Name: controlled rotation of human observers in a virtual reality environment
Uploaded: 2022-04-21T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Controlled Rotation of Human Observers in a Virtual Reality Environment at JoVE.com

Ce travail a été soutenu par les subventions du Conseil australien de la recherche DP160104211, DP190103474 et DP190103103.

AVERTISSEMENT : Les travaux électriques doivent être effectués par une personne qualifiée.
1. Procédure de configuration du système mécanique
<ol><li>Fixez la poulie principale à l’arbre supérieur de la chaise pivotante.<ol>
<li>Retirez l’arbre supérieur. REMARQUE: Cela implique généralement de placer la chaise sur le côté et de retirer une épingle à la base de la chaise qui empêche l’arbre supérieur de glisser hors de l’arbre inférieur.</li>
		...

<ol>
	<li>Campos, J., B&#252;lthoff, H., Murray, M. M., Wallace, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimodal+integration+during+self-motion+in+virtual+reality.">Multimodal integration during self-motion in virtual reality.</a> The Neural Bases of Multisensory. , (2012).</li><li>Radianti, J., Majchrzak, T. A., Fromm, J., Wohlgenannt, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+systematic+review+of+immersive+virtual+reality+applications+for+higher+education:+Design+elements,+lessons+learned,+and+research+agenda.">A systematic review of immersive virtual reality applications for higher education: Design elements, lessons learned, and research agenda.</a> Computers &amp; Education. 147, 103778 (2020).</li><li>Madshaven, J. 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C., Cohen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+Schaire+Internet+Chair+with+a+mobile+device.">Controlling the Schaire Internet Chair with a mobile device.</a> Proceedings CIT: The Fourth International Conference on Computer and Information Technology. , 215-220 (2004).</li><li>Ashiri, M., Lithgow, B., Mansouri, B., Moussavi, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+between+vestibular+responses+to+a+physical+and+virtual+reality+rotating+chair.">Comparison between vestibular responses to a physical and virtual reality rotating chair.</a> Proceedings of the 11th Augmented Human International Conference. , (2020).</li><li>Koenig, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+multiaxis+rotating+chair+for+oculomotor+and+vestibular+function+testing+in+humans.">A new multiaxis rotating chair for oculomotor and vestibular function testing in humans.</a> Neuro-ophthalmology. 16 (3), 157-162 (1996).</li><li>Mowrey, D., Clayson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motion+sickness,+ginger,+and+psychophysics.">Motion sickness, ginger, and psychophysics.</a> The Lancet. 319 (8273), 655-657 (1982).</li><li>Sanmugananthan, P., Nguyen, N., Murphy, B., Hossieni, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+development+of+a+rotating+chair+to+measure+the+cervico-ocular+reflex.">Design and development of a rotating chair to measure the cervico-ocular reflex.</a> Cureus. 13 (10), 19099 (2021).</li><li>Gugenheimer, J., Wolf, D., Haas, G., Krebs, S., Rukzio, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SwiVRChair:+a+motorized+swivel+chair+to+nudge+users'+orientation+for+360+degree+storytelling+in+virtual+reality.+1996-2000.">SwiVRChair: a motorized swivel chair to nudge users' orientation for 360 degree storytelling in virtual reality. 1996-2000.</a> Proceedings of the 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2016).</li><li>. Roto VR Chair Available from: <a target="_blank" href="https://www.rotovr.com/">https://www.rotovr.com/</a> (2021)</li><li>. Yaw Motion Simulator Available from: <a target="_blank" href="https://www.yawvr.com/">https://www.yawvr.com/</a> (2021)</li><li>Warren, P. A., Rushton, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perception+of+object+trajectory:+Parsing+retinal+motion+into+self+and+object+movement+components.">Perception of object trajectory: Parsing retinal motion into self and object movement components.</a> Journal of Vision. 7 (11), 1-21 (2007).</li><li>Bonnen, K., Burge, J., Yates, J., Pillow, J., Cormack, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+psychophysics:+Target-tracking+to+measure+visual+sensitivity.">Continuous psychophysics: Target-tracking to measure visual sensitivity.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (3), (2015).</li><li>. SimXperience Available from: <a target="_blank" href="https://www.simxperience.com/">https://www.simxperience.com/</a> (2021)</li><li>Harris, L. R., Jenkin, M., Zikovitz, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+and+non-visual+cues+in+the+perception+of+linear+self-motion.">Visual and non-visual cues in the perception of linear self-motion.</a> Experimental Brain Research. 135, 12-21 (2000).</li><li>. DOF Reality Motion Simulators Available from: <a target="_blank" href="https://www.dofreality.com/">https://www.dofreality.com/</a> (2021)</li><li>. Next Level Racing Available from: <a target="_blank" href="https://nextlevelracing.com/">https://nextlevelracing.com/</a> (2022)</li><li>. Motion Systems Available from: <a target="_blank" href="https://motionsystems.eu/">https://motionsystems.eu/</a> (2022)</li><li>. Redbird Flight Simulations Available from: <a target="_blank" href="https://simulators.redbirdflight.com/">https://simulators.redbirdflight.com/</a> (2022)</li><li>Teufel, H. 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=MPI+motion+simulator:+development+and+analysis+of+a+novel+motion+simulator.">MPI motion simulator: development and analysis of a novel motion simulator.</a> Proceedings of the AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference and Exhibit (AIAA 2007). , (2007).</li></ol>

