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

Este trabalho foi apoiado pelas bolsas do Conselho de Pesquisa Australiano DP160104211, DP190103474 e DP190103103.

AVISO: O trabalho elétrico deve ser realizado por uma pessoa qualificada.
1. Procedimento de configuração do sistema mecânico
<ol><li>Fixar a polia principal ao eixo superior da cadeira giratória.<ol>
<li>Remova o eixo superior. NOTA: Isso normalmente envolve colocar a cadeira de lado e remover um pino na base da cadeira que impede que o eixo superior deslize para fora do eixo inferior.</li>
		<li>Ajuste de fricção da polia no eixo.<ol>
<li>Use pinças Vernier para...

<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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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>

Este artigo apresenta um método para adicionar rotação automatizada a uma cadeira de escritório sob o controle de um observador ou experimentador, e um método de acompanhamento para integrar esse movimento em uma experiência virtual. As etapas críticas incluem a fixação mecânica do motor na cadeira, a configuração da potência e o controle elétrico do motor, configurando o Arduino e o computador para conduzir o controlador do motor. A etapa de fixação mecânica requer alguns equipamentos e habilidades espe...

Muitas pistas se combinam em condições naturais para produzir uma sensação de auto-movimento1. Produzir tal sentido é um objetivo em muitas aplicações de VR recreativas, de saúde e educacionais 2,3,4,5, e simplesmente entender como as pistas se combinam para dar uma sensação de auto-movimento tem sido um esforço de longo prazo de neurocientistas 6,7,8,9,10,11 . As três classes mais importantes de sinais para a percepção de auto-movimento são visual, vestibular e proprioceptiva1. Todos os três se combinam congruentemente durante o movimento ativo natural no mundo real para fornecer um senso robusto e rico de auto-movimento. Para entender o papel de cada classe de pistas e ter uma noção de como as pistas se combinam, os pesquisadores tradicionalmente privaram observadores experimentais de uma ou mais pistas e/ou colocaram pistas em conflito entre si 1,12. Por exemplo, para fornecer pistas vestibulares rotacionais na ausência de pistas proprioceptivas, um observador pode ser girado passivamente por uma cadeira motorizada 13,14,15,16. Tal movimento passivo tem sido mostrado para fornecer pistas muito convincentes para o auto-movimento17. Pistas visuais controladas fornecidas por um fone de ouvido VR podem ser congruentes ou incongruentes com o movimento da cadeira ou ausentes completamente. Pistas proprioceptivas podem ser adicionadas fazendo com que o observador gire a cadeira sob seu próprio poder, por exemplo, empurrando a cadeira com os pés.
Apresentado aqui é um método para converter uma cadeira giratória de escritório em um meio para girar fisicamente o corpo de um observador e integrar esse movimento em uma experiência virtual visual (e potencialmente auditiva). A rotação da cadeira pode estar sob o controle do observador, um programa de computador ou outra pessoa, como o experimentador. A rotação controlada pelo observador pode ser passiva fazendo da rotação motora função da posição do controlador portátil do observador ou ativa, desligando a cadeira e fazendo com que o observador gire a própria cadeira.
Também é apresentado um aplicativo psicofísico para este sistema de cadeira/VR. Esta aplicação de exemplo destaca a utilidade da rotação passiva controlada de um observador na compreensão de como as pistas de auto-movimento interagem para produzir experiências perceptivas globais. O objetivo específico era obter uma visão sobre um movimento de ilusão visual há muito estudado - movimento induzido18,19. Em movimento induzido, um alvo estacionário ou em movimento é perceptivelmente "repelido" longe de um fundo em movimento. Por exemplo, se um ponto alvo vermelho se mover verticalmente para cima contra um campo de pontos azuis movendo-se para a direita, o ponto alvo parecerá mover-se para cima, como esperado, mas também para a esquerda, longe da direção do fundomóvel 20,21. O objetivo era testar se a repulsa é resultado da interpretação do movimento de fundo como sendo causada pelo auto-movimento22,23.
Se este for o caso, então a adição de rotação física que é consistente com o movimento visual de fundo deve levar a uma sensação mais forte de que o movimento de fundo é devido à autorrotação através de um ambiente estacionário. Isso, por sua vez, deve levar a uma maior tendência a subtrair o movimento de fundo do movimento alvo para obter movimento de alvo em relação ao mundo estacionário23. Essa tendência aumentada de subtrair resultaria em maior repulsão de alvo percebida. A autorrotação física consistente ou inconsistente com o movimento de fundo foi adicionada para testar isso. O sistema aqui apresentado permitiu o controle preciso do movimento físico e do movimento visual correspondente para testar esta hipótese. No exemplo, o movimento da cadeira estava sob o controle direto do observador usando o controlador portátil do sistema VR.
