11 Shirley Ryan能力实验室,伊利诺伊州芝加哥。¥对应:vallegiacomo@gmail.com†体感皮质的同等贡献的心理内微刺激(ICMS)会唤起触觉感觉,可以通过改变电极和刺激参数1-3来系统地操纵其位置和特性。这种现象可用于从脑控制的仿生手传达有关对象相互作用的反馈。但是,ICMS当前提供了艰巨的触摸感,限制了灵巧的对象操纵和对神经假体系统的有意识体验。利用我们对S1 4,5中这些感官特征如何编码的理解,我们试图扩展基于ICMS的人工触摸的曲目,以提供有关瘫痪者中对象的局部几何形状和运动的信息。首先,我们通过多个空间图案的电极同时传递了ICM,采用了对齐投影场(PFS)的特定布置。未提及的参与者报告了边缘的感觉。接下来,我们创建了更复杂的PFS,发现参与者可以直观地感知任意触觉形状和皮肤压痕模式。通过依次通过具有空间不连续的PF的电极传递图案化的ICM,我们甚至可以唤起整个皮肤的运动感觉,即我们能够系统地操纵的方向和速度。我们得出的结论是,受我们对S1中触觉编码的理解启发的ICM的适当时空图案可以引起复杂的感觉。我们的发现有助于推动人造触摸的界限,从而丰富了参与者的有意识的感觉体验,从简单的人造知觉到模仿自然触摸的高度信息的感觉。
摘要 - 仿真是机器人技术中广泛使用的工具,可减少硬件消耗并收集大规模数据。尽管为模拟光学触觉传感器做出了预先的努力,但仍在有效合成图像并在不同的接触载荷下复制标记运动方面仍然存在Challenges。在这项工作中,我们提出了一个名为FOTS的快速光学式模拟器,用于模拟光学触觉传感器。我们利用多层感知器映射和平面阴影生成来模拟光学响应,同时采用标记分布近似来模拟由弹性体变形引起的表面标记的运动。实验结果表明,FOT在图像产生质量和渲染速度方面优于其他方法,用于光学仿真的28.6 fps和326.1 fps的单个CPU上的标记运动模拟326.1 fps,而无需GPU加速。此外,我们将FOTS仿真模型与Mujoco等物理引擎集成在一起,而PEG-In-inole任务则证明了我们方法在实现零拍摄的SIM2REAL学习触觉机器人机器人操纵技能方面的有效性。我们的代码可在https://github.com/rancho-zhao/fots上找到。
阿迪拉·霍克(Adila Hoque),南佛罗里达州坦帕(Fl adila1@usf.edu摘要)机械工程大学摘要 - 困扰着有抱负(和专业)音乐家的最普遍的问题之一,正在保持稳定的节奏。补救措施通常是在稳定的听觉节拍器的指导下进行数小时的练习。具有经验,优化了节拍器和仪器的声音之间的反馈回路,以最大程度地减少误差。但是,在某些情况下,听觉节拍器不可行,其他方式可能会提供一种替代方法来提供节奏提示,例如触觉元素。触觉提示在鼓声中的有效性进行了测试,并与具有不同节奏能力的主题组之间的听觉和联合(触觉和听觉)方式进行了比较。尽管触觉马体子无法像听觉节拍器那样有效地降低每个受试者的异步性,但在统计上证明它可以有效地保持节奏。对于无法应对听觉刺激的残疾音乐家以及利用节奏提示的运动康复,这些结果可能用于现场表演中,在现场表演中,标准节拍器是不切实际的。关键字 - 节奏,节拍器,节奏提示,听觉,触觉,异步,感觉运动同步
摘要:随着触觉力的传感在机器触觉领域变得越来越重要,实现多维力传感仍然是一个挑战。我们提出了一个3D柔性传感器,该传感器由轴对称半球突出和四个同等大小的四分流电极组成。通过使用力和电场模型模拟设备,已经发现,当剪切力的幅度保持恒定并且其方向在0 -360°内变化时,可以通过四个电极的电压关系来表达力的大小和方向。实验结果表明,在0 - 90°的范围内可以达到15°的分辨率。此外,我们将传感器安装在机器人手上,使其能够感知触摸和掌握动作的幅度和方向。基于此,设计的3D柔性触觉传感器为多维力检测和应用提供了宝贵的见解。关键字:灵活的触觉传感,单电极模式,力检测,正常和剪切力,机器人手系统
摘要 - 学习盲文可能会对盲人儿童的发展产生重大影响。盲文使视觉障碍的学生能够通过写作进行交流,而不是完全失去这种交流方法,使他们能够发展独立性,学习强大的阅读和写作技巧,并挑战学生参加更多的社交和教育活动。超出了孩子的需求,父母需要学习盲文与孩子开会,以减轻孩子的孤立感。学习盲文需要时间来掌握,这是视觉障碍儿童的父母的有限资源。但是,我们的研究通过减少时间负担来改变这一人群的生活,探讨了被动性触觉学习来改善父母的盲文学习系统。该研究旨在了解被动触觉学习对学习盲文时学习率,熟练程度和召回率的影响。使用可穿戴的触觉手套,该手套指示用户应按下的壁板机上哪些键,我们将评估这种方法的功效。进行了一项用户研究,以确定触觉振动是否有助于比记住盲文系统更有效学习。用户研究涉及一系列学习盲文字母和单元格的抽认卡,并结合了在模拟的brailling机器上的测试,以确保用户可以键入正确的字母。一些参与者在打字阶段收到了触觉反馈,而另一些参与者则进行了研究,没有触觉反馈。参与者的准确性,速度和召回在后续课程中进行了测量。索引术语 - 光线,盲文,学习
