Name: using a virtual reality walking simulator to investigate pedestrian behavior
Uploaded: 2020-06-09T12:30:00
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El Instituto de Corea financió esta labor para el Avance de la Tecnología y el Ministerio de Comercio, Industria y Energía (número de subvención 10044775).

Este protocolo experimental involucra a sujetos humanos. El procedimiento fue aprobado por la Junta de Investigación de la Universidad Nacional de Kunsan.
1. Preparación de equipos
NOTA: El equipo incluye lo siguiente: un ordenador personal (PC, 3,3 GHz con 8 GM) con ratón, teclado y monitor; Walking Simulator software instalado en el PC de escritorio; una cinta de correr personalizada (ancho: 0,67 m, longitud: 1,26 m, altura: 1,10 m) equipada con pasamanos, una co...

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	<li>Bastin, J., Craig, C., Montagne, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prospective+strategies+underlie+the+control+of+interceptive+actions.">Prospective strategies underlie the control of interceptive actions.</a> Human Movement Science. 25 (6), 718-732 (2006).</li><li>Bastin, J., Fajen, B., Montagne, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+speed+and+direction+during+interception:+An+affordance-based+approach.">Controlling speed and direction during interception: An affordance-based approach.</a> Experimental Brain Research. 201 (4), 763-780 (2010).</li><li>Chardenon, A., Montagne, G., Laurent, M., Bootsma, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Robust+Solution+for+Dealing+With+Environmental+Changes+in+Intercepting+Moving+Balls.">A Robust Solution for Dealing With Environmental Changes in Intercepting Moving Balls.</a> Journal of Motor Behavior. 37 (1), 52-64 (2005).</li><li>Lenoir, M., Musch, E., Thiery, E., Savelsbergh, G. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rate+of+change+of+angular+bearing+as+the+relevant+property+in+a+horizontal+intercepting+task+during+locomotion.">Rate of change of angular bearing as the relevant property in a horizontal intercepting task during locomotion.</a> Journal of Motor Behavior. 34 (4), 385-401 (2002).</li><li>Oxley, J. A., Ihsen, E., Fildes, B. N., Charlton, J. L., Day, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crossing+roads+safely:+an+experimental+study+of+age+differences+in+gap+selection+by+pedestrians.">Crossing roads safely: an experimental study of age differences in gap selection by pedestrians.</a> Accident Analysis &amp; Prevention. 37 (5), 962-971 (2005).</li><li>Chihak, B. J., 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=Synchronizing+self+and+object+movement:+How+child+and+adult+cyclists+intercept+moving+gaps+in+a+virtual+environment.">Synchronizing self and object movement: How child and adult cyclists intercept moving gaps in a virtual environment.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 36, 1535-1552 (2010).</li><li>te Velde, A. F., van der Kamp, J., Savelsbergh, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Five-to+twelve-year-olds'+control+of+movement+velocity+in+a+dynamic+collision+avoidance+task.">Five-to twelve-year-olds' control of movement velocity in a dynamic collision avoidance task.</a> British Journal of Developmental Psychology. 26 (1), 33-50 (2008).</li><li>Simpson, G., Johnston, L., Richardson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+road+crossing+in+a+virtual+environment.">An investigation of road crossing in a virtual environment.</a> Accident Analysis &amp; Prevention. 35 (5), 787-796 (2003).</li><li>Lee, D. N., Young, D. S., McLaughlin, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+roadside+simulation+of+road+crossing+for+children.">A roadside simulation of road crossing for children.</a> Ergonomics. 27 (12), 1271-1281 (1984).