Cet article présente une méthode pour ajouter une rotation automatisée à une chaise de bureau sous le contrôle d’un observateur ou d’un expérimentateur, et une méthode d’accompagnement pour intégrer ce mouvement dans une expérience virtuelle. Les étapes critiques comprennent la fixation mécanique du moteur à la chaise, la configuration de l’alimentation et du contrôle électrique du moteur, puis la configuration de l’Arduino et de l’ordinateur pour entraîner le contrôleur du moteur. L’étape ...

De nombreux indices se combinent dans des conditions naturelles pour produire un sentiment d’auto-mouvement1. Produire un tel sens est un objectif dans de nombreuses applications de RV récréatives, de santé et éducatives 2,3,4,5, et le simple fait de comprendre comment les indices se combinent pour donner un sentiment d’auto-mouvement a été une entreprise à long terme des neuroscientifiques 6,7,8,9,10,11 . Les trois classes d’indices les plus importantes pour la perception de l’auto-mouvement sont visuelles, vestibulaires et proprioceptives1. Tous les trois se combinent de manière congruente lors d’un mouvement actif naturel dans le monde réel pour fournir un sens robuste et riche de l’auto-mouvement. Pour comprendre le rôle de chaque classe d’indices et avoir une idée de la façon dont les indices se combinent, les chercheurs ont traditionnellement privé les observateurs expérimentaux d’un ou plusieurs indices et/ou placé des indices en conflit les uns avec les autres 1,12. Par exemple, pour fournir des signaux vestibulaires rotatifs en l’absence de signaux proprioceptifs, un observateur peut être tourné passivement par une chaise motorisée 13,14,15,16. Il a été démontré qu’un tel mouvement passif fournit des indices très convaincants à l’auto-mouvement17. Les repères visuels contrôlés fournis par un casque VR peuvent être congruents ou incongrus avec le mouvement de la chaise ou complètement absents. Des signaux proprioceptifs peuvent être ajoutés en demandant à l’observateur de faire pivoter la chaise par ses propres moyens, par exemple en poussant la chaise avec ses pieds.
Présenté ici est une méthode pour convertir une chaise pivotante de bureau en un support pour faire pivoter physiquement le corps d’un observateur et intégrer ce mouvement dans une expérience virtuelle visuelle (et potentiellement auditive). La rotation de la chaise peut être sous le contrôle de l’observateur, d’un programme informatique ou d’une autre personne telle que l’expérimentateur. La rotation contrôlée par l’observateur peut être passive en faisant de la rotation entraînée par le moteur une fonction de la position du contrôleur portatif de l’observateur ou active en éteignant la chaise et en faisant tourner la chaise lui-même par l’observateur.
Une application psychophysique pour ce système de chaise/RV est également présentée. Cet exemple d’application met en évidence l’utilité de la rotation passive contrôlée d’un observateur pour comprendre comment les signaux d’auto-mouvement interagissent pour produire des expériences perceptuelles globales. L’objectif spécifique était d’avoir un aperçu d’un mouvement induit par l’illusion visuelle longtemps étudié18,19. En mouvement induit, une cible stationnaire ou en mouvement est perceptuellement « repoussée » loin d’un arrière-plan en mouvement. Par exemple, si un point cible rouge se déplace verticalement vers le haut contre un champ de points bleus se déplaçant vers la droite, le point cible semblera se déplacer vers le haut, comme prévu, mais aussi vers la gauche, loin de la direction de l’arrière-plan en mouvement20,21. L’objectif était de vérifier si la répulsion est le résultat de l’interprétation du mouvement de fond comme étant causé par l’auto-mouvement22,23.
