虚拟现实（VR）中的运动是VR应用的重要组成部分。许多科学家正在以不同的变化来丰富社区，从而在VR中进行运动。一些最有前途的方法是基于手势的，不需要其他手持硬件。最近的工作主要集中在不同的运动技术的用户偏好和性能上。这忽略了在探索新方法时用户经历的学习效果。在这项工作中，可以调查用户是否可以迅速适应VR中基于手势的运动系统。参与者实施和测试了四种不同的运动技术。本文的目的是双重的：首先，它旨在鼓励研究人员考虑他们的研究中的学习效果。其次，本研究旨在洞悉用户在基于手势的系统中的学习效果。
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天然用户界面正在上升。用于增强，虚拟和混合现实头架显示器的制造商正在越来越多地将新传感器整合到消费级产品中，从而允许没有其他硬件的手势识别。这为虚拟环境中的裸互动提供了新的可能性。这项工作提出了一种手势创作工具，用于特定对象的抓取手势，允许在现实世界中抓取虚拟对象。提出的解决方案使用模板匹配以进行手势识别，并且不需要技术知识来设计和创建定制的手势。在用户研究中，将提出的方法与捏合手势和控制虚拟对象的控制器进行了比较。根据准确性，任务完成时间，可用性和自然性比较不同的抓握技术。该研究表明，用所提出的方法创建的手势被用户视为比其他方法更自然的输入方式。
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在本文中，我们介绍了基于差异驱动器快照机器人和模拟的用户研究的基于倾斜的控制的实现，目的是将相同的功能带入真正的远程介绍机器人。参与者使用平衡板来控制机器人，并通过头部安装的显示器查看了虚拟环境。使用平衡板作为控制装置的主要动机源于虚拟现实（VR）疾病；即使是您自己的身体与屏幕上看到的动作相匹配的小动作也降低了视力和前庭器官之间的感觉冲突，这是大多数关于VR疾病发作的理论的核心。为了检验平衡委员会作为控制方法的假设比使用操纵杆要少可恶意，我们设计了一个用户研究（n = 32，15名女性），参与者在虚拟环境中驾驶模拟差异驱动器机器人， Nintendo Wii平衡板或操纵杆。但是，我们的预注册的主要假设不得到支持。操纵杆并没有使参与者引起更多的VR疾病，而委员会在统计学上的主观和客观性上都更加难以使用。分析开放式问题表明这些结果可能是有联系的，这意味着使用的困难似乎会影响疾病。即使在测试之前的无限训练时间也没有像熟悉的操纵杆那样容易使用。因此，使董事会更易于使用是启用其潜力的关键。我们为这个目标提供了一些可能性。
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将触觉反馈从指尖转移到手腕上的重新定位被认为是使与混合现实虚拟环境的触觉相互作用的一种方式，同时使手指免费完成其他任务。我们介绍了一对腕触觉触觉设备以及一个虚拟环境，以研究手指和触觉者之间的各种映射如何影响任务性能。腕部呈现的触觉反馈反映了由食指和拇指控制的虚拟物体和虚拟化头像之间发生的相互作用。我们进行了一项用户研究，比较了四个不同的手指触觉反馈映射和一个无反馈条件作为对照。我们评估了用户通过任务完成时间的指标，手指和虚拟立方体的路径长度以及在指尖处的正常和剪切力的大小来评估了用户执行简单的选择任务的能力。我们发现多次映射是有效的，并且当视觉提示受到限制时会产生更大的影响。我们讨论了方法的局限性，并描述了朝着腕部磨损设备进行多重自由度触觉渲染的下一步步骤，以改善虚拟环境中的任务性能。
