Name: mpi cybermotion simulator: implementation of a novel motion simulator to investigate multisensory path integration in three dimensions
Uploaded: 2012-05-10T12:00:00
Duration: 9 min 46 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about MPI CyberMotion Simulator: Implementation of a Novel Motion Simulator to Investigate Multisensory Path Integration in Three Dimensions at JoVE.com

MPI постдока стипендии для MB-C и ТМ; корейский NRF (R31-2008-000-10008-0) HHB. Благодаря Карлу Beykirch, Майкл Кергер и Йоахим Теш для оказания технической помощи и научного обсуждения.

<ol>
	<li>Loomis, J. M., Klatzky, R. L., Golledge, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Navigating+without+vision:+Basic+and+applied+research.">Navigating without vision: Basic and applied research.</a> Optometry and Vision Science. 78, 282-289 (2001).</li><li>Vidal, M., Amorim, M. A., Berthoz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Navigating+in+a+virtual+three-dimensional+maze:+how+do+egocentric+and+allocentric+reference+frames+interact.">Navigating in a virtual three-dimensional maze: how do egocentric and allocentric reference frames interact.</a> Cognitive Brain Research. 19, 244-258 (2004).</li><li>Vidal, M., Amorim, M. A., McIntyre, J., Berthoz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+perception+of+visually+presented+yaw+and+pitch+turns:+Assessing+the+contribution+of+motion,+static,+and+cognitive+cues.">The perception of visually presented yaw and pitch turns: Assessing the contribution of motion, static, and cognitive cues.</a> Perception &#38; Psychophysics. 68, 1338-1350 (2006).</li><li>Loomis, J. M., Klatzky, R. K., Philbeck, J. W., Golledge, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+auditory+distance+perception+using+perceptually+directed+action.">Assessing auditory distance perception using perceptually directed action.</a> Perception &#38; Psychophysics. 60, 966-980 (1998).</li><li>Loomis, J. M., Klatzky, R. L., Golledge, R. G., Cicinelli, J. G., Pellegrino, J. W., Fry, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonvisual+navigation+by+blind+and+sighted:+Assessment+of+path+integration+ability.">Nonvisual navigation by blind and sighted: Assessment of path integration ability.</a> Journal of Experimental Psychology General. 122, 73-91 (1993).</li><li>Bakker, N. H., Werkhoven, P. J., Passenier, P. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+proprioceptive+and+visual+feedback+on+geographical+orientation+in+virtual+environments.">The effects of proprioceptive and visual feedback on geographical orientation in virtual environments.</a> Presence. 8, 36-53 (1999).</li><li>Kearns, M. J., Warren, W. H., Duchon, A. P., Tarr, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Path+integration+from+optic+flow+and+body+senses+in+a+homing+task.">Path integration from optic flow and body senses in a homing task.</a> Perception. 31, 349-374 (2002).</li><li>Pollini, L., Innocenti, M., Petrone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+a+novel+motion+platform+for+flight+simulators+using+an+anthropomorphic+robot.">Study of a novel motion platform for flight simulators using an anthropomorphic robot.</a> , 2006-6360 (2006).</li><li>Teufel, H. J., Nusseck, H. -. G., Beykirch, K. A., Butler, J. S., Kerger, M., Bulthoff, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MPI+motion+simulator:+development+and+analysis+of+a+novel+motion+simulator.">MPI motion simulator: development and analysis of a novel motion simulator.</a> , 2007-6476 (2007).</li><li>Gärling, T., Böök, A., Lindberg, E., Arce, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+elevation+encoded+in+cognitive+maps.">Is elevation encoded in cognitive maps.</a> Journal of Environmental Psychology. 10, 341-351 (1990).</li><li>Montello, D. R., Pick, H. L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrating+knowledge+of+vertically+aligned+large-scale+spaces.">Integrating knowledge of vertically aligned large-scale spaces.</a> Environment and Behaviour. 25, 457-483 (1993).</li><li>Correia, M. J., Hixson, W. C., Niven, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+predictive+equations+for+subjective+judgments+of+vertical+and+horizon+in+a+force+field.">On predictive equations for subjective judgments of vertical and horizon in a force field.</a> Acta oto-laryngologica Supplementum. 230, 3 (1968).</li><li>Barnett-Cowan, M., Harris, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perceived+timing+of+vestibular+stimulation+relative+to+touch,+light+and+sound.">Perceived timing of vestibular stimulation relative to touch, light and sound.</a> Experimental Brain Research. 198, 221-231 (2009).</li><li>Barnett-Cowan, M., Harris, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+processing+of+active+and+passive+head+movement.">Temporal processing of active and passive head movement.</a> Experimental Brain Research. 214, 27-35 (2011).</li><li>Sanders, M. C., Chang, N. N., Hiss, M. M., Uchanski, R. M., Hullar, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+binding+of+auditory+and+rotational+stimuli.">Temporal binding of auditory and rotational stimuli.</a> Experimental Brain Research. 210, 539-547 (2011).</li><li>Barnett-Cowan, M., Raeder, S. M., Bulthoff, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Persistent+perceptual+delay+for+head+movement+onset+relative+to+auditory+stimuli+of+different+duration+and+rise+times.">Persistent perceptual delay for head movement onset relative to auditory stimuli of different duration and rise times.</a> Experimental Brain Research. , (2012).</li></ol>

