Dieses Projekt wurde von der Beijing Talents Foundation gesponsert.

Die Autoren erklärten keine finanzielle Offenlegung oder Interessenkonflikte.

Die Fahrsimulationsplattform und das vibrierende Toolkit imitierten die Anwendung potenzieller tragbarer vibrotaktiler Geräte im realen Leben und lieferten eine effektive Technik bei der Untersuchung der fahrbezogenen Forschung. Mit dieser Technologie steht nun eine sichere Versuchsumgebung mit hoher Konfigurierbarkeit und Erschwinglichkeit für die Durchführung von Forschungen zur Verfügung, die mit dem realen Fahren vergleichbar sind.
Es gibt mehrere Schritte, die mehr Aufmerksamkeit erfo...

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/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/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

Nach den Daten, die von den Global Health Estimates im Jahr 2016 enthüllt wurden, ist Verkehrsschäden die achte Ursache für weltweite Todesfälle, die zu 1,4 Millionen Todesfällen weltweit1führen. Im Jahr 2018 waren 39,2 % der Verkehrsunfälle Kollisionen mit Kraftfahrzeugen im Verkehr, 7,2 % davon Auffahrunfälle. Eine Lösung zur Erhöhung der Fahrzeug- und Straßenverkehrssicherheit ist die Entwicklung eines fortschrittlichen Fahrassistenzsystems (ADAS), um Fahrer vor potenziellen Gefahren zu warnen. Die Daten haben gezeigt, dass ADAS die Rate von Auffahrunfällen erheblich reduzieren kann, und es ist noch effektiver, wenn es mit einem Auto-Bremssystem ausgestattet ist2. Darüber hinaus wird bei der Entwicklung autonomer Fahrzeuge weniger menschliche samtische Sendekraft erforderlich sein, um das Fahrzeug zu steuern, was ein Warnsystem für die Übernahme (TOR) zu einer Notwendigkeit macht, wenn das autonome Fahrzeug sich nicht selbst reguliert. Das Design des ADAS- und TOR-Warnsystems ist nun eine wichtige Technologie für Autofahrer, um drohende Unfälle innerhalb weniger Sekunden zu vermeiden. Das exemplarische Experiment verwendete ein vibrierendes Toolkit zusammen mit einer Fahrsimulationsplattform, um zu untersuchen, welcher Standort das beste Ergebnis erzielen würde, wenn ein vibrotactile Warnsystem als potenzielles ADAS- und TOR-Warnsystem verwendet wurde.
Kategorisiert durch Wahrnehmungskanäle, gibt es in der Regel drei Arten von Warnmodalitäten, d. h. visuelle, auditive und taktile. Jede Warnmodalität hat ihre eigenen Vorzüge und Grenzen. Wenn visuelle Warnsysteme im Einsatz sind, können Fahrer unter visueller Überlastung leiden3, Beeinträchtigung der Fahrleistungen aufgrund von unaufmerksamer Blindheit4,5. Obwohl ein auditives Warnsystem das Sichtfeld der Fahrer nicht beeinflusst, hängt seine Wirksamkeit stark von der Umgebung ab, wie Hintergrundmusik und andere Geräusche in der Fahrumgebung6,7. Daher können Situationen, die andere externe Auditinformationen oder erhebliche Geräusche enthalten, zu unaufmerksamer Taubheit8,9führen, wodurch die Wirksamkeit eines auditiven Warnsystems verringert wird. Im Vergleich dazu stehen taktile Warnsysteme nicht im Wettbewerb mit der visuellen oder auditiven Verarbeitung der Fahrer. Durch das Senden von vibrotactile Warnungen an Fahrer überwinden taktile Warnsysteme die Grenzen von visuellen und auditiven Warnsystemen.
Frühere Studien zeigten, dass taktile Warnhinweise den Fahrern zugute kommen können, indem sie ihre Bremsreaktionszeit verkürzen. Es wurde auch festgestellt, dass taktile Warnsysteme in bestimmten Situationen ein effektiveres Ergebnis gegenüber visuellen10,11 und auditiven12,13,14 Warnsystemen liefern. Die begrenzte Forschung konzentrierte sich jedoch auf die Untersuchung des optimalen Standorts für die Platzierung eines taktilen Warngeräts. Nach der sensorischen Kortexhypothese15 und der sensorischen Entfernungshypothese16wählte die Exemplarstudie die Finger-, Handgelenk- und Tempelbereiche als Versuchsorte für die Platzierung eines taktilen Warngeräts. Mit dem eingeführten Protokoll können die Häufigkeit und Lieferzeit einer vibrierenden Warnung sowie Intervalle zwischen Vibrationen des vibrierenden Toolkits so konfiguriert werden, dass sie den experimentellen Anforderungen entsprechen. Dieses vibrierende Toolkit bestand aus einem Master-Chip, einem Spannungsreglerchip, einem Multiplexer, einem USB-zu-Transistor-Logic (TTL)-Adapter, einem Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET) und einem Bluetooth-Modul. Die Anzahl der vibrierenden Module kann auch je nach den Bedürfnissen der Forscher variieren, wobei bis zu vier Module gleichzeitig vibrieren. Bei der Implementierung des vibrierenden Toolkits in den fahrbezogenen Experimenten kann es so konfiguriert werden, dass es an die experimentellen Einstellungen anpasst und durch Die Überarbeitung der Codes der Fahrsimulation mit Fahrleistungsdaten synchronisiert wird.
