Haptics illusion in virtual environments

• Autores: Andrea Brogni
• Directores de la Tesis: Melvyn Slater (dir. tes.) , Isabel Navazo Álvaro (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2011
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Pere Brunet Crosa (presid.) , Carlos Antonio Andujar Gran (secret.) , Domenico Prattichizzo (voc.) , Manuel Ferre Pérez (voc.) , Mariano Alcañiz Raya (voc.)
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• Resumen

  • Evidencia sugiere que las personas tienden a exhibir comportamientos y respuestas como si la situación ilustrada en el ambiente virtual fuera real. La investigación descrita en esta tesis tiene como objetivo entender sí algunos de estos procesos ocurrirían en IVE también, y si la percepción que nosotros tenemos de este mundo sintético corresponde a una experiencia real. El objetivo principal de esta tesis fue estudiar y evaluar la explotación de la ilusión haptica para incrementar el nivel de retroalimentación haptica en experiencias IVE. Tres estudios principales han sido llevados acabo en el curso de esta investigación.

    El primero cubre el simple acto de aproximarse y tocar un objeto. En la vida real nosotros percibimos obyectos de diferentes formas en diferentes maneras, debido a nuestra experiencia previa, y nuestras sensaciones y reacciones son diferentes dependiendo del objeto. La hipótesis es que similar reacciones podrían pasar in ambiente virtual, donde la retroalimentación haptica proporcionada no es real. Aproximarse a un objeto virtual puntiagudo debería ser diferente que aproximar una esfera virtual, o un objeto liso, mostrando similitud con una situación real. Los resultados muestran que las personas subjetivamente distinguen entre las propiedades de lisura/agudeza de diferentes tipos de objetos. También hay evidencia de que esto ocurre a nivel fisiológico. El resultado principal fue la diferencia significativa, en la respuesta fisiológica, entre ¿tocar¿ el objeto y el solo observarlo.

    En el segundo estudio, estuvimos interesados en el acto de interactuar físicamente con objetos bien identificados, cogiéndolos y levantándolos y este acto incluyes diferentes canales de información, tales como visión y haptica. La hipótesis es que, mirando una réplica virtual de un objeto real que nosotros conocemos bien, nuestro comportamiento en términos de la estrategia de levantamiento y la actividad muscular está predispuesta por nuestras previas experiencias con un objeto real y por el estereotipo que nosotros tenemos del objeto en cuestión. La idea base del experimento fue introducir una nueva forma de interacción física con objetos virtuales. La señal EMG de los bíceps fue usada para provocar el acto de levantar un objeto virtual. Nuestra hipótesis es que cuando ellos son forzadas a usar la actividad muscular apropiada para mover un objeto, de acurdo a su peso, entonces ellos tendrán a ilusión que este objeto realmente tiene un peso. Los resultados sugieren que usuarios tienen en IVE un comportamiento que es similar al que tienen en una realidad física. Usando trayectorias más cortas para objetos más pesados es típico en normales circunstancias, ya que nosotros tendemos a guardar energía durante el esfuerzo. Usuarios tuvieron una actividad muscular más alta con objetos que fueron supuestamente más pesados.

    En el último estudio principal, el EMG paradigma de interacción fue combinado con una interface haptica real. La pregunta principal de este estudio fue si nosotros podemos tener un efecto sinestético, donde información de el brazo, en términos de esfuerza, posición y movimiento, podría inducir la ilusión de un levantamiento real. La idea de este estudio fue comparar el acto real de levantar un objeto virtual usando una interface haptica, con nuestro EMG paradigma, y verificar si hay comportamientos similares en las dos condiciones. La hipótesis fue que nuestro paradigma podría inducir en el usuario una percepción del peso de un objeto virtual, similar al que el usuario podría tener con una simple interfaz haptica. Los resultados muestran que un efecto fuerte sinestético es inducido a través de la técnica del EMG. Podemos asumir que nuestro cerebro tiene la capacidad de llenar la información mancante y de proveer un rango completo de percepciones aunque cuando algunas no son presentes. Podemos también extender el concepto, introduciendo un nuevo paradigma de interacción que involucra la actividad muscular del usuario.