Si tel est le cas, l’ajout d’une rotation physique compatible avec le mouvement visuel d’arrière-plan devrait donner un sentiment plus fort que le mouvement d’arrière-plan est dû à l’auto-rotation dans un environnement stationnaire. Ceci, à son tour, devrait conduire à une plus grande tendance à soustraire le mouvement d’arrière-plan du mouvement cible pour obtenir le mouvement cible par rapport au monde stationnaire23. Cette tendance accrue à soustraire entraînerait une plus grande répulsion perçue de la cible. L’auto-rotation physique qui était compatible ou incompatible avec le mouvement d’arrière-plan a été ajoutée pour tester cela. Le système présenté ici a permis le contrôle précis du mouvement physique et du mouvement visuel correspondant pour tester cette hypothèse. Dans l’exemple, le mouvement de la chaise était sous le contrôle direct de l’observateur à l’aide du contrôleur portatif du système VR.
Bien qu’il existe de nombreux exemples de chaises tournantes motorisées pour diverses applications de RV dans la littérature 24,25,26,27,28,29, les auteurs ne sont pas au courant d’un ensemble concis d’instructions pour fabriquer une telle chaise et l’intégrer dans une expérience de RV interactive. Des instructions limitées sont disponibles pour le SwiVRChair29, dont la structure est similaire à celle présentée ici, mais qui est conçu dans un but différent, c’est-à-dire être piloté par un programme informatique pour améliorer l’immersion dans un environnement VR, où le mouvement de la chaise peut être remplacé par l’utilisateur en plaçant ses pieds sur le sol. Compte tenu du coût des chaises disponibles dans le commerce30,31, en faire une « à l’interne » peut être une option plus viable pour certains chercheurs. Pour ceux qui se trouvent dans cette situation, le protocole ci-dessous devrait être utile.
Vue d’ensemble du système Le protocole consiste en des instructions pour convertir une chaise de bureau en une chaise rotative à entraînement électrique et intégrer le mouvement de la chaise dans une expérience de réalité virtuelle. L’ensemble du système, une fois terminé, est composé de quatre parties : les sous-systèmes mécanique, électrique, logiciel et VR. Une photographie de l’ensemble du système est illustrée à la figure 1. Le système montré était celui utilisé dans l’exemple d’expérience.
Le travail du sous-système mécanique consiste à faire pivoter physiquement l’arbre supérieur d’une chaise pivotante via un moteur. Il se compose d’une chaise de bureau à laquelle deux choses sont attachées: une poulie fixée à l’arbre rotatif supérieur de la chaise de bureau et un cadre de montage réglable attaché à la partie fixe inférieure de l’arbre. Un moteur pas à pas électrique est fixé au support, qui a une poulie attachée à son arbre qui s’aligne avec la poulie sur l’arbre supérieur de la chaise de bureau. Une courroie couple la poulie du moteur à la poulie de la chaise, ce qui permet au moteur de faire tourner la chaise.
Le sous-système électrique alimente le moteur et permet le contrôle électronique du moteur. Il se compose d’un pilote de moteur, d’une alimentation pour le moteur, d’une carte Arduino pour l’interfaçage du pilote avec un ordinateur et d’une alimentation pour l’Arduino (en option). Une carte Arduino est une petite carte populaire parmi les amateurs et les fabricants professionnels de tout ce qui est électronique, qui contient un microprocesseur programmable, des contrôleurs, des broches d’entrée et de sortie et (dans certains modèles) un port USB (requis ici). Tous les composants électriques sont logés dans une boîte isolée électriquement modifiée sur mesure. Comme l’alimentation secteur est requise pour le transformateur qui alimente le moteur et pour l’alimentation Arduino (en option), et que le moteur nécessite des tensions de fonctionnement élevées, tous les travaux électroniques sauf la basse tension (étapes de protocole 2.5 à 2.10 ci-dessous) doivent être effectués par une personne qualifiée.
Le sous-système logiciel se compose du logiciel Arduino pour la programmation de l’Arduino, du logiciel Unity pour la création de l’environnement VR, du logiciel Steam pour piloter le système VR et d’Ardity, un plugin Unity qui permet à Unity de communiquer avec la carte Arduino. Ce logiciel a été installé sur un ordinateur portable Gygabyte Sabre 15WV8 exécutant Microsoft Windows 10 Enterprise pour l’exemple d’expérience (Figure 1).
