空間追跡システムとコントローラーは、探索タスク中の履物の生体力学的分析をどのようにサポートしますか？

空間追跡システムとコントローラーは、ユーザーのヘッドセットとハンドヘルドデバイスの正確な3次元座標をキャプチャすることにより、物理的な動きと仮想環境の間の重要な架け橋として機能します。腕の振り速度などの特定の物理的なアクションを仮想的な変位と同期させることにより、これらのシステムはユーザーが3D空間を自由に移動できるようにし、履物が自発的な動き中にどのように機能するかを分析するための自然な設定を作成します。

この技術の主な利点は生態学的妥当性です。厳格な動きのパターンを強制するのではなく自由な探索を可能にすることにより、研究者は実際の履物の使用方法をよりよく反映した自発的な歩行データをキャプチャできます。

インタラクションフィールドの確立

これらのシステムが生体力学をどのようにサポートするかを理解するには、まずそれらがテスト環境をどのように定義するかを見る必要があります。

3D座標のキャプチャ

システムは、ヘッドマウントディスプレイ（HMD）とハンドヘルドコントローラーの継続的かつリアルタイムの追跡に依存しています。

これらのデバイスの3次元座標をマッピングすることにより、システムは正確なインタラクションフィールドを確立します。このフィールドは、物理的なアクションが測定され、デジタルな結果に変換されるステージとして機能します。

フィードバックの同期

追跡データは孤立して存在するわけではありません。仮想環境からのフィードバックと物理的な動きを同期するために使用されます。

この同期により、ユーザーの仮想世界に対する認識が、物理的な労力と向きと一致することが保証されます。

動きのメカニズム

これらのシステムが履物分析を促進する主な方法は、明確な体の動きを仮想的な移動に変換することです。

腕の振り速度から変位への変換

この文脈で強調される特定のインタラクションモードは、腕の振り速度と仮想変位との相関関係です。

ユーザーがコントローラーを振る（歩行または走行の自然な腕の動きをシミュレートする）と、システムはその仮想環境での速度を調整します。

自由な探索の促進

移動は、事前に設定されたベルトコンベア速度ではなく、ユーザーの動きによって駆動されるため、ユーザーは自分のペースと方向を制御します。

これにより、3D空間内での自由な探索がサポートされ、被験者はスクリプトに従うのではなく、環境に自然に反応できます。

データ品質への影響

この文脈で空間追跡を使用する最終的な目標は、収集される生体力学的データの品質を向上させることです。

自発的な歩行データ

自由な探索を可能にすることにより、システムは自発的な歩行データの収集を促進します。

これは、歩行が直線的なパスでのテストを意識することによってしばしば変化する、厳格な実験室プロトコルとは対照的です。

生態学的妥当性

これらの条件下で収集されたデータは、より「生態学的に妥当」であると考えられます。

これは、さまざまな履物タイプの生体力学的パフォーマンスに関する洞察が、実際の使用シナリオにより適用可能であることを意味します。

トレードオフの理解

空間追跡は生態学的妥当性を向上させますが、インタラクションメカニズムにおける固有の限界を認識することが重要です。

移動の抽象化

参照では、仮想変位が腕の振り速度に基づいて調整されることが指摘されています。

これにより探索が可能になりますが、抽象化が生じます。ユーザーは、地面反力のみではなく、腕で動きを駆動しています。

潜在的な歩行の変化

研究者は、腕の振りメカニズムがユーザーの自然な歩行サイクルを意図せず変更しないことを確認する必要があります。

ユーザーが移動するためにコントローラーを振ることに集中しすぎると、足が地面と相互作用する方法が微妙に変化し、特定の履物のパフォーマンス測定値が歪む可能性があります。

目標に合わせた適切な選択

履物分析に空間追跡を実装する際は、テクノロジーを特定の研究目標に合わせます。

主な焦点が行動のリアリズムである場合: 自発的でスクリプト化されていない歩行データをキャプチャするために、「自由な探索」機能を優先します。
主な焦点がメカニックの精度である場合: 仮想変位が自然に感じられ、ユーザーに動きを誇張させることを強制しないように、腕の振り感度を慎重に調整します。

空間追跡を活用して自由な探索を可能にすることにより、履物分析を静的な実験室テストから動的な実世界シミュレーションに変換します。

概要表:

特徴	生体力学的分析における役割	主な利点
3D座標マッピング	HMDとコントローラーの位置をリアルタイムで追跡	テストのための正確なインタラクションフィールドを確立
腕の振り同期	コントローラーの移動速度を仮想変位に変換	自然な移動と自由な探索を可能にする
フィードバックループ	物理的な労力と仮想的な視覚フィードバックを一致させる	ユーザーの向きと現実的な動きの認識を保証する
自由な探索	3Dデジタル空間内でのスクリプト化されていない移動を可能にする	高い生態学的妥当性を持つ自発的な歩行データをキャプチャする

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参考文献

Adamantia Batistatou, Yvonne Delevoye. Virtual Reality to Evaluate the Impact of Colorful Interventions and Nature Elements on Spontaneous Walking, Gaze, and Emotion. DOI: 10.3389/frvir.2022.819597

この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .