Тактильные ощущения в психологии: Тактильные Ощущения | это… Что такое Тактильные Ощущения?

как тактильные ощущения влияют на психологическое состояние

15.07.2020

Автор: Екатерина Фисенко

Принято полагать, что на наше ментальное состояние влияют слова и поступки окружающих, собственные мысли, раздражители и «приятности», которые мы легко можем охарактеризовать: «у меня плохое настроение, потому что я поссорился (-ась) с мамой», «я сегодня чувствую себя отлично, потому что сдал (-а) экзамен», «я доверяю этому человеку, потому что он ни разу меня не подводил». И такая логика разумна, но сегодня поговорим немного о другом. Поскольку мы с вами живем не в вакууме, мы крайне зависимы от окружающего мира, включая тактильные ощущения, которые никогда не поддаются анализу и никак, по нашему мнению, не влияют, например, на сдачу экзамена, совершение сделки, влюбленность или злость. 

Однако теория воплощенного познания (англ. «Embodied cognition») говорит об обратном. Она подразумевает, что ментальное состояние напрямую связано с ощущениями, то есть с физическим телом, что взаимодействует с миром вокруг.

Эта теория исследуется в социальной и когнитивной психологии, а ее начало положили философы ХХ века — Мартин Хайдеггер, Морис Мерло-Понти и Джон Дьюи. Связь между телом и эмоциями также исследовали нейробиологи Джеральд Эдельман, Антонио Дамасио и другие.

Чтобы понять смысл и применение в реальной жизни теории воплощенного познания, необязательно разбираться в терминах и научных работах. Лучше приведу простые примеры и расскажу, как использовать знания себе на пользу.

Если до этого вы немного интересовались психологией и взаимоотношениями между людьми (или просто смотрели видео на YouTube по типу «интересные психологические приемы, которые реально работают»), то вам известен довольно популярный совет — во время сделки, интервью или важного разговора предложить собеседнику сесть в мягкое кресло, дабы он раскрылся, был доброжелателен, позитивно настроен и немного (насколько это возможно в конкретной ситуации) расслаблен. Напротив, если посадить человека на стул (твердый, прохладный), он скорее всего будет более сдержанным, серьёзным, неуступчивым.

Почему? Потому что факторы внешней среды незаметно для нас, но в значительной мере действуют на мышление, состояние, настроение. Теплое, мягкое кресло располагает к тому, чтобы чувствовать себя по-домашнему, доверять собеседнику, ощущать себя в безопасности и комфорте.

Интересный эксперимент проводили в 2008 году студент Йельского университета Лоренс Уильямс и его преподаватель Джон Барг. Они набрали группу из 41 учащегося. Испытуемые заходили в лифт в сопровождении ассистентки, которая держала в руках стопку книг, планшет для записи и кружку кофе. Девушка, собираясь внести имя студента, как бы невзначай просила подержать кружку — это было главным составляющим эксперимента, о котором испытуемые даже не догадывались. Половине вручался горячий кофе, остальным — со льдом. На выходе из лифта студентов приглашали в лабораторию, где давали прочитать текст, описывающий некого человека — умного, целеустремленного, трудолюбивого. Затем учащимся предлагали выбрать из списка еще несколько не упомянутых ранее качеств, полагаясь на интуицию: какой еще может быть эта личность? Испытуемые, которые несколько секунд в лифте держали горячую кружку, намного активнее приписывали незнакомцу щедрость, добродушие, общительность.

А те, кому вручался кофе со льдом, чаще характеризовали человека как эгоистичного, закрытого и жадного. 

Только представьте, что такая мелочь, как температура кружки в руке, влияет на наши решения и представления! А всё потому, что тактильное ощущение тепла дает аналогичное чувство с психологической точки зрения. В грустные и одинокие моменты нам не просто так хочется обхватить двумя руками кружку горячего чая, закутаться в одеяло или надеть свитер. Нам намного комфортнее, когда при рукопожатии чувствуется теплая ладонь, при объятиях — тепло тела. На первом свидании / деловой встрече можно отдать предпочтение горячим напиткам, нежели коктейлям со льдом, дабы расположить к себе человека, а перед прикосновением растереть руки, чтобы они были тёплые.

Прикосновения — крайне важный фактор, который влияет на эмоции. Младенцу в первые секунды жизни необходимо почувствовать маму (skin-to-skin contact), чтобы избежать огромного количества психологических проблем уже во взрослом возрасте. Когда нас похлопывают по плечу или держат за руку, мы наполняемся позитивной энергией, быстрее принимаем решения, доверяем, успокаиваемся (естественно, если действие происходит по обоюдному согласию). Вспомните, как в детстве ходили к стоматологу и не отпускали мамину ладонь, даже сидя в кресле: нам казалось мы защищены. И так ведь действительно было. Люди находятся в эмоциональной безопасности, когда держат руку любимого человека. А вот холодные и твердые инструменты в кабинете врача повышают и без того нарастающую тревогу.

«Тяжелое» или «легкое»: характеристика, которая неосознанно подталкивает нас на выводы о важности, приоритетности, существенности. В рамках теории воплощенного познания ученые проводили эксперимент, в котором предлагалось оценить кандидатов на должность. Одно и то же резюме давали участникам на легком и тяжелом планшете. Те, кто держал в руках тяжелый сочли кандидата более квалифицированным, опытным, подходящим на должность. Таким образом, вес физический является для нас показателем и веса социального / психологического, то есть важности, качества.

Вспомните это, когда будете устраиваться на работу или предлагать ознакомиться с вашим проектом.

Каждую секунду мы тактильно взаимодействуем с миром: рецепторы дают мозгу информацию о температуре, фактуре, весе. Незначительные, на первый взгляд, вещи могут спровоцировать агрессию и раздражительность, успокоить и придать уверенность, настроить на положительный лад или «замкнуть» человека. Поэтому можно и даже нужно брать на заметку способность нашего сознания отвечать эмоциями на физические ощущения и применять знания во взаимоотношениях, избегании конфликтов и во время новых знакомств! 

Фото: @thelmapersidou

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ


Тактильные ощущения искажают эмоциональное восприятие действительности

https://ria.ru/20100625/250154002.html

Тактильные ощущения искажают эмоциональное восприятие действительности

Тактильные ощущения искажают эмоциональное восприятие действительности — РИА Новости, 25.06.2010

Тактильные ощущения искажают эмоциональное восприятие действительности

Неосознанные тактильные ощущения способны изменить у людей восприятие окружающей действительности, в том числе и взаимоотношений с людьми, что сказывается на поведении.

2010-06-25T10:40

2010-06-25T10:40

2010-06-25T10:40

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/19557/47/195574735_0:110:501:391_1920x0_80_0_0_573890cf4ad3d404a21bb6e05315a1ca.jpg

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2010

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/19557/47/195574735_0:63:501:438_1920x0_80_0_0_3a01a8185558e1533a2b134790073417.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

weekend: 25-27 июня 2010 года

Наука, Weekend: 25-27 июня 2010 года

МОСКВА, 25 июн — РИА Новости. Неосознанные тактильные ощущения способны изменить у людей восприятие окружающей действительности, в том числе и взаимоотношений с людьми, что сказывается на поведении, сообщается в статье американских исследователей, опубликованной в журнале Science в пятницу.

Идея изучить влияние тактильных ощущений людей на их поведение уже не нова — в 2008 году было проведено исследование, показывающее, что ощущение тепла от удерживаемой в руке чашки кофе заставляет ее владельца воспринимать посторонних людей эмоционально более открытыми. В 2009 году была опубликована работа, доказывающая, что ощущение тяжести предмета, который человек держит в руках (в исследовании использовалась папка с документами), заставляет людей более серьезно относиться к отношениям с окружающими людьми.

В новой работе группа ученых под руководством Джошуа Акермана (Joshua Ackerman) из Массачусетского технологического института изучала влияние ощущения твердости и шероховатости предметов на социальное взаимодействие с другими людьми.

В одном из экспериментов ученые предложили группе добровольцев сложить мозаику из фрагментов. Одна группа добровольцев работала с гладкими кусочками мозаики, а вторая использовала фрагменты, покрытые наждачной бумагой.