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在线众包平台使对算法输出进行评估变得容易，并提出诸如“哪个图像更好，A或B？”之类的问题的调查，在视觉和图形研究论文中的这些“用户研究”的扩散导致了增加匆忙进行的研究充其量是草率且无知的，并且可能有害和误导。我们认为，在计算机视觉和图形论文中的用户研究的设计和报告需要更多关注。为了提高从业者的知识并提高用户研究的可信度和可复制性，我们提供了用户体验研究（UXR），人类计算机互动（HCI）和相关领域的方法论的概述。我们讨论了目前在计算机视觉和图形研究中未利用的基础用户研究方法（例如，需要调查），但可以为研究项目提供宝贵的指导。我们为有兴趣探索其他UXR方法的读者提供了进一步的指导。最后，我们描述了研究界的更广泛的开放问题和建议。我们鼓励作者和审稿人都认识到，并非每项研究贡献都需要用户研究，而且根本没有研究比不小心进行的研究更好。
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本文考虑了使用户能够修改远程介绍机器人的路径的问题。该机器人能够自动导航到用户预定的目标，但是用户可能仍然希望修改路径，例如，远离其他人，或者更靠近她想在途中看到的地标。我们提出了人类影响的动态窗口方法（HI-DWA），这是一种基于动态窗口方法（DWA）的远程置换机器人的共享控制方法，该方法允许用户影响给予机器人的控制输入。为了验证所提出的方法，我们在虚拟现实（VR）中进行了用户研究（n = 32），以将HI-DWA与自主导航和手动控制之间的切换进行比较，以控制在虚拟环境中移动的模拟远程机器人。结果表明，用户使用HI-DWA控制器更快地实现了目标，并发现更容易使用。两种方法之间的偏好平均分配。定性分析表明，首选两种模式之间切换的参与者的主要原因是控制感。我们还分析了不同输入方法，操纵杆和手势，对偏好和感知工作量的影响。
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增强现实（AR）透明视觉是一个有趣的研究主题，因为它使用户能够通过墙壁看到并查看被遮挡的对象。大多数现有研究的重点是透明视觉的视觉效果，而相互作用方法的研究较少。但是，我们认为，使用常见的互动方式，例如，空中点击和语音，可能不是控制透明视觉的最佳方法。这是因为当我们想浏览某些东西时，它与我们的目光深度/狂热有关，因此应由眼睛自然控制。遵循这个想法，本文提出了一种新颖的目光控制（GVC）AR中的透明视觉技术。由于需要凝视深度，因此我们使用两个红外摄像机和相应的算法构建了一个凝视跟踪模块，然后将其组装到Microsoft Hololens 2中，以实现凝视深度估计。然后，我们提出了两种不同的GVC模式，以供透明视觉拟合不同的情况。广泛的实验结果表明，我们的凝视深度估计是有效而准确的。通过与常规互动方式进行比较，我们的GVC技术在效率方面也很出色，用户更喜欢。最后，我们提出了凝视控制的透明视觉的四个示例应用。
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我们在动态环境中跟踪多个物体的能力使我们能够执行日常任务，例如驾驶，运动运动和在拥挤的购物中心行走。尽管有关多个对象跟踪（MOT）任务的三十年文献，但基本和交织的神经机制仍然知之甚少。在这里，我们研究了脑电图（EEG）神经相关性及其在3D-MOT任务的三个阶段的变化，即识别，跟踪和回忆。我们记录了24名参与者的脑电图活动，而他们执行了3D-MOT任务，其中有1、2或3个目标，其中一些试验被横向进行，有些则没有。我们观察到从跟踪到回忆时，集中注意力与工作记忆过程之间似乎是一种交接。我们的发现表明，在跟踪过程中，从额叶区域的三角洲和theta频率有很强的抑制作用，随后在召回过程中对这些相同频率的激活强烈（重新）激活。我们的结果还显示了在识别阶段和召回阶段的对侧延迟活性（CDA），但在跟踪过程中没有。