Нет конфликта интересов объявлены.

Пути интеграции был также создан в качестве средства, используемые для решения которых возникла наблюдателя, но склонен к недооценке угла Один из них, перемещаемых через 5. Наши результаты показывают, это для поступательного движения, но только в горизонтальной плоскости. В вертикальной плоскости участники, скорее всего, переоценивают угол, перемещаемых через или не имеют уклон на всех. Эти результаты могут объяснить, почему оценки высоты пройденного, на местности, как правило, преувеличены 10, а также почему пространственной навигации между разными этажами здания бедных 11. Эти результаты могут также быть связаны с известной асимметрии удельный вес мешочка с utricule рецепторов (~ 0,58) 12. Медленнее время отклика на основе вестибулярного-кинестетическая информация только по сравнению с визуальной информацией, когда присутствует о том, что могут быть дополнительные задержки, связанные с попыткой определить происхождение своей основе инерционный сигналы только, чтомогут быть связаны с недавних исследований показывают, что вестибулярные восприятия медленной по сравнению с другими чувствами 13-16. Общие результаты показывают, что альтернативные стратегии для определения происхождения или иного лица может быть использован при движении по вертикали, которая может относиться к тому, что люди опыт движения в основном в пределах горизонтальной плоскости. Кроме того, в то время как последовательные переводы редко испытывали они происходят чаще всего в сагиттальной плоскости - где ошибки минимальна - например, когда мы идем в сторону и перейти на эскалатор. Хотя после эксперимента интервью не отражает различные стратегии среди самолетов, экспериментов следует изучить эту возможность. Эксперименты с траектории с использованием дополнительных степеней свободы, больше путей, с телом, по-разному ориентированных относительно тяжести, а также с помощью большего поля зрения, которые сейчас можно с Simulator CyberMotion MPI планируется дальнейшее изучение производительности пути интеграции в трех измерениях.

<a href="http://www.kuka-robotics.com/en/products/industrial_robots/heavy/kr500_2/start.htm" target="_blank">KUKA KR 500 Heavy Duty промышленных роботов</a> <a href="http://www.kuka-robotics.com/en/products/controllers/kcp/start.htm" target="_blank">KUKA ККТ KUKA Панель управления</a> <a href="http://www.kuka-robotics.com/en/products/controllers/kr_c2_ed05/start.htm" target="_blank">KUKA KR C2 edition2005</a> <a href="http://www.kuka-robotics.com/en/products/controllers/kmc/start.htm" target="_blank">KUKA KUKA Motion Control</a> <a href="http://www.motorsportseats.com/recaro/pole_position.html" target="_blank">RECARO Pole Position сидений</a> <a href="http://www.schrothracing.com/store/Competition/profi/profi-II" target="_blank">Шрот Enduro пояса</a> Dell 24 &quot;ЖК-дисплей 1920x1200 (эффективное полезрения масках в 1200 x 1200) <a href="http://www.virtools.com" target="_blank">Virtools 4,1</a> Пользовательские построен джойстик с UDP связи

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.