</li><li>Oudejans, R. R., Michaels, C. F., van Dort, B., Frissen, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=To+cross+or+not+to+cross:+The+effect+of+locomotion+on+street-crossing+behavior.">To cross or not to cross: The effect of locomotion on street-crossing behavior.</a> Ecological Psychology. 8 (3), 259-267 (1996).</li><li>Grechkin, T. Y., Chihak, B. J., Cremer, J. F., Kearney, J. K., Plumert, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perceiving+and+acting+on+complex+affordances:+How+children+and+adults+bicycle+across+two+lanes+of+opposing+traffic.">Perceiving and acting on complex affordances: How children and adults bicycle across two lanes of opposing traffic.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 39 (1), 23-36 (2013).</li><li>O'Neal, E. E., 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=Changes+in+perception-action+tuning+over+long+time+scales:+How+children+and+adults+perceive+and+act+on+dynamic+affordances+when+crossing+roads.">Changes in perception-action tuning over long time scales: How children and adults perceive and act on dynamic affordances when crossing roads.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 44 (1), 18-26 (2018).</li><li>Savelsbergh, G. J. P., Rosengren, K. S., Van der Kamp, J., Verheul, M. H., Savelsbergh, G. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catching+action+development.">Catching action development.</a> The development of movement coordination in children. Application in the field of sport, ergonomics and health sciences. , 191-212 (2003).</li><li>Plumert, J. M., Kearney, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Timing+Is+Almost+Everything:+How+Children+Perceive+and+Act+on+Dynamic+Affordances.">Timing Is Almost Everything: How Children Perceive and Act on Dynamic Affordances.</a> Advances in child development and behavior. 55, 173-204 (2018).</li><li>Chung, H. C., Choi, G., Azam, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Initial+Starting+Distance+and+Gap+Characteristics+on+Children&#8217;s+and+Young+Adults'+Velocity+Regulation+When+Intercepting+Moving+Gaps.">Effects of Initial Starting Distance and Gap Characteristics on Children&#8217;s and Young Adults' Velocity Regulation When Intercepting Moving Gaps.</a> Human Factors. , (2019).</li><li>Lobjois, R., Cavallo, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-related+differences+in+street-crossing+decisions:+The+effects+of+vehicle+speed+and+time+constraints+on+gap+selection+in+an+estimation+task.">Age-related differences in street-crossing decisions: The effects of vehicle speed and time constraints on gap selection in an estimation task.</a> Accident Analysis &amp; Prevention. 39 (5), 934-943 (2007).</li><li>Lobjois, R., Cavallo, V. <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+aging+on+street-crossing+behavior:+from+estimation+to+actual+crossing.">The effects of aging on street-crossing behavior: from estimation to actual crossing.</a> Accident Analysis &amp; Prevention. 41 (2), 259-267 (2009).</li><li>Yu, Y., Chung, H. C., Hemingway, L., Stoffregen, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standing+body+sway+in+women+with+and+without+morning+sickness+in+pregnancy.">Standing body sway in women with and without morning sickness in pregnancy.</a> Gait &amp; Posture. 37 (1), 103-107 (2013).</li><li>Stoffregen, T. A., Smart, 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=Postural+instability+precedes+motion+sickness.">Postural instability precedes motion sickness.</a> Brain Research Bulletin. 47 (5), 437-448 (1998).</li><li>Stoffregen, T. A., Villard, S., Chen, F. C., Yu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standing+posture+on+land+and+at+sea.">Standing posture on land and at sea.</a> Ecological Psychology. 23 (1), 19-36 (2011).</li></ol>

