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Percepción háptica

Percepción háptica ( griego : haptόs "palpable", haptikόs "apto para el tacto") significa literalmente la capacidad de "captar algo". La percepción en este caso se logra mediante la exploración activa de superficies y objetos por parte de un sujeto en movimiento, a diferencia del contacto pasivo de un sujeto estático durante la percepción táctil . [1]

Historia

El término háptik fue acuñado por el psicólogo alemán Max Dessoir en 1892, al sugerir un nombre para la investigación académica sobre el sentido del tacto al estilo de "acústica" y "óptica". [2] [3]

Gibson (1966) [4] definió el sistema háptico como "[l]a sensibilidad del individuo al mundo adyacente a su cuerpo mediante el uso de su cuerpo". Gibson y otros enfatizaron aún más lo que Weber había descubierto en 1851: la estrecha interdependencia entre la percepción háptica y el movimiento corporal, y que la percepción háptica es exploración activa. [ cita necesaria ]

El concepto de percepción háptica está relacionado con el concepto de propiocepción fisiológica extendida , según el cual cuando se utiliza una herramienta como un palo, la experiencia perceptiva se transfiere de forma transparente al extremo de la herramienta. [5]

La percepción háptica se basa en las fuerzas experimentadas durante el tacto. [6] Esta investigación permite la creación de formas hápticas "virtuales" e ilusorias con diferentes cualidades percibidas, [7] lo que tiene una clara aplicación en la tecnología háptica . [8]

Procedimientos exploratorios

Las personas pueden identificar objetos tridimensionales de forma rápida y precisa mediante el tacto. [9] Lo hacen mediante el uso de procedimientos exploratorios, como mover los dedos sobre la superficie exterior del objeto o sostener todo el objeto en la mano. [10]

Hasta el momento se han identificado los siguientes procedimientos exploratorios:

  1. movimiento lateral
  2. Presión
  3. Recinto
  4. Seguimiento del contorno

Las propiedades del objeto o sujeto recopiladas así son el tamaño, el peso, el contorno, las características de la superficie y del material, la consistencia y la temperatura. Junto con el desarrollo de sensores táctiles, también se han dedicado algunos trabajos al desarrollo del comportamiento exploratorio en robots. [11]

Banda muerta perceptual

La banda muerta perceptual es una región que captura las limitaciones perceptuales de la percepción humana. [12] La fracción de Weber [1] y la constante de pasos a nivel [13] se emplean para definir la banda muerta perceptual para el estímulo de fuerza háptica. La banda muerta tiene una aplicación importante en el diseño de mecanismos de muestreo perceptivamente adaptativos para la compresión de datos hápticos, [14] que se requiere para transmitir datos hápticos a través de una red de comunicación.

Hay muchos factores que afectan las posibles formas de la banda muerta perceptiva, por ejemplo:

  1. Tasa de cambio del estímulo de fuerza: [15] La fracción de Weber o los pasos a nivel disminuyen constantemente para un cambio más rápido en el estímulo de fuerza.
  2. Resolución temporal: [16] Se define como el espacio de tiempo mínimo requerido para percibir dos muestras de fuerza consecutivas.
  3. Sensibilidad direccional: [17] El estudio afirma que la fracción de Weber es función únicamente de la magnitud de la fuerza, no de la dirección.
  4. Tarea que se realiza: discriminativa o comparativa [12] Un usuario es más sensible al realizar una tarea comparativa que una tarea discriminativa. Esto se debe a que en la tarea comparativa uno tiene que percibir cambios sólo en una dirección. Todo esto significa que la banda muerta perceptual es función de la tarea a realizar.

Deficiencias de la sensibilidad háptica.

La sensibilidad háptica puede verse afectada por multitud de enfermedades y trastornos, predominantemente relacionados con lesiones de la piel (incisiones, quemaduras, etc.) y lesiones nerviosas (por lesiones o problemas de circulación ). Además, la pérdida de sensibilidad ( neuropatía ) puede ser causada por factores metabólicos , tóxicos y/o inmunológicos . Ejemplos de afecciones médicas que pueden causar neuropatías son la diabetes mellitus , la enfermedad renal crónica , la disfunción tiroidea (hipertiroidismo e hipotiroidismo ), así como la hepatitis , la cirrosis hepática y la dependencia del alcohol . El autismo , el trastorno del procesamiento sensorial , etc. también pueden afectar la sensibilidad háptica.

Interfaz exoesquelética Exo-Skin Soft Haptic

La pérdida del sentido del tacto es un déficit catastrófico que puede afectar la marcha y otras acciones hábiles como sostener objetos o utilizar herramientas.

