Учёные выяснили, с какой скоростью должен двигаться протез руки, чтобы ощущаться «своим»

По мере распространения протезов рук с искусственным интеллектом становится важным понимать, как люди на них реагируют. Принятие устройства зависит не только от его функциональности, но и от того, насколько естественно оно ощущается. Исследователи из Технологического университета Тоёхаси использовали виртуальную реальность, чтобы создать иллюзию замены собственной руки участника на роботизированный протез, и проверили, как разная скорость движения влияет на ощущение воплощения (embodiment).

Результаты, опубликованные в журнале Scientific Reports, показали чёткую закономерность. Когда протез двигался слишком быстро или слишком медленно, участники чувствовали меньшую связь с ним и оценивали его как менее удобный. Однако когда рука двигалась в умеренном темпе, схожем с естественным движением человека при дотягивании (около одной секунды на выполнение действия), участники сообщали о самом сильном ощущении, что рука является частью их собственного тела.

В виртуальной среде участники видели аватар, чьё левое предплечье было заменено протезом. Их просили выполнить задачу по дотягиванию, в то время как виртуальная протезная рука двигалась самостоятельно к цели. Длительность каждого движения варьировалась в шести разных скоростях (от 125 мс до 4 с).

Ключевые выводы:

• При умеренной скорости (длительность движения 1 с) оценки чувства собственности над телом, ощущения агентства (управления) и удобства использования были наивысшими.
• В самых быстрых (125 мс) и самых медленных (4 с) условиях эти оценки значительно падали.
• Участники считали руку более компетентной при умеренной и слегка повышенной скорости, в то время как дискомфорт достигал пика в самом быстром условии.

Простое увеличение скорости протеза руки не делает его лучше. Соответствие времени естественному человеческому движению оказывается гораздо важнее для того, чтобы пользователи почувствовали, что устройство действительно принадлежит им.

Эти данные указывают, что будущие протезы с ИИ должны учитывать человеко-совместимые временные параметры, а не только скорость. Импланты, экзоскелеты и другие носимые роботы также могут выиграть от движений, имитирующих естественный человеческий ритм. Исследователи также планируют изучить, как длительное использование меняет восприятие.