Während für Forscher, Durchführung eines Fahrexperiments auf einer virtuellen Plattform ist mehr möglich als in der realen Welt aufgrund der Risiken und Kosten beteiligt. Beispielsweise kann das Sammeln von Leistungsindikatoren schwierig sein, und es ist schwierig, die Umweltfaktoren zu kontrollieren, die bei Derversuchen in der realen Welt erforderlich sind. Infolgedessen haben viele Studien in den letzten Jahren Festnetz-Fahrsimulatoren auf PCs als Alternative zur Durchführung von Fahrstudien auf der Straße verwendet. Nachdem wir über 11 Jahre lang in der Fahrforschungsgemeinschaft gelernt, entwickelt und recherchiert haben, haben wir eine Fahrsimulationsplattform mit einem echten Auto aufgebaut, die aus einer Open-Source-Fahrsimulationssoftware und einem Hardware-Kit besteht, einschließlich Lenkrad und Getriebe, drei Pedalen, drei montierten Projektoren und drei Projektorbildschirmen. Da die Fahrsimulationssoftware nur einen einzigen Bildschirm unterstützt, verwendet das vorgestellte Protokoll nur den zentralen Projektor und Projektorbildschirm, um das Experiment durchzuführen.
Die Nutzung der vorgestellten Fahrsimulationsplattform bietet zwei große Vorteile. Ein Vorteil dieser Plattform ist, dass sie eine Open-Source-Software verwendet. Mithilfe der benutzerfreundlichen Open-Source-Plattform können Forscher das Simulations- und Vibrations-Toolkit für ihre individuellen Forschungsanforderungen anpassen, indem sie eine einfache Softwarekonfiguration ohne Codeentwicklung vornehmen. Durch die Überarbeitung der Codes können Forscher Fahrsimulationen erstellen, die eine relative Realitätstreue bieten, mit vielen Optionen für Fahrzeugtypen, Straßentypen, Widerstand des Lenkrads, seitliche und längsförmige Windturbulenzen, Zeit- und Bremsereignis-Anwendungsprogrammschnittstellen (APIs) für externe Softwaresynchronisierung und Implementierung der Verhaltensparadigmen wie Auto-Following-Task und N-Back-Task. Obwohl die Durchführung von fahrbezogenen Forschung in einem Fahrsimulator kann nicht vollständig replizieren Fahren in der realen Welt, Daten durch einen Fahrsimulator gesammelt ist vernünftig und wurde von den Forschernangenommen 17,18.
Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Fahrsimulators sind die niedrigen Kosten. Wie bereits erwähnt, ist die eingeführte Fahrsimulationssoftware eine Open-Source-Software, die den Nutzern kostenlos zur Verfügung steht. Darüber hinaus sind die Gesamtkosten für die gesamte Hardware-Einrichtung in diesem Protokoll niedriger im Vergleich zu typischen High-Fidelity-Werbesimulatoren. Abbildung 1 a und b zeigen die komplette Einrichtung von zwei Fahrsimulatoren mit Kosten zwischen 3000 und 30000 US-Dollar. Im Gegensatz dazu kosten typische kommerzielle High-Fidelity-Fahrsimulatoren (fixed-base) in der Regel etwa 10.000 bis 100.000 US-Dollar. Mit seinem sehr erschwinglichen Preis kann dieser Fahrsimulator nicht nur für akademische Forschungszwecke, sondern auch für die Durchführung von Fahrklassen19 und für die Demonstration fahrbezogener Technologien eine beliebte Wahl sein20,21.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61408/61408fig1v2.jpg"> Abbildung 1: Ein Bild der Fahrsimulatoren. Beide Fahrsimulatoren bestanden aus einem Lenkrad und Getriebe, drei Pedalen und einem Fahrzeug. (a) Ein Fahrsimulator-Setup im Wert von 3000 US-Dollar, das einen 80-Zoll-LCD-Bildschirm mit einer Auflösung von 3840 × 2160 verwendet hat. b) ein Fahrsimulator-Setup im Wert von 30000 USD, bei dem drei montierte Projektoren und drei Projektorbildschirme mit einer Größe von jeweils 223 x 126 cm verwendet wurden. Die Projektionswände wurden 60 cm über dem Boden und 22 cm von der Fahrzeugfront entfernt platziert. Für das aktuelle Experiment wurden nur der zentrale Projektor und die Projektorleinwand verwendet. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61408/61408fig1v2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
Die Fahrsimulationssoftware und das vibrierende Toolkit in der vorgeschlagenen Methode wurden bereits in früheren Studien von unseren Forschern22,23,24,25,26,27,28,29verwendet. Dieses selbst entwickelte Vibrations-Toolkit nach ISO-Norm30 kann in verschiedenen Bereichen31,32 durch Einstellen der Schwingungsfrequenz und -intensität angewendet werden. Es ist wichtig zu beachten, dass eine neuere Version des vibrierenden Toolkits entwickelt wurde und im folgenden Protokoll eingeführt wird. Anstatt die Schwingungsfrequenz mit einem einstellbaren Spannungsadapter einzustellen, ist die neuere Version mit fünf verschiedenen Vibrationsfrequenzen ausgestattet und kann einfacher mit den Codes in Der Supplemental Coding File 1eingestellt werden. Darüber hinaus bietet der vorgestellte Fahrsimulator Forschern eine sichere, kostengünstige und effektive Möglichkeit, verschiedene Arten der fahrbezogenen Forschung zu untersuchen. Somit eignet sich dieses Protokoll für Forschungslaboratorien, die über ein begrenztes Budget verfügen und ein starkes Bedürfnis haben, experimentelle Fahrumgebungen anzupassen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<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&#233; 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&#228;t D&#252;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