После успешного выполнения этого задания ученые предложили вниманию участников эксперимента небольшой текст, в котором описывалась сцена общения двух людей, содержащая насмешки и несколько крепких фраз. Добровольцам предлагалось оценить, насколько острым был разговор между гипотетическими персонами. Люди, складывавшие мозаику из грубых фрагментов с шершавой поверхностью, находили диалог более жестким и агрессивным, чем те, что складывали мозаику из гладких кусочков.

Во втором эксперименте добровольцы после мозаики участвовали в игре «Ультиматум». Их разделяли на пары, и одному доставалось десять лотерейных билетов, по каждому из которых можно было выиграть небольшую сумму — до 50 долларов. Владелец билетов должен был предложить своему напарнику некоторые из них. Предложение можно было сделать только один раз. Если второй игрок соглашался, оба распечатывали билеты и получали каждый свой выигрыш. Если второй игрок считал предлагаемый вариант разделения билетов несправедливым и отказывался от предложения, то билетов лишались оба.

Ученые установили, что добровольцы, имевшие дело с шершавыми фрагментами мозаики, были склонны предлагать напарникам больше билетов, чем те, что работали с гладкими. По мнению исследователей, этот факт связан с тем, что люди неосознанно ассоциируют шероховатость поверхности со сложностью человеческих взаимоотношений и учитывают эту сложность в игре.

Третий эксперимент заключался инсценировал обсуждение цены на автомобиль с торговым агентом. Авторы исследования отметили, что даже «пассивное» ощущение предмета — сидел ли участник в мягком кресле или на твердом деревянном стуле — влияет на поведение человека. Те добровольцы, что вели переговоры, сидя на твердой поверхности, были заметно жестче в споре.

Авторы публикации считают, что связь между тактильными ощущениями и восприятием социальных взаимодействий возникает еще в младенчестве, когда ребенок познает окружающий мир в основном с помощью прикосновений. Впоследствии, заучив такие понятия, как «твердый», «теплый», «упругий», он учится основанным на них абстрактным понятиям, касающимся человеческих эмоций и настроения.

Активное тактильное восприятие — Scholarpedia

Натан Лепора (2015), Scholarpedia, 10(3):32364.
doi:10.4249/scholarpedia.32364
редакция #149470 [ссылка/цитировать эту статью]

Постпубликационная деятельность

Куратор: Натан Лепора

Авторы:

 

0,50 —

Ник Орбек

Ружена Байчи

Мэтью Даймонд

Тони Дж. Прескотт

  • Д-р Натан Лепора, Бристольский университет, Бристоль, Соединенное Королевство

Мы не просто прикасаемся, мы чувствуем (Bajcsy 1987). Наше тактильное чувство не просто пассивный приемник информации, но активно выбирает и уточняет ощущения в соответствии с нашими нынешними целями и восприятиями (Gibson, 1962). Наши пальцы, руки и тела не являются внешними по отношению к миру, а направляют действия внутри него для доступа к необходимой нам информации. Таким образом, тактильное ощущение, восприятие и действие нельзя рассматривать просто как поступательный процесс, а вместо этого образуют замкнутый цикл «активного восприятия».

Содержимое

  • 1 Активное восприятие в сравнении с активным восприятием
  • 2 вида активного восприятия
    • 2.1 Активное касание
    • 2.2 Активное восприятие
    • 2.3 Тактильное исследование
    • 2.4 Сенсомоторные непредвиденные обстоятельства
  • 3 Активное тактильное восприятие у людей и животных
  • 4 Активное тактильное восприятие у роботов
  • 5 Выводы
  • 6 Ссылки

Потенциальная путаница заключается в том, что некоторые исследователи ссылаются на активное восприятие , а другие на активное восприятие при описании одного и того же процесса. Существует также различие между телецептивной и контактной активной сенсорной системами.

Ощущение и восприятие считаются отдельными стадиями обработки чувств у людей и животных. Тактильное ощущение относится к первым стадиям функционирования органов чувств, связанным с воздействием физического раздражителя на тактильные рецепторы кожи и их трансдукцией и передачей от периферической нервной системы к сенсорным областям мозга; тактильное восприятие относится к более поздним стадиям, когда ощущения обрабатываются, организуются и интерпретируются таким образом, чтобы организм мог использовать информацию для управления своим поведением на основе понимания окружающей среды.

Таким образом, активное восприятие может относиться к управлению движениями сенсорного аппарата при контакте со стимулом; например, провести кончиками пальцев по поверхности, чтобы почувствовать текстуру. Однако сами эти движения направляются в ответ на восприятие другой сенсорной информации; например, мы можем контролировать силу, прикладываемую кончиками пальцев к поверхности, чтобы лучше чувствовать текстуру. Следовательно, активный процесс может относиться ко всей петле ощущение-восприятие-действие, а не только к ее сенсорным или перцептивным частям. Еще одна тонкость заключается в том, что некоторые из движений, связанных с активным восприятием, могут быть чисто рефлекторными, поскольку они были запрограммированы эволюцией как успешные стратегии, которые можно использовать во время восприятия; например, рефлекторные ориентировочные движения выполняются верхним холмиком среднего мозга без участия высших областей мозга, таких как сенсорная кора. Тогда возникает спор, действительно ли движение было вызвано «восприятием» стимула, поэтому этот процесс можно было бы просто описать как 9.

0079 активное зондирование , этот термин обычно используется в биологической литературе.

Другим источником путаницы является то, что термин активное восприятие активная сенсорная система ) обычно используется для обозначения сенсорных рецепторов, которые активируются путем зондирования окружающей среды с помощью самогенерируемой энергии. Примеры включают эхолокацию летучих мышей и дельфинов и электросенсорное обнаружение электрических рыб. Таким образом, термин активное восприятие может устранить двусмысленность, подчеркнув, что упомянутый процесс представляет собой управление датчиком для выбора и уточнения восприятий в соответствии с текущими целями и восприятиями организма. Таким образом, даже если бы движение было рефлексивным, если бы движение должно было способствовать восприятию, тогда этот процесс можно было бы назвать активным восприятием. По этой причине в этой статье мы будем ссылаться на активное тактильное восприятие , но мы признаем, что некоторые авторы предпочитают термин активное тактильное восприятие и во многих отношениях эти термины можно рассматривать как синонимы.

Активные сенсорные системы, в смысле использования самогенерируемой энергии, также подразделяются на телецептивные системы, распространяющие энергию (например, акустическую или электромагнитную), и контактные сенсорные системы, в которых используется физический контакт между стимулом и датчиком. Таким образом, тактильное восприятие можно рассматривать как опосредованное контактно-активными сенсорными системами, которые могут использовать активное восприятие для выбора, уточнения и интерпретации сенсорной информации для понимания тактильной среды.

Понятия, связанные с активным тактильным восприятием и активным осязанием, были определены несколькими учеными за последние 50 лет (Prescott et al 2011). Их терминология меняется. Например, Гибсон (1962) относится к активному прикосновению, (Байчи, 1987) иногда относится к активному восприятию, а О’Реган и Ноэ (2001) относятся к сенсорным непредвиденным обстоятельствам. Однако все определения можно рассматривать как применимые к активному тактильному восприятию, хотя, возможно, и в более ограниченной форме, чем первоначально предполагалось авторами. Особенно это касается осязание , которое охватывает все тактильные явления, а не только восприятие; также существуют различия в значении восприятия по сравнению с исследованием , а сенсорная теория непредвиденных обстоятельств О’Регана и Ноэ задумана как более широкое рассмотрение сознательных явлений, а не просто активного восприятия.

Активное прикосновение

В своей статье 1962 года «Наблюдения за активным прикосновением» психолог Джеймс Дж. Гибсон делает ряд наблюдений о взаимосвязи между движениями тела и осязанием, которые легли в основу более поздней работы над активным тактильным восприятием.

