Effekterna av återkoppling och åldrande på riktade rörelser i virtuell verklighet

Deltagarna kommer att utföra en 3D Fitts-uppgift med sin dominanta högerhand, genom att sträcka sig från en fast startknapp till ett mål placerat längs kroppens sagittala mittlinje. Målet kommer att placeras 32 cm framåt (anteroposteriort) och 24 cm uppåt (vertikalt) från startpositionen, vilket ger en resulterande rörelseavstånd på 40 cm enligt Pythagoras sats (a²+b²=c²). Detta avstånd kommer som mest att motsvara ungefär 80 % av maximal framåtsträckning. Deltagarna kommer att sitta bekvämt mot en ryggstöd framför ett bord, med stol- och bordshöjd samt apparatposition individuellt inställda så att startknappen är anpassad till en ergonomiskt optimal bordshöjd, jämförbar med den som används för skrivning. Rörelserna kommer att utföras med en handhållen kontroller som spåras av det inbyggda systemet i det huvudmonterade visningssystemet (HMD). HMD kommer att bäras under alla förhållanden: i det verkliga världens laboratorie (R) tillståndet kommer deltagarna att se den fysiska apparaten genom genomskinlighetsläge medan de i VR kommer att se en visuellt identisk virtuell replikering. Deltagarna kommer endast att använda sin dominanta högerhand. Innan varje siktande rörelse kommer den högra handen att vila på bordet medan den pekar på startknappen. I R-tillståndet kommer startknappen att representeras av en öppen ram monterad på bordet framför deltagaren. Ramen konturerar en partiell sfärisk form som indikerar en sfärs fulla storlek och är orienterad delvis mot deltagaren och delvis uppåt, vilket möjliggör framåt- och uppåtrörelser mot målet utan att kontakta en fast yta. Målet kommer att vara en rund sfär monterad på ett tunt vertikalt stång, in i vilken deltagarna måste peka utan att röra vid dess yta. Både startknappen och målstrukturerna kommer att tillverkas av lättvikts 3D-utskriven plast (2–3 mm tjocklek) med rundade kanter. Måldiametrar motsvarar 4 olika värden (14,1, 7,1, 3,5 eller 1,8 cm), och startknappen kommer att vara neutral gul med en medeldiameter (3 cm). I VR-tillståndet är uppställningen visuellt och rumsligt replikerad. Startknappen representeras som en full grå sfär som motsvarar storleken som anges av ramen i den verkliga världen, medan mål-sfären och den vertikala stången renderas identiskt. Till skillnad från R-tillståndet är den fulla sfären synlig i VR, eftersom det inte finns något fysiskt hinder som hindrar deltagarna från att passera genom den. Uppgiftens svårighetsgrad kommer att manipuleras via målbredd (14,1, 7,1, 3,5 eller 1,8 cm), vilket ger svårighetsindex (ID) på 2,5, 3,5, 4,5 och 5,5 bitar. Varje försök börjar med att kontrollspetsen vilar på start-sfären och deltagarna kommer att röra sig så snabbt och exakt som möjligt mot målet. Ett försök kommer att betraktas som lyckat om kontrollern stannar inuti mål-sfären kontinuerligt i 0,5 sekunder. Det kommer att finnas fyra olika återkopplingsförhållanden som beskrivs i detalj i avsnittet 'Arms and Interventions'. Deltagarna kommer att rekryteras från två åldersgrupper: Anten unga vuxna i åldrarna 18–28 år eller friska äldre vuxna i åldrarna 65–75 år. Innan experimentet påbörjas (dvs. datainsamling) kommer deltagarna att genomföra en inlärningsfas i alla fyra återkopplingsförhållanden som presenteras i slumpmässig ordning. I varje tillstånd kommer de att utföra två block om 10 försök vardera vid ID 3 och 5 (avstånd på 40 cm och målstorlekar på 10,0 cm respektive 2,5 cm), med ordningen på ID balanserad. Denna inlärning kommer att omfatta totalt 80 inlärningsförsök och syftar till att låta deltagarna bekanta sig med apparaten och kontrollern, VR-immersion och återkopplingsförhållanden. Efter varje tillstånd kommer deltagarna att ge en kort rörelsesjuka-bedömning med hjälp av Simulator Sickness Questionnaire och ha en kort paus (cirka 60 s, längre om det behövs). Huvudexperimentet kommer att bestå av 160 försök per deltagare (4 återkopplingsförhållanden × 4 ID × 10 försök). Försöken kommer att organiseras i block om 40, varje bestående av fyra på varandra följande körningar om 10 försök vid ett enda ID (t.ex. 10 försök vid ID 3, sedan ID 4, etc.). Ordningen på ID inom varje block kommer att randomiseras, och tillståndsordningen kommer att balanseras över deltagarna med en latinsk kvadratdesign. Rörelsespårningssystemet i Meta Quest 3 kommer att användas för att fånga 3D-positionella data från den handhållna kontrollern under hela varje försök (nominell samplingsfrekvens = 120 Hz). Rörelsebörjan kommer att anses inträffa när kontrollerns hastighet överskrider en tröskel på 3 cm/s, och rörelseavslut definieras som det ögonblick hastigheten sjunker under 3 cm/s (efter målinträde för lyckade försök). Dessa trösklar, som använts i tidigare experiment, säkerställer att endast avsiktliga rörelseperioder fångas. Rörelsetid definieras som den tid som förflutit mellan rörelsebörjan och rörelseavslut.