Le système VR se compose d’un casque d’affichage (HMD), d’un contrôleur portatif et de stations de base permettant de déterminer la position et l’orientation du HMD et du contrôleur dans l’espace. Le système VR utilisé pour ce projet était le HTC Vive Pro (Figure 1).
Vous trouverez ci-dessous la procédure permettant de combiner ces composants pour obtenir une expérience virtuelle qui intègre une rotation physique (expérimentale ou autre) avec le mouvement de la chaise contrôlé par l’observateur via le contrôleur portatif ou par l’hôte / expérimentateur via une souris d’ordinateur ou un potentiomètre. La dernière partie du protocole consiste en les étapes nécessaires pour initier l’expérience VR. Notez que la méthode de codage de Unity pour permettre les essais et la collecte de données dépasse le cadre de ce manuscrit. Certaines étapes, en particulier pour le sous-système mécanique, nécessitent certains équipements d’atelier et un certain niveau de compétence. En principe, les méthodes présentées peuvent être ajustées en fonction de la disponibilité de ces ressources. Des alternatives sont proposées pour certaines des étapes les plus techniques.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>48 V DC power supply (motor)</td>
			<td>Meanwell</td>
			<td>RSP-320-48</td>
			<td>https://www.meanwellaustralia.com.au/products/rsp-320</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 V DC power supply (arduino)</td>
			<td>Jaycar</td>
			<td>MP3295</td>
			<td>https://www.jaycar.com.au/15w-5v-3a-enclosed-power-supply/p/MP3295?pos=5&#38;queryId=dda344422ab16c6 
			7f558551ac0acbd40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ardity plugin for Unity</td>
			<td>Open Source</td>
			<td></td>
			<td>https://ardity.dwilches.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arduino MEGA 2560</td>
			<td>Jaycar</td>
			<td>XC4420</td>
			<td>https://www.jaycar.com.au/duinotech-mega-2560-r3-board-for-arduino/p/XC4420?pos=2&#38;queryId=901771805f4bf6e0 
			ec31d41601d14dc3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arduino software</td>
			<td>Arduino</td>
			<td></td>
			<td>https://www.arduino.cc/en/software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Belt</td>
			<td>Motion Dynamics</td>
			<td>RFTB10010</td>
			<td>Choose a size that suits the application. We used 60 tooth. https://www.motiondynamics.com.au/polyurethane-timing-belts-16mm-t-10/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bracket bolts (holding motor)</td>
			<td>The Fastner Factory</td>
			<td>161260</td>
			<td>x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-35mm-100pc</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bracket bolts (not holding motor)</td>
			<td>The Fastner Factory</td>
			<td>161258</td>
			<td>x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-25mm-100pc</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamp Angle Iron</td>
			<td>Austral Wright Metals</td>
			<td>50004813</td>
			<td>x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamp bolts</td>
			<td>The Fastner Factory</td>
			<td>161265</td>
			<td>x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-70mm-100pc&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamp leaves (stainless flat bar)</td>
			<td>Austral Wright Metals</td>
			<td>50004687</td>
			<td>x 8. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cover (acrylic)</td>
			<td>Bunnings Warehouse</td>
			<td>1010489</td>
			<td>https://www.bunnings.com.au/suntuf-900-x-600-x-5mm-grey-acrylic-sheet_p1010489</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cover bolts/nuts</td>
			<td>Bunnings Warehouse</td>
			<td>247292</td>
			<td>x 4. https://www.bunnings.com.au/pinnacle-m3-x-16mm-stainless-steel-hex-head-bolts-and-nuts-12-pack_p0247292</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cover brackets</td>
			<td>Bunnings Warehouse</td>
			<td>44061</td>
			<td>x 4. https://www.bunnings.com.au/zenith-20mm-zinc-plated-angle-bracket-16-pack_p0044061</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Emergency shut-off switch</td>
			<td>Jaycar</td>
			<td>SP0786</td>
			<td>https://www.jaycar.com.au/latching-emergency-stop-switch/p/SP0786?pos=1&#38;queryId=5abe9876cf78dc3d 
