Efecto de la retroalimentación vibrotáctil en el control de la fuerza de interacción de un brazo robótico supernumerario
Autores: Buratti, Silvia; Deiana, Davide; Noccaro, Alessia; Pinardi, Mattia; Di Pino, Giovanni; Formica, Domenico; Jarrassé, Nathanaël
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efecto de la retroalimentación vibrotáctil en el control de la fuerza de interacción de un brazo robótico supernumerario
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Miembros robóticos supernumerarios
Dispositivos portátiles
Retroalimentación
Retroalimentación vibrotáctil
Tarea de regulación de fuerza
Rendimiento del usuario
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Los miembros robóticos supernumerarios están diseñados principalmente para aumentar las capacidades físicas de individuos con movilidad normal, en una amplia gama de contextos, desde el soporte corporal hasta la cirugía. Cuando se utilizan como dispositivos portátiles, proporcionan naturalmente retroalimentación inherente debido al acoplamiento mecánico con el cuerpo humano. El usuario puede, por lo tanto, percibir la interacción con el entorno al confiar en una combinación de retroalimentación visual y inherente. Sin embargo, estos pueden ser ineficaces para realizar tareas complejas, particularmente en el caso de oclusión visual o variación en la rigidez del entorno. Aquí, investigamos si, en una tarea de regulación de fuerza utilizando un brazo robótico supernumerario portátil (SRA), la retroalimentación vibrotáctil adicional puede aumentar el rendimiento de control de los participantes en comparación con la retroalimentación inherente. Además, para hacer el escenario más realista, introdujimos variaciones en la postura cinemática del SRA y en la rigidez del entorno. Notablemente, nuestros hallazgos revelaron una mejora estadísticamente significativa en el rendimiento del usuario en todas las métricas evaluadas mientras recibían retroalimentación vibrotáctil adicional. En comparación con la retroalimentación inherente sola, la retroalimentación vibrotáctil adicional permitió a los participantes ejercer la fuerza requerida más rápido (< 0.01), mantenerla por más tiempo (< 0.001) y con menos errores (< 0.001). No se observaron efectos discernibles relacionados con la postura del SRA o la rigidez del entorno. Estos resultados demostraron los beneficios de proporcionar al usuario retroalimentación vibrotáctil adicional para transmitir la fuerza del SRA durante las tareas de interacción.
Descripción
Los miembros robóticos supernumerarios están diseñados principalmente para aumentar las capacidades físicas de individuos con movilidad normal, en una amplia gama de contextos, desde el soporte corporal hasta la cirugía. Cuando se utilizan como dispositivos portátiles, proporcionan naturalmente retroalimentación inherente debido al acoplamiento mecánico con el cuerpo humano. El usuario puede, por lo tanto, percibir la interacción con el entorno al confiar en una combinación de retroalimentación visual y inherente. Sin embargo, estos pueden ser ineficaces para realizar tareas complejas, particularmente en el caso de oclusión visual o variación en la rigidez del entorno. Aquí, investigamos si, en una tarea de regulación de fuerza utilizando un brazo robótico supernumerario portátil (SRA), la retroalimentación vibrotáctil adicional puede aumentar el rendimiento de control de los participantes en comparación con la retroalimentación inherente. Además, para hacer el escenario más realista, introdujimos variaciones en la postura cinemática del SRA y en la rigidez del entorno. Notablemente, nuestros hallazgos revelaron una mejora estadísticamente significativa en el rendimiento del usuario en todas las métricas evaluadas mientras recibían retroalimentación vibrotáctil adicional. En comparación con la retroalimentación inherente sola, la retroalimentación vibrotáctil adicional permitió a los participantes ejercer la fuerza requerida más rápido (< 0.01), mantenerla por más tiempo (< 0.001) y con menos errores (< 0.001). No se observaron efectos discernibles relacionados con la postura del SRA o la rigidez del entorno. Estos resultados demostraron los beneficios de proporcionar al usuario retroalimentación vibrotáctil adicional para transmitir la fuerza del SRA durante las tareas de interacción.