机器人遥操作中延迟反馈的神经动力学：来自 fNIRS 分析的洞见
人机交互
2023-11-15 v1 神经元与认知
摘要
随着机器人遥操作日益成为在遥远、危险或难以到达环境中执行任务的核心手段，操作延迟的挑战仍是一大障碍。这些延迟源于信号传输与处理过程，会对操作者表现产生不利影响，尤其在需精确与及时性的任务中。尽管当前研究已通过先进控制策略与训练方法在缓解这些延迟上取得进展，但从认知视角理解这些延迟的神经功能影响及对策成效方面仍存在关键缺口。我们的研究利用功能性近红外光谱（fNIRS）考察延迟条件下模拟触觉反馈对认知活动与运动协调的神经功能意涵，从而缩小此缺口。在一项人因实验（N=41）中，我们操控感觉反馈以观察其在遥操作任务中对各感兴趣脑区（ROI）响应的影响。fNIRS 数据提供了对大脑活动的详细评估，尤其在涉及时间感知与精确动作执行的 ROI 中。结果显示，提供即时模拟触觉反馈的某些条件显著优化了与时间感知和运动协调相关的神经功能，并改善了运动表现。这些发现为遥操作延迟下借助模拟合成力反馈提升运动表现的神经功能基础提供了经验证据。
引用
@article{arxiv.2311.08255,
title = {Neural Dynamics of Delayed Feedback in Robot Teleoperation: Insights from fNIRS Analysis},
author = {Tianyu Zhou and Yang Ye and Qi Zhu and William Vann and Jing Du},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.08255},
year = {2023}
}
备注
Submitted to Frontiers in Human Neuroscience