Watch this Scientific Journal Video about MPI CyberMotion Simulator: Implementation of a Novel Motion Simulator to Investigate Multisensory Path Integration in Three Dimensions at JoVE.com

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

Эффективный способ получить представление о том, как люди сами перемещаться в трех измерениях описано. Метод использует движение симулятор способен двигаться таким образом, наблюдатели недостижимый традиционными тренажерами. Результаты подтверждают, что движение в горизонтальной плоскости недооценен, в то время как вертикальные движения переоценить.

MPI CyberMotion Simulator: Осуществление Роман симулятор движения по расследованию мультисенсорная путь интегрирования в трех измерениях

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. ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Studying the Integration of Adult-born Neurons

Изучение интеграции взрослых происхождения Нейроны

Neurogenesis occurs in adult mammalian brains in the sub-ventricular zone (SVZ) of the lateral ventricle and in the sub-granular zone (SGZ) of the ...

Using a Comparative Species Approach to Investigate the Neurobiology of Paternal Responses

Использование сравнительного подхода видов по расследованию нейробиологии Отцовский Ответы

A goal of behavioral neuroscience is to identify underlying neurobiological factors that regulate specific behaviors.  Using animal models to accomplish ...

Three Dimensional Vestibular Ocular Reflex Testing Using a Six Degrees of Freedom Motion Platform

Трехмерные вестибулярного рефлекса Тестирование с помощью шестью степенями свободы движения платформы

The vestibular organ is a sensor that measures angular and linear accelerations with six degrees of freedom (6DF). Complete or partial defects in the ...

An Injury Paradigm to Investigate Central Nervous System Repair in Drosophila

An Injury Paradigm to Investigate Central Nervous System Repair in Drosophila

Травма Paradigm по расследованию центральной нервной системы в ремонт<em&gt; Drosophila</em

An experimental method has been developed to investigate the cellular responses to central nervous system (CNS) injury using the fruit-fly Drosophila. ...

Whole Mount Immunofluorescent Staining of the Neonatal Mouse Retina to Investigate Angiogenesis In vivo

Whole Mount Immunofluorescent Staining of the Neonatal Mouse Retina to Investigate Angiogenesis In vivo

Всего горе иммунофлуоресцентного окрашивания новорожденных Retina мыши по расследованию ангиогенеза<em&gt; В естественных условиях</em

Angiogenesis  is the complex process of new blood vessel formation defined by the sprouting  of new blood vessels from a pre-existing vessel network. ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

Быстрый Micro-ионтофорезом глутамата и ГАМК: полезный инструмент по расследованию Synaptic интеграции

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

Protocol for Three-dimensional Confocal Morphometric Analysis of Astrocytes

Протокол трехмерной конфокальной морфометрического анализа астроцитов

As glial cells in the brain, astrocytes have diverse functional roles in the central nervous system. In the presence of harmful stimuli, astrocytes modify ...

Foraging Path-length Protocol for Drosophila melanogaster Larvae

Foraging Path-length Protocol for Drosophila melanogaster Larvae

Foraging Протокол Путь длиной для<em&gt; Дрозофилы</em&gt; личинки

The Drosophila melanogaster larval path-length phenotype is an established measure used to study the genetic and environmental contributions to behavioral ...

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees (Bombus terrestris)

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris

Роман Поведенческий Анализ по расследованию вкусовой ответов отдельных, свободно движущихся шмелей (<em&gt; Шмель земляной</em&gt;)

Generalist pollinators like the buff-tailed bumble bee, Bombus terrestris, encounter both nutrients and toxins in the floral nectar they collect from ...

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Новый метод моделирования хронической травматической энцефалопатии в<em&gt; Drosophila</em

Chronic Traumatic Encephalopathy (CTE) is an established neurodegenerative disease that is closely associated with exposure to repetitive mild Traumatic ...