			d26b9067fbc36f74</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hybrid stepper motor and driver</td>
			<td>Vevor</td>
			<td>?</td>
			<td>Closed Loop Stepper Motor Nema 34 12NM Servo Motor Hybrid Driver https://vevor.com.au/products/1712oz-in-nema34-closed-loop-stepper-motor-12nm-hybrid-servo-driver-hsc86-kit?variant=33058303311975</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IEC mains power connector</td>
			<td>RS components</td>
			<td>811-7213</td>
			<td>https://au.rs-online.com/web/p/iec-connectors/8117213</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Instrument case (housing)</td>
			<td>Jaycar</td>
			<td>HB6381</td>
			<td>https://www.jaycar.com.au/abs-instrument-case-with-purge-valve-mpv2/p/HB6381</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED</td>
			<td>Jaycar</td>
			<td>ZD0205</td>
			<td>https://www.jaycar.com.au/green-10mm-led-100mcd-round-diffused/p/ZD0205?pos=11&#38;queryId=e596cbd3d71e86 
			37ab9340cee51175e7&#38;sort= 
			relevance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Main pulley (chair)</td>
			<td>Motion Dynamics</td>
			<td>ALTP10020</td>
			<td>Choose a size that suits the application. More teeth = slower rotation. We used 36 tooth. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motor attachment bars (Stainless flat bar)</td>
			<td>Austral Wright Metals</td>
			<td>50004687</td>
			<td>x 4. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounting brackets (stainless flat bar)</td>
			<td>Austral Wright Metals</td>
			<td>50004687</td>
			<td>x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nuts</td>
			<td>The Fastner Factory</td>
			<td>161989</td>
			<td>x 12. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-nylon-insert-lock-nut-m6-100pc</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>On/off switch</td>
			<td>Jaycar</td>
			<td>SK0982</td>
			<td>https://www.jaycar.com.au/dpdt-illuminated-rocker-large-red/p/SK0982?pos=4&#38;queryId=88e0c5abfa682b74 
			fa631c6d513abc73&#38;sort=relevance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potentiometer</td>
			<td>Jaycar</td>
			<td>RP8610</td>
			<td>https://www.jaycar.com.au/10k-ohm-logarithmic-a-single-gang-9mm-potentiometer/p/RP8610?pos=4&#38;queryId=0d1510281ba100d 
			174b8e3d7f806a020</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulley screws</td>
			<td>The Fastner Factory</td>
			<td>155856</td>
			<td>x 5. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-socket-head-cap-screw-m4-x-25mm-100pc</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>resistor 150 Ohm</td>
			<td>Jaycar</td>
			<td>RR2554</td>
			<td>https://www.jaycar.com.au/150-ohm-1-watt-carbon-film-resistors-pack-of-2/p/RR2554?pos=19&#38;queryId=48c6317c73fd361 
			a42c835398d282c4a&#38;sort= 
			relevance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small pulley (motor)</td>
			<td>Motion Dynamics</td>
			<td>ALTP10020</td>
			<td>Choose a size that suits the application. More teeth = faster rotation. We used 24 tooth. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small toggle switch</td>
			<td>Jaycar</td>
			<td>ST0555</td>
			<td>https://www.jaycar.com.au/sealed-mini-toggle-switch/p/ST0555?pos=14&#38;queryId=066b989a151d83 
			31885c6cec92fba517&#38;sort= 
			relevance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steam software</td>
			<td>Valve Corporation</td>
			<td></td>
			<td>https://store.steampowered.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SteamVR plugin for Steam</td>
			<td>Valve Corporation</td>
			<td></td>
			<td>https://store.steampowered.com/app/250820/SteamVR/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Unity software</td>
			<td>Unity Technologies</td>
			<td></td>
			<td>https://unity3d.com/get-unity/download</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VR system</td>
			<td>Scorptec</td>
			<td>99HANW007-00</td>
			<td>HTC Vive Pro with controllers and base stations. https://www.scorptec.com.au/product/gaming-peripherals/vr/72064-99hanw007-00?gclid=Cj0KCQiA5OuNBhCRARIsA 
			CgaiqX8NjXZ9F6ilIpVmYEhhanm 
			GA67xLzllk5EmjuG0gnhu4xmiE 
			_RwSgaAhn8EALw_wcB</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