Terapia háptica

Los entornos inmersivos pueden recrear la sensación de interacción háptica. [18] Los guantes exoesqueléticos, como la interfaz exoesquelética Exo-Skin Soft Haptic, desarrollada en la Universidad de Drexel , se pueden programar para llevar a un paciente a través de un programa de ejercicios de fisioterapia para volver a entrenar los músculos y los sentidos. [19]

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Weber, EH (1851). Die Lehre vom Tastsinne und Gemeingefühle auf Versuche gegründet . Friedrich Vieweg y Sohn.
  2. ^ Dessoir, M. (1892). Über den Hautsinn . Arco. F. anat. Ud. Fisiol., Fisiol. Abt., 175–339.
  3. ^ Grunwald, M. y John, M. (2008). Pioneros alemanes en la investigación de la percepción háptica humana. En M. Grunwald (Ed.), Human Haptic Perception (págs. 15-39). Basilea, Boston, Berlín: Birkhäuser.
  4. ^ Gibson, JJ (1966). Los sentidos considerados como sistemas perceptivos . Boston: Houghton Mifflin. ISBN 0-313-23961-4.
  5. ^ "PROPRIOCEPCIÓN | Fundación 7 Sentidos" . Consultado el 14 de febrero de 2019 .
  6. ^ "Robles-De-La-Torre & Hayward. La fuerza puede superar la geometría del objeto en la percepción de la forma a través del tacto activo. Naturaleza 412 (6845): 445-8 (2001)" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 3 de octubre de 2006 . Consultado el 2 de junio de 2008 .
  7. ^ "La vanguardia de la háptica"
  8. ^ Robles-De-La-Torre G. Principios de percepción háptica en entornos virtuales. En Grunwald M (Ed.), Human Haptic Perception, Birkhäuser Verlag, 2008. Archivado el 26 de julio de 2011 en Wayback Machine.
  9. ^ Klatzky RL, Lederman SJ, Metzger VA (1985). "Identificar objetos mediante el tacto: un" sistema experto. Percepción y Psicofísica . 37 (4): 299–302. doi : 10.3758/BF03211351 . PMID  4034346.
  10. ^ Lederman SJ, Klatzky RL (1987). "Movimientos de la mano: una ventana al reconocimiento háptico de objetos". Psicología cognitiva . 19 (3): 342–368. doi :10.1016/0010-0285(87)90008-9. PMID  3608405. S2CID  3157751.
  11. ^ Fleer, S.; Moringen, A.; Klatzky, RL; Ritter, H. (2020). "Aprendiendo a explorar formas hápticas eficientes con una matriz de sensores táctiles rígidos". MÁS UNO . 15 (1): e0226880. arXiv : 1902.07501 . Código Bib : 2020PLoSO..1526880F. doi : 10.1371/journal.pone.0226880 . PMC 6940144 . PMID  31896135. 
  12. ^ ab Chaudhuri, Subhasis, autor. (09/11/2017). Percepción cinestésica: un enfoque de aprendizaje automático . ISBN 978-981-10-6691-7. OCLC  1002015744. {{cite book}}: |last=tiene nombre genérico ( ayuda )Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  13. ^ Bhardwaj, Amit; Chaudhuri, Subhasis; Dabeer, Onkar (8 de diciembre de 2014). "Diseño y análisis de muestreo predictivo de señales hápticas". Transacciones ACM sobre percepción aplicada . 11 (4): 1–20. doi :10.1145/2670533. ISSN  1544-3558. S2CID  18524110.
  14. ^ Steinbach, E.; Strese, M.; Eid, M.; Liu, X.; Bhardwaj, A.; Liu, Q.; Al-Ja'afreh, M.; Mahmoodi, T.; Hassen, R.; Saddik, A. El; Holanda, O. (febrero de 2019). "Códecs hápticos para Internet táctil". Actas del IEEE . 107 (2): 447–470. doi :10.1109/JPROC.2018.2867835. ISSN  1558-2256. S2CID  52541254.
  15. ^ Bhardwaj, Amit; Chaudhuri, Subhasis (2014), "¿Depende la diferencia apenas perceptible de la tasa de cambio del estímulo de la fuerza cinestésica?", Hápticos: neurociencia, dispositivos, modelado y aplicaciones , Springer Berlin Heidelberg, págs. 40–47, doi :10.1007/ 978-3-662-44193-0_6, ISBN 978-3-662-44192-3
  16. ^ Bhardwaj, Amit; Chaudhuri, Subhasis (junio de 2015). "Estimación de la resolubilidad de la respuesta del usuario en la percepción cinestésica de discontinuidades de salto". Conferencia Mundial de Hápticos (WHC) del IEEE 2015 . IEEE. págs. 482–487. doi :10.1109/whc.2015.7177758. ISBN 978-1-4799-6624-0. S2CID  756663.
  17. ^ Chaudhuri, Subhasis; Bhardwaj, Amit (27 de octubre de 2017), "Análisis de la zona muerta de la percepción cinestésica 2-D", Estudios de inteligencia computacional , Springer Singapur, págs. 55–68, doi :10.1007/978-981-10-6692-4_4, ISBN 978-981-10-6691-7
  18. ^ Koerner, Michael; Espera, Eric; Invierno, Marcos; Björnsson, Chris; Kokovay, Erzsébet; Wang, Yue; Goderie, Susan K.; Templo, Sally; Cohen, Andrew R. (agosto de 2014). "Interfaz multisensorial para volúmenes de imágenes de células madre 5D". 2014 36ª Conferencia Internacional Anual de la Sociedad de Ingeniería en Medicina y Biología IEEE . vol. 2014. págs. 1178-1181. doi :10.1109/EMBC.2014.6943806. ISBN 978-1-4244-7929-0. PMC  4321857 . PMID  25570174.
  19. ^ Koerner, M.; Fedorczyk, J.; Cohen, A.; Dion, G. "Diseño e implementación del exoesqueleto robótico de rehabilitación Exo - Skin Soft" (PDF) . Universidad de Drexel . Consultado el 10 de mayo de 2017 .

Otras lecturas