Kollisionswarnsystem spielt eine Schlüsselrolle bei der Vermeidung von Ablenkungen und schläfrigem Fahren. Frühere Studien haben die Vorteile taktiler Warnhinweise bei der Reduzierung der Reaktionszeit des Fahrers bei der Bremsreaktion nachgewiesen. Gleichzeitig haben sich taktile Warnhinweise bei Übernahmeanträgen (TOR) für teilautonome Fahrzeuge als wirksam erwiesen.
Wie die Leistung taktiler Warnungen optimiert werden kann, ist ein aktuelles heißes Forschungsthema in diesem Bereich. So werden die vorgestellte kostengünstige Fahrsimulationssoftware und -methoden eingeführt, um mehr Forscher für die Teilnahme an der Untersuchung zu gewinnen. Das vorgestellte Protokoll ist in fünf Abschnitte unterteilt: 1) Teilnehmer, 2) Fahrsimulations-Software-Konfiguration, 3) Vorbereitung des Fahrsimulators, 4) vibrierende Toolkit-Konfiguration und -Vorbereitung und 5) Durchführung des Experiments.
In der Exemplar-Studie trugen die Teilnehmer das taktile Vibrierende Toolkit und führten eine etablierte Auto-Folgeaufgabe mit der kundenspezifischen Fahrsimulationssoftware durch. Das vordere Fahrzeug bremste zeitweise, und bei jeder Bremsung des vorderen Fahrzeugs wurden vibrationsbeschimpfungswarnungen angeliefert. Die Teilnehmer wurden angewiesen, so schnell wie möglich auf die plötzlichen Bremsen des vorderen Fahrzeugs zu reagieren. Die Fahrdynamik, wie die Bremsansprechzeit und die Bremsansprechrate, wurde von der Simulationssoftware zur Datenanalyse aufgezeichnet.
Das vorgestellte Protokoll bietet Einblicke in die Erforschung der Wirksamkeit taktiler Warnhinweise an verschiedenen Körperstandorten. Zusätzlich zu der Imobistenaufgabe, die im Beispielexperiment gezeigt wird, bietet dieses Protokoll auch Optionen, um andere Paradigmen auf die Fahrsimulationsstudien anzuwenden, indem eine einfache Softwarekonfiguration ohne Codeentwicklung erstellt wird. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass aufgrund seines erschwinglichen Preises die hier eingeführte Fahrsimulationssoftware und -hardware möglicherweise nicht in der Lage ist, mit anderen hochwertigen kommerziellen Fahrsimulatoren vollständig zu konkurrieren. Dennoch kann dieses Protokoll als erschwingliche und benutzerfreundliche Alternative zu den allgemeinen High-Fidelity-Werbesimulatoren fungieren.

