stringtranslate.com

Тактильное восприятие

Тактильное восприятие ( греч . haptόs «осязаемый», haptikόs «подходящий для осязания») буквально означает способность «схватывать что-либо» и также известно как стереогноз . Восприятие в этом случае достигается посредством активного исследования поверхностей и объектов движущимся субъектом, в отличие от пассивного контакта статичным субъектом при тактильном восприятии . [1] Тактильное восприятие включает в себя кожные рецепторы прикосновения и проприоцепторы , которые ощущают движение и положение тела. [2] Неспособность к тактильному восприятию известна как астереогноз .

История

Термин «haptik» был придуман немецким психологом Максом Дессуаром в 1892 году, когда он предложил название для академического исследования осязания в стиле «акустики» и «оптики». [3] [4]

Гибсон (1966) [5] определил тактильную систему как «чувствительность индивида к миру, прилегающему к его телу, посредством использования его тела». Гибсон и другие далее подчеркнули то, что Вебер понял в 1851 году: тесную взаимозависимость тактильного восприятия и движения тела, и то, что тактильное восприятие является активным исследованием. [ необходима цитата ]

Концепция тактильного восприятия связана с концепцией расширенной физиологической проприорецепции , согласно которой при использовании инструмента, например палки, перцептивный опыт прозрачно переносится на конец инструмента. [6]

Тактильное восприятие основано на силах, испытываемых во время прикосновения. [7] Это исследование позволяет создавать «виртуальные», иллюзорные тактильные формы с различными воспринимаемыми качествами, [8] что имеет очевидное применение в тактильной технологии . [9]

Исследовательские процедуры

Люди могут быстро и точно идентифицировать трехмерные объекты на ощупь. [10] Они делают это с помощью исследовательских процедур, таких как перемещение пальцев по внешней поверхности объекта или удерживание всего объекта в руке. [11]

На данный момент определены следующие исследовательские процедуры:

  1. Боковое движение
  2. Давление
  3. Корпус
  4. Следование контуру

Таким образом, собранные свойства объекта или субъекта включают размер, вес, контур, характеристики поверхности и материала, консистенцию и температуру. Наряду с разработкой тактильных датчиков, некоторые работы также были посвящены разработке исследовательского поведения у роботов. [12]

Перцептивная мертвая зона

Зона нечувствительности восприятия — это область, которая охватывает ограничения восприятия человеческого восприятия. [13] Дробь Вебера [1] и константа пересечения уровней [14] используются для определения зоны нечувствительности восприятия для тактильного силового стимула. Зона нечувствительности имеет важное применение в разработке механизмов выборки, адаптивных к восприятию, для сжатия тактильных данных, [15] , которое требуется для передачи тактильных данных по сети связи.

Существует множество факторов, которые влияют на возможные формы зоны нечувствительности восприятия, например:

  1. Скорость изменения силы стимула: [16] Дробь Вебера или константа пересечения уровня уменьшаются при более быстром изменении силы стимула.
  2. Временное разрешение: [17] Оно определяется как минимальный временной интервал, необходимый для восприятия двух последовательных выборок силы.
  3. Чувствительность к направлению: [18] В исследовании утверждается, что доля Вебера является функцией только величины силы, а не направления.
  4. Выполняемая задача: дискриминационная или сравнительная [13] Пользователь более чувствителен при выполнении сравнительной задачи, чем дискриминационной. Это происходит потому, что при выполнении сравнительной задачи необходимо воспринимать изменения только в одном направлении. Все это означает, что перцептивная мертвая зона является функцией выполняемой задачи.

Нарушения тактильной чувствительности

Экзоскелетный интерфейс Exo-Skin Soft Haptic

Тактильная чувствительность может быть нарушена множеством заболеваний и расстройств, в основном связанных с повреждениями кожи , такими как порезы и ожоги, а также повреждениями нервов (из-за травмы или нарушения кровообращения ). Кроме того, потеря чувствительности ( невропатия ) может быть вызвана метаболическими , токсическими и/или иммунологическими факторами. Примерами заболеваний, которые могут вызывать невропатии, являются сахарный диабет , хроническое заболевание почек , нарушение функции щитовидной железы (гипер- и гипотиреоз ), а также гепатит , цирроз печени и алкогольная зависимость . Аутизм , нарушение сенсорной обработки и т. д. также могут влиять на тактильную чувствительность. Потеря осязания является катастрофическим дефицитом, который может нарушить ходьбу и другие умелые действия, такие как удержание предметов или использование инструментов.