Estudios previos han utilizado simuladores con pantallas proyectadas16,17,pero este protocolo mejora la validez ecológica a través de una vista virtual totalmente inmersiva (es decir, 360 grados). Además, exigir a los participantes que caminen en una cinta de correr permite examinar cómo los niños y los adultos jóvenes calibran sus acciones a un entorno cambiante. La escena virtual de este diseño experimental cambia simultáneamente con los movimientos de ...

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/61116/using-virtual-reality-walking-simulator-to-investigate-pedestrian">Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior</a>. An&#160;affiliation was updated.
The first affiliation was updated from:
Department of Sports Science, Kunsan National University
to:
Department of Sport and Exercise&#160;Sciences, Kunsan National University

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/61116/using-virtual-reality-walking-simulator-to-investigate-pedestrian">Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior</a>. Author and affiliation information&#160;were&#160;updated.

Erratum: Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior

El cruce de brechas, un comportamiento interceptivo, requiere moverse en relación con una brecha entre dos vehículos en movimiento1,2,3,4. El cruce de brechas implica percibir los vehículos que se aproximan y controlar el movimiento en relación con el tránsito del tráfico. Esto requiere que las acciones se combinen con precisión con la información percibida. Muchos estudios anteriores han examinado el juicio perceptivo y el comportamiento de cruce de brechas utilizando carreteras artificiales, simuladores de carretera y entornos virtuales de proyección de pantalla5,6. Sin embargo, la literatura anterior de cruce de carreteras tiene una comprensión incompleta de este comportamiento, y la validez ecológica de estos estudios ha sido cuestionada7,8,9.
Este protocolo presenta un paradigma de investigación para estudiar el comportamiento de cruce de brechas en realidad virtual, maximizando así la validez ecológica. Un simulador de caminar se utiliza para examinar la percepción y las acciones del comportamiento de cruce de brechas. El simulador proporciona un entorno de caminar seguro para los participantes, y la marcha real en el entorno simulado permite a los investigadores capturar completamente la relación recíproca entre la percepción y la acción. Las personas que realmente cruzan una carretera son conocidos por juzgar la brecha de tiempo con mayor precisión que aquellos que sólo verbalmente deciden cruzar10. El entorno virtual es ecológicamente válido y permite a los investigadores cambiar fácilmente las variables relacionadas con las tareas mediante la alteración de los parámetros del programa.
En este estudio, la ubicación inicial inicial de inicio de un participante se manipula para evaluar el control de velocidad mientras se acerca a la brecha. Este protocolo permite la investigación del control de la locomoción peatonal mientras se intercepta una brecha. El análisis de la velocidad de un participante cambiando con el tiempo permite una interpretación funcional de los ajustes de velocidad mientras se acerca a una brecha.
Además, las características espaciales y temporales de los objetos interceptados especifican cómo se puede mover una persona. En un entorno de cruce de brechas, el cambio del tamaño de la brecha (distancias entre vehículos) y el tamaño del vehículo debe afectar a cómo cambia también la locomoción de un peatón. En consecuencia, la manipulación de las características de la brecha probablemente causará ajustes de velocidad en el comportamiento de aproximación del participante. Por lo tanto, la manipulación de las características de la brecha (es decir, el tamaño de la brecha y el tamaño del vehículo) proporciona información valiosa para comprender los cambios de comportamiento del cruce de acuerdo con diversas características de la brecha. Este estudio examina cómo los niños y los adultos jóvenes regulan su velocidad al cruzar brechas en varios entornos de cruce. El perfil de regulación de velocidad se puede evaluar para varios entornos de cruce de brechas con diferentes ubicaciones de partida, distancias entre vehículos y tamaños de vehículos.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Customized treadmill</td>
			<td>Kunsan National University</td>
			<td></td>
			<td>Treadmill built for this study</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desktop PC</td>
			<td>Multiple companies</td>
			<td></td>
			<td>Standard Desktop PC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oculus Rift Development Kit</td>
			<td>Oculus VR, LLC</td>
			<td>DK1</td>
			<td>Virtual reality headset</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Walking Simulator Software</td>
			<td>Kunsan National University</td>
			<td></td>
			<td>Software deloped for this experiment</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using a virtual reality walking simulator to investigate pedestrian behavior

Para cruzar una carretera con éxito, los individuos deben coordinar sus movimientos con vehículos en movimiento. Este artículo describe el uso de un simulador de caminar en el que las personas caminan en una cinta de correr para interceptar huecos entre dos vehículos en movimiento en un entorno virtual inmersivo. La realidad virtual permite una investigación segura y ecológicamente variada del comportamiento de cruce de brechas. Manipular la distancia inicial de inicio puede promover la comprensión de la regulación de velocidad de un participante mientras se acerca a un hueco. El perfil de velocidad se puede evaluar para varias variables de cruce de huecos, como la distancia inicial, el tamaño del vehículo y el tamaño de la brecha. Cada simulación de marcha da como resultado una serie de posición/tiempo que puede informar cómo se ajusta la velocidad de forma diferente en función de las características del hueco. Esta metodología puede ser utilizada por investigadores que investigan el comportamiento de los peatones y la dinámica conductual mientras emplean a participantes humanos en un entorno seguro y realista.

El simulador de caminar se puede utilizar para examinar el comportamiento de cruce de un peatón mientras manipula la distancia inicial desde el bordillo hasta el punto de interceptación y las características de la brecha (es decir, hueco y tamaños de vehículo). El método de entorno virtual permite la manipulación de las características de la brecha para comprender cómo los entornos de cruce dinámicamente cambiantes afectan los comportamientos de cruce de caminos de niños y adultos jóvenes.
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Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior

Este protocolo describe el uso de un simulador de caminar que sirve como un método seguro y ecológicamente válido para estudiar el comportamiento de los peatones en presencia de tráfico en movimiento.

Uso de un simulador de caminata de realidad virtual para investigar el comportamiento de los peatones

To cross a road successfully, individuals must coordinate their movements with moving vehicles. This paper describes use of a walking simulator in which ...

