Caracterización del espacio perceptual de dispositivos hápticos
La percepción sensorial es un sistema de representación y transmisión de información análogo a los sistemas de comunicación desarrollados por el hombre. En el canal sensorial, los fenómenos físicos que producen las señales en el mundo externo juegan el papel del emisor, y el sujeto que experimenta y...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2022
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1157/1/1Rodriguez.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | La percepción sensorial es un sistema de representación y transmisión de información análogo a los sistemas de comunicación desarrollados por el hombre. En el canal sensorial, los fenómenos físicos que producen las señales en el mundo externo juegan el papel del emisor, y el sujeto que experimenta y decodifica dichas señales juega el rol del receptor. La neurociencia de sistemas tiene una larga historia de estudios que muestran cómo los humanos codifican y transmiten información visual y auditiva, pero existe mucho menos información acerca de las estrategias utilizadas en otras modalidades sensoriales. Este trabajo propone el estudio del sentido del tacto, con el objetivo de establecer las pautas con las cuales se debe diseñar un alfabeto de símbolos para transmitir información háptica de manera ´optima. Este objetivo es relevante a la hora de desarrollar dispositivos de sustitución para ciegos y disminuidos visuales, y también, para el desarrollo de tecnologías táctiles que permitan una experiencia inmersiva en entornos de realidad virtual. La construcción de un código optimo requiere que el alfabeto de estímulos haga un uso eficiente del espacio físico que alberga a todas las posibles señales. Esto implica utilizar tantos símbolos como sea posible discriminar, por lo cual, es crucial tener una buena caracterización de la forma en que los usuarios discriminan estímulos vibrotáctiles. Esta caracterización fue realizada con experimentos psicofísicos de discriminación. Trabajamos con la controladora háptica comercial DRV 2605L, que es relativamente económica y ampliamente usada en la industria, y permite generar un catálogo de 123 efectos vibrotáctiles estandarizados. Los efectos fueron enviados a un motorcito comercial económico de tipo masa rotante excéntrica, que funcionó como actuador mecánico y transmisor de señales. Una población de 30 voluntarios sanos recibió pares de vibraciones sobre el dedo índice y cada usuario reportó si las vibraciones se sentían como iguales o como distintas. Estos reportes nos permitieron identificar las características físicas que más modulan la capacidad de discriminar estímulos táctiles. Las dos características más relevantes resultaron ser la máxima aceleración de las vibraciones, y la duración total del estímulo. Observamos que la discriminabilidad sigue la así llamada Ley de Weber o Fracción de Weber, ampliamente estudiada en otras modalidades sensoriales, que indica que el umbral de discriminación es proporcional a la magnitud del estímulo. Los factores de proporcionalidad encontrados fueron del 6% para el caso de la aceleración máxima, y del 12% para el caso de la duración. Para construir el código ´optimo, definimos una noción de distancia perceptual entre pares de estímulos táctiles, que representa la medida en que un dado usuario percibe, desde el punto de vista de su experiencia subjetiva, cuán distintas son las dos vibraciones. A partir de esta noción de distancia, utilizamos técnicas de geometría no euclideana para definir una transformación que mapea las propiedades físicas de un dado estímulo en coordenadas perceputales, de forma que en el nuevo espacio, la distancia euclídea entre estímulos es igual a la distancia perceptual. La forma inhomogénea en que se distribuyen los estímulos generados por la controladora en el espacio perceptual permite concluir que las vibraciones utilizadas por dispositivos comerciales no hacen un uso eficiente del alfabeto de entrada, e indica en qué dirección hay que modificar el código para optimizarlo.
Nota del autor: la estructura de este manuscrito presenta recursos literarios no comunes en la literatura científica, como la nomenclatura empleada en los títulos de las secciones. Atribuyo la razón de los mismos a mi búsqueda de reflejar mi admiración, respeto, gratitud y más sincero elogio a las obras literarias redactadas por el profesor J.R.R. Tolkien. |
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