Embora existam muitos exemplos de cadeiras giratórias motorizadas para várias aplicações vr na literatura 24,25,26,27,28,29, os autores desconhecem um conjunto conciso de instruções para fazer tal cadeira e integrá-la em uma experiência interativa de VR. Instruções limitadas estão disponíveis para o SwiVRChair29, que é semelhante em estrutura ao apresentado aqui, mas que é projetado com um propósito diferente em mente, ou seja, ser conduzido por um programa de computador para melhorar a imersão em um ambiente VR, onde o movimento da cadeira pode ser substituído pelo usuário colocando os pés no chão. Dada a despesa de cadeiras disponíveis comercialmente 30,31, fazer uma "interna" pode ser uma opção mais viável para alguns pesquisadores. Para quem está nessa situação, o protocolo abaixo deve ser de uso.
Visão geral do sistema O protocolo consiste em instruções para converter uma cadeira de escritório em uma cadeira giratória eletricamente impulsionada e integrar o movimento da cadeira em uma experiência VR. Todo o sistema, uma vez concluído, é composto por quatro partes: os subsistemas mecânicos, elétricos, de software e vr. Uma fotografia do sistema completo é mostrada na Figura 1. O sistema mostrado foi o usado no experimento de exemplo.
O trabalho do subsistema mecânico é girar fisicamente o eixo superior de uma cadeira giratória através de um motor. Consiste em uma cadeira de escritório à qual duas coisas estão anexadas: uma polia fixada no eixo rotativo superior da cadeira do escritório e uma estrutura de montagem ajustável presa à parte fixa inferior do eixo. Um motor de estepe elétrico é anexado ao suporte, que tem uma polia presa ao eixo que se alinha com a polia no eixo superior da cadeira do escritório. Um cinto acotoda a polia do motor na polia da cadeira, permitindo que o motor gire a cadeira.
O subsistema elétrico fornece energia ao motor e permite o controle eletrônico do motor. Consiste em um motor, uma fonte de alimentação para o motor, uma placa Arduino para interligar o motorista com um computador, e uma fonte de alimentação para o Arduino (opcional). Uma placa Arduino é uma pequena placa popular entre hobbyists e fabricantes profissionais de qualquer coisa eletrônica, que contém um microprocessador programável, controladores, pinos de entrada e saída, e (em alguns modelos) uma porta USB (necessária aqui). Todos os componentes elétricos estão alojados em uma caixa eletricamente isolada modificada sob medida. Como a energia da rede é necessária para o transformador que fornece energia para o motor e para a fonte de alimentação (opcional) Arduino, e como o motor requer altas tensões de operação, todos, exceto o trabalho eletrônico de baixa tensão (passos de protocolo 2.5 a 2.10 abaixo) devem ser realizados por um indivíduo qualificado.
O subsistema de software consiste em software Arduino para programar o software Arduino, Unity para criar o ambiente VR, software Steam para conduzir o sistema VR e plugin Ardity – a Unity que permite que a Unity se comunique com a placa Arduino. Este software foi instalado em um laptop Gygabyte Sabre 15WV8 executando o Microsoft Windows 10 Enterprise para o experimento de exemplo (Figura 1).
O sistema VR consiste em um Display montado na cabeça (HMD), um controlador portátil e estações base para determinar a posição e orientação do HMD e do controlador no espaço. O sistema VR utilizado para este projeto foi o HTC Vive Pro (Figura 1).
Descrito abaixo está o procedimento para combinar esses componentes para alcançar uma experiência virtual que incorpore rotação física (experimento ou não) com movimento de cadeira controlada pelo observador através do controlador portátil ou pelo hospedeiro/experimentador através de um mouse de computador ou um potencialiômetro. A parte final do protocolo consiste nas etapas necessárias para iniciar a experiência vr. Observe que o método de codificação unity para permitir ensaios e coleta de dados está além do escopo deste manuscrito. Algumas etapas, particularmente para o subsistema mecânico, requerem certos equipamentos de oficina e um certo nível de habilidade. Em princípio, os métodos apresentados podem ser ajustados para atender à disponibilidade desses recursos. Alternativas são oferecidas para algumas das etapas mais técnicas.

