בקרת Proxy בזמן אמת של אותות היקפיים עם פרמטרים מחדש באמצעות ממשק לולאה קרובה

המטרה הכוללת של ממשק זה היא ללמוד את ההשפעה של הגדלת אותות פולי על השגת מודעות גופנית. זה מושג על ידי עיצוב ממשק לולאה סגורה גנרית, שניתן להשתמש בו עם טכנולוגיות לבישות שונות על הגדרות ניסיוניות שונות וניתן ליישם על אוכלוסיות שונות. בעבודה זו אנו מציגים ממשק גנרי לממשקים לדוגמה, ליישומים שלהם ולהשפעתם על המערכת האנושית.

הצעד הראשון של העיצוב הוא שימוש בטכנולוגיות לבישות שונות המאפשרות הקלטה של אותות המגיעים מרמות שונות של מערכת העצבים. השלב השני הוא השימוש בשכבת Lab Streaming כדי להשיג הקלטה מסונכרנת וסטרימינג בזמן אמת של האותות. על הצעד הראשון, נתוני הזרם נמשכים על ידי קוד, שפותח בשפה של העדפתנו שבו ניתוח בזמן אמת וחילוץ תכונה של אות נבחר מתרחש.

לפיכך, על ארבעת השלבים המשתתפים חווים את הגדלה חושית של תכונות שחולצו כגון מיפוי שמיעתי של קצב הלב שלהם לקצב של השיר או ייצוג חזותי של תנועותיהם. לבסוף, על ידי הגדלה רציפה בזמן אמת של מידע הגוף, אנו סוגרים את הלולאה של האינטראקציה המתפתחת בין הממשק לבין המשתתף. חקירות על איך המוח עשוי לשלוט בגופנו יצרו את העיצוב של ממשקי מכונת המוח.

אשר לרתום את אותות מערכת העצבים כדי לשלוט במכשיר חיצוני כגון שלד חיצוני או זרוע רובוטית. אנו מציגים כאן ממשקי לולאה סגורים אשר רותמים את האותות של מערכת העצבים ומגדילים אותם באמצעות מודול חושי כדי לסייע למשתתפים להשיג שליטה על גופם. כמה חיוני או תכונות של העיצוב שלנו הם אחד, ההקלטה הסינכרונית של נתונים המגיעים מטכנולוגיות שונות כדי לחקור רמות שונות של מערכת העצבים ושניים הוא הזרמת נתונים וניתוח של הנתונים עבור הגדלה בזמן אמת בשני מחקרים מדגם, השתמשנו משוב אודיו אבל בממשק לולאה סגורה אודיו רקדני הסלסה הגיבו לקצב של המוזיקה שנשלטה בזמן אמת בהתבסס על קצב הלב.

כדי להשיג זאת אנו משתמשים בשפת התכנות המוזיקלית, Max כדי לשלוט במהירות ההפעלה של קבצי שמע. חיישנים ללכוד את הרקדנים, פעימות לב ופסגות R לב מסונן נוצרים באמצעות תסריט פייתון. ערכי שיא אלה משודרים לאחר מכן בזמן אמת למקס באמצעות בקרת קול פתוחה.

ראשית עזרנו למשתתף ללבוש את תחפושת לכידת התנועה מבוססת ה- LED והתחברנו אליה, בקר ההובלה האלחוטי שלהם. לאחר הפעלת השרת, פתח דפדפן אינטרנט, הזן את כתובת ה- IP של מחשב השרת והיכנס. אם שלב זה יצליח, מנהל התצורה ייפתח.

לאחר מכן פתח את הממשק של מערכת לכידת התנועה ולחץ על התחבר. כדי להתחיל להזרים את הנתונים מהסמנים שהובילו. לאחר יצירת החיבור, מיקום הסמנים יוצג בעולם הווירטואלי של הממשק.

לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על השלד בצד ימין של החלון ובחר שלד חדש לבחירת מיפוי סמן. לאחר מכן לחץ שוב באמצעות לחצן העכבר הימני על השלד ובחר צור שלד. ודא שהמשתתף מתחזה לתנוחת T.

אם כל השלבים מבוצעים כראוי השלד ייווצר. כדי להזרים את נתוני השלד ל- LSL, בחר הגדרות ואפשרויות מהתפריט הראשי. פתח את ינשוף אמולטור וודא שלחצת על התחל הזרמה בשידור חי.

לאחר מכן, עזור לאותו משתתף לשים את כובע הראש של EEG. מלא אלקטרודות עם ג'ל מוליך גבוה ומניחים את כבלי האלקטרודה. לאחר מכן חבר אותם לצג האלחוטי והפעל אותו.

פתח את הממשק של מערכת EEG ובחר להשתמש במכשיר WiFi. בחר את המכשיר ולחץ על השתמש בהתקן זה, לחץ על סמל הראש. בחר את הפרוטוקול המאפשר הקלטה של כל 32 החיישנים ולחץ על עומס.

ודא שנתוני הזרם מתאימים וכולם מוצגים בממשק. כדי לאסוף נתוני פעילות לב, השתמש באחד מתעלות ה- EEG כדי לחבר את הכבל הרחב EEG. השתמש באלקטרודה דביקה כדי לתקוע את הקצה השני של ההרחבה ממש מתחת לכלוב הצלעות השמאלי של המשתתף.

אתר את יישום LSL של מערכת לכידת התנועה בתיקייה LSL ולהפעיל אותו על ידי לחיצה כפולה על הסמל המתאים. בממשק הגדרת כתובת השרת המתאימה, לחץ על קישור. עבור הזרמת נתוני EEG ו- ECG, אין צורך בצעדים נוספים.

