Het ambiguïteitsprobleem

van de otolieten

Martijn Toll (technische natuurkunde TU/e)

Begeleiding: Jan van Gisbergen

Ronald Kaptein

Gerrit Kroesen (TU/e)

Inhoud

• Inleiding

• Modellen

• Resultaten simulatie

• Opzet experimenten

• Oriëntatie experimenten

• Translatie experimenten

• Vergelijking oriëntatie en translatie

• Conclusie

Inhoud

• Inleiding

• Modellen

• Resultaten simulatie

• Opzet experimenten

• Oriëntatie experimenten

• Translatie experimenten

• Vergelijking oriëntatie en translatie

• Conclusie

Inleiding

• Opmerkingen vorige pp

• Doel– Kwantificeren perceptuele

translatie– Onderzoeken verband perceptuele

translatie en oriëntatie fouten

Inleiding Sensoren

• Kanalen– Cupula komt terug door elasticiteit– Hoog doorlaat

• Otolieten

Inleiding Sensoren (2)

• Kanteling en versnelling zijn op otoliethaarcel niveau ononderscheidbaar

Inleiding (2)

• Basis van probleem:

Equivalentie principe ofwel ambiguïteitsprobleem

f = otolietsignaal

g = zwaartekracht

a = kracht tgv

versnelling

Inleiding SVV

• Subjective Visuele Verticaal

• Aubert effect

• Statisch

Inhoud

• Inleiding

• Modellen

• Resultaten simulatie

• Opzet experimenten

• Oriëntatie experimenten

• Translatie experimenten

• Vergelijking oriëntatie en translatie

• Conclusie

Model Mittelstaedt

• Mittelstaedt vector• SVV = G + M

Model Bos en Bles [2002]

Model Bos en Bles [2002] (2)

• τlp = τscc = 5 s• linksom• Translatie

– ω = 30o/s– ρ = 360o

ggfg ~ω

~~1~x

dt

d

Inhoud

• Inleiding

• Modellen

• Resultaten simulatie

• Opzet experimenten

• Oriëntatie experimenten

• Translatie experimenten

• Vergelijking oriëntatie en translatie

• Conclusie

Resultaten Simulatie Subjectieve rotatie

Resultaten Simulatie Oriëntatiefout

Resultaten Simulatie Translatiepercept

• Wereldcoordinaten

Inhoud

• Inleiding

• Modellen

• Resultaten simulatie

• Opzet experimenten

• Oriëntatie experimenten

• Translatie experimenten

• Vergelijking oriëntatie en translatie

• Conclusie

Opzet experimenten

• 30°/s

• Draaias tussen ogen

• 5 proefpersonen

• Dynamisch

• Orientatie– Lichtgevende lijn

• Translatie– Oogspoel

Inhoud

• Inleiding

• Modellen

• Resultaten simulatie

• Opzet experimenten

• Oriëntatie experimenten

• Translatie experimenten

• Vergelijking oriëntatie en translatie

• Conclusie

Methoden oriëntatie

• Bepalen van de dynamische oriëntatiefout (voor svv)

• Lichtgevende lijn

• Klok

Resultaten oriëntatie

• Subjectieve rotatie

• Subjectieve rotatie

Resultaten oriëntatie (2)

• Oriëntatiefout

Resultaten oriëntatie (3)

Oriëntatie

• Bij alle proefpersonen: oriëntatiefout (OF)– OF(ρ = 0o) = 0o

– OF(ρ = 360o) 0o

– OF(ρ = 720o) 0o

– OF(rondje 1) = OF(rondje2)

• Andere rotatiesnelheid, OF gelijk

• Komt niet overeen met voorspelling Bos en Bles

Inhoud

• Inleiding

• Modellen

• Resultaten simulatie

• Opzet experimenten

• Oriëntatie experimenten

• Translatie experimenten

• Vergelijking oriëntatie en translatie

• Conclusie

Methoden Translatie

• Bepalen translatie illusie

• Kijk naar herinnerd doel in de wereld

• Oogbeweging tegengesteld aan translatiepercept

• Oogspoel

• Controle

Resultaten translatie (wereldcoordinaten)

Taak: oog stil in wereld

Data: systematische oogbeweging

Oogbeweging zoals door Bos en Bles voorspeld

Resultaten translatie (2) (wereldcoordinaten)

Translatie

• Metingen per proefpersoon reproduceerbaar

• Verschillen onderling aanzienlijk

• Indien beschijving data met weggezakte as: plaats as 4 – 30 cm richting voeten

• Door Bos en Bles voorspelde krul te zien bij een aantal proefpersonen

Inhoud

• Inleiding

• Modellen

• Resultaten simulatie

• Opzet experimenten

• Oriëntatie experimenten

• Translatie experimenten

• Vergelijking oriëntatie en translatie

• Conclusie

Vergelijking oriëntatie en translatie

Gemeten

Max: 30 cm

Voorspelling Bos en Bles

Max. 200 m

Voorspelling mbv orientatie

Max. 200 m

Translatie en oriëntatie

• Grootte translatiepercept niet te vergelijken met voorspelling van Bos

• Ook met de gemeten oriëntatiefout translatie niet te voorspellen

Inhoud

• Inleiding

• Modellen

• Resultaten simulatie

• Opzet experimenten

• Oriëntatie experimenten

• Translatie experimenten

• Vergelijking oriëntatie en translatie

• Conclusie

Conclusie

• Translatiepercept te kwantificeren met gebruikte meetmethode

• Model Bos en Bles niet geschikt om oriëntatie of translatie mee te voorspellen

• Geen duidelijke overeenkomst oriëntatiefout en translatiepercept

Resultaten Orientatie (3)

• Oriëntatiefout

Resultaten translatie (3)(lichaamscoordinaten)

Centerled Onderled

Resultaten translatie (4)(lichaamscoordinaten)

Centerled Onderled

Resultaten Translatie (5)(lichaamscoordinaten, tijdplot)

Twee effecten – Achterlopen– pp kijkt te laag (richting voeten)

Resultaten Simulatie Oogbeweging

• Wereld coordinaten

Vergelijking oriëntatiefout met

translatie

PP 900 1800

OF TFh v OF TFh

v

MW 20 10 0 -40 17 12

JV 40 15 3 85 18 5

RK 15 10 2 -15 5 7

JG 40 0 17 170 15 20

DT 0 26 5 -70 20 40

Gem 23 29

Vergelijking oriëntatiefout met

translatieOrientatiefout (OF) en translatie-

illusie (TF) in graden.

PP 900 1800

OF TF OF TF

MW 20 10 -40 22

JV 40 15 85 19

RK 15 10 -15 9

JG 40 17 170 24

DT 0 28 -70 44

Gem 23 16 29 24

Vergelijking oriëntatiefout met

translatie (2)• RMS waarde van de

Orientatiefout en van het translatiepercept (in graden).

PP Orientatie Translatie

MW 7 13

JV 13 13

RK 5 8

JG 20 16

DT 6 32

Gem 10 16