Studija u virtuelnoj stvarnosti pokazuje da trajanje autonomnog savijanja protetičke podlaktice snažno utiče na doživljaj vlasništva, agencije i upotrebljivosti. Pokret od oko 1 sekunde dao je najbolje rezultate, dok su ekstreme (125 ms i 4 s) smanjivale prihvatanje i povećavale nelagodnost. Iako je eksperiment rađen u VR okruženju sa zdravim učesnicima, nalazi naglašavaju koliko je važno dizajnirati tempo autonomnih proteza u skladu sa ljudskim očekivanjima.
Tempo odlučuje: Zašto protetička podlakatica deluje „svoja“ kada se savije za ~1 s
VR tests show autonomous prosthetic arms feel most “yours” when they move at human-like speed, about a 1-second reach. (CREDIT: Shutterstock)
Virtuelna podlakatica može da se savije u treptaju, ali i da usporeno pristupi cilju, kao da razmišlja o potezu. Novo istraživanje rađeno u virtuelnoj stvarnosti pokazuje da tempo autonomnog pokreta značajno menja doživljaj protetičkog uda: previše brzo ili previše sporo smanjuje osećaj da ruka pripada korisniku, narušava osećaj kontrole i smanjuje upotrebljivost.
Šta su istraživači radili?
Istraživanje koje potpisuju Harin Manujaya Hapuarachchi i saradnici simuliralo je avatar sa amputiranom levom podlakticom zamenjenom robotskom protezom. Učestvovalo je 19 muških studenata (prosečna starost 24,15 godina). Eksperiment je izvodjen u VR okruženju (Varjo Aero) uz praćenje pokreta VICON sistemom; stvarna leva ruka bila je fiksirana steznim nastavkom kako bi se autonomni pokreti virtuelne podlaktice mogli jasno testirati.
Amputated virtual avatar with the robotic prosthetic arm autonomously bending towards the target. (CREDIT: Scientific Reports)
Zadatak: niz od 15 dosega u bloku (po dva bloka za svaki uslov). Kada bi nadlaktica dovela lakat blizu cilja, virtualna podlaktica bi autonomno fleksirala po minimum-jerk putanji. Testirano je šest trajanja pokreta: 125 ms, 250 ms, 500 ms, 1 s, 2 s i 4 s.
Rezultati
Glavna nalaza su jasna: pokret od oko 1 sekunde pružao je najjači osećaj vlasništva (ownership), najviši osećaj agencije (kontrole) i najbolju upotrebljivost (SUS), dok su ekstremno brzi (125 ms) i vrlo spori (4 s) uslovi dali najniže ocene.
In virtual reality, participants embodied an avatar whose left forearm was replaced by an autonomous prosthetic arm that flexed toward a target at different movement speeds. (CREDIT: Toyohashi University of Technology)
Utelešenje i agencija
Statističke analize (Friedman test) pokazale su značajan uticaj trajanja na oba aspekta: vlasništvo i agencija su bili najviši pri 1 s, a bolji rezultati zabeleženi su i pri 500 ms u odnosu na najsnažnije ekstreme.
Upotrebljivost
Ponovljena mera ANOVA ukazala je da SUS skor raste sa pokretima koji liče na ljudske. 1 s je bio značajno bolji od 125 ms i 4 s; 500 ms je takođe nadmašio najbrži uslov.
Target area for the reaching task. (A) View from the front in the virtual setup. (B) View from the top in the virtual setup. (CREDIT: Scientific Reports)
Društveni utisak: kompetencija, toplina, nelagodnost
Ocene kompetencije su bile više pri 500 ms i 1 s u poređenju sa 4 s; toplina nije zavisila značajno od tempa. Nelagodnost je najviše porasla u 125 ms uslovu — najbrži pokret je delovao najuznemirujuće.
Promene u ponašanju
Učesnici su menjali sopstveni tempo: vreme pomeranja nadlaktice pre autonomnog dela bilo je značajno duže u 4 s uslovu nego u bržim uslovima — kao da su usklađivali svoj pokret sa sporom protezom.
A physical pole was placed in front of the participant and matched in VR to prevent direct reaching and to ensure that target acquisition relied on the prosthetic arm flexion. (CREDIT: Toyohashi University of Technology)
Zaključci i implikacije
Rezultati sugerišu da tempo autonomnih pokreta nije samo tehničko podešavanje već ključni faktor prihvatanja protetike. Kretanja bliska prirodnom ljudskom dosegu (oko 1 s) povećavaju osećaj da protetska ruka pripada korisniku i čine je prijatnijom za korišćenje, dok ekstremi povećavaju nelagodnost i smanjuju prihvatanje.
Ograničenja i dalje smernice
Istraživanje je rađeno na zdravim učesnicima u VR-u i ciljalo je izolovanje tempa. To olakšava kontrolu varijable, ali ne obuhvata fizičke aspekte prave proteze (težinu, sile, prianjanje). Cilj u eksperimentu je uvek bio vidljiv, što povećava predvidljivost pokreta — faktor koji utiče na agenciju. Autori predlažu dodatna merenja (npr. intentional binding, fiziološke mere) i testove sa stvarnim korisnicima i u složenijim zadacima.
Studija je objavljena u časopisu Scientific Reports.
Pomozite nam da budemo bolji.