Он начинает с определения: «Активное прикосновение относится к тому, что обычно называют прикосновением. Это следует отличать от пассивного прикосновения или прикосновения. В одном случае отпечаток на коже производит сам воспринимающий, а в другом — какой-то внешний фактор» (Gibson, 1962). Здесь он проводит различие между тем, контролирует ли сам агент свое тело, чтобы чувствовать, или вместо этого на него воздействует тактильное ощущение. Поэтому было бы неправильно, с точки зрения Гибсона, думать о пассивном осязании просто как об отсутствии движения во время тактильного восприятия; неподвижное прикосновение в некоторых обстоятельствах может быть подходящим для лучшего восприятия тактильного восприятия, например, прижатие кончика пальца к вибрирующей поверхности, чтобы лучше всего воспринимать силу вибрации. Вместо этого пассивное прикосновение — это когда происходит тактильное событие, которое непредвиденно или не вызывает беспокойства, которое затем может стать активным прикосновением, если организм реагирует на это пассивное ощущение для дальнейшего выбора или уточнения сенсорной информации.

Гибсон далее проясняет свою позицию, критикуя взгляд на активное прикосновение как на простое сочетание кинестезии (ощущения телесного движения) и собственно прикосновения (ощущения контакта), поскольку «оно не принимает во внимание целенаправленный характер Далее он подчеркивает, что движения (или их отсутствие), лежащие в основе активного осязания, являются целенаправленными: «акт осязания или осязания есть поиск стимуляции или, точнее, усилие получить такую ​​стимуляцию, которая приводит к восприятию того, что трогают. Когда что-то исследуешь рукой, движения пальцев целенаправленны. Орган тела настраивается на регистрацию информации». Здесь он использует целенаправленность движений при активном осязании или при активном тактильном восприятии, чтобы подчеркнуть, что организмы используют восприятие не просто так: для достижения своих целей и потребностей. Активное тактильное восприятие стремится помочь в достижении этих целей, активно выбирая и уточняя ощущения, чтобы дать соответствующую перцептивную информацию.

Активное восприятие

В своей статье 1988 года об «Активном восприятии» ученый-технолог Рузена Байчи использовала термин активное для обозначения «целенаправленного изменения параметров состояния датчика в соответствии со стратегиями восприятия», так что эти стратегии управления «применяются». к процессу сбора данных, который будет зависеть от текущего состояния интерпретации данных и цели или задачи процесса» (Bajcsy 1988). Таким образом, ее определение активного восприятия , по сути, эквивалентен определению Gibson active touch , хотя ее терминология и номенклатура адаптированы к технике. В частности, ее фраза «изменение параметров состояния датчика» эквивалентна «перемещению» или «настройке» датчика, при условии, что все параметры состояния соответствуют физическим изменениям датчика, вызванным движением; «сбор данных» означает то же, что и «обнаружение»; а «интерпретация данных» — то же, что «восприятие».

Поскольку Байчи ввела свое определение в инженерную терминологию, возможно, можно интерпретировать активное восприятие как приложение теории управления, интерпретируя активное восприятие как замкнутую систему, которая использует сенсорную обратную связь для управления параметрами состояния датчика. Однако Байчи подчеркивает, что эта интерпретация слишком упрощена, потому что: «обратная связь осуществляется не только на сенсорных данных, но и на комплексно обработанных сенсорных данных» и «обратная связь зависит от априорное знание». Вместо этого она рассматривает активное восприятие как «приложение теории интеллектуального управления, которое включает в себя рассуждения, принятие решений и контроль». с простой связью между сенсорными данными и контролируемыми переменными. Современные методы интеллектуального управления помогли использовать сложные обработанные сенсорные данные, хотя остаются серьезные проблемы, как описано ниже в разделе 9.0079 Активное тактильное восприятие в робототехнике .

Подобные взгляды были выдвинуты и другими авторами примерно в то же время, сосредоточив внимание на модальности видения. Дана Х. Баллард в своей работе «Animate Vision» утверждает, что зрение понимается «в контексте визуального поведения, которым занимается система, и что это поведение может не требовать сложных категориальных представлений трехмерного мира» ( Баллард, 1990). Между тем, Джон Алоимонос и его коллеги в «Активном зрении» используют подход, аналогичный Байчи, в определении «наблюдателя называют активным, когда он занимается какой-либо деятельностью, целью которой является контроль геометрических параметров сенсорного сенсорного аппарата» (Aloimonos et al.). аль 1990) с «Целью деятельности является манипулирование ограничениями, лежащими в основе наблюдаемых явлений, для улучшения качества результатов восприятия».

Тесно связанное с активным тактильным восприятием, тактильное исследование было представлено психологами Сьюзан Дж. Ледерман и Робертой Л. Клацки в статье 1987 года «Движения рук: окно в тактильное распознавание объектов» (Lederman and Klatzky, 1987). рука (точнее, рука и мозг) — интеллектуальное устройство, поскольку оно использует двигательные возможности для значительного расширения своих сенсорных функций, что согласуется с наблюдениями Гибсона и других за активным осязанием. Затем они расширили эти идеи, предложив «таксономию целенаправленных движений рук, которые достигают восприятия объекта». Определенные исследовательские процедуры, по-видимому, связаны с определенными размерами объекта». Таким образом, подобно Гибсону, они подчеркивают целенаправленный характер движений, направляющих руку и пальцы для распознавания объектов, но идут дальше, предлагая моторные механизмы — набор из исследовательские процедуры , которые составляют эти целенаправленные движения.

Хотя предложения Ледермана и Клацки по тактильным исследованиям и определение активного восприятия Байчи были представлены независимо друг от друга, они могут быть связаны по-разному. Например, активное тактильное исследование также можно противопоставить пассивному прикосновению (Лумис и Ледерман, 1986), как обсуждалось в статье (Клацки и Рид, 2009). Более того, тактильное исследование может быть активным в смысле формулировки Байчи как контроль с обратной связью, что становится очевидным при рассмотрении конкретных исследовательских процедур; например, следование контуру требует, чтобы ориентация контура воспринималась в каждом случае и использовалась для управления моторными командами, чтобы удерживать палец в контакте с объектом. Другое соотношение между их предложениями касается оптимальности целенаправленных движений. Ледерман и Клацки отмечают, что в большинстве случаев «исследовательские процедуры… оптимизируют скорость или точность, с которой получают показания объекта по названным измерениям». оцениваться относительно ее ожидаемой полезности… из двух частей: эффективность процедуры оценки для данного выбора стратегии и стоимость реализации этой стратегии». два органа работы.

Сенсомоторные непредвиденные обстоятельства

Хотя концепция сенсомоторных непредвиденных обстоятельств сформулирована в модальности зрения, она также формализует аспекты активного восприятия и активного исследования и применима ко всем сенсорным модальностям. Психолог Кевин О’Реган и философ Альва Ноэ в «Сенсомоторном анализе зрения и визуального сознания» предполагают, что «видение — это способ действия», так что «видение — это способ исследования мира, который опосредован знанием… сенсомоторного сознания». непредвиденные обстоятельства» (O’Regan and Noë, 2001), где сенсомоторные непредвиденные обстоятельства представляют собой «правила, управляющие сенсорными изменениями, вызванными различными двигательными действиями». Их теория сенсомоторных непредвиденных обстоятельств призвана пойти дальше активного восприятия, предлагая объяснение визуального сознания: «Основное, что люди делают, когда видят, — это овладевают сенсомоторными непредвиденными обстоятельствами, управляющими визуальным исследованием. Таким образом, зрительное ощущение и визуальное восприятие являются различными аспектами искусной исследовательской деятельности человека… Зрительное осознание зависит в дальнейшем от интеграции человеком этих паттернов искусных упражнений в постоянное планирование, рассуждение, принятие решений и языковую деятельность». ингредиентов достаточно, чтобы объяснить неуловимый характер визуального сознания.

В большом количестве литературы описаны аспекты активного тактильного восприятия и восприятия человеческой рукой и кончиками пальцев. Известные ранние работы включают наблюдения о том, что ощущение шероховатости поверхности изменяется за счет изменений в способе ощущения этой поверхности (Lederman and Taylor, 1972), сравнение активного и пассивного прикосновения к восприятию шероховатости поверхности (Lederman 1981). и психофизическое сравнение активного и пассивного прикосновения при восприятии текстуры (Lamb 1982). Всеобъемлющий обзор фундаментальных исследований осязания и тактильных ощущений задокументирован в статье «Тактильное восприятие» (Loomis and Lederman, 1986).