Die in dieser Studie berichtete Exemplar-Studie führte die Auto-Folge-Aufgabe mit dem Fahrsimulator und dem vibrierenden Toolkit durch, das zuvor auch in einer wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht wurde22. Bemerkenswert ist, dass die ältere Version des vibrierenden Toolkits bei der Durchführung der Exemplarstudie verwendet wurde, während eine neue Version des vibrierenden Toolkits im obigen Protokoll eingeführt wurde. Die Studie war ein versuchsweises Designexperiment mit vibrierend...

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

Dieses Protokoll beschreibt eine Fahrsimulationsplattform und ein taktiles Vibrieren-Toolkit für die Untersuchung der fahrbezogenen Forschung. Ein Beispielexperiment zur Erforschung der Wirksamkeit taktiler Warnhinweise wird ebenfalls vorgestellt.

Tactile Vibrating Toolkit und Driving Simulation Platform für fahrbezogene Forschung

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

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Research

JoVE Journal

Behavior

4.3K Aufrufe.  Tsinghua University. Dieses Protokoll beschreibt eine Fahrsimulationsplattform und ein taktiles Vibrieren-Toolkit für die Untersuchung der fahrbezogenen Forschung. Ein Beispielexperiment zur Erforschung der Wirksamkeit taktiler Warnhinweise wird ebenfalls vorgestellt.

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

Quantitative Assessment of Cortical Auditory-tactile Processing in Children with Disabilities

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology to quantitatively assess children&#39;s cortical processing of light touch, speech sounds and the multisensory processing of the 2 stimuli, without requiring active subject participation or causing children discomfort. To accomplish this we developed a dual channel, time and strength calibrated air puff stimulator that allows both tactile stimulation and sham control. We combined this with the use of event-related potential methodology to allow for high temporal resolution of signals from the primary and secondary somatosensory cortices as well as higher order processing. This methodology also allowed us to measure a multisensory response to auditory-tactile stimulation.

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology to quantitatively assess infants and children&#39;s cortical processing of light touch, speech sounds, and the multisensory processing of the 2 stimuli, without requiring active subject participation or causing discomfort in vulnerable patients.

Quantitative Bewertung der kortikalen Auditory-taktile Verarbeitung bei Kindern mit Behinderungen

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology ...

Forschung

Verhalten

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.

Die Messung der Schwingungserfassungsschwelle und Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

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

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.

Testing Tactile Maskierung zwischen den Unterarmen

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

A Microphysiologic Platform for Human Fat: Sandwiched White Adipose Tissue

White adipose tissue (WAT) plays a crucial role in regulating weight and everyday health. Still, there are significant limitations to available primary culture models, all of which have failed to faithfully recapitulate the adipose microenvironment or extend WAT viability beyond two weeks. The lack of a reliable primary culture model severely impedes research in WAT metabolism and drug development. To this end we have utilized NIH's standards of a microphysiologic system to develop a novel platform for WAT primary culture called 'SWAT' (sandwiched white adipose tissue). We overcome the natural buoyancy of adipocytes by sandwiching minced WAT clusters between sheets of adipose-derived stromal cells. In this construct, WAT samples are viable over eight weeks in culture. SWAT maintains the intact ECM, cell-to-cell contacts, and physical pressures of in vivo WAT conditions; additionally, SWAT maintains a robust transcriptional profile, sensitivity to exogenous chemical signaling, and whole tissue function. SWAT represents a simple, reproducible, and effective method of primary adipose culture. Potentially, it is a broadly applicable platform for research in WAT physiology, pathophysiology, metabolism, and pharmaceutical development.

