視覚障害のある被験者による触覚補助具のテスト
調査の概要
詳細な説明
数学的なプロットやグラフなどの従来の画像やグラフィックスは、弱視の人や目の見えない人にはアクセスできません。 その代わりに、視覚障害者や弱視の人のために、抽象的な概念を伝えるために触覚補助具が伝統的に使用されてきました。 しかし、触覚補助具は従来の視覚グラフィックスほど豊富または高密度の情報を伝えることができないため、弱視や視覚障害のある専門家の自立や有益な STEM 雇用へのアクセスが制限されます。
触覚補助がビジュアル グラフィックスよりも劣る主な理由は、触覚補助が物理的なバンプ、線、ラベルの組み合わせで作られているためです。 単一の触覚補助具に多くの詳細を配置しすぎると、さまざまな凹凸、線、テクスチャが一緒にぼやけるため、ユーザーはすぐに判読できなくなります。これは「触覚クラッター」として知られています。
このプロジェクトの目的は、従来の物理的な凹凸、線、またはテクスチャに代わるものとして、材料化学を使用して触覚補助具に触感を作り出すことにより、より豊かな触覚補助具を作成することです。 これらの材料は家庭用品に一般的に使用されていますが、触覚補助具の強化にはまだ使用されていません。 成功例としては、視覚障害者や視覚障害者が当社の触覚素材で作られた物体を従来の触覚補助具よりも早く識別できることや、数学的プロット上で既存の触覚補助具で現在可能であるよりも多くのカテゴリーを識別できることが挙げられます。
研究の種類
入学 (推定)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Delaware
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Newark、Delaware、アメリカ、19711
- 募集
- University of Delaware
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コンタクト：
- Charles Dhong
- 電話番号：302-831-2828
- メール：cdhong@udel.edu
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コンタクト：
- Cynthia Papettas
- 電話番号：3022796766
- メール：cpap@Udel.edu
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主任研究者：
- Charles Dhong, PhD
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 子
- 大人
- 高齢者
健康ボランティアの受け入れ
説明
包含基準:
- 視覚障害: 参加者は、先天性または後天性のいずれかで、10 年以上視覚障害があるか、視覚障害がある必要があります。
- 触覚補助具の使用: 参加者は定期的に触覚補助具を使用する必要があります。
- 数学的知識: 参加者は、少なくとも高校の幾何学と同等の数学的プロットの基本的な理解を持っている必要があります。
除外基準:
- 四肢の状態: 手の使用に影響を与える切断または外肢の状態がある参加者は除外されます。
研究計画
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
- 主な目的：基礎科学
- 割り当て：非ランダム化
- 介入モデル：順次割り当て
- マスキング：なし（オープンラベル）
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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実験的：物理的特徴を持たないハイコントラストな触感素材の特定と合成
研究者が以前に特定したいくつかの材料以外には、どの材料が触感を生み出すのに役立つのかは不明です。
摩擦係数や親水性などの一般的な材料特性は、触覚刺激の基礎となる摩擦力を正確に予測するには詳細が不十分です。
研究者らは、機械的試験、理論、人体試験を通じて、触覚と化学構造を結び付ける専門知識を活用します。
研究者の目標は、物理的特徴に頼らずに高い触感コントラストをもたらす材料を特定することです。
(触覚コントラストは、自由触覚探索中に人間が容易に識別できる摩擦の大きな違いとして研究者によって定義されています。)
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研究者は、指に正確な量の機械的刺激を与える、さまざまな高さ、間隔、直径、バンプ形状 (丸い上部、平らな上部、角度のある上部) のバンプを設計します。
被験者は表面の隆起に気づくことができたかどうか尋ねられ、迅速に判断するよう指示されます（
研究者は、さまざまな幅（市販の触覚補助装置で利用可能な製造解像度に基づいて、150 μm からバンプ幅の 3 倍の範囲）の 2 つのバンプを製造して特性評価します。
被験者には、2つの隆起を素早く指でなぞってもらい（2つの隆起は常に一列になるため、研究者は被験者に指の向きを指示する必要はありません）、隆起を1つ感じたか2つ感じたかを尋ねます。
研究者は、単一のバンプからの機械的刺激を改善するために、当社のデザイナー材料 (アルキルおよびアミノ官能基を含む) で単一のバンプをコーティングします。
次に、被験者は「単一バンプの鋭さ」テストと「バンプ間の最適な間隔」テストと同様の実験を行うように求められます。
(「隆起に気づきましたか?」または「1 つまたは 2 つの隆起を感じましたか」)。