<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

O baixo custo e a disponibilidade de sistemas de Realidade Virtual (VR) têm suportado uma aceleração recente da pesquisa sobre percepção e comportamento em condições mais naturalistas, multissensoriais e imersivas. Uma área de pesquisa que se beneficiou particularmente do uso de sistemas VR é a integração multissensorial, por exemplo, a integração de pistas visuais e vestibulares para dar origem a uma sensação de auto-movimento. Por essa razão, um método acessível para a rotação física controlada de um observador em um ambiente virtual representa uma inovação útil. Este artigo apresenta um método para automatizar a rotação de uma cadeira giratória de escritório, juntamente com um método para integrar esse movimento em uma experiência VR. Utilizando um exemplo de experimento, demonstra-se que o movimento físico, assim produzido, está integrado à experiência visual de um observador de forma coerente com as expectativas; alta integração quando o movimento é congruente com o estímulo visual e baixa integração quando o movimento é incongruente.

O objetivo do experimento de exemplo foi determinar se a adição de rotação física – congruente ou incongruente com o movimento de fundo visual em uma cena - afetou a direção percebida de um alvo em movimento naquela cena. Uma diferença entre movimento físico congruente e incongruente era esperada com base na hipótese de que o movimento de fundo afeta a direção do alvo percebido de acordo com a forma como o sistema visual de um participante atribui a causa do movimento de fundo ao auto-movimento<sup class="x...

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Controlled Rotation of Human Observers in a Virtual Reality Environment

A rotação física controlada de um observador humano é desejável para certas aplicações experimentais, recreativas e educacionais. Este artigo descreve um método para converter uma cadeira giratória de escritório em um meio para rotação física controlada em um ambiente de realidade virtual.

