Les techniciens de Vanderbilt développent la réalité virtuelle pilotant l'environnement pour aider des adolescents avec le CIA

Les astronautes et les pilotes les emploient. Faites ainsi les chauffeurs de camion et les pilotes de voiture de course de Formule 1.

Il y a maintenant un simulateur de réalité virtuelle particulièrement conçu pour aider des adolescents avec le trouble de spectre d'autisme, ou le CIA, apprennent comment piloter.

Selon les estimations actuelles, une dans chaque 68 enfants aux Etats-Unis a le CIA. On le considère toute la vie un diagnostic. Il y a beaucoup de différences individuelles dans la nature et la gravité du trouble, mais il se compose généralement des handicaps dans le social et des techniques de communication combinées avec des comportements rigides et répétitifs.

Comme résultat, on estime que la demande de règlement du CIA chez les enfants additionne $61 milliards à la facturation de santé nationale annuellement et pour additionner encore $175 milliards que le coût de traiter des adultes additionne.

« Pendant les dernières 15 années, il y a eu un tel accent, un accent si approprié, sur l'identification précoce et le traitement précoce des enfants avec le CIA, » a dit Amy Weitlauf, un psychologue qui se spécialise dans l'autisme. « Bien, maintenant plusieurs de ces enfants sont des adolescents et des adultes, ainsi nous avons commencé à travailler à leur fournir le support qu'elles doivent devenir les adultes indépendants. Et un de ceux des qualifications de durée de clavette pour l'indépendance est, pour beaucoup de gens, la capacité de piloter. »

Les études indiquent qu'environ 30 pour cent d'adolescents avec l'entraînement de CIA ou veulent piloter. C'est pourquoi Weitlauf, qui est un professeur adjoint de la pédiatrie au centre médical d'université de Vanderbilt et de la partie du centre de Kennedy d'université de Vanderbilt, collabore avec une équipe des techniciens de Vanderbilt pour développer une réalité virtuelle adaptative spéciale pilotant l'environnement pour des personnes avec le CIA. Bien qu'il n'y ait aucune demande de règlement reçue pour le CIA, là élève la convention que les interventions comportementales et éducatives personnalisées peuvent avoir un choc positif les durées de ces personnes et de leurs familles, il a expliqué.

Il y a un certain nombre de simulateurs pilotants disponibles sur le marché procurables, mais aucun n'a les capacités établies dans l'architecture pilotante adaptative d'intervention de Vanderbilt VR (VADIA). Non seulement est-elle particulièrement conçue pour enseigner à des adolescents avec le CIA les principes de base de la route, mais VADIA recueille également des informations au sujet des façons uniques qu'ils réagissent à piloter des situations. Ceci permettra au système de modifier piloter des scénarios avec des divers niveaux de difficulté pour fournir à des usagers la formation qu'ils ont besoin tout en les maintenant occupés dans le procédé. Éventuel, il peut également les personnes d'écran d'aide dont les déficits sont trop sévères pour piloter en toute sécurité.

« Un certain nombre « personnes de fonctionnement de haut de » avec le CIA conduisent et les études ont prouvé que quand elles apprennent elles tendent à assurer des genres des erreurs plus souvent que d'autres gestionnaires de début. Ainsi comment vous les formez est très important, » a dit Nilanjan Sarkar, professeur de l'industrie mécanique et directeur du laboratoire de robotique et d'Autonomous System. Il se dirige vers le haut du projet, qui est décrit en détail dans un article publié en ligne dans les transactions sur les systèmes intelligents interactifs.

L'installation de recherches se compose d'un positionnement de position, d'un volant, d'un frein et des accélérateurs automobiles automobile devant un étalage de grand, plat écran sur une table hauteur-réglable. La boîte noire se reposant directement en dessous de l'écran est un oeil-dispositif de poursuite qui maintient où le gestionnaire examine.

Les participants mettent un écouteur contenant les électrodes que qui indiquent l'activité électrique de leur cerveau (EEG) et elles sont accrochées jusqu'à un choix de détecteurs physiologiques qui enregistrent l'activité électrique des muscles du gestionnaire (EMG), l'activité électrique du coeur (ECG), le réflexe psychogalvanique, la pression sanguine, la température de peau et la respiration. La surveillance élaborée permet aux chercheurs de déterminer si le gestionnaire est employé ou alésé par la simulation.

Le simulateur dépeint une ville avec quatre districts différents - du centre, résidentiels, industriels et arborescents - qui est baguée par une autoroute. Il est programmé avec quatre types fondamentaux de piloter des scénarios : rotation, fusionnement, vitesse et lois. Les scénarios de vitesse concernent ceux qui exigent du gestionnaire de changer leur vitesse, telle qu'écrire ou laisser des zones d'école, des centres d'entretien de rue et des changements de la vitesse limite postée. Les scénarios de lois concernent obéir la signalisation, telle que l'arrêt et la puissance.

Le logiciel comprend un certain nombre de facteurs qui peuvent être changés pour augmenter ou diminuer le degré de difficulté impliqué. Il peut varier la vitesse et agressivité des véhicules autonomes que le gestionnaire rencontre. Elle peut varier des conditions atmosphériques d'ensoleillé, d'obscurci et de pluvieux. Elle peut également modifier la réactivité de la pédale de freinage, de l'accélérateur et du volant pour imiter l'effet du revêtement glissant ou sec.

