Name: development of an audio-based virtual gaming environment to assist with navigation skills in the blind
Uploaded: 2013-03-27T08:55:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Development of an Audio-based Virtual Gaming Environment to Assist with Navigation Skills in the Blind at JoVE.com

De auteurs willen graag Rabih Dow, Padma Rajagopal, Molly Connors en het personeel van de Carroll Center for the Blind (Newton MA, USA) bedanken voor hun steun bij de uitvoering van dit onderzoek. Dit werk werd ondersteund door de NIH / NEI subsidie: RO1 EY019924.

1. Deelnemer Demografie Dit is een on-going onderzoek dat blinde mannelijke en vrouwelijke deelnemers tussen 18-45 jaar werft. Alle deelnemers zijn blind van early onset (vóór de leeftijd van 3 gedocumenteerd) en van verschillende oculaire oorzaken. Geen van de deelnemers aan de studie waren eerder bekend met de ruimtelijke inrichting van het doel fysieke gebouw. 2. Voorbereiding en Kennismaking met ABES <ol><li> Zorg voor de deelnemer met een blinddoek en een ...

<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> Optom. Vis. Sci. 78, 282-289 (2001).</li><li>Siegel, A. W., White, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+spatial+representations+of+large-scale+environments.">The development of spatial representations of large-scale environments.</a> Adv. Child Dev. Behav. 10, 9-55 (1975).</li><li>Strelow, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+is+needed+for+a+theory+of+mobility:+direct+perception+and+cognitive+maps--lessons+from+the+blind.">What is needed for a theory of mobility: direct perception and cognitive maps--lessons from the blind.</a> Psychol. Rev. 92, 226-248 (1985).</li><li>Giudice, N. A., Bakdash, J. Z., Legge, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wayfinding+with+words:+spatial+learning+and+navigation+using+dynamically+updated+verbal+descriptions.">Wayfinding with words: spatial learning and navigation using dynamically updated verbal descriptions.</a> Psychol. Res. 71, 347-358 (2007).</li><li>Ashmead, D. H., Hill, E. W., Talor, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Obstacle+perception+by+congenitally+blind+children.">Obstacle perception by congenitally blind children.</a> Percept. Psychophys. 46, 425-433 (1989).</li><li>Dede, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immersive+interfaces+for+engagement+and+learning.">Immersive interfaces for engagement and learning.</a> Science. 323, 66-69 (2009).</li><li>Bavelier, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brains+on+video+games.">Brains on video games.</a> Nat. Rev. Neurosci. 12, 763-768 (2011).</li><li>Bavelier, D., Green, C. S., Dye, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Children,+wired:+for+better+and+for+worse.">Children, wired: for better and for worse.</a> Neuron. 67, 692-701 (2010).</li><li>Lange, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+informed+game-based+rehabilitation+tasks+leveraging+advances+in+virtual+reality.">Designing informed game-based rehabilitation tasks leveraging advances in virtual reality.</a> Disabil. Rehabil. , (2012).</li><li>Merabet, L., S&#225;nchez, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Audio-based+Navigation+Using+Virtual+Environments:+Combining+Technology+and+Neuroscience.">Audio-based Navigation Using Virtual Environments: Combining Technology and Neuroscience.</a> AER Journal: Research and Practice in Visual Impairment and Blindness. 2, 128-137 (2009).</li><li>Kalia, A. A., Legge, G. E., Roy, R., Ogale, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+Indoor+Route-finding+Technology+for+People+with+Visual+Impairment.">Assessment of Indoor Route-finding Technology for People with Visual Impairment.</a> J. Vis. Impair. Blind. 104, 135-147 (2010).</li><li>Lahav, O., Schloerb, D. W., Srinivasan, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Newly+blind+persons+using+virtual+environment+system+in+a+traditional+orientation+and+mobility+rehabilitation+program:+a+case+study.">Newly blind persons using virtual environment system in a traditional orientation and mobility rehabilitation program: a case study.</a> Disabil. Rehabil. Assist Technol. , (2011).</li></ol>

We beschrijven een interactieve audio-gebaseerde virtuele omgeving simulator ontworpen om algemene ruimtelijk inzicht en navigatie vaardigheden in de blinde te verbeteren. We zien dat de interactie met ABES nauwkeurige signalen die de ruimtelijke relaties tussen objecten en de algemene lay-out van de doelomgeving beschrijven biedt. Blinde gebruikers kunnen genereren nauwkeurige ruimtelijke cognitieve kaarten op basis van deze auditieve informatie en door interactie met de meeslepende virtuele omgeving. Bovendien interac...