controlled rotation of human observers in a virtual reality environment

Le faible coût et la disponibilité des systèmes de réalité virtuelle (RV) ont soutenu une accélération récente de la recherche sur la perception et le comportement dans des conditions plus naturalistes, multisensorielles et immersives. Un domaine de recherche qui a particulièrement bénéficié de l’utilisation des systèmes de RV est l’intégration multisensorielle, par exemple, l’intégration d’indices visuels et vestibulaires pour donner lieu à un sentiment d’auto-mouvement. Pour cette raison, une méthode accessible pour la rotation physique contrôlée d’un observateur dans un environnement virtuel représente une innovation utile. Cet article présente une méthode pour automatiser la rotation d’une chaise pivotante de bureau ainsi qu’une méthode pour intégrer ce mouvement dans une expérience vr. À l’aide d’un exemple d’expérience, il est démontré que le mouvement physique, ainsi produit, est intégré à l’expérience visuelle d’un observateur d’une manière conforme aux attentes; intégration élevée lorsque le mouvement est congruent avec le stimulus visuel et faible intégration lorsque le mouvement est incongru.

Le but de l’exemple d’expérience était de déterminer si l’ajout d’une rotation physique – congruente ou incongrue avec le mouvement d’arrière-plan visuel dans une scène – affectait la direction perçue d’une cible en mouvement dans cette scène. Une différence entre le mouvement physique congruent et incongru était attendue sur la base de l’hypothèse que le mouvement de fond affecte la direction cible perçue en fonction de la facilité avec laquelle le système visuel d’un participant attribu...

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Controlled Rotation of Human Observers in a Virtual Reality Environment

La rotation physique contrôlée d’un observateur humain est souhaitable pour certaines applications expérimentales, récréatives et éducatives. Cet article décrit une méthode pour convertir une chaise pivotante de bureau en un support pour une rotation physique contrôlée dans un environnement de réalité virtuelle.

Rotation contrôlée des observateurs humains dans un environnement de réalité virtuelle

The low cost and availability of Virtual Reality (VR) systems have supported a recent acceleration of research into perception and behavior under more ...