Дополнительное наблюдение за активным тактильным восприятием было сделано в ходе исследований того, как грызуны задействуют свою систему усов, что включает в себя модуляцию того, как они ритмично «помахивают» своими лицевыми вибриссами во время восприятия и исследования окружающей среды. Раннее исследование показало, что лучшие исполнители, по-видимому, оптимизировали полосу частот взмахов и степень, в которой вибриссы будут изгибаться при управлении объектом (Carvell and Simons 19).95). С тех пор было проведено большое количество исследований активного тактильного восприятия в вибриссной системе грызунов, в том числе нейронного кодирования активного вибриссного прикосновения (Szwed et al 2003) и роли обратной связи в активном тактильном восприятии (Mitchinson et al 2007). (Грант и др., 2009). Обзор более ранней работы в этой области задокументирован в статье «Активное ощущение: понимание сенсомоторной системы вибрисс грызунов» (Kleinfeld et al 2006). Более поздняя обзорная статья (Diamond and Arabzadeh 2013) дополнительно проясняет активное восприятие, опосредованное усами, приводя доводы в пользу двух различных режимов работы: генеративного и рецептивного. В генеративном режиме грызун активно ищет и исследует объекты; в рецептивном режиме грызун обездвиживает свои усы, чтобы оптимизировать сбор информации от самодвижущегося объекта. И генеративный, и рецептивный режимы являются стратегиями активного восприятия, при этом задача и стимул определяют, какой режим больше подходит для данной ситуации.

Также были проведены исследования активного осязания у других усатых млекопитающих и с усиками насекомых, включая усики тараканов, усики палочников и тактильные ощущения у голого землекопа, этрусской землеройки и тюленей. Сенсомоторные непредвиденные обстоятельства также оказались важными для кодирования вибриссного активного прикосновения; там, где сенсорные сигналы сами по себе передают неоднозначную информацию о местоположении объекта, отношения между моторными и сенсорными сигналами передают уникальную информацию (Багдасарян и др., 2013).

Примерно во время работ по активному восприятию (Bajcsy, 1988) и тактильным исследованиям (Lederman and Klatzky, 1987) появилось несколько первоначальных предположений о том, что осязание роботов может быть основано на родственных принципах (Stansfield, 1986); (Байчи, Ледерман, Клацки, 1987 г. ) (Робертс, 1990 г.) (Аллен, 1990 г.). Ранние примеры активного восприятия с помощью тактильных кончиков пальцев появились вскоре после этого, включая управление движением тактильного кончика пальца для очерчивания профиля невидимого объекта (Maekawa et al 1992) и управление скоростью и, следовательно, пространственную фильтрацию тактильного кончика пальца для измерения шероховатости поверхности. (Симодзё и Исикава 1993). Несколько лет спустя последовали реализации тактильного исследования неизвестных объектов ловкими руками робота; как с использованием исследовательских процедур, когда одни пальцы захватывают объект и манипулируют им, в то время как другие осязают поверхность объекта (Окамура, Тернер и Каткоски, 1997), так и с использованием активного восприятия для вычисления локализации контакта для схватывания (Канеко и Тани, 1994). Обзоры ранних работ в этих областях можно найти в (Cutkosky, Howe and Provancher 2008); обзор «тактильное восприятие — от человека к гуманоиду» также полезно противопоставляет восприятие для действия , такого как контроль захвата и ловкие манипуляции, с действием для восприятия , такого как тактильное исследование и активное восприятие (Dahiya et al 2011).

Активное восприятие также было продемонстрировано на усатых роботах. Ранние работы включали использование активной антенны для определения контактного расстояния (Канеко и др., 1998) и активной решетки с искусственными усами для распознавания текстуры (Фенд и др. 2003). В этих ранних исследованиях использовалось активно означает, что датчик движется, но не учитывается петля обратной связи для модуляции взбалтывания. Позже в усатых роботах была реализована сенсомоторная обратная связь между тактильным восприятием и моторным управлением (Пирсон и др., 2007), что позволило продемонстрировать контактную зависимость восприятия текстуры с усатым роботом (Фокс и др., 2009), и это восприятие текстуры улучшилось, когда взмахивающее движение контролировалось. используя механизм сенсорной обратной связи (Sullivan et al 2012).

Недавняя работа по активному прикосновению кончиками пальцев робота использовала вероятностные подходы к активному восприятию, где статистические гипотезы соответствуют дискретным восприятиям. В одном произведении активное байесовское восприятие реализуется с помощью политики управления, которая использует промежуточные оценки вероятностей восприятия во время восприятия для управления движениями сенсора (Lepora et al 2013). Этот подход можно использовать для улучшения качества восприятия, например, для достижения тактильного восприятия со сверхвысоким разрешением (Lepora et al 2015), обеспечивает надежное распознавание в условиях неопределенности положения (Lepora et al 2013) и может реализовывать исследовательские процедуры, такие как следование контуру (Martinez). -Эрнандес и др., 2013 г.). Родственный метод Байесовское исследование выбирает движения, которые лучше всего устраняют неоднозначность восприятия из набора вероятных кандидатов, и в большой базе данных текстур с контролем силы контакта и скорости движения «было обнаружено, что они превышают человеческие возможности» (Fishel and Loeb 2012).

Хотя определения активного восприятия и активного прикосновения постоянно менялись, основная идея заключается в том, что активное тактильное восприятие использует сенсорное управление движением для облегчения интерпретации тактильных данных. Большое количество исследований подтвердило, что активное тактильное восприятие играет центральную роль в понимании функции человеческой руки и кончиков пальцев, а также систем вибриссного восприятия у грызунов и других животных. Это психологическое и нейронаучное исследование вдохновило на внедрение активного тактильного восприятия с помощью кончиков пальцев и усов робота, что потенциально может привести к созданию искусственных тактильных устройств с характеристиками, сравнимыми или превосходящими тактильные ощущения людей и животных.