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実験的：プロット、ゲーム、オブジェクトのラベル付け用のデザイナー マテリアルを使用して触覚補助具を構築する
研究者は、設計材料、つまりシランとポリマーのコーティングを使用して静的触覚補助具を構築します。
これらの補助は、数学的なプロット、ボードゲーム、およびシミュレートされたお金になります。
研究者は、デザイナーの材料と物理的特徴から作られたハイブリッド触覚補助具の速度、精度、情報量を、バンプのみで作られた従来の触覚補助具と比較します。
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研究者は、指に正確な量の機械的刺激を与える、さまざまな高さ、間隔、直径、バンプ形状 (丸い上部、平らな上部、角度のある上部) のバンプを設計します。
被験者は表面の隆起に気づくことができたかどうか尋ねられ、迅速に判断するよう指示されます（
研究者は、さまざまな幅（市販の触覚補助装置で利用可能な製造解像度に基づいて、150 μm からバンプ幅の 3 倍の範囲）の 2 つのバンプを製造して特性評価します。
被験者には、2つの隆起を素早く指でなぞってもらい（2つの隆起は常に一列になるため、研究者は被験者に指の向きを指示する必要はありません）、隆起を1つ感じたか2つ感じたかを尋ねます。
研究者は、単一のバンプからの機械的刺激を改善するために、当社のデザイナー材料 (アルキルおよびアミノ官能基を含む) で単一のバンプをコーティングします。
次に、被験者は「単一バンプの鋭さ」テストと「バンプ間の最適な間隔」テストと同様の実験を行うように求められます。
(「隆起に気づきましたか?」または「1 つまたは 2 つの隆起を感じましたか」)。
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実験的：触覚補助具のバンプとデザイナー素材の最適設計
触覚技術の標準化された方法やベンチマークの欠如を反映して、触覚の感度の既知の限界は、金属ワイヤー、しわのあるプラスチック、シランの使用によって、過去 10 年間でそれぞれミリメートル、ミクロン、ナノメートルに狭められました。
研究者は、最小の領域で最大の触覚刺激を生み出す従来のバンプの最適な設計を決定します。
研究者らは、現在のバンプが必要以上に大きく、同じ情報がより狭い領域に配置される可能性がある (情報密度が高い) と予想しています。
次に、研究者はバンプをデザイナー素材で拡張してバンプからの触覚刺激を増加させ、それによってさらに小さなバンプでも情報密度を高めることができます。
最適な設計手法を超えて、機械的刺激を従属変数にすることで可能になる研究者の定量的手法も、触覚補助具間のベンチマークとして機能します。
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研究者は、指に正確な量の機械的刺激を与える、さまざまな高さ、間隔、直径、バンプ形状 (丸い上部、平らな上部、角度のある上部) のバンプを設計します。
被験者は表面の隆起に気づくことができたかどうか尋ねられ、迅速に判断するよう指示されます（
研究者は、さまざまな幅（市販の触覚補助装置で利用可能な製造解像度に基づいて、150 μm からバンプ幅の 3 倍の範囲）の 2 つのバンプを製造して特性評価します。
被験者には、2つの隆起を素早く指でなぞってもらい（2つの隆起は常に一列になるため、研究者は被験者に指の向きを指示する必要はありません）、隆起を1つ感じたか2つ感じたかを尋ねます。
研究者は、単一のバンプからの機械的刺激を改善するために、当社のデザイナー材料 (アルキルおよびアミノ官能基を含む) で単一のバンプをコーティングします。
次に、被験者は「単一バンプの鋭さ」テストと「バンプ間の最適な間隔」テストと同様の実験を行うように求められます。
(「隆起に気づきましたか?」または「1 つまたは 2 つの隆起を感じましたか」)。
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この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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触覚ボードゲームの完成までの時間。
時間枠：この触覚補助具を使った人体実験直後（3年目の終わり）
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結果 1 タスクに成功した参加者には、「シュートとはしご」に似た触覚ボード ゲームをプレイするよう求められます。
彼らは 2 つのバージョンのうちの 1 つをプレイし、最初のバージョンは参加者間でランダムに割り当てられます。
あるバージョンでは、シュートと梯子は伝統的な物理的特徴から作られています。
2 番目のバージョンでは、シュートと梯子にはそれぞれ、物理的特徴に加えて触覚コーティングが施されています。
参加者には、物理的特徴のみで作られたボードと物理的特徴と触覚コーティングで作られたボードとの間の経路長を正規化する、移動するスペースの事前に選択されたリストが与えられます。
参加者はボードゲームをどれくらい早く終了するかを計測し、2 つの異なるボード間で完了までの時間を比較します。
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この触覚補助具を使った人体実験直後（3年目の終わり）
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偽の貨幣計数タスクの完了までの成功率。
時間枠：この触覚補助具を使った人体実験直後（4年目の終わり）