Rotação controlada de observadores humanos em um ambiente de realidade virtual

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

Quando você se move pelo mundo, você recebe sinais visuais e vestibulares sobre como você e os objetos ao seu redor estão se movendo. Esta configuração permite manipular esses sinais de forma independente. Esta é uma maneira acessível de ter o movimento controlado de uma pessoa em um ambiente audiovisual imersivo usando peças que estão prontamente disponíveis como uma cadeira de escritório.Meu conselho para todo este sistema de cadeiras é fazer com que os eletrônicos e o motor funcionem do jeito que você quiser antes de montar qualquer coisa corretamente. Comece conectando a placa Arduino ao computador usando um cabo USB. No menu suspenso das ferramentas, selecione a porta à qual a placa Arduino está anexada.Em seguida, selecione a placa apropriada, seguida pelo processador. Certifique-se de que ele corresponde à placa e processador reais. Aqui, o código arduino da amostra fornecido pode ser colado.Verifique e salve o código Arduino. Em seguida, carregue-o na placa Arduino usando o botão de upload. Ligue e ligue o subsistema elétrico.Em seguida, gire o pequeno interruptor para uma posição onde a pequena luz indicadora LED se acende e gire o mostrador de potencialiômetro para garantir que ele controle a velocidade e a direção da cadeira. A velocidade e a direção da cadeira devem variar de acordo com a posição do potencialiômetro. Em seguida, abra um projeto novo ou existente da Unidade.Para importar o plugin SteamVR, primeiro, certifique-se de que você está conectado à sua conta Unity. Em seguida, clique na janela e na loja de ativos para abrir a loja de ativos em um navegador da Web. Procure por SteamVR.Selecione o plugin SteamVR e clique em, adicione aos meus ativos. De volta ao Unity, selecione o gerenciador de pacotes sob a guia da janela. Selecione meus bens.Em seguida, clique em importar no SteamVR e siga as instruções para concluir a importação. Clique em aceitar tudo para fazer as alterações configurais e seguir as instruções. Procure um novo ativo chamado SteamVR na janela do projeto na tela do inspetor.Expanda a pasta de ativos SteamVR, seguida por prefabs. Arraste o recurso do equipamento da câmera para a janela de hierarquia para permitir o uso do fone de ouvido VR e controladores no jogo. Remova a câmera principal padrão da hierarquia ou cena, pois ela interferirá com a câmera SteamVR.Em seguida, procure o plugin Ardity usando o mesmo processo usado para SteamVR. Em seguida, crie os objetos necessários para o experimento. Para fazer isso clique no objeto do jogo e selecione objeto 3D.Por exemplo, aqui está um plano chamado fundo que está posicionado no fundo da visão da câmera. O fundo pode ser bloqueado em posição em relação ao display montado na cabeça. Para adicionar funcionalidade à cena, clique no botão adicionar componente na janela inspetor e selecione novo script.Ligue para o roteiro, teste de configuração. O código padrão aqui deve ser substituído pelo código no arquivo de tentativa de configuração fornecido. É o código mínimo necessário para que a cadeira se mova corretamente.Volte para a Unidade. O novo script de teste de configuração está agora anexado ao objeto de fundo. Sob a pasta de ativos na janela do projeto, abra a pasta Ardity, seguida pela pasta scripts.Arraste o script do controlador serial para o objeto de jogo de fundo na janela de hierarquia. Role para baixo a lista de componentes na janela do inspetor para localizar o script do controlador serial. Certifique-se de que o nome da porta e a taxa de placa correspondam às do programa Arduino.Arraste o objeto de fundo da janela de hierarquia para a caixa de entrada, ao lado do ouvinte de mensagens na janela do inspetor. Clique em adicionar componente na parte inferior da janela do inspetor e selecione novo script. Nome, o novo controlador de cadeira de script.O script do controlador de cadeira fornecido pode ser colado neste arquivo. No mínimo, é necessária uma função que transforme as ações do usuário em um número entre zero e 1.023. Em seguida, use o ponto de ponto do controlador serial enviar função de mensagem serial para enviar o número para o Arduino e salvar o script.De volta ao Unity, arraste o objeto de exibição montado na cabeça da janela da hierarquia para a caixa de entrada ao lado da cabeça. Em seguida, arraste o objeto do controlador direito para a caixa de entrada ao lado da mão. Role para baixo na janela do inspetor para encontrar as variáveis públicas do script de tentativa de configuração.De acordo com o tipo de entrada de código de amostra, três é para o controlador VR, e quatro é para o controle do mouse. Aqui, o controlador VR está sendo selecionado. Com o aplicativo SteamVR desligado, quando você pressionar o botão de reprodução no Unity pela primeira vez, você receberá mensagens de erro relacionadas às ações do SteamVR.Siga as instruções para configurar as ações do SteamVR. Feche a janela de configurações e lide com quaisquer outros prompts do SteamVR. Por fim, pressione o botão de reprodução para iniciar a experiência VR.Com essas configurações, o usuário é capaz de girar a cadeira usando o controlador VR. Uma representação esquemática das ações do observador e das mudanças de cadeira e cena resultantes durante o experimento é mostrada aqui. Na condição congruente, se o observador move o controlador para a esquerda, a cadeira também se move para a esquerda e o fundo visual se move na direção oposta, como se fosse uma cena estacionária contra a qual a pessoa está girando.Na condição incongruente, a cadeira se move na direção oposta tornando o movimento da cadeira incongruente com um movimento visual de fundo. Mostrado aqui é uma captura de tela da área de estímulo do display visual. As pequenas manchas padronizadas permaneceram no lugar o tempo todo, mas os padrões dentro deles se moviam como se cada patch fosse uma janela para o objeto em movimento maior.As manchas deitadas no anel eram do alvo, e as outras manchas compunham o fundo. Neste vídeo de exemplo, o alvo está se movendo verticalmente para cima e o fundo está se movendo para a direita. O fundo em movimento cria uma ilusão de esquerda de movimento no alvo, fazendo com que pareça mover-se para cima e para a esquerda.Este movimento ilusória para a esquerda é referido como movimento induzido. O anel alvo tinha um raio de cinco graus de ângulo visual e a área de fundo subteniu 20 graus por 20 graus. A força do efeito de movimento induzido sob as condições de movimento congruentes e incongruentes é representada pelo valor do parâmetro beta.A imagem representativa mostra os valores beta médios para cada observador nas condições congruentes e incongruentes. Como seria de esperar, se os observadores assumissem que o movimento de fundo foi causado por seu próprio movimento através de um mundo parado, o valor beta médio para a condição congruente é próximo de um. Com exceção de um observador, o valor beta de todos os observadores diminuiu na condição de movimento da cadeira incongruente.Esses dados indicam uma menor probabilidade de ver o movimento de fundo visual como sendo causado pelo movimento físico do observador. Você quer ter certeza de que sua polia de cadeira e sua polia motor estão alinhadas muito bem, e que a tensão do cinto é boa. Um pouco de flexão no cinto, mas não muito.Você pode controlar as pistas visuais e auditivas usando o fone de ouvido e, em seguida, separadamente, você pode ter o movimento do corpo controlado pelo motor ou com o pé. Há muito com o que brincar.