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反复出现或持续的尴尬身体姿势是与工作相关的肌肉骨骼疾病（MSD）发展最常见的危险因素之一。为了防止工人采用有害配置，也可以指导他们朝着更符合人体工程学的配置，可穿戴触觉设备可能是理想的解决方案。在本文中，在肢体姿势校正环境中评估了一个称为Ergotac的纤维ac式单元，称为袖口和称为袖口的滑动单元。使用定量与任务相关的指标和主观定量评估，比较了在十二个健康受试者中比较了他们提供单关节（肩膀或膝盖）和多关节（肩膀和膝盖）指导的能力。还建立了一个集成的环境，以简化参与传感器和反馈系统之间的沟通和数据共享。结果显示出两种设备的良好可接受性和直觉。 Ergotac似乎是肩膀的合适反馈装置，而袖口可能是膝盖的有效解决方案。这项比较研究虽然是初步的，但却是对两种设备进行有效全身姿势校正的潜在整合的促进，目的是开发反馈和辅助设备，以提高工人对危险工作条件的认识，从而防止MSD。
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体育活动对于健康和福祉很重要，但只有很少的人满足世界卫生组织的体育活动标准。机器人运动教练的开发可以帮助增加训练的可及性和动力。用户的接受和信任对于成功实施这种辅助机器人至关重要。这可能会受到机器人系统和机器人性能的透明度的影响，尤其是其失败。该研究对与任务，人，机器人和相互作用（T-HRI）相关的透明度水平进行了初步研究，并进行了相应调整的机器人行为。在一部分实验中，机器人性能失败允许分析与故障有关的T-HRI水平的影响。在机器人性能中遇到失败的参与者表现出比没有经历这种失败的人的接受程度和信任水平要低。此外，T-HRI级别和参与者群体之间的接受度量存在差异，这暗示了未来研究的几个方向。
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在这项工作中，我们通过混合现实（MR）应用中的视频传球来探讨自幻想的创建。我们介绍了我们的端到端系统，包括：在商业头部安装显示器（HMD）上进行自定义MR视频通行证实现，我们基于深度学习的实时egpocentric身体细分算法以及我们优化的卸载体系结构，以交流使用HMD分割服务器。为了验证这项技术，我们设计了一种身临其境的VR体验，用户必须在活跃的火山火山口中穿过狭窄的瓷砖路径。这项研究是在三个身体表示条件下进行的：虚拟手，带有颜色的全身分割的视频传递以及深度学习全身分割的视频通行。这种身临其境的经历由30名女性和28名男性进行。据我们所知，这是首次旨在评估基于视频的自我avatar的用户研究，以代表用户在MR场景中。结果表明，不同身体表示在存在方面没有显着差异，虚拟手和全身表示之间的某些实施方案中等改善。视觉质量结果表明，就整个身体感知和整体分割质量而言，深入学习算法的结果更好。我们提供了一些关于使用基于视频的自我幻想的讨论，以及对评估方法的一些思考。提出的E2E解决方案处于最新技术状态的边界，因此在达到成熟之前仍有改进的空间。但是，该溶液是新型MR分布式溶液的关键起点。
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由于钻孔对准的困难以及任务的固有不稳定性，在手动完成时，在弯曲的表面上钻一个孔很容易失败，可能会对工人造成伤害和疲劳。另一方面，在实际制造环境中充分自动化此类任务可能是不切实际的，因为到达装配线的零件可以具有各种复杂形状，在这些零件上不容易访问钻头位置，从而使自动化路径计划变得困难。在这项工作中，开发并部署了一个具有6个自由度的自适应入学控制器，并部署在Kuka LBR IIWA 7配件上，使操作员能够用一只手舒适地在机器人上安装在机器人上的钻头，并在弯曲的表面上开放孔，并在弯曲的表面上开放孔。通过AR界面提供的玉米饼和视觉指导的触觉指导。接收阻尼的实时适应性在自由空间中驱动机器人时，可以在确保钻孔过程中稳定时提供更高的透明度。用户将钻头足够靠近钻头目标并大致与所需的钻探角度对齐后，触觉指导模块首先对对齐进行微调，然后将用户运动仅限于钻孔轴，然后操作员仅将钻头推动钻头以最小的努力进入工件。进行了两组实验，以定量地研究触觉指导模块的潜在好处（实验I），以及根据参与者的主观意见（实验II），提出的用于实际制造环境的PHRI系统的实际价值。