  • Аллен, П.К. (1990). Сопоставление тактильных исследовательских процедур с множественными представлениями форм ICRA 1990 : 1679-1684.
  • Алоимонос, Дж. (1990). Целенаправленное и качественное активное зрение Распознавание образов, 1990. Материалы., 10-я Международная конференция по. 1: 346-360.
  • Багдасарян К., Швед М.; Кнутсен П.М., Дойч Д.; Дердикман Д., Петр М. и Симони Э., Ахиссар Э. (2013). Пренейрональная морфологическая обработка местоположения объекта по отдельным усам Nature Neuroscience 16: 622-631.
  • Байчи, Р. (1999). Активное восприятие Труды IEEE 76(8): 966-1005.
  • Байчи Р.; Ледерман, С.Дж. и Клацки, Р. (1987). Исследование объектов в роботах с одним и двумя пальцами Материалы Международной конференции IEEE 1987 г. по робототехнике и автоматизации 3: 1806-1810.
  • Баллард, Д. Х. (1991). Живое зрение Искусственный интеллект 48(1): 57-86.
  • Байчи Р. и Кампос М. (1992). Активное и исследовательское восприятие CVGIP: Понимание образов 56.1: 31-40.
  • Карвелл, Г.Э. и Саймонс, Д.Дж. (1995). Различия в сенсомоторном поведении, связанные с заданием и предметом, во время активного прикосновения Соматосенсорные и двигательные исследования 12(1): 1-9.
  • Каткоски, М. Р. и Хоу, Р. Д. (2008). Силовые и тактильные датчики Справочник Springer по робототехнике : 455-476.
  • Дахия, Р.С.; Метта, Г.; Валле, М. и Сандини, Г. (2010). Тактильное восприятие — от человека к гуманоиду Robotics, IEEE Transactions по телефону 26(1): 1-20.
  • Даймонд, М. и Арабзаде, Э. (2013). Сенсорная система усов — от рецептора к решению Progress in Neurobiology 103: 28-40.
  • Фенд, М.; Бовет, С.; Йокои, Х. и Пфайфер, Р. (2003). Массив активных искусственных усов для распознавания текстуры In Intelligent Robots and Systems (IROS 2003), Proceedings. 2003 г. Международная конференция IEEE/RSJ по 2: 1044-1049.
  • Фишел, Дж.А. и Леб, Г.Е. (2012). Байесовское исследование для интеллектуальной идентификации текстур Границы нейроробототехники 6: .
  • Фокс, К.В.; Митчинсон, Б.; Пирсон, MJ; Пайп, А.Г. и Прескотт, Т.Дж. (2009). Зависимость типа контакта классификации текстур в мобильном роботе с усами Autonomous Robots 26(4): 223-239.
  • Гибсон, Дж.Дж. (1962). Наблюдения за активным прикосновением Психологический обзор 69(6): .
  • Грант, Р.А.; Митчинсон, Б.; Фокс, Ч.У. и Прескотт, Т.Дж. (2009). Активное осязание у крыс: упреждающий и регулирующий контроль движений усов во время исследования поверхности Журнал нейрофизиологии 101(2): 862-874.
  • Канеко М.; Канаяма, Н. и Цудзи, Т. (1998). Активная антенна для обнаружения контактов IEEE Transactions on Robotics and Automation 14(2): 278-291.
  • Кляйнфельд, Д.; Ахиссар, Э. и Даймонд, М.Э. (2006). Активное ощущение: понимание сенсомоторной системы вибриссы грызунов Современное мнение в нейробиологии 16: 435-444.
  • Ледерман, С.Дж. (1983). Тактильное восприятие шероховатости: пространственные и временные детерминанты Canadian Journal of Psychology/Revue canadienne de Psychologie 37(4): .
  • Ледерман, С.Дж. и Клацки Р.Л. (1987). Движения рук: окно в тактильное распознавание объектов Когнитивная психология 19(3): 342-368.
  • Ледерман, С.Дж. и Тейлор, М.М. (1972). Сила кончика пальца, геометрия поверхности и восприятие шероховатости при активном прикосновении Восприятие и психофизика 12(5): 401-408.
  • Лепора, Н.Ф.; Мартинес-Эрнандес, У. и Прескотт, Т.Дж. (2013). Активное байесовское восприятие для одновременной локализации и идентификации объекта В робототехнике: наука и системы.  : .
  • Лепора, Н.Ф.; Мартинес-Эрнандес, У. и Прескотт, Т.Дж. (2013). Активное касание для надежного восприятия в условиях неопределенности положения В робототехнике и автоматизации (ICRA), Международная конференция IEEE 2013 г., посвященная : 3020-3025.
  • Лепора, Н.Ф.; Мартинес-Эрнандес, У. и Прескотт, Т.Дж. (2015). Тактильное сверхразрешение и биомиметическая сверхострота зрения 90 274  : .
  • Лумис, Дж. М. и Ледерман, С. Дж. (1986). Тактильное восприятие Справочник по восприятию и действиям человека 2(2): .
  • Маекава, Х.; Тани, К.; Комория, К.; Канеко, М .; Хоригучи, К. и Сугавара; Т. (1992). Разработка тактильного датчика в форме пальца и его оценка с помощью активного прикосновения В робототехнике и автоматизации, 1992. Труды., 1992 Международная конференция IEEE по : 1327-1334.
  • Мартинес-Эрнандес, У.; Метта, Г.; Додд, Т.Дж.; Прескотт, Т.Дж. и Лепора, Н.Ф. (2013). Активное отслеживание контура для изучения формы объекта с помощью робота Touch На Всемирной конференции по тактильным ощущениям (WHC)  : 341–346).
  • Митчинсон, Б.; Мартин, CJ; Грант, Р.А. и Прескотт, Т.Дж. (2007). Контроль с обратной связью при активном восприятии: исследовательское взмахивание крысы модулируется контактом с окружающей средой Proceedings of the Royal Society, B 274: 1035-1041.
  • Окамура, А.М.; Тернер, М.Л. и Каткоски, М. Р. (1997). Тактильное исследование объектов с качением и скольжением В робототехнике и автоматизации, 1997. Труды., 1997 Международная конференция IEEE : 2485-2490.
  • О’Реган, Дж.К. и Ноэ, А. (2001). Сенсомоторный отчет о зрении и зрительном сознании Науки о поведении и мозге 24(05): 939-973.
  • Пирсон, М.Дж.; Пайп, А.Г.; Мелхуиш, К.; Митчинсон, Б. и Прескотт, Т.Дж. (2007). Whiskerbot: роботизированная активная сенсорная система, созданная по образцу сенсорной системы Rat Whisker Adaptive Behavior 15(3): 223-240.
  • Прескотт, Т.Дж.; Даймонд, М.Е. и Винг, А.М. (2011). Активное сенсорное распознавание Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 366(1581): 2989-2995.
  • Робертс, К. С. (1990). Исследование активного касания робота: ограничения и стратегии . В робототехнике и автоматизации, 1990. Труды., 1990 Международная конференция IEEE по : 980-985.
  • Симодзё, М. и Исикава, М. (1993). Метод активного сенсорного восприятия с использованием тактильного датчика с пространственной фильтрацией.0183 : 948-954.
  • Салливан, Дж. К.; Митчинсон, Б.; Пирсон, MJ; Эванс, М.; Лепора, Н.Фанд Прескотт; Т.Дж. (2012). Тактильная дискриминация с использованием активных датчиков Whisker Датчики IEEE 12(2): 350-362.
  • Швед, М.; Багдасарян, К. и Ахиссар, Э. (2003). Кодирование вибриссного активного прикосновения Нейрон 40(3): 621-630.

Активное тактильное восприятие — Scholarpedia

Натан Лепора (2015), Scholarpedia, 10(3):32364. doi:10.4249/scholarpedia.32364 редакция #149470 [ссылка/цитировать эту статью]

Постпубликационная деятельность

Куратор: Натан Лепора

Авторы:

 

0,50 —

Ник Орбек

Ружена Байчи

Мэтью Даймонд

Тони Дж. Прескотт

  • Д-р Натан Лепора, Бристольский университет, Бристоль, Соединенное Королевство

Мы не просто прикасаемся, мы чувствуем (Bajcsy 1987). Наше тактильное чувство не просто пассивный приемник информации, но активно выбирает и уточняет ощущения в соответствии с нашими нынешними целями и восприятиями (Gibson, 1962). Наши пальцы, руки и тела не являются внешними по отношению к миру, а направляют действия внутри него для доступа к необходимой нам информации. Таким образом, тактильное ощущение, восприятие и действие нельзя рассматривать просто как поступательный процесс, а вместо этого образуют замкнутый цикл «активного восприятия».

Содержимое

  • 1 Активное восприятие в сравнении с активным восприятием
  • 2 вида активного восприятия
    • 2.1 Активное касание
    • 2.2 Активное восприятие
    • 2.3 Тактильное исследование
    • 2.4 Сенсомоторные непредвиденные обстоятельства
  • 3 Активное тактильное восприятие у людей и животных
  • 4 Активное тактильное восприятие у роботов
  • 5 Выводы
  • 6 Ссылки

Потенциальная путаница заключается в том, что некоторые исследователи ссылаются на активное восприятие , а другие на активное восприятие при описании одного и того же процесса. Существует также различие между телецептивной и контактной активной сенсорной системами.

Ощущение и восприятие считаются отдельными стадиями обработки чувств у людей и животных. Тактильное ощущение относится к первым стадиям функционирования органов чувств, связанным с воздействием физического раздражителя на тактильные рецепторы кожи и их трансдукцией и передачей от периферической нервной системы к сенсорным областям мозга; тактильное восприятие относится к более поздним стадиям, когда ощущения обрабатываются, организуются и интерпретируются таким образом, чтобы организм мог использовать информацию для управления своим поведением на основе понимания окружающей среды.