Este protocolo de realidad virtual altamente inmersivo nos permite investigar cómo las personas ajustan su emoción durante el cruce. Caminar virtualmente en una cinta de correr permite capturar completamente la relación recíproca entre la percepción y la acción. Este mensaje que puede proporcionar información sobre el campo de la ecología conductual, así como permitir a los investigadores explorar nuestras pasiones en la seguridad de los peatones y el desarrollo de vehículos autónomos.Es útil utilizar diagramas para visualizar la situación de cruce para que el investigador pueda calibrar los parámetros correctamente para adaptarse al propósito de su estudio. Demostrando su procedimiento estará Hui Li, un estudiante graduado de mi laboratorio. Comience estableciendo los parámetros en el Simulador de caminata mediante el directorio de configuración.En la sección del coche, establezca los parámetros para el primer vehículo. Establezca el tipo en uno para el sedán, dos para el autobús o cero para ningún vehículo. A continuación, establezca la velocidad en kilómetros por hora y la distancia al valor deseado en metros.Complete la segunda sección del coche estableciendo los mismos parámetros. El tramo de carretera contiene parámetros para la selección de carriles, establezca el carril de parámetros en uno para utilizar el carril más cercano a la posición de partida peatonal o dos para el carril más lejos. En la sección guardada que contiene el parámetro relacionado con la frecuencia de muestreo, establezca el número de parámetro por segundo en el valor deseado en hercios y, a continuación, guarde el archivo de configuración y salga.Prepare tres archivos de configuración de prueba de práctica y cree una hoja independiente con la lista de configuraciones que se utilizarán en el experimento en un orden aleatorio. Recluta a los participantes con visión normal o corregida a la visión normal y pídeles que firmen un formulario de consentimiento informado por escrito antes de cada experimento. Reproduzca una grabación de audio con instrucciones verbales de la tarea al participante.Y anímelos a hacer preguntas. Cuando esté listo, lleve a los participantes a la cinta de correr y aproveche el cinturón estabilizador hasta la cintura del participante. Indíqueles que sostengan los pasamanos en todo momento durante el experimento.Pida a los participantes que practiquen caminar en la cinta de correr con el cinturón puesto mientras sostienen los pasamanos. Una vez que el participante es capaz de caminar en la cinta de correr cómodamente, haga doble clic en el simulador ejecutable para comenzar el programa de simulador de caminata. Indique al participante que use los auriculares, proporcionando asistencia según sea necesario.Compruebe la comodidad y la estabilidad con respecto a los giros de cabeza. Calibre los auriculares para que el paso de referencia en blanco y negro esté correctamente alineado con la vista de los participantes. Informar al participante que el primer ensayo de práctica se llevará a producir sin ningún tipo de vehículo y comenzar el ensayo.Introduzca el primer número de configuración de pruebas de práctica en el cuadro de texto de la parte inferior de la pantalla y haga clic en el botón de inicio. Indique al participante que mire hacia adelante, que se prepare cuando escuche listo y comience a caminar cuando escuche ir, luego dé las señales verbales listas y listos. Cuando termine con el primer ensayo de práctica, realice el segundo ensayo de práctica que introduce vehículos sin caminar.Para el tercer ensayo de práctica, informe al participante que participará dos vehículos procedentes del lado izquierdo y que debe intentar cruzar la carretera entre los dos vehículos. Introduzca el tercer número de prueba de práctica en el cuadro de texto y haga clic en el botón de inicio. Para realizar el Experimento Virtual Walking, escriba el primer número de configuración de la hoja de datos del cuadro de texto y haga clic en Start (Iniciar).Realice la simulación de la misma manera que la prueba de práctica final y registre los resultados junto al número de configuración en la hoja del experimento. El Simulador de Caminar se utilizó para determinar si la distancia inicial desde la curva hasta el punto de intersección afecta a la velocidad de aproximación de los participantes. La velocidad de los adultos jóvenes aumentó a lo largo del enfoque, sin embargo, cuando la distancia inicial era corta, se desaceleró al comienzo del ensayo y aceleró continuamente.Para los niños, el tamaño del vehículo afectó a los perfiles de velocidad y la posición de cruce inducida por la distancia inicial. Sin embargo, el análisis posterior al paseo mostró que los niños aceleraron durante todo el enfoque, cuando cruzaron entre los coches, se desaceleraron al principio del enfoque para la distancia inicial cercana. Cuando los niños cruzaban entre los autobuses, su velocidad no aumentó ni disminuyó al principio del enfoque para la distancia inicial cercana.Se encontró que los tiempos de interceptación de los niños aumentaron significativamente a medida que la distancia inicial aumentaba de cerca a lejos, sin embargo, al cruzar entre autobuses, los tiempos de interceptación de los niños no eran significativamente diferentes entre las distancias iniciales cercanas e intermedias. Para que este método proporcione información precisa sobre el comportamiento de cruce, las escenas de campo visual para los auriculares de realidad virtual deben calibrarse correctamente. Esta técnica permitió a los investigadores desarrollar modelos matemáticos de comportamiento peatonal que se utilizaron para estudiar conceptos como el ángulo de rodamiento y la asequincia.

Research

JoVE Journal

Behavior

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