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训练与人交往的机器人具有挑战性。直接让人们参与培训过程是昂贵的，这需要大量的数据样本。本文提出了解决此问题的另一种方法。我们提出了一个人类路径预测网络（HPPN），该网络基于连续的神经网络结构来基于连续机器人动作和人类响应生成用户的未来轨迹。随后，出现了一种基于进化 - 策略的机器人训练方法，仅使用使用HPPN生成的虚拟人类运动。证明我们提出的方法允许对视力受损的人进行机器人指南的样品培训。通过仅收集来自真实用户的1.5 K剧集，我们能够训练HPPN并生成训练机器人所需的100 k个虚拟剧集。训练有素的机器人精确地沿着目标路径蒙住眼睛。此外，使用虚拟情节，我们研究了一种新的奖励设计，该设计在机器人的指导中优先考虑人类的舒适性，而不会产生额外的费用。预计这种样品效率的训练方法将广泛适用于未来与人体互动的机器人。
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本文描述了可以用于控制上限假体的人机界面的新框架。目的是从嘈杂的表面肌电图信号中估算人类的电动机意图，并在存在以前看不见的扰动的情况下，对假体（即机器人）执行电动机意图。该框架包括每个自由度的肌肉弯曲模型，一种学习用于估计用户电机意图的模型的参数值的方法，以及使用从肌肉模型获得的刚度和阻尼值来适应的可变阻抗控制器假体运动轨迹和动力学。我们使用人机界面的模拟版本在强大的人类的背景下进行实验评估我们的框架，以执行主要在手腕中攻击一种自由的任务，并以统一力场的形式考虑外部扰动这将手腕从目标上推开。我们证明我们的框架提供了所需的自适应性能，并且与数据驱动的基线相比，可以大大提高性能。
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智能辅助系统可以导航盲人，但其中大多数只能给出非直觉的提示或效率低下的指导。基于计算机视觉和颤振的编码，本文提出了一个交互式系统，为盲人提供直观的空间认知。与基于语音提示的传统听觉反馈策略不同，本文首先引入了一种振动编码的反馈方法，该方法利用了触觉神经途径，并使用户能够与操纵辅助设备以外的对象进行交互。基于此策略，3D空间对象定位采用了基于RGB-D摄像机的可穿戴视觉模块，这有助于在真实环境中进行准确的感知和快速对象定位。目标盲人的实验结果表明，与主流语音及时反馈方案相比，纤维触觉反馈将任务的完成时间降低了25％。拟议的对象定位系统提供了更直观的空间导航和舒适的耐磨性，以提供盲目帮助。
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现实世界的语义或基于知识的系统，例如在生物医学领域，可能会变得大而复杂。因此，对此类系统知识库中故障的本地化和修复的工具支持对于它们的实际成功至关重要。相应地，近年来提出了许多知识库调试方法，尤其是基于本体的系统。基于查询的调试是一种相似的交互式方法，它通过向知识工程师提出一系列问题来定位观察到的问题的真正原因。存在这种方法的具体实现，例如本体论编辑器的OntodeBug插件prof \'eg \'e。为了验证新提出的方法比现有方法有利，研究人员通常依靠基于模拟的比较。但是，这种评估方法有一定的局限性，并且通常无法完全告知我们方法的真实性。因此，我们进行了不同的用户研究，以评估基于查询的本体调试的实际价值。研究的一个主要见解是，所考虑的交互方法确实比基于测试案例的替代算法调试更有效。我们还观察到，用户经常在此过程中犯错误，这突出了对用户需要回答的查询的仔细设计的重要性。