White adipose tissue (WAT) has critical deficiencies in its current primary culture models, hindering pharmacological development and metabolic studies. Here, we present a protocol to produce an adipose microphysiological system by sandwiching WAT between sheets of stromal cells. This construct provides a stable and adaptable platform for primary WAT culture.

Eine Microphysiologic Plattform für menschliches Fett: weißen Fettgewebe eingeklemmt

White adipose tissue (WAT) plays a crucial role in regulating weight and everyday health.  Still, there are significant limitations to available primary ...

A Novel Single Animal Motor Function Tracking System Using Simple, Readily Available Software

We have recently demonstrated that implanting intracortical microelectrodes in the motor corteces of rats&#160;results in immediate and lasting motor deficits. Motor impairments were manually quantified through an open field grid test to measure the gross motor function and through a ladder test to measure the fine motor function. Here, we discuss a technique for the automated quantification of the video-recorded tests using our custom Capadona Behavioral Video Analysis System: Grid and Ladder Test, or BVAS. Leveraging simple and readily available coding software (see the Table of Materials), this program allows for the tracking of a single animal on both the open field grid and the ladder tests. In open field grid tracking, the code thresholds the video for intensity, tracks the position of the rat over the 3 min duration of the grid test, and analyzes the path. It then computes and returns measurements for the total distance traveled, the maximum velocity achieved, the number of left- and right-handed turns, and the total number of grid lines crossed by the rat. In ladder tracking, the code again thresholds the video for intensity, tracks the movement of the rat across the ladder, and returns calculated measurements including the time it took the rat to cross the ladder, the number of paw slips occurring below the plane of the ladder rungs, and the incidence of failures due to stagnation or reversals. We envision that the BVAS developed here can be employed for the analysis of motor function in a variety of applications, including many injury or disease models.

The current study aimed to automate the quantification of motor deficits in rats. The initial evaluation model assesses motor loss resulting from an intracortical microelectrode implantation in the motor cortex. We report on the development and use of a tracking algorithm using easily adaptable, simple, and readily available coding software.

Eine neuartige einzigen tierischen Motorik Tracking-System mit einfachen, leicht verfügbaren Software

We have recently demonstrated that implanting intracortical microelectrodes in the motor corteces of rats&#160;results in immediate and lasting motor ...

Driving Under the Influence: How Music Listening Affects Driving Behaviors

Car driving is a daily activity for many individuals in modern societies. Drivers often listen to music while driving. The method presented here investigates how listening to music influences driving behaviors. A driving simulation was selected because it offers both a well-controlled environment and a good level of ecological validity. Driving behaviors were assessed through a car-following task. In practice, participants were instructed to follow a lead vehicle as they would do in real life. The lead vehicle speed changed over time requiring constant speed adjustments for the participants. The inter-vehicular time was used to assess driving behaviors. To complement the driving behaviors, the subjective mood and physiological level of arousal were also collected. As such, the results collected using this method offer insights on both the human internal state (i.e., subjective mood and physiological arousal) and driving behaviors in the car following task.

Here, we present a protocol to assess driving behaviors while following a vehicle in a simulated driving environment. The presented protocol is used to compare the impact of different auditory backgrounds on driving behaviors.

Fahren unter dem Einfluss: wie Musikhören fahren Verhaltensweisen beeinflusst

Car driving is a daily activity for many individuals in modern societies. Drivers often listen to music while driving. The method presented here ...

Characterization of the Sense of Agency over the Actions of Neural-machine Interface-operated Prostheses

This work describes a methodological framework that can be used to explicitly and implicitly characterize the sense of agency developed over the neural-machine interface (NMI) control of sensate virtual or robotic prosthetic hands. The formation of agency is fundamental in distinguishing the actions that we perform with our limbs as being our own. By striving to incorporate advanced upper-limb prostheses into these same perceptual mechanisms, we can begin to integrate an artificial limb more closely into the user&#39;s existing cognitive framework for limb control. This has important implications in promoting user acceptance, use, and effective control of advanced upper-limb prostheses. In this protocol, participants control a virtual prosthetic hand and receive kinesthetic sensory feedback through their preexisting NMIs. A series of virtual grasping tasks are performed and perturbations are systematically introduced to the kinesthetic feedback and virtual hand movements. Two separate measures of agency are employed: established psychophysical questionnaires (to capture the explicit experience of agency) and a time interval estimate task to capture the implicit sense of agency (intentional binding). Results of this protocol (questionnaire scores and time interval estimates) can be analyzed to quantify the extent of agency formation.

