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I team di ricerca dell’Università di Tokyo, della Keio University e della Toyohashi University of Technology in Giappone hanno sviluppato un sistema di arti robotico virtuale che può essere azionato dai piedi degli utenti in un ambiente virtuale come arti extra o soprannumerari.

Dopo l’allenamento, gli utenti hanno riferito di sentirsi come se le braccia robotiche virtuali fossero diventate parte del loro stesso corpo. Questo studio si è concentrato sui cambiamenti percettivi dei partecipanti, la cui comprensione può contribuire alla progettazione di veri e propri sistemi fisici robotici di arti soprannumerari che le persone possono usare in modo naturale e libero proprio come il nostro stesso corpo.

Cosa faresti con un braccio in più o se, come la nemesi di Spider-Man, il dottor Octopus, potresti averne quattro in più? La ricerca sugli arti robotici extra, o soprannumerari, esamina come potremmo adattarci, mentalmente e fisicamente, all’aggiunta di arti aggiuntivi ai nostri corpi.

Il dottorando Ken Arai del Research Center for Advanced Science and Technology (RCAST) dell’Università di Tokyo si è interessato a questa ricerca come un modo per esplorare i limiti della “plasticità” umana, in altre parole, la capacità del nostro cervello di alterarsi e adattarsi ai cambiamenti esterni e interni. Un esempio di plasticità è il modo in cui possiamo imparare a usare nuovi strumenti ea volte persino arrivare a vederli come estensioni di noi stessi, denominate “incarnazione degli strumenti”, che si tratti del pennello di un artista o delle forbici del parrucchiere.

Per esplorare questi concetti in azione, i team dell’Università di Tokyo, della Keio University e della Toyohashi University of Technology in Giappone hanno collaborato per creare un sistema di arti robotico virtuale. Hanno quindi chiesto ai partecipanti di eseguire attività in realtà virtuale (VR) utilizzando gli arti virtuali.

“Abbiamo studiato se i bracci robotici virtuali, come arti soprannumerari, potessero essere percepiti come parte del proprio corpo e se si sarebbero verificati cambiamenti percettivi riguardo allo spazio prossimale attorno al braccio robotico”, ha affermato Arai.

I partecipanti indossavano un display montato sulla testa per offrire loro una visuale in prima persona delle proprie braccia rappresentate in VR, nonché delle braccia robotiche virtuali aggiuntive. Hanno quindi dovuto eseguire compiti utilizzando solo i bracci robotici virtuali, che erano controllati muovendo le dita dei piedi. I dispositivi tattili restituivano le sensazioni dei bracci robotici virtuali alla parte superiore e alla pianta dei piedi quando toccavano un oggetto, come una palla virtuale.

Una volta che i partecipanti hanno imparato a utilizzare il sistema virtuale, hanno riferito di sentirsi come se le braccia robotiche virtuali fossero diventate le loro braccia extra e non solo estensioni delle loro braccia o piedi reali. “I punteggi della valutazione soggettiva statisticamente sono diventati significativamente più alti per ‘senso di proprietà del corpo’, ‘senso di agenzia’ e ‘senso di auto-ubicazione’, che sono importanti misure di incarnazione, in cui l’arto robotico soprannumerario è in grado di diventare parte di il corpo”, disse Arai.

Il team ha anche scoperto che lo “spazio peripersonale” del partecipante (l’area intorno ai nostri corpi che percepiamo come il nostro spazio personale) si estendeva per includere l’area intorno ai bracci robotici virtuali. Come ha spiegato Arai, “Siamo riusciti a cogliere l’associazione positiva tra il cambiamento percettivo nell’integrazione visuo-tattile attorno agli arti robotici soprannumerari (spazio peripersonale), e il cambiamento di punteggio della valutazione soggettiva di sentire il numero delle proprie braccia aumentato (sensazione di arto soprannumerario ).”

Successivamente, il team vuole esaminare il potenziale comportamento cooperativo tra le braccia dei partecipanti nella realtà virtuale e le braccia robotiche virtuali. “Indagare i meccanismi e la dinamica della sensazione dell’arto soprannumerario qui riportata dal punto di vista delle neuroscienze cognitive sarà importante per esplorare i limiti della plasticità umana e la progettazione di sistemi di arti robotici soprannumerari”, ha affermato Arai. La speranza è che, comprendendo i cambiamenti percettivi e lo sforzo cognitivo necessari per far funzionare un sistema di arti robotici soprannumerari in VR, ciò aiuterà a progettare in futuro sistemi di vita reale che le persone possano usare naturalmente proprio come il proprio corpo.


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