Тактильная терапия

Погружение в окружающую среду может воссоздать ощущение тактильного взаимодействия. [19] Экзоскелетные перчатки, такие как экзоскелетный интерфейс Exo-Skin Soft Haptic, разработанный в Университете Дрекселя , могут быть запрограммированы на проведение пациента через программу физиотерапевтических упражнений для переобучения мышц и чувств. [20]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ аб Вебер, Э.Х. (1851). Die Lehre vom Tatsinne und Gemeingefühle auf Versuche gegründet . Фридрих Видег и Зон.
  2. ^ "Тактильное восприятие" . Получено 19 августа 2024 г.
  3. ^ Дессуар, М. (1892). Убер ден Хаутсинн . Арх. ф. Анат. ты. Физиол., Физиол. Абт., 175–339.
  4. ^ Грюнвальд, М. и Джон, М. (2008). Немецкие пионеры исследований человеческого тактильного восприятия. В M. Grunwald (ред.), Human Haptic Perception (стр. 15–39). Базель, Бостон, Берлин: Birkhäuser.
  5. ^ Гибсон, Дж. Дж. (1966). Чувства, рассматриваемые как перцептивные системы . Бостон: Houghton Mifflin. ISBN 0-313-23961-4.
  6. ^ "ПРОПРИОЦЕПЦИЯ | Фонд 7 чувств" . Получено 14.02.2019 .
  7. ^ "Robles-De-La-Torre & Hayward. Force Can Overcome Object Geometry In the perception of Shape Through Active Touch. Nature 412 (6845):445-8 (2001)" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2006-10-03 . Получено 2008-06-02 .
  8. ^ "Передовые технологии тактильных ощущений"
  9. ^ Роблес-Де-Ла-Торре Г. Принципы тактильного восприятия в виртуальных средах. В Grunwald M (ред.), Human Haptic Perception, Birkhäuser Verlag, 2008. Архивировано 26 июля 2011 г. в Wayback Machine
  10. ^ Klatzky RL, Lederman SJ, Metzger VA (1985). «Опознание объектов на ощупь: «экспертная система». Perception & Psychophysics . 37 (4): 299–302. doi : 10.3758/BF03211351 . PMID  4034346.
  11. ^ Lederman SJ, Klatzky RL (1987). «Движения рук: окно в тактильное распознавание объектов». Когнитивная психология . 19 (3): 342–368. doi :10.1016/0010-0285(87)90008-9. PMID  3608405. S2CID  3157751.
  12. ^ Fleer, S.; Moringen, A.; Klatzky, RL; Ritter, H. (2020). «Обучение эффективному исследованию тактильной формы с помощью жесткой матрицы тактильных датчиков». PLOS ONE . 15 (1): e0226880. arXiv : 1902.07501 . Bibcode : 2020PLoSO..1526880F. doi : 10.1371/journal.pone.0226880 . PMC 6940144. PMID  31896135 . 
  13. ^ ab Chaudhuri, Subhasis, автор. (2017-11-09). Кинестетическое восприятие: подход машинного обучения . ISBN 978-981-10-6691-7. OCLC  1002015744. {{cite book}}: |last=имеет общее название ( помощь )CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  14. ^ Бхардвадж, Амит; Чаудхури, Субхасис; Дабир, Онкар (2014-12-08). «Проектирование и анализ предиктивной выборки тактильных сигналов». Труды ACM по прикладному восприятию . 11 (4): 1–20. doi :10.1145/2670533. ISSN  1544-3558. S2CID  18524110.
  15. ^ Steinbach, E.; Strese, M.; Eid, M.; Liu, X.; Bhardwaj, A.; Liu, Q.; Al-Ja'afreh, M.; Mahmoodi, T.; Hassen, R.; Saddik, A. El; Holland, O. (февраль 2019 г.). «Haptic Codecs for the Tactile Internet». Труды IEEE . 107 (2): 447–470. doi :10.1109/JPROC.2018.2867835. ISSN  1558-2256. S2CID  52541254.
  16. ^ Бхардвадж, Амит; Чаудхури, Субхасис (2014), «Зависит ли только заметное различие от скорости изменения кинестетического силового стимула?», Haptics: Neuroscience, Devices, Modeling, and Applications , Springer Berlin Heidelberg, стр. 40–47, doi :10.1007/978-3-662-44193-0_6, ISBN 978-3-662-44192-3
  17. ^ Бхардвадж, Амит; Чаудхури, Субхасис (июнь 2015 г.). «Оценка разрешимости реакции пользователя при кинестетическом восприятии разрывов прыжка». Всемирная конференция по гаптике (WHC) IEEE 2015 . IEEE. стр. 482–487. дои : 10.1109/whc.2015.7177758. ISBN 978-1-4799-6624-0. S2CID  756663.
  18. ^ Чаудхури, Субхасис; Бхардвадж, Амит (27 октября 2017 г.), «Анализ мертвой зоны двумерного кинестетического восприятия», Исследования в области вычислительного интеллекта , Springer Singapore, стр. 55–68, номер документа : 10.1007/978-981-10-6692-4_4, ISBN 978-981-10-6691-7
  19. ^ Кернер, Майкл; Уэйт, Эрик; Винтер, Марк; Бьёрнссон, Крис; Коковай, Эржебет; Ванг, Юэ; Годери, Сьюзан К.; Темпл, Салли; Коэн, Эндрю Р. (август 2014 г.). «Мультисенсорный интерфейс для объемных изображений 5D стволовых клеток». 2014 36-я ежегодная международная конференция IEEE Engineering in Medicine and Biology Society . Том 2014. стр. 1178–1181. doi :10.1109/EMBC.2014.6943806. ISBN 978-1-4244-7929-0. PMC  4321857 . PMID  25570174.
  20. ^ Koerner, M.; Fedorczyk, J.; Cohen, A .; Dion, G. «Проектирование и реализация экзоскелета Exo - Skin Soft Robotic Rehabilitation Exoskeleton» (PDF) . Университет Дрекселя . Получено 10 мая 2017 г. .

Дальнейшее чтение