Het vinden van een weg in een onbekende omgeving presenteert als een belangrijke uitdaging voor de blinden. Navigeren met succes vereist een begrip van de ruimtelijke relaties die bestaan ​​tussen jezelf en objecten in de omgeving 1,2. De mentale representatie die beschrijft ruimte er omheen wordt aangeduid als een ruimtelijk cognitieve kaart 3. Blinde mensen kunnen verzamelen relevante ruimtelijke informatie met betrekking tot hun omgeving via andere zintuiglijke kanalen (zoals het horen), waardoor voor het genereren van een nauwkeurige ruimtelijke cognitieve kaart voor de doeleinden van de echte wereld navigatietaken 4,5. Grote belangstelling is ontstaan ​​ten aanzien van de educatieve mogelijkheden van virtuele omgevingen en actie video games als een middel om te leren en te beheersen vaardigheden 6-9. Inderdaad, vele strategieën en methoden ontwikkeld voor blinden hiervoor (zie 4,10-12). We hebben Audio-gebaseerde omgeving Simulator (ABES), een user-centered audio-gebaseerde virtuele omgeving die het mogelijk maakt voor gesimuleerde navigatie en exploratie van een bestaande fysieke gebouw. Puttend uit originele architectonische plattegronden, een virtuele weergave van een moderne twee-verdiepingen tellende gebouw (gelegen aan de Carroll Center for the Blind, Newton, MA) werd gegenereerd met ABES software (figuren 1A en B). ABES is uitgerust met een actie spel metafoor met een premisse ontworpen om volledige verkenning van het gebouw ruimte te bevorderen. Met behulp van eenvoudige toetsaanslagen en spatialized geluid signalen, gebruikers navigeren en verken het hele gebouw tot een maximum aantal van juwelen verborgen in verschillende kamers te verzamelen. Gebruikers moeten voorkomen dat rondzwervende monsters die kan ze weg en verstopt ze elders in het gebouw (figuur 1C). We laten zien dat de interactie met ABES kan een blinde gebruiker te genereren een nauwkeurige ruimtelijke cognitieve kaart van een target gebouw op basis van auditieve informatie eencquired in het kader van een actie spel metafoor. Dit wordt bevestigd door een reeks van na de training gedragsverandering performance tests ontworpen om de overdracht van verworven ruimtelijke informatie uit een virtuele omgeving naar een real-world en grootschalige indoor navigatie taak (zie figuur 2 voor de algehele opzet van het onderzoek) te beoordelen. Onze resultaten laten zien dat blinde gebruikers in staat zijn om succesvol te navigeren in een gebouw waarvoor ze voorheen onbekende, ondanks het feit dat op geen enkel moment waren ze op de hoogte van het algemene doel van het onderzoek, noch waren zij de opdracht om de ruimtelijke indeling van de te herinneren bouwen tijdens het spelen van het spel.

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van de apparatuur </td><th > Reacties </td></tr><tr><td> Laptop computer </td><td > Laptop die uitsluitend voor deelnemers aan de opleidingen en het verzamelen van gegevens </td></tr><tr><td> Stereo Hoofdtelefoon (volledig gesloten circumaural-ontwerp) </td><td > Gedragen door alle deelnemers tijdens de training </td></tr><tr><td> Geblinddoekt </td><td > Gedragen door alle deelnemers tijdens de training en testen </td></tr></tbody></table>

development of an audio-based virtual gaming environment to assist with navigation skills in the blind

Audio-based Milieu Simulator (ABES) is virtuele omgeving software ontworpen om echte wereld navigatie vaardigheden te verbeteren in de blind. Met alleen audio op basis van signalen en zet in het kader van een video game metafoor, gebruikers verzamelen relevante ruimtelijke informatie met betrekking tot een gebouw lay-out. Hierdoor kan de gebruiker het ontwikkelen van een nauwkeurige ruimtelijke cognitieve kaart van een grote driedimensionale ruimte kunnen worden gemanipuleerd ten behoeve van een real indoor navigatie taak. Na het spel, worden de deelnemers vervolgens beoordeeld op hun vermogen om te navigeren binnen de doelstelling fysieke gebouw vertegenwoordigd in het spel. Voorlopige resultaten suggereren dat vroege blinde gebruikers in staat waren om relevante informatie over de ruimtelijke inrichting van een eerder onbekende gebouw als geïndexeerd door hun prestaties op een reeks van navigatie taken te verwerven. Deze taken omvatten weg vinden via de virtuele en fysieke gebouw, alsmede een reeks drop off taken. Wij vinden dat de meeslependeen zeer interactieve karakter van de ABES software lijkt sterk gaan de blinde gebruiker actief verkennen van de virtuele omgeving. Toepassingen van deze aanpak kan zich uitstrekken tot grotere populaties van visuele handicap.

