The Effect of Haptic Guidance during Robotic-assisted Motor Training is Modulated by Personality Traits

要約

運動訓練中のロボット支援の提供は、一部の健康な訓練生グループと患者の運動学習を強化するのに効果的であることが証明されています。
このようなロボット支援をパーソナライズすることで、運動（再）学習の成果をさらに向上させ、訓練生のニーズや要望によりよく応えることができます。
しかし、個人化された触覚支援の開発は、訓練生の性格と人間とロボットの相互作用中の触覚ガイダンスの効果との間の関連性が理解されていないことによって妨げられています。
このギャップに対処するために、私たちは、触覚ガイダンスの有無にかかわらず、入ってくるターゲットを攻撃する仮想振り子を制御するロボット装置を使用してトレーニングした42人の健康な参加者を対象に実験を実行しました。
特定の個人的特性が、ユーザーがトレーニング中にどのようにガイダンスに適応し、対話するかに影響を与えることがわかりました。
特に、「達成者ゲーム スタイル」の参加者は、トレーニングが進むにつれて平均的な参加者よりもパフォーマンスが良く、ロボット デバイスに与える相互作用力が低くなりました。
逆に、「フリースピリットゲームスタイル」の参加者は、トレーニングの過程で相互作用力を高めました。
また、いくつかの個人的特性と触覚ガイダンスとの間に相互作用があることもわかりました。
具体的には、「挑戦の変容」特性が高い参加者は、触覚ガイダンスを受けている間のトレーニング中のパフォーマンスが、触覚ガイダンスを受けている平均的な参加者と比較して劣っていました。
さらに、外部制御の場所を持つ個人は、デバイスとの相互作用力を増加させる傾向があり、同じガイダンスの下で平均的な参加者に観察されるパターンから逸脱します。
これらの発見は、個人の特性が触覚誘導トレーニング戦略の有効性において重要な役割を果たしている可能性があることを示唆しています。

要約(オリジナル)

The provision of robotic assistance during motor training has proven to be effective in enhancing motor learning in some healthy trainee groups as well as patients. Personalizing such robotic assistance can help further improve motor (re)learning outcomes and cater better to the trainee’s needs and desires. However, the development of personalized haptic assistance is hindered by the lack of understanding of the link between the trainee’s personality and the effects of haptic guidance during human-robot interaction. To address this gap, we ran an experiment with 42 healthy participants who trained with a robotic device to control a virtual pendulum to hit incoming targets either with or without haptic guidance. We found that certain personal traits affected how users adapt and interact with the guidance during training. In particular, those participants with an ‘Achiever gaming style’ performed better and applied lower interaction forces to the robotic device than the average participant as the training progressed. Conversely, participants with the ‘Free spirit game style’ increased the interaction force in the course of training. We also found an interaction between some personal characteristics and haptic guidance. Specifically, participants with a higher ‘Transformation of challenge’ trait exhibited poorer performance during training while receiving haptic guidance compared to an average participant receiving haptic guidance. Furthermore, individuals with an external Locus of Control tended to increase their interaction force with the device, deviating from the pattern observed in an average participant under the same guidance. These findings suggest that individual characteristics may play a crucial role in the effectiveness of haptic guidance training strategies.

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