Таким образом, активное восприятие может относиться к управлению движениями сенсорного аппарата при контакте со стимулом; например, провести кончиками пальцев по поверхности, чтобы почувствовать текстуру. Однако сами эти движения направляются в ответ на восприятие другой сенсорной информации; например, мы можем контролировать силу, прикладываемую кончиками пальцев к поверхности, чтобы лучше чувствовать текстуру. Следовательно, активный процесс может относиться ко всей петле ощущение-восприятие-действие, а не только к ее сенсорным или перцептивным частям. Еще одна тонкость заключается в том, что некоторые из движений, связанных с активным восприятием, могут быть чисто рефлекторными, поскольку они были запрограммированы эволюцией как успешные стратегии, которые можно использовать во время восприятия; например, рефлекторные ориентировочные движения выполняются верхним холмиком среднего мозга без участия высших областей мозга, таких как сенсорная кора. Тогда возникает спор, действительно ли движение было вызвано «восприятием» стимула, поэтому этот процесс можно было бы просто описать как 9.0079 активное зондирование , этот термин обычно используется в биологической литературе.

Другим источником путаницы является то, что термин активное восприятие активная сенсорная система ) обычно используется для обозначения сенсорных рецепторов, которые активируются путем зондирования окружающей среды с помощью самогенерируемой энергии. Примеры включают эхолокацию летучих мышей и дельфинов и электросенсорное обнаружение электрических рыб. Таким образом, термин активное восприятие может устранить двусмысленность, подчеркнув, что упомянутый процесс представляет собой управление датчиком для выбора и уточнения восприятий в соответствии с текущими целями и восприятиями организма. Таким образом, даже если бы движение было рефлексивным, если бы движение должно было способствовать восприятию, тогда этот процесс можно было бы назвать активным восприятием. По этой причине в этой статье мы будем ссылаться на активное тактильное восприятие , но мы признаем, что некоторые авторы предпочитают термин активное тактильное восприятие и во многих отношениях эти термины можно рассматривать как синонимы.

Активные сенсорные системы, в смысле использования самогенерируемой энергии, также подразделяются на телецептивные системы, распространяющие энергию (например, акустическую или электромагнитную), и контактные сенсорные системы, в которых используется физический контакт между стимулом и датчиком. Таким образом, тактильное восприятие можно рассматривать как опосредованное контактно-активными сенсорными системами, которые могут использовать активное восприятие для выбора, уточнения и интерпретации сенсорной информации для понимания тактильной среды.

Понятия, связанные с активным тактильным восприятием и активным осязанием, были определены несколькими учеными за последние 50 лет (Prescott et al 2011). Их терминология меняется. Например, Гибсон (1962) относится к активному прикосновению, (Байчи, 1987) иногда относится к активному восприятию, а О’Реган и Ноэ (2001) относятся к сенсорным непредвиденным обстоятельствам. Однако все определения можно рассматривать как применимые к активному тактильному восприятию, хотя, возможно, и в более ограниченной форме, чем первоначально предполагалось авторами. Особенно это касается осязание , которое охватывает все тактильные явления, а не только восприятие; также существуют различия в значении восприятия по сравнению с исследованием , а сенсорная теория непредвиденных обстоятельств О’Регана и Ноэ задумана как более широкое рассмотрение сознательных явлений, а не просто активного восприятия.

Активное прикосновение

В своей статье 1962 года «Наблюдения за активным прикосновением» психолог Джеймс Дж. Гибсон делает ряд наблюдений о взаимосвязи между движениями тела и осязанием, которые легли в основу более поздней работы над активным тактильным восприятием.

Он начинает с определения: «Активное прикосновение относится к тому, что обычно называют прикосновением. Это следует отличать от пассивного прикосновения или прикосновения. В одном случае отпечаток на коже производит сам воспринимающий, а в другом — какой-то внешний фактор» (Gibson, 1962). Здесь он проводит различие между тем, контролирует ли сам агент свое тело, чтобы чувствовать, или вместо этого на него воздействует тактильное ощущение. Поэтому было бы неправильно, с точки зрения Гибсона, думать о пассивном осязании просто как об отсутствии движения во время тактильного восприятия; неподвижное прикосновение в некоторых обстоятельствах может быть подходящим для лучшего восприятия тактильного восприятия, например, прижатие кончика пальца к вибрирующей поверхности, чтобы лучше всего воспринимать силу вибрации. Вместо этого пассивное прикосновение — это когда происходит тактильное событие, которое непредвиденно или не вызывает беспокойства, которое затем может стать активным прикосновением, если организм реагирует на это пассивное ощущение для дальнейшего выбора или уточнения сенсорной информации.

Гибсон далее проясняет свою позицию, критикуя взгляд на активное прикосновение как на простое сочетание кинестезии (ощущения телесного движения) и собственно прикосновения (ощущения контакта), поскольку «оно не принимает во внимание целенаправленный характер Далее он подчеркивает, что движения (или их отсутствие), лежащие в основе активного осязания, являются целенаправленными: «акт осязания или осязания есть поиск стимуляции или, точнее, усилие получить такую ​​стимуляцию, которая приводит к восприятию того, что трогают. Когда что-то исследуешь рукой, движения пальцев целенаправленны. Орган тела настраивается на регистрацию информации». Здесь он использует целенаправленность движений при активном осязании или при активном тактильном восприятии, чтобы подчеркнуть, что организмы используют восприятие не просто так: для достижения своих целей и потребностей. Активное тактильное восприятие стремится помочь в достижении этих целей, активно выбирая и уточняя ощущения, чтобы дать соответствующую перцептивную информацию.

Активное восприятие

В своей статье 1988 года об «Активном восприятии» ученый-технолог Рузена Байчи использовала термин активное для обозначения «целенаправленного изменения параметров состояния датчика в соответствии со стратегиями восприятия», так что эти стратегии управления «применяются». к процессу сбора данных, который будет зависеть от текущего состояния интерпретации данных и цели или задачи процесса» (Bajcsy 1988). Таким образом, ее определение активного восприятия , по сути, эквивалентен определению Gibson active touch , хотя ее терминология и номенклатура адаптированы к технике. В частности, ее фраза «изменение параметров состояния датчика» эквивалентна «перемещению» или «настройке» датчика, при условии, что все параметры состояния соответствуют физическим изменениям датчика, вызванным движением; «сбор данных» означает то же, что и «обнаружение»; а «интерпретация данных» — то же, что «восприятие».

Поскольку Байчи ввела свое определение в инженерную терминологию, возможно, можно интерпретировать активное восприятие как приложение теории управления, интерпретируя активное восприятие как замкнутую систему, которая использует сенсорную обратную связь для управления параметрами состояния датчика. Однако Байчи подчеркивает, что эта интерпретация слишком упрощена, потому что: «обратная связь осуществляется не только на сенсорных данных, но и на комплексно обработанных сенсорных данных» и «обратная связь зависит от априорное знание». Вместо этого она рассматривает активное восприятие как «приложение теории интеллектуального управления, которое включает в себя рассуждения, принятие решений и контроль». с простой связью между сенсорными данными и контролируемыми переменными. Современные методы интеллектуального управления помогли использовать сложные обработанные сенсорные данные, хотя остаются серьезные проблемы, как описано ниже в разделе 9.0079 Активное тактильное восприятие в робототехнике .

Подобные взгляды были выдвинуты и другими авторами примерно в то же время, сосредоточив внимание на модальности видения. Дана Х. Баллард в своей работе «Animate Vision» утверждает, что зрение понимается «в контексте визуального поведения, которым занимается система, и что это поведение может не требовать сложных категориальных представлений трехмерного мира» ( Баллард, 1990). Между тем, Джон Алоимонос и его коллеги в «Активном зрении» используют подход, аналогичный Байчи, в определении «наблюдателя называют активным, когда он занимается какой-либо деятельностью, целью которой является контроль геометрических параметров сенсорного сенсорного аппарата» (Aloimonos et al.). аль 1990) с «Целью деятельности является манипулирование ограничениями, лежащими в основе наблюдаемых явлений, для улучшения качества результатов восприятия».