Lorsque vous vous déplacez dans le monde, vous obtenez des signaux visuels et vestibulaires sur la façon dont vous et les objets qui vous entourent vous déplacez. Cette configuration vous permet de manipuler ces signaux indépendamment. C’est un moyen abordable d’avoir le mouvement contrôlé d’une personne dans un environnement audiovisuel immersif en utilisant des pièces qui sont facilement disponibles comme une chaise de bureau.Mon conseil pour tout ce système de chaise est de faire fonctionner l’électronique et le moteur comme vous le souhaitez avant de mettre quoi que ce soit ensemble correctement. Commencez par connecter la carte Arduino à l’ordinateur à l’aide d’un câble USB. Dans le menu déroulant Outils, sélectionnez le port auquel la carte Arduino est connectée.Sélectionnez ensuite la carte appropriée, suivie du processeur. Assurez-vous qu’il correspond à la carte et au processeur réels. Ici, l’exemple de code Arduino fourni peut être collé.Vérifiez et enregistrez le code Arduino. Ensuite, téléchargez-le sur la carte Arduino à l’aide du bouton de téléchargement. Branchez et allumez le sous-système électrique.Ensuite, appuyez sur le petit interrupteur à bascule pour vous mettre à une position où le petit voyant LED s’allume et tournez le cadran du potentiomètre pour vous assurer qu’il contrôle la vitesse et la direction de la chaise. La vitesse et la direction de la chaise doivent varier en fonction de la position du potentiomètre. Ensuite, ouvrez un projet Unity nouveau ou existant.Pour importer le plug-in SteamVR, assurez-vous d’abord que vous êtes connecté à votre compte Unity. Ensuite, cliquez sur la fenêtre et le magasin d’actifs pour ouvrir le magasin d’actifs dans un navigateur Web. Recherchez SteamVR.Sélectionnez le plugin SteamVR, puis cliquez sur, ajouter à mes actifs. De retour dans Unity, sélectionnez le gestionnaire de packages sous l’onglet de la fenêtre. Sélectionnez mes actifs.Ensuite, cliquez sur importer sous SteamVR et suivez les instructions pour terminer l’importation. Cliquez sur tout accepter pour apporter les modifications de configuration et suivez les instructions. Recherchez une nouvelle ressource appelée SteamVR dans la fenêtre du projet sur l’écran de l’inspecteur.Développez le dossier des ressources SteamVR, suivi de prefabs. Faites glisser l’actif de la plate-forme de caméra dans la fenêtre de hiérarchie pour permettre l’utilisation du casque VR et des contrôleurs dans le jeu. Supprimez la caméra principale par défaut de la hiérarchie ou de la scène, car elle interférerait avec la caméra SteamVR.Ensuite, recherchez le plugin Ardity en utilisant le même processus que celui utilisé pour SteamVR. Ensuite, créez les objets nécessaires à l’expérience. Pour ce faire, cliquez sur l’objet de jeu et sélectionnez l’objet 3D.Par exemple, voici un plan appelé arrière-plan qui est positionné en arrière-plan de la vue de la caméra. L’arrière-plan peut être verrouillé en position par rapport à l’écran monté sur la tête. Pour ajouter des fonctionnalités à la scène, cliquez sur le bouton Ajouter un composant dans la fenêtre de l’inspecteur et sélectionnez un nouveau script.Appelez le script, version d’évaluation de l’installation. Le code par défaut ici doit être remplacé par le code du fichier d’évaluation d’installation fourni. C’est le code minimum requis pour faire bouger la chaise correctement.Revenez à Unity. Le nouveau script d’évaluation de l’installation est maintenant attaché à l’objet d’arrière-plan. Sous le dossier assets de la fenêtre du projet, ouvrez le dossier Ardity, suivi du dossier scripts.Faites glisser le script du contrôleur série dans l’objet de jeu en arrière-plan dans la fenêtre de hiérarchie. Faites défiler la liste des composants dans la fenêtre de l’inspecteur pour localiser le script du contrôleur série. Assurez-vous que le nom du port et le taux de carte correspondent à ceux du programme Arduino.Faites glisser l’objet d’arrière-plan de la fenêtre de hiérarchie vers la zone de saisie, en regard de l’écouteur de message dans la fenêtre de l’inspecteur. Cliquez sur Ajouter un composant en bas de la fenêtre de l’inspecteur et sélectionnez un nouveau script. Name, le nouveau contrôleur de chaise de script.Le script du contrôleur de chaise fourni peut être collé dans ce fichier. Au minimum, une fonction est nécessaire pour transformer les actions de l’utilisateur en un nombre compris entre zéro et 1 023. Ensuite, utilisez la fonction de message série dot send du contrôleur série pour envoyer le numéro à l’Arduino et enregistrez le script.De retour dans Unity, faites glisser l’objet d’affichage monté sur la tête de la fenêtre de hiérarchie vers la zone de saisie en regard de la tête. Ensuite, faites glisser