Characterization, Experimental Validation and Pilot User Study of the Vibro-Inertial Bionic Enhancement System (VIBES)

要約

この研究は、補綴ソケットに埋め込まれた高周波触覚情報を提供するウェアラブル振動触覚デバイスである VIBES の特性評価と検証を示しています。
知覚反応を最大化するために振動触覚アクチュエータの位置を最適化することを目的として、2 つの前腕位置で皮膚に伝達される振動触覚刺激の識別に関連する Just Noticeable Difference (JND) を計算するために、10 人の健常者の参加者を含む心理物理学的特性評価が実行されます。
さらに、システムのパフォーマンスは、10 人の健常者の参加者と 1 人の義足ユーザーの両方で 3 つのタスクを考慮して検証およびテストされています。
より具体的には、アクティブテクスチャ識別、滑り、壊れやすい物体の実験では、VIBES がユーザーの粗さの識別と手動の使いやすさと器用さを向上させることができるかどうかを調査します。
最後に、ラバーハンドイリュージョン(RHI)タスクにおける義肢の実施形態に対する振動触覚システムの影響をテストします。
結果は、接触と質感の合図を伝達するこのシステムの有効性を示しており、このシステムが感覚フィードバックを回復し、義足ユーザーの身体性を強化する潜在的なツールとなることが示されています。

要約(オリジナル)

This study presents the characterization and validation of the VIBES, a wearable vibrotactile device that provides high-frequency tactile information embedded in a prosthetic socket. A psychophysical characterization involving ten able-bodied participants is performed to compute the Just Noticeable Difference (JND) related to the discrimination of vibrotactile cues delivered on the skin in two forearm positions, with the goal of optimising vibrotactile actuator position to maximise perceptual response. Furthermore, system performance is validated and tested both with ten able-bodied participants and one prosthesis user considering three tasks. More specifically, in the Active Texture Identification, Slippage and Fragile Object Experiments, we investigate if the VIBES could enhance users’ roughness discrimination and manual usability and dexterity. Finally, we test the effect of the vibrotactile system on prosthetic embodiment in a Rubber Hand Illusion (RHI) task. Results show the system’s effectiveness in conveying contact and texture cues, making it a potential tool to restore sensory feedback and enhance the embodiment in prosthetic users.

arxiv情報

著者 Alessia S. Ivani,Federica Barontini,Manuel G. Catalano,Giorgio Grioli,Matteo Bianchi,Antonio Bicchi
発行日 2024-08-22 13:16:22+00:00
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