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参加者には、紙幣の金額が異なる触覚コーティングで表された 3 ～ 5 枚の偽紙幣のランダムなコレクションが与えられます。
慣れとトレーニングの後、参加者には 3 ～ 5 枚の偽紙幣がランダムに集められ、手に持っている紙幣の合計額を答えるよう求められます。
参加者の回答は正しいかどうかで評価されます。
これを15回繰り返します。
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この触覚補助具を使った人体実験直後（4年目の終わり）
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偽の貨幣計数タスクが完了するまでの成功時間。
時間枠：この触覚補助具を使った人体実験直後（4年目の終わり）
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参加者には、紙幣の金額が異なる触覚コーティングで表された 3 ～ 5 枚の偽紙幣のランダムなコレクションが与えられます。
慣れとトレーニングの後、参加者には 3 ～ 5 枚の偽紙幣がランダムに集められ、手に持っている紙幣の合計額を答えるよう求められます。
参加者はタスクをどれだけ早く完了したかによって評価されます。
これを15回繰り返します。
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この触覚補助具を使った人体実験直後（4年目の終わり）
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4 か国の GDP (国内総生産) の触覚的な数値プロットを正しく解釈する成功率。
時間枠：人体実験直後（2年目中頃）
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研究者は、xy プロット上に 4 か国の GDP の触覚プロットを作成します。
さまざまな国は、伝統的な線またはバンプ破線の組み合わせ、および触覚コーティングで作成された線によって示されます。
プロット上の X 軸に沿った 3 つの位置で、どの国の GDP が最も多いかが相対的に変化します。
参加者は、これら 3 つの立場で GDP が最も高い国と最も低い国を回答するよう求められます。
主な結果の尺度は、特定の値における X 国の GDP はいくらかという質問に対して、参加者が正しい値を正しく答えることができるかどうかです。
より具体的には、特定の国ごとの正解率です。
4 か国が使用され、そのうち 3 か国は物理的特徴によって示され、4 か国は触覚コーティングで示されます。
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人体実験直後（2年目中頃）
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GDP プロット触覚補助の使いやすさ。
時間枠：人体実験直後（2年目中頃）
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研究者は、xy プロット上に 4 か国の GDP の触覚プロットを作成します。 さまざまな国は、伝統的な線またはバンプ破線の組み合わせ、および触覚コーティングで作成された線によって示されます。 プロット上の X 軸に沿った 3 つの位置で、どの国の GDP が最も多いかが相対的に変化します。 参加者は、これら 3 つの立場で GDP が最も高い国と最も低い国を回答するよう求められます。 副次的結果の尺度は、リッカート尺度での触覚補助具の使いやすさ、その快適さ、触覚コーティングと物理的特徴の区別のしやすさ、および使いやすさに関するフィードバックの自由回答です。 タイトル: GDP プロットの使いやすさ 最小: 0 最大: 6 スコアが高いほど、触覚プロットの結果/使いやすさが向上します。 |
人体実験直後（2年目中頃）
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使いやすさと一般的なフィードバック
時間枠：学習完了までの4年間。
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臨床試験に参加する被験者は、研究で導入された触覚補助具に関する使いやすさや好みについてフィードバックを提供するよう求められます。 評価は修正リッカート尺度を使用して実施されます。 この成果は、試験全体を通じて新しい触覚補助具の使用に関連する主観的な経験を収集することを目的としています。 研究全体を通して、参加者は触覚補助に基づく使いやすさと好みについてのコメントを一貫して求められます。 この継続的なフィードバックにより、長期にわたる彼らの経験を包括的に理解できるようになります。 修正リッカートスケール: 強く反対する 反対する やや反対する どちらでもない やや同意する 同意する 非常に同意する 非常に同意する 非常に同意する タイトル: 触覚補助の使いやすさ 最小: 1 最大: 9 スコアが高いほど、触覚補助の結果/使いやすさが優れています。 |
学習完了までの4年間。
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協力者と研究者
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研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
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