視覚と触覚に関する環境情報の不一致を利用した学習と制御モデルに関する研究

利用视觉和触觉环境信息差异的学习和控制模型的研究

基本信息

批准号：
18047009
负责人：
小池康晴
金额：
$ 5.89万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

ヒトは重力加速度で落下する物体を受け取るときに,物体と手が衝突する時刻を予測し,衝突時刻の一定時間前に筋肉に力を入れ始める.落下加速度が重力加速度でない環境下では,学習により接触タイミシグの予測を調整し,やはり衝突の一定時間前に力を入れ始めるようになる.しかし受け取り動作の代わりに物体をパンチする実験では十分に学習できないことから,受け取り動作の場合において常に与えられる触覚情報が学習に重要な役割を果たす可能性があると考えた.本砥究ではこのことを検証するため,力情報の提示タイミングを微小時間ずらしたバーチャルリアリティ環境内で,重力加速度で落下するバーチャルボールを繰り返し受け取るタスクを用い,被験者がどのように運動開始タイミングを調整するかを調べた.力情報をずらす時間としては,±60ms,Oms(ずれなし)を用い,各ずれに対し60回ずつタスクを行った.この学習が済んだ後,学習していない高さに対して同じ課題を行った.この課題により,脳が環境のダイナミクスを獲得しているか,さらには,学習している物が加速度の情報なのかを検証した.実験の結果,時間のずれを加速度の変化として学習していたこと,また,ある一定の加速度情報を用いて接触タイミングを推定していたことから,環境のダイナミクスを推定に用いていることを確認した.さらに,視覚情報から得られる加速度情報と実際の推定に用いている加速度情報が異なっていることから,視覚情報から得られる加速度情報は精度が良くない可能性があることを示唆している.

当人类收到重力加速的物体时，他们会预测物体和手相撞的时间，并开始在碰撞时间之前以一定的时间在肌肉上施加力。在下降加速度不是重力加速度的环境中，学习可以调整接触时间的预测，并且还开始在碰撞发生前的一定时间施加武力。但是，由于无法充分学习对象打孔而不是接收行动的实验，因此我们认为，接收行动中始终给出的触觉信息可能在学习中起重要作用。在这项研究中，为了验证这一点，我们使用的任务是在虚拟现实环境中反复接收一个虚拟球在重力加速度下掉落，在该环境中，力量信息的时间略有不同，受试者如何调整运动的时间开始。我们调查了以下内容：移动力信息的时间为±60 ms，OMS（无偏移），每次移动都执行60个任务。学习完成后，对未经学习的高度执行了相同的任务。该任务用于验证大脑是否获得了环境的动态，即使所学习的对象也是有关加速的信息。该实验表明，随着加速度的变化学习了时间变化，并且使用一定的加速度信息估算了接触时机，并且将环境的动力学用于估计。此外，从视觉信息获得的加速度信息与用于实际估计的加速度信息不同，这表明从视觉信息获得的加速度信息可能不准确。