Here we present a protocol which characterizes the sense of agency developed over the control of sensate virtual or robotic prosthetic hands. Psychophysical questionnaires are employed to capture the explicit experience of agency, and time interval estimates (intentional binding) are employed to implicitly measure the sense of agency.

Charakterisierung des Sinnes der Agentur über die Aktionen der Neural-Maschine-Schnittstelle betrieben Prothesen

This work describes a methodological framework that can be used to explicitly and implicitly characterize the sense of agency developed over the ...

The HoneyComb Paradigm for Research on Collective Human Behavior

Collective human behavior such as group movement frequently shows surprising patterns and regularities, such as the emergence of leadership. Recent literature has revealed that these patterns, often visible at the global level of the group, are based on self-organized, individual behaviors that follow several simple local parameters. Understanding the dynamics of human collective behavior can help to improve coordination and leadership in group and crowd scenarios, such as identifying the ideal placement and number of emergency exits in buildings.
In this article, we present the experimental paradigm HoneyComb, which can be used to systematically investigate conditions and effects of human collective behavior. This paradigm uses a computer-based multi-user platform, providing a setting that can be shaped and adapted to various types of research questions. Situational conditions (e.g., cost-benefit ratios for specific behavior, monetary incentives and resources, various degrees of uncertainty) can be set by experimenters, depending on the research question. Each participant's motions are recorded by the server as hexagonal coordinates with timestamps at an accuracy of 50 ms and with individual IDs. Thus, a metric can be defined on the playfield, and movement parameters (e.g., distances, velocity, clustering, etc.) of participants can be measured over time. Movement data can in turn be combined with non-computerized data from questionnaires garnered within the same experiment setup.
The HoneyComb paradigm is paving the way for new types of human movement experiments. We demonstrate here that these experiments can render results with sufficient internal validity to meaningfully deepen our understanding of human collective behavior.

Here, we present the computer-based, multi-agent game HoneyComb, which enables experimental investigations of collective human movement behavior via black-dot-avatars on a virtual 2D hexagonal playfield. Different experimental conditions, like variable&#160;incentives on goal fields or vision radius, can be set, and their effects on human movement behavior can be investigated.

Das HoneyComb-Paradigma für die Erforschung von kollektiven menschlichen Verhaltens

Collective human behavior such as group movement frequently shows surprising patterns and regularities, such as the emergence of leadership. Recent ...

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.

Anwendung der indikierten visuellen Stimuli während der Objektübertragung mit Vibro-Taktile Feedback

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

Tactile Semiautomatic Passive-Finger Angle Stimulator (TSPAS)

Passive tactile perception is the ability to passively and statically perceive stimulus information coming from the skin; for example, the ability to sense spatial information is the strongest in the skin on the hands. This ability is termed tactile spatial acuity, and is measured by the tactile threshold or discrimination threshold. At present, the two-point threshold is extensively used as a measure of tactile spatial acuity, although many studies have indicated that critical deficits exist in two-point discrimination. Therefore, a computer-controlled tactile stimulus system was developed, the tactile semiautomated passive-finger angle stimulator (TSPAS), using the tactile angle discrimination threshold as a new measure for tactile spatial acuity. The TSPAS is a simple, easily operated system that applies raised angle stimuli to a subject&#39;s passive fingerpad, while controlling movement speed, distance, and contact duration. The components of the TSPAS are described in detail as well as the procedure to calculate the tactile angle discrimination threshold.

Tactile Semiautomatic Passive-Finger Angle Stimulator TSPAS

Presented is the tactile semiautomated passive-finger angle stimulator TSPAS, a new way to assess tactile spatial acuity and tactile angle discrimination using a computer-controlled tactile stimulus system that applies raised angle stimuli to a subject&#39;s passive fingerpad, while controlling for movement speed, distance, and contact duration.

Taktiler halbautomatischer Passiv-Finger-Winkelstimulator (TSPAS)

Passive tactile perception is the ability to passively and statically perceive stimulus information coming from the skin; for example, the ability to ...