wählen Sie Bump Trail.txt.
Klicken Sie auf Spiel beginnen, um mit dem Testen zu beginnen. In diesem Spiel werden Störungen entweder als Drehmoment am Rad hinzugefügt, das eine Beule, eine plötzliche Drehung auf dem Trail oder die beiden Arten von Störungen kombiniert simuliert. Um Testergebnisse abzurufen, wechseln Sie zum Ordner der ausführbaren Ausgabedatei, und suchen Sie nach der Datei mit zuvor angegebenen Dateinamen.
Von links nach rechts gibt jede Zeile in der Ausgabedatei Zeit, Testposition, Bump-Größe, Aktionsdatenrate, Aktionsverzögerung, visuelle Verzögerung, visuelle Datenrate, Tracking-Fehler und Lenkradwinkel an. Um eine neue Eingabedatei zu entwickeln, öffnen Sie den WheelCon Mntn Bike Trail Design Code. m im Quellcodeordner mit Matlab.
Wenn Sie diesen Abschnitt des Codes für die gewünschten Spielparameter auswählen, drücken Sie Control plus T, um die Kommentierung zu deaktivieren, und drücken Sie dann Ausführen. Die Eingabedatei wird im selben Ordner neu generiert. Wie die Abbildung andeutet, hat sich der Fehler des Themas in Spielen mit visuellen oder Aktionsverzögerungen mit größeren Verzögerungen erhöht.
Das Beschränken der Datenraten in der visuellen Eingabe oder der Aktionsausgabe führte zu größeren Fehlern. Diese Abbildung zeigt die Aerodynamik bei Versuchen mit entweder nur Beulen, nur Kurven oder zwei kombinierten. Wenn Sie sich dieses Video ansehen, sollten Sie mit der Anwendung von WheelCon auf eine menschliche sensorische Motorsteuerungsstudie vertraut sein.