Тесно связанное с активным тактильным восприятием, тактильное исследование было представлено психологами Сьюзан Дж. Ледерман и Робертой Л. Клацки в статье 1987 года «Движения рук: окно в тактильное распознавание объектов» (Lederman and Klatzky, 1987). рука (точнее, рука и мозг) — интеллектуальное устройство, поскольку оно использует двигательные возможности для значительного расширения своих сенсорных функций, что согласуется с наблюдениями Гибсона и других за активным осязанием. Затем они расширили эти идеи, предложив «таксономию целенаправленных движений рук, которые достигают восприятия объекта». Определенные исследовательские процедуры, по-видимому, связаны с определенными размерами объекта». Таким образом, подобно Гибсону, они подчеркивают целенаправленный характер движений, направляющих руку и пальцы для распознавания объектов, но идут дальше, предлагая моторные механизмы — набор из исследовательские процедуры , которые составляют эти целенаправленные движения.

Хотя предложения Ледермана и Клацки по тактильным исследованиям и определение активного восприятия Байчи были представлены независимо друг от друга, они могут быть связаны по-разному. Например, активное тактильное исследование также можно противопоставить пассивному прикосновению (Лумис и Ледерман, 1986), как обсуждалось в статье (Клацки и Рид, 2009). Более того, тактильное исследование может быть активным в смысле формулировки Байчи как контроль с обратной связью, что становится очевидным при рассмотрении конкретных исследовательских процедур; например, следование контуру требует, чтобы ориентация контура воспринималась в каждом случае и использовалась для управления моторными командами, чтобы удерживать палец в контакте с объектом. Другое соотношение между их предложениями касается оптимальности целенаправленных движений. Ледерман и Клацки отмечают, что в большинстве случаев «исследовательские процедуры… оптимизируют скорость или точность, с которой получают показания объекта по названным измерениям». оцениваться относительно ее ожидаемой полезности… из двух частей: эффективность процедуры оценки для данного выбора стратегии и стоимость реализации этой стратегии». два органа работы.

Сенсомоторные непредвиденные обстоятельства

Хотя концепция сенсомоторных непредвиденных обстоятельств сформулирована в модальности зрения, она также формализует аспекты активного восприятия и активного исследования и применима ко всем сенсорным модальностям. Психолог Кевин О’Реган и философ Альва Ноэ в «Сенсомоторном анализе зрения и визуального сознания» предполагают, что «видение — это способ действия», так что «видение — это способ исследования мира, который опосредован знанием… сенсомоторного сознания». непредвиденные обстоятельства» (O’Regan and Noë, 2001), где сенсомоторные непредвиденные обстоятельства представляют собой «правила, управляющие сенсорными изменениями, вызванными различными двигательными действиями». Их теория сенсомоторных непредвиденных обстоятельств призвана пойти дальше активного восприятия, предлагая объяснение визуального сознания: «Основное, что люди делают, когда видят, — это овладевают сенсомоторными непредвиденными обстоятельствами, управляющими визуальным исследованием. Таким образом, зрительное ощущение и визуальное восприятие являются различными аспектами искусной исследовательской деятельности человека… Зрительное осознание зависит в дальнейшем от интеграции человеком этих паттернов искусных упражнений в постоянное планирование, рассуждение, принятие решений и языковую деятельность». ингредиентов достаточно, чтобы объяснить неуловимый характер визуального сознания.

В большом количестве литературы описаны аспекты активного тактильного восприятия и восприятия человеческой рукой и кончиками пальцев. Известные ранние работы включают наблюдения о том, что ощущение шероховатости поверхности изменяется за счет изменений в способе ощущения этой поверхности (Lederman and Taylor, 1972), сравнение активного и пассивного прикосновения к восприятию шероховатости поверхности (Lederman 1981). и психофизическое сравнение активного и пассивного прикосновения при восприятии текстуры (Lamb 1982). Всеобъемлющий обзор фундаментальных исследований осязания и тактильных ощущений задокументирован в статье «Тактильное восприятие» (Loomis and Lederman, 1986).

Дополнительное наблюдение за активным тактильным восприятием было сделано в ходе исследований того, как грызуны задействуют свою систему усов, что включает в себя модуляцию того, как они ритмично «помахивают» своими лицевыми вибриссами во время восприятия и исследования окружающей среды. Раннее исследование показало, что лучшие исполнители, по-видимому, оптимизировали полосу частот взмахов и степень, в которой вибриссы будут изгибаться при управлении объектом (Carvell and Simons 19).95). С тех пор было проведено большое количество исследований активного тактильного восприятия в вибриссной системе грызунов, в том числе нейронного кодирования активного вибриссного прикосновения (Szwed et al 2003) и роли обратной связи в активном тактильном восприятии (Mitchinson et al 2007). (Грант и др., 2009). Обзор более ранней работы в этой области задокументирован в статье «Активное ощущение: понимание сенсомоторной системы вибрисс грызунов» (Kleinfeld et al 2006). Более поздняя обзорная статья (Diamond and Arabzadeh 2013) дополнительно проясняет активное восприятие, опосредованное усами, приводя доводы в пользу двух различных режимов работы: генеративного и рецептивного. В генеративном режиме грызун активно ищет и исследует объекты; в рецептивном режиме грызун обездвиживает свои усы, чтобы оптимизировать сбор информации от самодвижущегося объекта. И генеративный, и рецептивный режимы являются стратегиями активного восприятия, при этом задача и стимул определяют, какой режим больше подходит для данной ситуации.

Также были проведены исследования активного осязания у других усатых млекопитающих и с усиками насекомых, включая усики тараканов, усики палочников и тактильные ощущения у голого землекопа, этрусской землеройки и тюленей. Сенсомоторные непредвиденные обстоятельства также оказались важными для кодирования вибриссного активного прикосновения; там, где сенсорные сигналы сами по себе передают неоднозначную информацию о местоположении объекта, отношения между моторными и сенсорными сигналами передают уникальную информацию (Багдасарян и др., 2013).

Примерно во время работ по активному восприятию (Bajcsy, 1988) и тактильным исследованиям (Lederman and Klatzky, 1987) появилось несколько первоначальных предположений о том, что осязание роботов может быть основано на родственных принципах (Stansfield, 1986); (Байчи, Ледерман, Клацки, 1987 г. ) (Робертс, 1990 г.) (Аллен, 1990 г.). Ранние примеры активного восприятия с помощью тактильных кончиков пальцев появились вскоре после этого, включая управление движением тактильного кончика пальца для очерчивания профиля невидимого объекта (Maekawa et al 1992) и управление скоростью и, следовательно, пространственную фильтрацию тактильного кончика пальца для измерения шероховатости поверхности. (Симодзё и Исикава 1993). Несколько лет спустя последовали реализации тактильного исследования неизвестных объектов ловкими руками робота; как с использованием исследовательских процедур, когда одни пальцы захватывают объект и манипулируют им, в то время как другие осязают поверхность объекта (Окамура, Тернер и Каткоски, 1997), так и с использованием активного восприятия для вычисления локализации контакта для схватывания (Канеко и Тани, 1994). Обзоры ранних работ в этих областях можно найти в (Cutkosky, Howe and Provancher 2008); обзор «тактильное восприятие — от человека к гуманоиду» также полезно противопоставляет восприятие для действия , такого как контроль захвата и ловкие манипуляции, с действием для восприятия , такого как тактильное исследование и активное восприятие (Dahiya et al 2011).

Активное восприятие также было продемонстрировано на усатых роботах. Ранние работы включали использование активной антенны для определения контактного расстояния (Канеко и др., 1998) и активной решетки с искусственными усами для распознавания текстуры (Фенд и др. 2003). В этих ранних исследованиях использовалось активно означает, что датчик движется, но не учитывается петля обратной связи для модуляции взбалтывания. Позже в усатых роботах была реализована сенсомоторная обратная связь между тактильным восприятием и моторным управлением (Пирсон и др., 2007), что позволило продемонстрировать контактную зависимость восприятия текстуры с усатым роботом (Фокс и др., 2009), и это восприятие текстуры улучшилось, когда взмахивающее движение контролировалось. используя механизм сенсорной обратной связи (Sullivan et al 2012).