Research

JoVE Journal

Behavior

Two-photon Calcium Imaging in Mice Navigating a Virtual Reality Environment

Dois fótons de imagem de cálcio em camundongos Navegando um ambiente da realidade virtual

In recent years, two-photon imaging has become an invaluable tool in neuroscience, as it allows for chronic measurement of the activity of genetically ...

Comportamento

Development of a Virtual Reality Assessment of Everyday Living Skills

Desenvolvimento de uma Avaliação de Realidade Virtual do cotidiano Habilidades de Vida

Cognitive impairments affect the majority of patients with schizophrenia and these impairments predict poor long term psychosocial outcomes.&#160; ...

A Protocol for Housing Mice in an Enriched Environment

Um protocolo para alojar ratos em um ambiente enriquecido

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

Setup Multifuncional de Estudos de Controle Motor Humano Utilizando Estimulação Magnética Transcraniana, Eletromiografia, Captura de Movimento, e Realidade Virtual

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular ...

Evaluation of a Smartphone-based Human Activity Recognition System in a Daily Living Environment

Avaliação de um Sistema de Reconhecimento de Atividade Humana baseado em Smartphone em uma Vida Diária Ambiente

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

Usando a realidade Virtual para transferir conhecimento habilidade motora de um lado para outro

As far as acquiring motor skills is concerned, training by voluntary physical movement is superior to all other forms of training (e.g. training by ...

Mobile Game-based Virtual Reality Program for Upper Extremity Stroke Rehabilitation

Programa de móvel baseado em jogo de realidade Virtual para a reabilitação de derrame de extremidade superior

Stroke rehabilitation requires repetitive, intensive, goal-oriented therapy. Virtual reality (VR) has the potential to satisfy these requirements. ...

Measuring the Kinematics of Daily Living Movements with Motion Capture Systems in Virtual Reality

Medir a cinemática dos movimentos de vida diária com sistemas de captura de movimento em realidade Virtual

The inability to complete instrumental activities of daily living (IADL) is a precursor to various neuropsychological diseases. Questionnaire-based ...

A Networked Desktop Virtual Reality Setup for Decision Science and Navigation Experiments with Multiple Participants

Uma instalação em rede de realidade Virtual Desktop para ciência de decisão e as experiências de navegação com vários participantes

Investigating the interactions among multiple participants is a challenge for researchers from various disciplines, including the decision sciences and ...