触覚フィードバックを伴うロボットの手の錯覚：宇宙の身体部分の表現への視覚触覚および視覚運動入力の相対的な寄与を解明する

ゴム製の手の錯覚は、参加者が現実および人工四肢への視覚触覚刺激を同期することにより、自分の体の一部としてゴムの手を体験する現象を表します。最近導入されたロボットハンドイリュージョン（Robhi）では、同期視覚運動情報の統合により、ロボットハンドが身体の表現に組み込まれています。ただし、これまでのところ、この情報を単独で適用する実験設計では検出できないメカニズムを解明することが予想される、視覚能と視覚運動のフィードバックを組み合わせたセットアップはありません。センサーグローブで制御され、圧力センサーを装備したロボットハンドを開発し、モーターフィードバック（MF）および触覚フィードバック（TF）の同期を体系的かつ個別に変化させました。実験1では、ボールグラスのタスクを実装し、身体座標の空間キャリブレーションの行動尺度として、およびアンケートによる明示的な具体化経験として、自分の手の知覚された固有受容ドリフトを評価しました。結果は、固有受容ドリフトデータのMFとTFの両方の重要な主効果を明らかにしましたが、知覚された実施形態に対するMFの主効果のみが観察されました。さらに、固有受容性ドリフトの場合、ある因子の同期フィードバックが他の要因の非同期フィードバックを補うことがわかりました。ナイーブな参加者の新しいサンプルを含む実験2では、MFおよび/またはTFの有無を操作する単峰性条件を追加することにより、この発見をさらに調査しました。これらの発見は、実験1の結果を再現し、さらに両方の要因の存在によって引き起こされる空間的身体表現に対する夕食とアドディティブの多感覚効果の証拠をさらに発見しました。意識的な身体知覚の結果は、両方の実験であまり一貫していませんでした。調査結果は、感覚と運動の入力が、多感覚強化効果の影響を受ける空間体座標の表現に等しく寄与することを示しています。結果は、ループ内の人間のアプローチの可能性の概要を示しており、ロボット補綴物の将来の設計などの臨床応用に重要な意味を持つ可能性があります。

The rubber hand illusion describes a phenomenon in which participants experience a rubber hand as being part of their body by the synchronous application of visuotactile stimulation to the real and the artificial limb. In the recently introduced robotic hand illusion (RobHI), a robotic hand is incorporated into one's body representation due to the integration of synchronous visuomotor information. However, there are no setups so far that combine visuotactile and visuomotor feedback, which is expected to unravel mechanisms that cannot be detected in experimental designs applying this information in isolation. We developed a robotic hand, controlled by a sensor glove and equipped with pressure sensors, and varied systematically and separately the synchrony for motor feedback (MF) and tactile feedback (TF). In Experiment 1, we implemented a ball-grasping task and assessed the perceived proprioceptive drift of one's own hand as a behavioral measure of the spatial calibration of body coordinates as well as explicit embodiment experiences by a questionnaire. Results revealed significant main effects of both MF and TF for proprioceptive drift data, but we only observed main effects for MF on perceived embodiment. Furthermore, for the proprioceptive drift we found that synchronous feedback in one factor compensates for asynchronous feedback in the other. In Experiment 2, including a new sample of naïve participants, we further explored this finding by adding unimodal conditions, in which we manipulated the presence or absence of MF and/or TF. These findings replicated the results from Experiment 1 and we further found evidence for a supper-additive multisensory effect on spatial body representation caused by the presence of both factors. Results on conscious body perception were less consistent across both experiments. The findings indicate that sensory and motor input equally contribute to the representation of spatial body coordinates which for their part are subject to multisensory enhancing effects. The results outline the potential of human-in-the-loop approaches and might have important implications for clinical applications such as for the future design of robotic prostheses.