Re-Assoziation mit VR: Wenn der rechte Daumen zum linken Arm wird

Anbieter zum Thema

Althen GmbH Mess- und Sensortechnik

MPDV Mikrolab GmbH

CADFEM Germany GmbH

Eine Re-Assoziation des rechten Daumens mit dem virtuellen linken Arm lässt sich durch visuomotorische Synchronisation in einer VR-Umgebung auslösen. Das könnte sich in der Entwicklung von Prothesen auszahlen.

• Die Illusion der Zugehörigkeit zum eigenen Körper lässt sich durch visuomotorische Synchronität induzieren.

• In den meisten Forschungsarbeiten hat man virtuelle Körperteile mit den entsprechenden tatsächlichen Körperteilen assoziiert.

• Forschenden aus Japan ist es nun gelungen, diese Illusion auch durch eine Re-Assoziation von Körperteilen auf verschiedenen Ebenen der menschlichen Körperhierarchie auszulösen.

• Sie wollen mit ihrer Arbeit unter anderem zur Entwicklung von funktionellen Prothesen beitragen.

Ein Forschungsteam, bestehend aus Ryota Kondo (Doktorand), Yamato Tani (Doktorand) und Professor Michiteru Kitazaki von der Toyohashi University of Technology, den Associate-Professoren Maki Sugimoto und Kouta Minamizawa von der Keio University sowie Professor Masahiko Inami von der University of Tokyo hat gezeigt, dass eine Re-Assoziation des rechten Daumens mit dem virtuellen linken Arm durch visuomotorische Synchronisation in einer virtuellen Umgebung induziert werden kann; diese Re-Assoziation kann jedoch schwächer sein als die natürliche Assoziation.

Diese Studie trägt dazu bei, die Perspektiven auf die Körperschemata von Menschen mit erweiterten Fähigkeiten auszudehnen und ihre Grenzen zu verstehen. Die Re-Assoziation von Körperteilen kann in Zukunft bei der Entwicklung von funktionalen Prothesen und verkörperten Werkzeugen angewandt werden. Diese Forschung wurde in der Open-Access-Zeitschrift Frontiers in Robotics and AI am 19. März 2020 veröffentlicht.

Die Illusion der Körperzugehörigkeit lässt sich durch visuomotorische Synchronität auslösen: Ein virtueller Körper scheint zum eigenen Körper zu werden, wenn sich der virtuelle Körper synchron mit den eigenen Bewegungen bewegt. Es ist möglich, diese Illusion an verschiedenen Körpern mit unterschiedlicher Erscheinung zu haben, einschließlich eines transparenten Körpers (Kondo, et al., Scientific Reports, 2018). In den meisten Studien wurden jedoch virtuelle Körperteile mit den entsprechenden tatsächlichen Körperteilen assoziiert. Beispielsweise wurde der virtuelle linke Arm synchron mit dem tatsächlichen linken Arm bewegt.

Re-Assoziation auf verschiedenen Ebenen der Körperhierarchie

Die Forschenden konzentrierten sich auf den Unterschied in der Übereinstimmung zwischen den tatsächlichen und virtuellen Körperteilen. Im Jahr 2017 schufen Sasaki, Inami et al. (SIGGRAPH 2017) zwei zusätzliche Roboterarme, indem sie diese mit linken und rechten Fußbewegungen ('MetaLimbs') steuerten. Das Gefühl, dass sie zum eigenen Körper gehören, ist an den Roboterarmen jedoch nicht im Detail analysiert worden. Das Team wollte untersuchen, ob sich das illusorische Körpergefühl durch eine Neuassoziation von Körperteilen auf verschiedenen Ebenen der menschlichen Körperhierarchie auslösen lässt: ein virtueller linker Arm und der reale rechte Daumen.

Zwanzig Teilnehmer bewegten den rechten Daumen freiwillig, als sie fünf Minuten lang einen virtuellen linken Arm durch ein am Kopf befestigtes Display beobachteten. Der virtuelle linke Arm wurde entweder synchron oder asynchron mit dem rechten Daumen bewegt. Es zeigte sich, dass die Teilnehmer das Gefühl hatten, dass ihr rechter Daumen zum linken Arm geworden war und der virtuelle linke Arm im synchronen Zustand ein Teil ihres eigenen Körpers war. Das Gefühl der Eigensteuerung war jedoch nicht sehr ausgeprägt, was darauf hindeutet, dass die Re-Assoziation verschiedener Körperteile schwächer sein könnte als die natürliche Assoziation. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass die Neuassoziation im Experiment nur 5 Minuten lang anhielt.

Neue Perspektiven für die Entwicklung von Prothesen

Diese Studie soll dazu beitragen, die Perspektiven auf den menschlichen Körper oder das Körperschema zu erweitern, und sie könnte die Möglichkeit bieten, die Potenziale und Grenzen von Menschen mit erweiterten Fähigkeiten zu untersuchen. Die Neuassoziation von Körperteilen kann in Zukunft bei der Entwicklung von funktionellen Prothesen angewandt werden.

Literatur

Kondo, R., Tani, Y., Sugimoto, M., Minamizawa, K., Inami, M., und Kitazaki, M. (2020). Re-association of Body Parts: Illusory Ownership of a Virtual Arm Associated with the Contralateral Real Finger by Visuo-motor Synchrony, Frontiers in Robotics and AI.,
doi: 10.3389/frobt.2020.00026

Weitere Informationen: http://www.tut.ac.jp/english/

Erfahren Sie hier mehr darüber, wie sich Prothesen in die Körpererfahrung integrieren lassen.

Lesen Sie auch: "Molekulardynamik-Simulation mit VR: Wie Medikamente besser wirken".