2弗吉尼亚大学的电气和计算机工程,弗吉尼亚州夏洛茨维尔,美国3美国计算机科学与信息技术学院,科克大学科克,科克,爱尔兰科克摘要:这项研究设计了一种可穿戴的可穿戴的vi-Brotactile原型,以提供直观的原产能和通信线索,以帮助在视觉挑战性的情况下进行Naviga-Tion。该设备提出的信号旨在汇集三个层次的情况意识(SA;感知,理解和项目)自然而然地,就好像在被合作伙伴的手指导一样。我们评估了该措施在视障参与者的人类主题实验中的有效性。具有带有Vi-Brotactile显示屏的性能与参与正常导航方法进行了比较。结果表明,触觉设计提高了精度,但导航时间增加了。我们预计,通过培训和增强设计,触觉设备可以减少导航时间。这项初步研究的结果是为设计和未来的实验提供了信息,这些实验将评估纤维状效应显示在模拟空间步行中传达SA的能力。1介绍在许多情况下,个人必须学会以划分的可见性来浏览自己的环境。这包括必须在太空行走,头像实施例,水肺潜水,飞机驾驶,军事行动或视力障碍导航期间保持方向的人。使用人民的触摸感来传达信息的纤维曲折显示可能是协助导航的一种解决方案。躯干安装的触觉导航,振动 - 通信空间信息经常需要
对3D形状的视觉和触觉感知受到扭曲的困扰,这受到非视觉因素(例如重力前庭信号)的影响。重力是否直接作用于视觉或触觉系统,还是在较高的,与模态无关的信息处理水平上仍然未知。为了检验这些假设,我们通过要求男性和女性人类受试者在直立和仰卧姿势以及微重力中执行“平方”任务来检查视觉和触觉3D形状感知。受试者调整了3D对象的一个边缘,以匹配三个规范参考平面中每个对象的长度,我们记录了匹配误差以获得感知到的3D形状的表征。结果显示了视觉和触觉方式的相反的,以身体为中心的错误模式,其幅度是负相关的,表明它们以不同的,特定于模态的代表出现,尽管如此,这些代表还是在某种级别上链接的。的失重以相同的方式显着调节视觉和触觉感知扭曲,这表明重力的效果是常见的,与模态无关的起源。总体而言,我们的发现显示了形式特异性的视觉和触觉感知扭曲之间的联系,并在与模态无依赖性的内部表示上演示了与重力相关的信号的作用,以及用于解释传统感觉输入的人体内部3D空间。
抽象的人皮肤通过皮下触觉小体之间的协同作用感知外部环境刺激。通过模仿人皮肤的功能,具有多种感测功能的软电子产品在健康监测和人造感觉中具有重要意义。最近十年见证了多模式触觉感应设备和软生物电子学之间前所未有的发展和融合。尽管有这些进展,但传统的柔性电子设备通过将单极传感设备整合在一起,以实现压力,应变,温度和湿度的多模式触觉感应。此策略导致高能消耗,有限的整合和复杂的制造过程。已经提出了各种多模式传感器和无串扰的传感机制来弥合自然感觉系统和人工感知系统之间的差距。在这篇综述中,我们提供了触觉传感机制,集成设计原理,信号耦合策略以及当前用于多模式触觉感知的应用的全面摘要。最后,我们强调了当前的挑战,并提出了未来的观点,以促进多模式触觉感知的发展。
慢性疼痛治疗的局限性要求采用有效、方便和安全的新型干预措施。脑机接口 (BCI) 通过将记录的神经活动转换为可感知的输出,为治疗慢性疼痛背后的神经病理学提供了一种有前途的治疗方式。最近的证据表明,额叶 θ 波功率 (4-7 Hz) 的增加反映了慢性和急性疼痛的缓解。进一步的研究表明,振动触觉刺激可在实验和临床模型中降低疼痛强度。这项纵向、非随机、开放标签的试点研究旨在使用新型振动触觉神经反馈 BCI 系统增强六名慢性上肢疼痛患者的额叶 θ 波活动。患者的 BCI 表现有所提高,反映了思维驱动的神经反馈控制,并且疼痛严重程度 (1.29 ± 0.25 MAD,p = 0.03,q = 0.05) 和疼痛干扰 (1.79 ± 1.10 MAD p = 0.03,q = 0.05) 评分显著降低,且未出现任何不良事件。疼痛缓解与额叶 θ 调制显著相关。这些发现凸显了 BCI 介导的额叶 θ 与振动触觉刺激的皮质感觉耦合在缓解慢性疼痛方面的潜力。
图1:(a)提高了针对指尖的触觉设备的可用性和最小化,研究人员离开了厚厚的执行器(例如振动电动机),而是专注于薄设备 - 成功的例子是电动刺激。这些可以设计为薄,即使用力膜覆盖了电极膜(例如,合规性或宏观功能),它仍然可以感觉到某些感觉。但是,我们认为这还不够,并且还应平衡触觉设备的损害,从而使感觉到现实世界与它具有虚拟感觉的准确程度。因此,我们提出并评估如何在电动设备中添加孔,从而导致:(1)改善触觉特征的感知; (2)改善掌握任务中的力控制(b)我们的方法显着提高了触觉用户在混合现实中的灵活活动(包括操纵工具)的能力。