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我们探索Calico是一种微型可重新定位的可穿戴系统，具有快速，精确的运动，用于体内相互作用，驱动和感应。印花布由两轮机器人和一条轨道机制或“铁路”组成，机器人在其上行驶。机器人具有独立的，尺寸很小，并且具有其他传感器扩展选项。轨道系统允许机器人沿着用户的身体移动并到达任何预定位置。它还包括旋转开关以启用复杂的路由选项，当提出发散轨道时。我们报告了印花布的设计和实施，并通过一系列的系统性能评估。然后，我们介绍一些应用程序方案和用户研究，以了解印花布作为舞蹈教练的潜力，并探索对我们情景的定性感知，以告知该领域未来的研究。
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我们建议展开沉浸式远程呈现机器人的用户所经历的轮换，以改善用户的舒适度并减少VR疾病。通过沉浸式远程呈现，我们指的是移动机器人顶部的360 \ TextDegree〜相机的情况将视频和音频流入遥远用户遥远的远程用户佩戴的头戴式展示中。因此，它使得用户能够在机器人的位置处存在，通过转动头部并与机器人附近的人进行通信。通过展开相机框架的旋转，当机器人旋转时，用户的观点不会改变。用户只能通过在其本地设置中物理旋转来改变她的观点;由于没有相应的前庭刺激的视觉旋转是VR疾病的主要来源，预计用户的物理旋转将减少VR疾病。我们实现了展开遍历虚拟环境的模拟机器人的旋转，并将用户学习（n = 34）进行比较，将展开旋转与机器人转弯时的ViewPoint转向。我们的研究结果表明，用户发现更优选且舒适的展开转动，并降低了他们的VR疾病水平。我们还进一步提出了关于用户路径集成功能，观看方向和机器人速度和距离的主观观察到模拟人员和对象的结果。
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虚拟现实（VR）技术通常用于娱乐应用中；但是，它也已在我们生活的更严重方面（例如安全）中部署在实际应用中。为了支持在危险行业工作的人们，VR可以确保操作员操纵标准化的任务并协作以应对潜在的风险。令人惊讶的是，很少的研究重点是人们如何在VR环境中进行协作。很少有研究注意运营商在其协作任务中的认知负荷。一旦任务要求变得复杂，许多研究人员将专注于优化相互作用界面的设计，以减少操作员的认知负载。这种方法可能是有价值的。但是，它实际上可以使操作员承受更重要的认知负担，并可能导致更多的错误和协作失败。在本文中，我们提出了一个新的协作VR系统，以支持在VR环境中工作的两个遥控器，以远程控制未螺旋的地面车辆。我们使用比较的实验来评估协作VR系统，重点是在任务和操作总数上花费的时间。我们的结果表明，在两人组中，操作过程中的过程和操作过程中的认知负荷总数明显低于单人组。我们的研究阐明了设计VR系统的启示，以支持有关远程运营商工作流程的协作工作，而不是简单地优化设计成果。
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人类可以利用身体互动来教机器人武器。当人类的动力学通过示范引导机器人时，机器人学习了所需的任务。尽管先前的工作重点是机器人学习方式，但对于人类老师来说，了解其机器人正在学习的内容同样重要。视觉显示可以传达此信息；但是，我们假设仅视觉反馈就错过了人与机器人之间的物理联系。在本文中，我们介绍了一类新颖的软触觉显示器，这些显示器包裹在机器人臂上，添加信号而不会影响相互作用。我们首先设计一个气动驱动阵列，该阵列在安装方面保持灵活。然后，我们开发了这种包裹的触觉显示的单一和多维版本，并在心理物理测试和机器人学习过程中探索了人类对渲染信号的看法。我们最终发现，人们以11.4％的韦伯（Weber）分数准确区分单维反馈，并以94.5％的精度确定多维反馈。当物理教授机器人臂时，人类利用单维反馈来提供比视觉反馈更好的演示：我们包装的触觉显示会降低教学时间，同时提高演示质量。这种改进取决于包裹的触觉显示的位置和分布。您可以在此处查看我们的设备和实验的视频：https：//youtu.be/ypcmgeqsjdm
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