l’objet contrôleur droit vers la zone de saisie à côté de la main. Faites défiler vers le bas dans la fenêtre de l’inspecteur pour trouver les variables publiques du script d’évaluation de l’installation.Selon le type d’entrée de code d’exemple, trois sont pour le contrôleur VR et quatre pour le contrôle de la souris. Ici, le contrôleur VR est sélectionné. Lorsque l’application SteamVR est désactivée, lorsque vous appuyez sur le bouton de lecture dans Unity pour la première fois, vous recevez des messages d’erreur liés aux actions SteamVR.Suivez les invites pour configurer les actions SteamVR. Fermez la fenêtre des paramètres et traitez toutes les autres invites de SteamVR. Enfin, appuyez sur le bouton de lecture pour commencer l’expérience VR.Avec ces paramètres, l’utilisateur peut faire pivoter la chaise à l’aide du contrôleur VR. Une représentation schématique des actions de l’observateur et des changements de chaise et de scène qui en résultent au cours de l’expérience est montrée ici. Dans la condition congruente, si l’observateur déplace le contrôleur vers sa gauche, la chaise se déplace également vers la gauche et l’arrière-plan visuel se déplace dans la direction opposée, comme s’il s’agissait d’une scène stationnaire contre laquelle la personne tourne.Dans l’état incongru, la chaise se déplace dans la direction opposée, ce qui rend le mouvement de la chaise incongru avec un mouvement d’arrière-plan visuel. Voici une capture d’écran de la zone de stimulation de l’affichage visuel. Les petites taches à motifs sont restées en place tout le temps, mais les motifs à l’intérieur se déplaçaient comme si chaque patch était une fenêtre sur le plus grand objet en mouvement.Les patchs couchés sur l’anneau constituaient la cible, et les autres patchs constituaient l’arrière-plan. Dans cet exemple de vidéo, la cible se déplace verticalement vers le haut et l’arrière-plan se déplace vers la droite. L’arrière-plan en mouvement crée une illusion de mouvement vers la gauche dans la cible, ce qui donne l’impression de se déplacer vers le haut et vers la gauche.Ce mouvement illusoire vers la gauche est appelé mouvement induit. L’anneau cible avait un rayon d’angle visuel de cinq degrés et la zone d’arrière-plan était sous-tendue de 20 degrés par 20 degrés. La force de l’effet de mouvement induit dans les conditions de mouvement congruent et incongru est représentée par la valeur du paramètre beta.L’image représentative montre les valeurs bêta moyennes pour chaque observateur dans les conditions congruentes et incongrues. Comme on pouvait s’y attendre, si les observateurs supposaient que le mouvement de fond était causé par leur propre mouvement à travers un monde immobile, la valeur bêta moyenne de la condition congruente est proche de un. À l’exception d’un observateur, la valeur bêta de tous les observateurs a diminué dans la condition de mouvement incongru de la chaise.Ces données indiquent une probabilité réduite de voir le mouvement visuel d’arrière-plan comme étant causé par le mouvement physique de l’observateur. Vous voulez vous assurer que votre poulie de chaise et votre poulie de moteur sont très bien alignées, et que la tension de la courroie est bonne. Un peu de flexion dans la ceinture, mais pas beaucoup.Vous pouvez contrôler les signaux visuels et auditifs à l’aide du casque, puis séparément, vous pouvez avoir un mouvement du corps contrôlé par le moteur ou alimenté par le pied. Il y a beaucoup de choses à jouer.

Research

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A Protocol for Housing Mice in an Enriched Environment

Un protocole pour souris Bricolage dans un environnement enrichi

Environmental enrichment (EE) is a housing environment for mice that boosts mental and physical health compared to standard laboratory housing. Our recent ...

Multifunctional Setup for Studying Human Motor Control Using Transcranial Magnetic Stimulation, Electromyography, Motion Capture, and Virtual Reality

Configuration multifonctions pour l&#39;étude de contrôle du moteur humain utilisant la stimulation magnétique transcrânienne, électromyographie, Motion Capture, et Réalité Virtuelle

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Évaluation d&#39;un système de reconnaissance de l&#39;activité humaine basée à Smartphone dans un milieu de vie quotidien

An evaluation method that includes continuous activities in a daily-living environment was developed for Wearable Mobility Monitoring Systems (WMMS) that ...

Using Virtual Reality to Transfer Motor Skill Knowledge from One Hand to Another

Utilisant la réalité virtuelle à transférer les connaissances de la motricité d’une main à l’autre

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