Le système est conçu pour donner à des gestionnaires la réaction immédiate quand ils effectuent des erreurs. En son fondamental, le mode de rendement, le simulateur réagit quand le gestionnaire effectue une erreur de rendement telle que dépasser la vitesse limite ou ne pas s'arrêter à un feu rouge. La simulation s'arrête et un message texte est affiché à l'écran et répété audible qui explique l'erreur et les opérations correctives le gestionnaire peut prendre pour l'éviter.

En son deuxième mode, le simulateur réagit non seulement aux erreurs de rendement, mais il réagit également quand le gestionnaire ne prête pas l'attention aux éléments importants dans la scène, telle que l'arrêt signe, d'autres véhicules et piétons. Ces objectifs sont marqués dans l'ordinateur et si le dispositif de poursuite d'oeil détermine que le gestionnaire n'a pas regardé un tel objectif pendant une période les chercheurs ont déterminé comme adéquat, la simulation arrête et publie un message d'erreur explicatif.

« Un de nos résultats préliminaires est que les adolescents l'aiment réellement, » a dit Sarkar.

« Ce serait réellement un bon aide de enseignement pour piloter, sans aucun doute, » la personne de 16 ans confirmée Brandon Roberson, un adolescent avec le syndrome d'Asperger qui avait participé aux études. Il a la laiss de son étudiant et la voudrait piloter seul. « Sortant et faisante ce que je veux faire est quelque chose que je n'ai jamais pue faire parce que je n'ai pas pu piloter. »

Une étude préliminaire avec 20 adolescents a vieilli 13 à 18 diagnostiqués avec le CIA ont confirmé l'évaluation de Roberson. Les participants ont été divisés en deux groupes. La moitié ont été vérifiées en mode de rendement et la moitié ont été vérifiées en mode d'imprévu de regard fixe. Après six, 45 séances mn, les deux groupes ont montré des améliorations dans le rendement. Vers la fin du test, elles complétaient différents essais pilotants plus rapidement et effectuaient moins erreurs.

« Naturellement, nous devrons prouver que ces améliorations reporteront dans la vie réelle, mais nous avons des bonnes raisons de penser qu'il, » avons dit Sarkar.

Dans une deuxième étude, décrite dans un papier soumise à la recherche dans des troubles de spectre d'autisme, les chercheurs ont commencé à employer VADIA pour recenser des différences critiques dans la façon dont les adolescents avec le CIA réagissent à piloter des situations comparées aux adolescents se développants type.

Les participants ont inclus l'âge 14 et genre-ont apparié des adolescents : sept adolescents et sept se développants typique diagnostiqués avec le CIA. Les participants étaient donnés une gamme des tâches conçues pour les contester sur des qualifications pilotantes spécifiques et pour évaluer où ils examinaient tout en les exécutant. Ceux-ci ont été divisés en trois niveaux différents de difficulté utilisant des facteurs tels que le numéro des véhicules sur la route, le degré d'agression de gestionnaire et la vitesse des véhicules simulés et des différentes conditions atmosphériques.

« Nous avons constaté que les participants avec le CIA ont remarqué plus d'erreurs pilotantes que les adolescents typiques, » avons dit l'associé Joshua Wade de recherches qui a entrepris les études. « Elles ont eu des problèmes particuliers avec des tâches liées à la rotation, les la plupart dont impliqué un feu de signalisation. » Quand il a vérifié plus plus loin, Wade a déterminé que les gestionnaires avec le CIA ont tendu à effectuer des erreurs quand ils ont passé des périodes anormalement longues regardant la lumière.

Les chercheurs ont également trouvé des différences important dans les configurations grandes du regard fixe entre les deux groupes. Les participants avec le CIA ont tendu à examiner légèrement plus élevés et légèrement plus au côté droit que les participants typiques : une conclusion compatible avec les résultats d'une étude précédente. Ils ont également constaté que les participants typiques ont passé plus de temps regardant la route juste devant le véhicule et le haut de l'écran.

« Ces différences dans des configurations de regard fixe sont assimilées aux différences que d'autres études ont trouvées entre le débutant et les gestionnaires expérimentés. Nous avons également constaté que les gestionnaires avec le CIA ont tendu à fixer leur regard fixe sur différents objectifs, comme des feux de signalisation, pendant de plus longs laps de temps que les contrôles. C'est également compatible avec les différences qui ont été vues entre le débutant et les gestionnaires expérimentés, » Wade a dit.

Les techniciens avaient également vérifié la batterie des biocapteurs qu'ils mettent sur leurs sujets. Les tests qu'ils ont exécutés indiquent qu'ils peuvent mesurer le degré d'engagement que les gestionnaires remarquent avec une exactitude d'environ 80 pour cent.

C'est assez bon ainsi les chercheurs peuvent commencer à rendre les sessions de formation interactives.

Ils ont développé 144 « essais » différents avec des divers niveaux de difficulté. Ils programment le système ainsi, s'il détecte qu'un participant a un haut niveau d'engagement, alors il augmentera la difficulté du prochain essai pour le maintenir de l'obtention alésé.

Cependant, si le niveau du participant de l'engagement commence à tomber alors il sélectera un essai plus facile afin de le maintenir de l'obtention trop frustré. De cette fa4con, ils espèrent optimiser l'expérience pour chacun individuel. Leurs tests préliminaires indiquent que cette approche peut améliorer le régime auquel les participants apprennent mais, le test complémentaire est exigé pour confirmer cette conclusion.

« Si cette approche fonctionne, elle pourrait aider un grand nombre de jeunes gens avec le CIA à aller bien aux adultes indépendants et productifs tout en de manière significative réduisant les coûts de la santé du pays, » a dit Sarkar.

Source:

Vanderbilt University