Resultaten van drie vroege blinde deelnemers (leeftijd tussen 19 en 22 jaar) worden weergegeven (zie tabel 1 voor kenmerken van de deelnemer). Kortom, alle drie de deelnemers bleek een hoge mate van succes op alle drie de navigatie taken na het spelen met de ABES software. Dit werd bevestigd door de prestatiescores (groep gemiddelde en individueel) op alle drie taken gedrag (zie figuur 6). Het percentage correct uitvoeren voor de virtuele (gemiddelde: 90%), gevolgd door de fysieke (gemi...

Watch this Scientific Journal Video about Development of an Audio-based Virtual Gaming Environment to Assist with Navigation Skills in the Blind at JoVE.com

Development of an Audio-based Virtual Gaming Environment to Assist with Navigation Skills in the Blind

Audio-based Milieu Simulator (ABES) is virtuele omgeving software ontworpen om echte wereld navigatie vaardigheden te verbeteren in de blind.

Ontwikkeling van een Audio-based Virtual Gaming Milieu om te helpen met Navigatie Vaardigheden in het Blind

Audio-based Environment Simulator (AbES) is virtual environment software designed to improve real world navigation skills in the blind. Using only audio ...

Research

JoVE Journal

Medicine

The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia

De meting en behandeling van Onderdrukking in Amblyopie

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current ...

Using Quantitative Real-time PCR to Determine Donor Cell Engraftment in a Competitive Murine Bone Marrow Transplantation Model

Met behulp van kwantitatieve real-time PCR voor donorcel Engraftment bepalen in een concurrerende Murine beenmergtransplantatie Model

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules ...

Development of an Algorithm to Perform a Comprehensive Study of Autonomic Dysreflexia in Animals with High Spinal Cord Injury Using a Telemetry Device

De ontwikkeling van een algoritme om een ​​uitgebreide studie van Autonomic dysreflexie in Dieren voeren met hoge Spinal Cord Injury Met behulp van een telemetrie-apparaat

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating neurological condition characterized by somatic and autonomic dysfunctions. In particular, SCI above the ...

An Improved Method for Rapid Intubation of the Trachea in Mice

Een verbeterde werkwijze voor snelle intubatie van de trachea in muizen

Despite some anatomical and physiological differences, mouse models continue to be an essential tool for studying human lung disease. Bleomycin toxicity ...

Determination of the Relative Potency of an Anti-TNF Monoclonal Antibody (mAb) by Neutralizing TNF Using an In Vitro Bioanalytical Method

Determination of the Relative Potency of an Anti-TNF Monoclonal Antibody mAb by Neutralizing TNF Using an In Vitro Bioanalytical Method

Bepaling van de relatieve sterkte van een Anti-TNF monoklonaal antilichaam (mAb) door Neutralizing TNF met behulp van een In Vitro Bioanalytical methode

This protocol shows the measurement of the apoptotic activity neutralization of TNF&#945; in a mouse fibroblast cell model (WEHI 164) using an ...

Re-Arterialized Rat Partial Liver Transplantation with an in vivo Vessel-Oriented 70% Hepatectomy

Re-Arterialized Rat Partial Liver Transplantation with an in vivo Vessel-Oriented 70% Hepatectomy

Opnieuw Arterialized Rat gedeeltelijke lever transplantatie met een in vivo vaartuig georiënteerde 70% Hepatectomy

Split liver transplantation and living liver donor liver transplantation were developed in the clinic to utilize liver organs in a more efficient manner. ...

Assessment of the Efficacy of An Osteopathic Treatment in Infants with Biomechanical Impairments to Suckling

Beoordeling van de doeltreffendheid van een osteopathische behandeling bij zuigelingen met biomechanische bijzondere waardeverminderingen op zogen

Breastfeeding can be challenging for mother-infant dyads experiencing biomechanical suckling difficulties. Although lactation consultants (LCs) all over ...

A Computerized Functional Skills Assessment and Training Program Targeting Technology Based Everyday Functional Skills

Een geautomatiseerde functionele vaardigheden beoordeling en trainingsprogramma targeting technologie gebaseerd alledaagse functionele vaardigheden

Today, many functional skills are technology-based, so development of a technology-based training program has broad importance. Here we present a ...

Blind Endotracheal Intubation in Neonatal Rabbits

Blinde Endotracheale intubatie bij neonatale konijnen

The newborn rabbit is a useful animal model for various pathologies and procedures. Airway management of the rabbit is complex due to its anatomical ...

Real-Time Dynamic Navigation System for the Precise Quad-Zygomatic Implant Placement in a Patient with a Severely Atrophic Maxilla

Real-time dynamisch navigatiesysteem voor de nauwkeurige plaatsing van quad-zygomatische implantaten bij een patiënt met een ernstig atrofische Maxilla

Zygomatic implants (ZIs) are an ideal way to address cases of a severely atrophic edentulous maxilla and maxilla defects because they replace extensive ...