הבא אנו מאתרים את יישום מקליט המעבדה, אשר ממוקם גם בתיקייה LSL. הפעל את היישום על ידי לחיצה כפולה עליו. אם לא כל סוגי הנתונים של לכידת התנועה ומערכת EEG מוצגים ברשומה בלוח עבור זרמים, לחץ על עדכן.

בחר ספריה ושם בחלונית מיקום אחסון ולאחר מכן לחץ על התחל כדי להתחיל באיסוף הנתונים. בצע את ה- MATLAB, פייתון או קוד אחר המקבל, מעבד ומגדיל את נתוני הזרם. LSL מאפשר הזרמת הנתונים בפלטפורמות תכנות רבות.

הם משתמשים במטרות המתאימות לדוגמאות המציגות שלהם המתוארות בכתב היד. בקרו בקישור GitHub שלנו. בשוק קיימות טכנולוגיות שונות היוצרות תפוקות חושיות.

כמה דוגמאות נפוצות הן: רמקולים, אורות, צגים ואחרים פחות נפוצים, כגון ויברטורים התקנים haptic, ממשקי משב רוח ו חוש הריח. בממשק לולאה סגורה אודיו אנו מצליחים להגדיל דיגיטלית את הדופק. באמצעות שפת התכנות המוזיקלית Max, אנו מסוגלים לשלוט במהירות ההפעלה של קבצי שמע.

פסגות R הלב המסוננות המודפסות למסוף משודרות מהתסריט של פייתון למקסימום. שם זמן מרווח השיא נמדד ומומר לפעימות לדקה. קנה המידה של הנתונים משתנה כדי ליצור טווח בין אפס, מהירות ההפעלה האיטית ביותר האפשרית ומהירות ההפעלה המרבית.

ברצף זה אחד שווה מהירות השמעה רגילה, 0.5 שווה חצי מהירות ושתי מהירות השמעה כפולה שווה. ניתן להשתמש בעיצוב הממשק הגנרי באוכלוסיות שונות. הפרוטוקול שלו והדוגמאות המשמשות כאן כדי לספק הוכחת רעיון אינם מוגבלים לקבוצה ספציפית.

יתר על כן, ממשקי הלולאה הסגורה נועדו להיחקר וללמוד באופן אינטואיטיבי. למרות שלא צריך להיות צורך בהוראות כחלק מההליך הניסיוני. במחקר של ממשק לולאה סגור אודיו של אינטראקציה דיאדית אמיתית, שני רקדני סלסה אינטראקציה עם ממשק המשתמש בקצב הלב של רקדניות נקבה כדי לשנות את המהירות של השיר.

הרקדנים ביצעו שגרה מתואם היטב וריקוד מאולתר. בכל תנאי הם ביצעו את הגרסה המקורית של השיר פעם אחת ואז זה לב שינה את הגרסה פעמיים. מהנתונים שנאספו אנו מעריכים את החתימות הגמא סטוכסטיות של קוצים תנועת מיקרו שחולצו.

כאן אנו מתבוננים בתפקודי צפיפות ההסתברות המשוערים של הלב ונתוני המוסיקה. דמויות הסמים ממחישות את סטים של הלב, שהוא איבר אוטונומי, מהמצב הראשון שרוקד את השיר בצורתו המקורית. למצב השני והשלישי רוקדים הלב שינה את השיר.

הדמות השמאלית תואמת את שלוש ההקלטות של הריקוד הספונטני, ואילו הדמות הנכונה לשלוש ההקלטות של הריקוד המכוון. על הדמויות התחתונות אנו יכולים לראות את הסטים המתאימים של השמע שיחק. כאן לסטים יש כיוון מנוגד.

במחקר של ממשק לולאה סגורה ויזואלית אודיו של אינטראקציה דיאדית מלאכותית, שישה משתתפים אינטראקציה עם ממשק שיוצר גלגול שיקוף חי שלהם. בנוסף, הוא מטביע צלילים תלויים בתנוחת הירך. המשתתפים היו תמימים באשר למטרת המחקר;הם היו צריכים להסתובב בחדר ולהבין כיצד לשלוט בצליל שיצוץ באופן מפתיע כשהם עוברים באזור העניין.

הנתונים מדגימים את פונקציית צפיפות ההסתברות ואת חתימות הגמא המתאימות של נתוני מהירות הירך של 60 משתתפי בקרת חברים, C1 עד C6 כאשר הם היו בתוך ומחוץ לאזור העניין. התוצאות מדגישות את ההבדלים המותאמים אישית בהתנהגות המשתתפים כאשר הם נמצאים בתוך האזור או מחוצה לו. באופן אמפירי מצאנו כי חתימות הממוקמות בפינה הימנית התחתונה של מישור הגמא הן חתימות של ספורטאים ורקדנים המבצעים תנועות מיומנים ביותר, חתימות הנמצאות באזור השמאלי העליון מגיעות מערכות נתונים של מערכות עצבים עם פתולוגיות.

לכן, אנו יכולים להבחין כי החתימות של מהירות הירך של שליטה שלוש וארבע לחשוף דפוסים מוטוריים בריאים יותר כאשר בתוך עוצמת הקול. לעומת זאת, שאר המשתתפים מציגים את התבנית ההפוכה. ניתן להשתמש בגישה זו הן כדי להשיג הבנה טובה יותר של הקשר בין תנועות הרקדן לבין הצליל.

זה יכול לשמש גם כדי לחקור גישות חדשניות להרכב מוסיקה המובלים על ידי מידע גופני בזמן אמת, המרת מוסיקה עושה חוויה הגדלת אות הגוף הפיתוח והמחקר על ממשקי לולאה סגורה יכול להועיל מספר הפרעות של מערכת העצבים. הם יכולים לשמש גם במשחקים, אימוני תנועה וספורט.