Недавняя работа по активному прикосновению кончиками пальцев робота использовала вероятностные подходы к активному восприятию, где статистические гипотезы соответствуют дискретным восприятиям. В одном произведении активное байесовское восприятие реализуется с помощью политики управления, которая использует промежуточные оценки вероятностей восприятия во время восприятия для управления движениями сенсора (Lepora et al 2013). Этот подход можно использовать для улучшения качества восприятия, например, для достижения тактильного восприятия со сверхвысоким разрешением (Lepora et al 2015), обеспечивает надежное распознавание в условиях неопределенности положения (Lepora et al 2013) и может реализовывать исследовательские процедуры, такие как следование контуру (Martinez). -Эрнандес и др., 2013 г.). Родственный метод Байесовское исследование выбирает движения, которые лучше всего устраняют неоднозначность восприятия из набора вероятных кандидатов, и в большой базе данных текстур с контролем силы контакта и скорости движения «было обнаружено, что они превышают человеческие возможности» (Fishel and Loeb 2012).

Хотя определения активного восприятия и активного прикосновения постоянно менялись, основная идея заключается в том, что активное тактильное восприятие использует сенсорное управление движением для облегчения интерпретации тактильных данных. Большое количество исследований подтвердило, что активное тактильное восприятие играет центральную роль в понимании функции человеческой руки и кончиков пальцев, а также систем вибриссного восприятия у грызунов и других животных. Это психологическое и нейронаучное исследование вдохновило на внедрение активного тактильного восприятия с помощью кончиков пальцев и усов робота, что потенциально может привести к созданию искусственных тактильных устройств с характеристиками, сравнимыми или превосходящими тактильные ощущения людей и животных.

  • Аллен, П.К. (1990). Сопоставление тактильных исследовательских процедур с множественными представлениями форм ICRA 1990 : 1679-1684.
  • Алоимонос, Дж. (1990). Целенаправленное и качественное активное зрение Распознавание образов, 1990. Материалы., 10-я Международная конференция по. 1: 346-360.
  • Багдасарян К., Швед М.; Кнутсен П.М., Дойч Д.; Дердикман Д., Петр М. и Симони Э., Ахиссар Э. (2013). Пренейрональная морфологическая обработка местоположения объекта по отдельным усам Nature Neuroscience 16: 622-631.
  • Байчи, Р. (1999). Активное восприятие Труды IEEE 76(8): 966-1005.
  • Байчи Р.; Ледерман, С.Дж. и Клацки, Р. (1987). Исследование объектов в роботах с одним и двумя пальцами Материалы Международной конференции IEEE 1987 г. по робототехнике и автоматизации 3: 1806-1810.
  • Баллард, Д. Х. (1991). Живое зрение Искусственный интеллект 48(1): 57-86.
  • Байчи Р. и Кампос М. (1992). Активное и исследовательское восприятие CVGIP: Понимание образов 56.1: 31-40.
  • Карвелл, Г.Э. и Саймонс, Д.Дж. (1995). Различия в сенсомоторном поведении, связанные с заданием и предметом, во время активного прикосновения Соматосенсорные и двигательные исследования 12(1): 1-9.
  • Каткоски, М. Р. и Хоу, Р. Д. (2008). Силовые и тактильные датчики Справочник Springer по робототехнике : 455-476.
  • Дахия, Р.С.; Метта, Г.; Валле, М. и Сандини, Г. (2010). Тактильное восприятие — от человека к гуманоиду Robotics, IEEE Transactions по телефону 26(1): 1-20.
  • Даймонд, М. и Арабзаде, Э. (2013). Сенсорная система усов — от рецептора к решению Progress in Neurobiology 103: 28-40.
  • Фенд, М.; Бовет, С.; Йокои, Х. и Пфайфер, Р. (2003). Массив активных искусственных усов для распознавания текстуры In Intelligent Robots and Systems (IROS 2003), Proceedings. 2003 г. Международная конференция IEEE/RSJ по 2: 1044-1049.
  • Фишел, Дж.А. и Леб, Г.Е. (2012). Байесовское исследование для интеллектуальной идентификации текстур Границы нейроробототехники 6: .
  • Фокс, К.В.; Митчинсон, Б.; Пирсон, MJ; Пайп, А.Г. и Прескотт, Т.Дж. (2009). Зависимость типа контакта классификации текстур в мобильном роботе с усами Autonomous Robots 26(4): 223-239.
  • Гибсон, Дж.Дж. (1962). Наблюдения за активным прикосновением Психологический обзор 69(6): .
  • Грант, Р.А.; Митчинсон, Б.; Фокс, Ч.У. и Прескотт, Т.Дж. (2009). Активное осязание у крыс: упреждающий и регулирующий контроль движений усов во время исследования поверхности Журнал нейрофизиологии 101(2): 862-874.
  • Канеко М.; Канаяма, Н. и Цудзи, Т. (1998). Активная антенна для обнаружения контактов IEEE Transactions on Robotics and Automation 14(2): 278-291.
  • Кляйнфельд, Д.; Ахиссар, Э. и Даймонд, М.Э. (2006). Активное ощущение: понимание сенсомоторной системы вибриссы грызунов Современное мнение в нейробиологии 16: 435-444.
  • Ледерман, С.Дж. (1983). Тактильное восприятие шероховатости: пространственные и временные детерминанты Canadian Journal of Psychology/Revue canadienne de Psychologie 37(4): .
  • Ледерман, С.Дж. и Клацки Р.Л. (1987). Движения рук: окно в тактильное распознавание объектов Когнитивная психология 19(3): 342-368.
  • Ледерман, С.Дж. и Тейлор, М.М. (1972). Сила кончика пальца, геометрия поверхности и восприятие шероховатости при активном прикосновении Восприятие и психофизика 12(5): 401-408.
  • Лепора, Н.Ф.; Мартинес-Эрнандес, У. и Прескотт, Т.Дж. (2013). Активное байесовское восприятие для одновременной локализации и идентификации объекта В робототехнике: наука и системы.  : .
  • Лепора, Н.Ф.; Мартинес-Эрнандес, У. и Прескотт, Т.Дж. (2013). Активное касание для надежного восприятия в условиях неопределенности положения В робототехнике и автоматизации (ICRA), Международная конференция IEEE 2013 г., посвященная : 3020-3025.
  • Лепора, Н.Ф.; Мартинес-Эрнандес, У. и Прескотт, Т.Дж. (2015). Тактильное сверхразрешение и биомиметическая сверхострота зрения 90 274  : .
  • Лумис, Дж. М. и Ледерман, С. Дж. (1986). Тактильное восприятие Справочник по восприятию и действиям человека 2(2): .
  • Маекава, Х.; Тани, К.; Комория, К.; Канеко, М .; Хоригучи, К. и Сугавара; Т. (1992). Разработка тактильного датчика в форме пальца и его оценка с помощью активного прикосновения В робототехнике и автоматизации, 1992. Труды., 1992 Международная конференция IEEE по : 1327-1334.
  • Мартинес-Эрнандес, У.; Метта, Г.; Додд, Т.Дж.; Прескотт, Т.Дж. и Лепора, Н.Ф. (2013). Активное отслеживание контура для изучения формы объекта с помощью робота Touch На Всемирной конференции по тактильным ощущениям (WHC)  : 341–346).
  • Митчинсон, Б.; Мартин, CJ; Грант, Р.А. и Прескотт, Т.Дж. (2007). Контроль с обратной связью при активном восприятии: исследовательское взмахивание крысы модулируется контактом с окружающей средой Proceedings of the Royal Society, B 274: 1035-1041.
  • Окамура, А.М.; Тернер, М.Л. и Каткоски, М. Р. (1997). Тактильное исследование объектов с качением и скольжением В робототехнике и автоматизации, 1997. Труды., 1997 Международная конференция IEEE : 2485-2490.
  • О’Реган, Дж.К. и Ноэ, А. (2001). Сенсомоторный отчет о зрении и зрительном сознании Науки о поведении и мозге 24(05): 939-973.
  • Пирсон, М.Дж.; Пайп, А.Г.; Мелхуиш, К.; Митчинсон, Б. и Прескотт, Т.Дж. (2007). Whiskerbot: роботизированная активная сенсорная система, созданная по образцу сенсорной системы Rat Whisker Adaptive Behavior 15(3): 223-240.
  • Прескотт, Т.Дж.; Даймонд, М.Е. и Винг, А.М. (2011). Активное сенсорное распознавание Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 366(1581): 2989-2995.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *