Si hay un sonido familiar cada vez que un voluntario prueba un dispositivo interactivo que utiliza estimulación muscular eléctrica, probablemente sea risa. Incluso para usuarios experimentados de la tecnología, la sensación de una máquina que controla su cuerpo se siente antinatural y extraña. Algo en la experiencia interrumpe el sentido de agencia de las personas, la sensación de tener el control de las acciones de uno, lo que podría interferir con el potencial de la tecnología para mejorar el aprendizaje y hacer que la realidad virtual sea más realista.

Como Asst. El profesor Pedro Lopes exploró los dispositivos a través de una lente de interfaz hombre-computadora, primero en su trabajo de doctorado en el Instituto Hasso Plattner en Alemania y ahora en la Universidad de Chicago, se interesó en saber si la agencia se puede medir, controlados o incluso restaurados durante el uso de dichos dispositivos. En dos artículos pioneros recientes, Lopes y colaboradores han seguido la pista de la agencia, utilizando de todo, desde máquinas de lanzamiento hasta escáneres cerebrales fMRI.

"Comenzamos haciendo la pregunta:¿La estimulación muscular eléctrica siempre tiene que sentirse tan antinatural, ¿O hay algo que podamos hacer para que se sienta más en sintonía con su propia voluntad? ", dijo Lopes." Creo que recién comenzamos a responder, pero hay infinitas formas de ver esto porque es una cuestión tan filosófica ".

La investigación sobre la agencia comenzó con una demostración simple realizada en una conferencia de 2018 por Jun Nishida, ahora investigador postdoctoral en la Universidad de Chicago:¿Podría la estimulación muscular eléctrica ayudar a las personas a atrapar un marcador dejado caer por otra persona a corta distancia?

Lo hizo, y como se esperaba, la mayoría de los voluntarios atribuyeron la acción a la máquina, no sus propios reflejos. Pero una pequeña minoría de participantes no estuvo de acuerdo, diciendo que la estimulación, conocido como EMS, no debe haber estado encendido porque atraparon el marcador sin ayuda.

Esos valores atípicos inspiraron un experimento en el que Lopes, Nishida y Shunichi Kasahara de Sony Computer Science Laboratories ajustan el momento en el que EMS activa a un usuario para realizar una tarea en particular, como presionar un botón en respuesta a un estímulo, o acciones más avanzadas como fotografiar una pelota de béisbol en movimiento rápido. Descubrieron que existe una ventana de tiempo en la que a los usuarios les resulta muy difícil distinguir entre sus propias acciones y las generadas por EMS.

"Si lo hacemos desde el principio, se sentirá muy artificial, porque haces algo completamente sobrehumano:golpeas una pelota mucho más rápido o agarras el bolígrafo muy temprano, "Dijo Lopes." Pero si hiciéramos la estimulación un poco antes, normalmente lo harías tú mismo, es posible que ni siquiera se dé cuenta de que se trataba de la estimulación muscular y no de usted. Sientes que lo hiciste ".

En ese estudio, A los sujetos se les preguntó verbalmente después de la tarea si sentían que lo hacían ellos mismos o si el dispositivo EMS los ayudaba. En un artículo reciente, Lopes fue más profundo escuchar directamente de los cerebros de los participantes si sintieron agencia midiendo su actividad eléctrica durante una tarea de realidad virtual.

En un entorno de realidad virtual, Se pidió a los usuarios que tocaran una caja virtual. Precisamente cuando sus dedos entraron en contacto con la caja virtual, recibieron retroalimentación visual, o imágenes acompañadas de vibraciones en la punta de sus dedos, o todo lo anterior acompañado también de estimulación muscular. Pero en cierto subconjunto de ensayos, que la retroalimentación era "incorrecta, "antes de que el usuario pareciera tocar el cuadro. Cuando se produjo esta discrepancia, Los investigadores vieron un cambio notable en la actividad eléctrica del cerebro, una señal neuronal de que la experiencia de la realidad virtual era menos realista.

"Tu cerebro tiene un detector bastante bueno para saber si sientes que estás ahí, ", Dijo Lopes." Es una especie de medición dinámica de cómo te sientes en esos mundos virtuales, aunque no tenga que informarlo ".

Ese proyecto coincidió con una colaboración simultánea entre Lopes y neurocientíficos de University College London y FU Berlin, que querían usar EMS y fMRI para buscar áreas del cerebro que distinguen entre el movimiento autogenerado y el generado externamente. La pregunta refleja la naturaleza selectiva del tacto, donde algunas sensaciones, como de tus dedos mientras buscas una moneda en tu bolsillo, puede ser extremadamente sensible mientras que otros, como el movimiento de los brazos hacia y desde el bolsillo, son prácticamente imperceptibles.

Lopes ayudó a diseñar un sistema en el que se pidió a los participantes de un escáner de resonancia magnética funcional que flexionaran el dedo medio con o sin la ayuda de EMS. recibir un estímulo táctil que simula tocar una superficie dura en la mitad de las pruebas. Esta configuración permitió a los investigadores separar los sistemas motor y sensorial del cerebro, y busque el área del cerebro que potencialmente sintoniza estas respuestas. Los datos apuntaban a una región llamada corteza insular posterior, que respondió fuertemente al tacto durante el movimiento autogenerado, pero no durante la estimulación EMS.

"Sugiere que en realidad hay un mecanismo asociado al tacto que verifica la agencia y regula estas entradas, lo que podría explicar por qué podemos cambiar tan rápidamente de una cosa a otra, si es de arriba hacia abajo, ", Dijo Lopes." Ese pequeño proceso parece saber lo que está pasando ".

Centrarse en esta área del cerebro y su actividad eléctrica podría guiar a los ingenieros a diseñar la próxima ola de dispositivos EMS. Monitorear la actividad cerebral de un usuario puede ayudar a los desarrolladores a saber, sin pedir, si una experiencia de realidad virtual se percibe como real, para que puedan ajustar el software en consecuencia. Mas ampliamente, preservar un sentido de agencia en el usuario podría hacer que el EMS sea más efectivo para enseñar a alguien cómo realizar una acción física, como mejorar un golpe de tenis o tocar un instrumento.

"Lo siguiente que intentamos ver es, utilizando estos tiempos precisos que lo ayudan a ser un poco más rápido pero que aún le brindan mucha agencia, ¿Influye esto en la forma en que aprendería con un sistema de este tipo? ", dijo Lopes." No lo mejoraría drásticamente, porque sabemos que si se trata de un gran cambio respecto a sus expectativas, no lo vas a creer. Estos cambios más pequeños pueden hacer que realmente sienta que está mejorando y darle muchas oportunidades de mejorar ".