ES2881884T3 - Método y dispositivo para evaluar, entrenar y mejorar habilidades perceptivo-cognitivas de individuos - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para evaluar o mejorar habilidades perceptivo-cognitivas de un sujeto (201, 802, 902, 1102, 1203, 1302), que comprende: una pantalla (102, 103, 104, 105, 801, 1202) de objetos (303, 803, 903, 1204, 1205, 1303) virtuales que se mueven en un entorno (101, 901, 1101, 1201, 1301) tridimensional dado durante pruebas sucesivas, con el sujeto (201, 802, 902, 1102, 1203, 1302) en contacto visual con los objetos (303, 803, 903, 1204, 1205, 1303) virtuales que se mueven en el entorno (101, 901, 1101, 1201, 1301) tridimensional; y un controlador de la pantalla (102, 103, 104, 105, 801, 1202) de los objetos (303, 803, 903, 1204, 1205, 1303) virtuales que se mueven en el entorno (101, 901, 1101, 1201, 1301) tridimensional dado durante las pruebas sucesivas, caracterizado porque el controlador de la pantalla (102, 103, 104, 105, 801, 1202) está configurado para cambiar una velocidad de movimiento de los objetos (303, 803, 903, 1204, 1205, 1303) virtuales en el entorno (101, 901, 1101, 1201, 1301) tridimensional, en donde la pantalla sumerge al sujeto (802) en el entorno (101) tridimensional, la pantalla comprende un conjunto de superficies (102, 103, 104, 105) en las cuales se muestran imágenes para formar el entorno (101) tridimensional, las imágenes mostradas en las superficies son imágenes estereoscópicas, la pantalla comprende un implemento visual de obturador que permite al sujeto (802) percibir, en tres dimensiones, los objetos (803) virtuales, posiciones de los objetos (803) virtuales, y el entorno (101) tridimensional, la pantalla comprende además un sensor (801) posicional montado en el implemento visual de obturador para rastrear una posición de la cabeza del sujeto, y el controlador controla la pantalla para corregir en tiempo real una perspectiva visual en relación con la posición de la cabeza del sujeto.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y dispositivo para evaluar, entrenar y mejorar habilidades perceptivo-cognitivas de individuos

Campo

La presente invención se relaciona con el campo de habilidades perceptivo-cognitivas de individuos.

Antecedentes

En la vida cotidiana los individuos están inexorablemente expuestos a un contexto visual complejo en el cual al mismo tiempo rastrean e integran múltiples objetos en movimiento en su campo visual. Por ejemplo, un conductor atenderá e integrará espacialmente objetivos en movimiento tales como coches y/o peatones. En tales entornos, la integración perceptiva de objetivos visuales dinámicos es fundamental con el fin de producir buenos procesos de toma de decisiones y respuestas motoras adecuadas. Experimentos sobre la habilidad de rastreo de múltiples objetos (MOT) han demostrado que la atención podría asignarse a más de una única posición de enfoque al contrario de lo que se postulaba generalmente.

Aún no se ha logrado un entendimiento completo de los mecanismos inherentes a MOT. Diferentes modelos proponen visiones interesantes para un entendimiento teórico de los mecanismos involucrados en este proceso cognitivo.

Por ejemplo, un primer modelo, el denominados modelo FINSTs, se refiere a índices de preatención que se adhieren a los objetivos en movimiento y facilitan la atención para evaluar estos objetos indexados.

Otro ejemplo es un modelo de agrupación que propone que durante una tarea de rastreo visual, los objetivos se agrupen en un único objeto. El vínculo virtual entre los objetivos forma los vértices de un polígono deformable que se integra perceptualmente mientras los objetivos se mueven a través del campo visual.

Finalmente, un modelo multifocal describe la posibilidad de desplegar un foco de atención independiente en cada objetivo rastreado.

A un nivel integrador, se ha mostrado previamente un límite con respecto al número de objetivos en movimiento rastreados. Parece que los adultos jóvenes son capaces de rastrear hasta un máximo de cinco objetivos. Sin embargo, se ha demostrado que este rendimiento disminuye durante el envejecimiento normal. Se ha demostrado que las personas de edad avanzada están limitadas a tres ítems en una tarea de MOT.

A un nivel espacial e independientemente del modelo considerado, un estudio reciente proporciona nueva información con respecto a las primeras etapas de MOT. Los resultados de este estudio sugieren una división de capacidad limitada entre los hemicampos derecho e izquierdo durante la etapa de selección de objetivo. Se ha sugerido que esta independencia de hemicampo se restringe a la etapa muy temprana de MOT (etapa de selección). También se ha sugerido que esta especificidad de hemicampo podría integrarse en un marco de referencia retinotópico.

Sin embargo, a un nivel de representación de espacio y debido a sus restricciones de espacio visual bidimensional, los estudios clásicos no toman en consideración el poder estereoscópico del sistema visual que permite una mejor discriminación entre las posiciones relativas de múltiples objetos en el espacio. También, estos enfoques no consideran la realidad de un mundo 3D (tridimensional) donde múltiples objetos se mueven entre las tres dimensiones de espacio y en diferentes posiciones de profundidad. De hecho, la visión estereoscópica es una función de nivel superior de nuestro sistema visual que nos permite tener percepción de profundidad y evaluar si un objeto está situado antes o detrás de otro en el espacio. A un nivel conductual, un individuo hace constantemente este tipo de juicio visualperceptivo cualquiera que sea la tarea en la que él/ella esté involucrado. Además, ya se han demostrado los beneficios de la visión estereoscópica al proporcionar señales visuales óptimas para controlar la acción. Estos estudios sugieren que el principal impacto de la visión estereoscópica es desambiguar la información de profundidad presente en nuestro mundo 3D con el fin de producir comportamientos óptimos. Con base en estas interacciones percepción-acción, parece que la evaluación de algunos mecanismos visuales específicos se hace en entornos que simulan de una forma ecológica la característica visual-espacial de nuestro mundo 3D. Intuitivamente, esto parece aplicarse al rastreo de múltiples objetos que corresponde a un mecanismo visual-atencional que podría influir en muchos comportamientos relacionados con la vida cotidiana. Sin embargo la literatura de MOT mostró que la mayoría de los estudios evalúan esta capacidad visual-atencional en protocolos experimentales restringidos en el espacio visual 2D que es drásticamente diferente de las condiciones de la vida real donde se realiza en el espacio 3D rastreo a personas y/o objetos en movimiento en multitudes o durante deportes, tales como hockey o fútbol. Con base en estas consideraciones de representación de espacio podría ser irrelevante extrapolar los resultados obtenidos a tareas de la vida real.

Además, y más allá de la consideración de representación de espacio, evaluar MOT mediante la estimación del número discreto de elementos que se pueden rastrear puede no representar adecuadamente las sutiles diferencias individuales en el rendimiento en esta tarea cognitiva. ¿Se puede concluir que la capacidad integradora de dos individuos es igual cuando ambos pueden rastrear con éxito cuatro objetivos? Con base en el número de objetivos rastreados, ¿se puede suponer realmente que dos condiciones experimentales no difieren entre sí?

Más allá del límite del número de objetos rastreados, hay una necesidad de desarrollar un nuevo enfoque que caracterice los subparámetros que reflejen mejor la eficiencia de los procesos de atención involucrados en el rastreo de múltiples objetos.

"Object Perception, Attention, and Memory 2007 Conference Report", 15a Reunión Anual, Long Beach, California, Estados Unidos, ISSN 1350-6285, páginas 90-143; doi:10.1080/13506280701692097; divulga un dispositivo y método para evaluar o mejorar habilidades perceptivo-cognitivas de un sujeto.

Breve descripción de los dibujos:

En los dibujos anexos:

La figura 1 es una vista en perspectiva de un ejemplo de entorno virtual inmersivo completo;

La figura 2 es una vista en perspectiva que ilustra la posición de un sujeto en el entorno de la figura 1;

La figura 3 es una vista lateral que ilustra una presentación de estímulo virtual en el entorno de la figura 1;

La figura 4 es una vista en planta superior del entorno de la figura 1 que muestra la presentación de estímulo virtual de la figura 3;

La figura 5 son vistas en perspectiva que ilustran una secuencia de tareas de MOT;

La figura 6 es un gráfico que muestra resultados de representación estereoscópica 3D y no estereoscópica durante los experimentos;

La figura 7 es una vista en perspectiva que muestra un volumen virtual transparente que contiene objetos como se presentan a un sujeto;

La figura 8 es una vista en perspectiva de un sistema para inmersión visual 3D;

La figura 9 es una vista en perspectiva de un sistema para inmersión visual 3D en un campo de fútbol americano; La figura 10 es una vista en elevación de una escena como se ve por un sujeto durante inmersión visual usando el sistema de la figura 9;

La figura 11 es una vista en perspectiva de un sistema para inmersión visual 3D en un campo de fútbol;

La figura 12 es una ilustración de un sistema para realidad aumentada 3D usado en relación con un campo de fútbol americano;

La figura 13 es una ilustración de un sistema para realidad aumentada 3D usado en relación con un cuadrilátero de boxeo;

La figura 14 es un gráfico que muestra que las habilidades perceptivo-cognitivas mejoran con representación estereoscópica 3D y la visión estereoscópica (sujetos que no padecen ambliopía visual); y

La figura 15 es un gráfico que muestra un ejemplo de curva de mejora de las habilidades perceptivo-cognitivas de sujetos en relación con el número de sesiones de entrenamiento.

Descripción detallada

La invención se define en las reivindicaciones independientes. De acuerdo con un primer aspecto de la presente divulgación, se proporciona un método de evaluación y mejora de las habilidades perceptivo-cognitivas de un sujeto, que comprende: mostrar objetos virtuales que se mueven en un entorno tridimensional dado durante pruebas sucesivas, con el sujeto en contacto visual con los objetos virtuales que se mueven en el entorno tridimensional; y cambiar la velocidad de movimiento de los objetos virtuales en el entorno tridimensional durante las pruebas sucesivas. El método puede comprender además recolectar respuestas desde el sujeto a las pruebas sucesivas para uso en la evaluación, de acuerdo con un protocolo de evaluación, de las habilidades perceptivo-cognitivas del sujeto.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente divulgación, se proporciona un dispositivo para evaluar o mejorar habilidades perceptivo-cognitivas de un sujeto, que comprende: una visualización de objetos virtuales que se mueven en un entorno tridimensional dado durante pruebas sucesivas, con el sujeto en contacto visual con los objetos virtuales que se mueven en el entorno tridimensional; y un controlador de la visualización de los objetos virtuales que se mueven en el entorno tridimensional dado durante las pruebas sucesivas, para cambiar una velocidad de movimiento de los objetos virtuales en el entorno tridimensional. El dispositivo puede comprender además un recolector de respuestas desde el sujeto a las pruebas sucesivas para uso en la evaluación, de acuerdo con un protocolo de evaluación, de las habilidades perceptivo-cognitivas del sujeto.

Los objetos, ventajas y características anteriores y otros de la presente invención serán más evidentes tras la lectura de la siguiente descripción no restrictiva de realizaciones ilustrativas de la misma, que se dan a modo de ejemplo solamente con referencia a los dibujos acompañantes.

Como se indica en la descripción anterior, más allá del límite del número de objetos rastreados, hay una necesidad de desarrollar un nuevo enfoque que caracterice subparámetros que reflejen mejor la eficiencia de los procesos de atención involucrados en el rastreo de múltiples objetos. Para lograr este objetivo, se pueden evaluar los umbrales de velocidad para un conjunto dado de objetos rastreados usando un protocolo adaptativo (método escalonado). Para evaluar la capacidad de este método para discriminar diferencias sutiles entre distintas condiciones experimentales, se evalúa la capacidad de rastrear simultáneamente cuatro objetivos en dos contextos perceptivos diferentes. Más específicamente, se comparan las velocidades de MOT bajo representaciones de espacio visual estereoscópicas (SC) 3D y no estereoscópicas (NSC). Para integrarse de manera óptima, la representación de espacio estereoscópica requiere el uso de visión estereoscópica mientras que esta capacidad visual no es esencial para extraer información de manera óptima desde una representación de escena visual no estereoscópica. Tal comparación perceptiva podría ayudar tanto a evaluar si la visión estereoscópica acciona de manera óptima los procesos involucrados en este tipo de tarea cognitiva como el impacto de la representación de espacio 3D en los procesos inherentes a MOT. En caso de un rendimiento mejorado con representación de espacio 3D en individuos con visión estereoscópica normal, esto sugeriría modificar el enfoque experimental 2D convencional.

Realización 1

Experimento 1

Método general

Sujetos

Diez adultos jóvenes (5 mujeres; 5 hombres) participaron en este experimento, con edades que oscilan entre 18 a 30 años. Todos los sujetos en este y experimentos subsecuentes dieron consentimiento informado y reportaron corregidos a la visión normal. Para los Experimentos 1, 2 y 3, todos los sujetos fueron evaluados usando una estereoprueba de Randot (Stereo optical Co.) y tenían una visión estereoscópica normal. Los participantes también fueron evaluados con una prueba de extensión espacial WMS-III Digit (Psychological Corporation) que mostró que eran capaces de retener y recordar de manera inmediata cinco ítems presentados dentro del espacio visual.

Entorno

El dispositivo para evaluar o mejorar habilidades perceptivo-cognitivas de un sujeto comprende una pantalla de objetos virtuales que se mueven en un entorno tridimensional dado durante pruebas sucesivas.

Más específicamente, la pantalla comprende un recinto 101 de entorno virtual totalmente inmersivo (F.I.V.E.) (C.A.V.E., tecnología Fakespace) en el cual el sujeto está totalmente inmerso en el entorno tridimensional dado y se presentan los estímulos (figura 1). El recinto 101 de entorno virtual totalmente inmersivo tiene un tamaño de, por ejemplo, 8x8x8 pies y comprende cuatro (4) superficies de proyección (tres paredes 102, 103 y 104 y un suelo 105). La pantalla muestra imágenes estereoscópicas en las cuatro (4) superficies de proyección (las tres paredes 102, 103 y 104 y suelo 105) para formar el entorno tridimensional dado en el cual se presentan objetos virtuales. La pantalla comprende, para ese propósito, proyectores 106, 107, 108 y 109 y reflectores 110, 111, 112 y 113 planos asociados, respectivamente para proyectar y mostrar las imágenes en las cuatro (4) superficies de proyección (las tres paredes 102, 103 y 104 y suelo 105) bajo el control de un controlador de pantalla, por ejemplo bajo la forma de un ordenador (no se muestra).

La pantalla del dispositivo para evaluar o mejorar habilidades perceptivo-cognitivas de un sujeto también comprende un implemento visual de obturador, por ejemplo bajo la forma de gafas estereoscópicas de obturador de cristal líquido (no se muestran) (Stereographies, San Rafael, CA) para permitir la percepción estereoscópica 3D del sujeto, más particularmente para permitir al sujeto percibir en 3D el objeto virtual, las posiciones de los objetos virtuales y el entorno tridimensional. Las imágenes estereoscópicas fueron renderizadas con una tasa de actualización de 48 Hz y las gafas fueron obturadas a 96 Hz para suministrar 48 imágenes por segundo a los ojos derecho e izquierdo del sujeto. La pantalla comprende además un sensor posicional, por ejemplo bajo la forma de un detector magnético (Flock of birds, Ascension technology corp., Burlington, VT) montado en las gafas con el fin de rastrear una posición de la cabeza del sujeto. El controlador controla la pantalla para corregir en tiempo real una perspectiva visual en relación con la posición de cabeza del sujeto rastreado. El controlador de pantalla (por ejemplo un ordenador "Silicon graphics 540") genera los estímulos y registra las respuestas del sujeto.

Se proporciona una silla 106 oftalmológica posicionada sustancialmente en una posición central del recinto 101 de entorno virtual totalmente inmersivo (F.I.V.E) (figura 2) para sentar al sujeto tal como 201.

Estímulos

Como se ilustra en la figura 3, la pantalla del dispositivo para evaluar o mejorar habilidades perceptivo-cognitivas de un sujeto muestra dos (2) planos 301 y 302 transparentes virtuales y una porción de un número de objetos virtuales, por ejemplo un número de seis (6) esferas amarillas tales como 303 incorporadas en cada plano 301 y 302. Está dentro del alcance de la presente invención mostrar más de dos (2) planos transparentes virtuales. Los dos (2) planos 301 y 302 paralelos, de 42° de ángulo visual están virtualmente distantes entre sí por una distancia de, por ejemplo, 20 centímetros. El controlador controla la pantalla para mover la porción correspondiente de las esferas 303 en cada plano 301 y 302 virtual y para presentar un punto de fijación negro (no se muestra) (0.6 grados de ángulo visual y presentado a 67 cm desde los ojos del sujeto) sustancialmente en el centro del espacio entre los dos (2) planos 301 y 302 virtuales transparentes (figuras 3 y 4). El controlador da, por medio de la pantalla, posiciones aleatorias iniciales a las esferas 303 en el entorno tridimensional al comienzo de cada una de las pruebas sucesivas. El controlador también selecciona aleatoriamente las direcciones iniciales de movimiento de las esferas 303. El controlador controla además la pantalla de tal manera que las esferas 303 que se mueven en cada plano virtual (301 o 302) colisionan entre sí y con los bordes de este plano transparente virtual. El controlador también controla la pantalla para mover las esferas 303 en cada plano virtual (301 o 302) a una velocidad constante durante cada prueba, pero para cambiar adaptativamente la velocidad de movimiento de las esferas 303 desde una de las pruebas sucesivas a la otra, por ejemplo en relación con las respuestas del sujeto.

Dentro de los tres (3) Experimentos 1, 2 y 3, el sujeto está en contacto visual con los objetos virtuales, por ejemplo las esferas 303, que se mueven dentro de sus respectivos planos transparentes virtuales (301 o 302) en el entorno tridimensional, y el controlador controla la pantalla para ejecutar, durante cada prueba, la siguiente secuencia de fases:

Fase de presentación: Se presentan al sujeto seis (6) esferas 303 amarillas en cada plano (301 o 302) durante 2.5 segundos, en posiciones aleatorias, y con una restricción espacial de 2 centímetros entre las esferas 303.

Fase de indexación: Dos (2) esferas en cada plano (301 o 302) se vuelven rojas durante 2 segundos para ser identificadas como esferas objetivo por el sujeto. Luego, estas cuatro (4) esferas retornan a su color inicial (amarillo).

Fase de rastreo: Todas las esferas 303 se mueven durante 6 segundos mientras que las esferas objetivo son rastreadas por el sujeto. Después de la duración de 6 segundos, se detiene el movimiento de las esferas 303. Durante el período de 6 segundos, las esferas 303 incorporadas en cada plano (301 o 302) transparente virtual están habilitadas para colisionar entre sí y con los bordes del plano transparente virtual (301 o 302).

Fase de respuesta: En esta fase, cada esfera 303 se asocia a un número desde 1 a 12, y el sujeto identifica verbalmente, como respuesta a la prueba, las esferas 303 anteriormente identificadas como esferas objetivo.

Fase de retroalimentación: Seguido de la fase de respuesta, las cuatro (4) esferas anteriormente identificadas como esferas objetivo se vuelven rojas durante 3 segundos para dar retroalimentación al sujeto (figura 5).

Condiciones perceptivas

El controlador controla la pantalla para realizar las pruebas sucesivas en una de las siguientes dos (2) condiciones perceptivas. Una primera condición perceptiva consiste en una condición estereoscópica (SC) 3D en la cual la proyección estereoscópica presenta imágenes ligeramente diferentes a los ojos del sujeto para inducir percepción 3D, más específicamente para permitir la visión estereoscópica del sujeto y darle al sujeto una percepción de profundidad; el sujeto entonces percibe los dos (2) planos separados por un espacio donde se presenta el punto de fijación negro. Una segunda condición perceptiva consiste en una condición no estereoscópica (NSC) en la cual se presenta la misma imagen a cada ojo del sujeto para evitar la visión estereoscópica y la percepción de profundidad del sujeto. En la segunda condición perceptiva NSC, los dos planos 301 y 302 virtuales, las doce (12) esferas 303, y el punto de fijación negro se perciben como integrados en un mismo plano virtual.

Variación de velocidad

En una realización, el controlador del dispositivo para evaluar o mejorar habilidades perceptivo-cognitivas de un sujeto puede controlar la pantalla para producir una variación escalonada (hacia arriba o hacia abajo) de la velocidad de las esferas 303 que se mueven en los respectivos planos 301 o 302 desde una de las pruebas sucesivas a la otra. Por medio de la pantalla, el controlador ajusta la velocidad de las esferas 303 desde una prueba a la otra en relación con las respuestas del sujeto a las pruebas sucesivas. Por ejemplo, la velocidad inicial de movimiento de las esferas 303 es 2.5 cm/s. Se considera buena respuesta como la identificación de las cuatro (4) esferas objetivo. Todas las otras respuestas se consideran como incorrectas. La variación de velocidad escalonada se puede establecer con ocho (8) inversiones. Por ejemplo:

- Antes de la segunda inversión, la velocidad de las esferas 303 se aumenta (buena respuesta) o disminuye (respuesta incorrecta) en un factor de 0.2 unidades logarítmicas en cada prueba;

- Desde la segunda inversión hasta la cuarta inversión, la velocidad de las esferas 303 se aumenta (buena respuesta) o disminuye (respuesta incorrecta) en un factor de 0.1 unidades logarítmicas en cada prueba;

- Después, la velocidad de las esferas 303 se aumenta (buena respuesta) o disminuye (respuesta incorrecta) en un factor de 0.05 unidades logarítmicas en cada prueba.

Procedimiento

Los sujetos se sientan en la silla 106 oftalmológica. La altura de silla se ajusta con el fin de ajustar la mirada del sujeto a 57 cm desde el punto de fijación negro y a 160 cm desde el suelo 105 (figura 3). Se pide a los sujetos que enfoquen su mirada en el punto de fijación mientras que rastrean las cuatro (4) esferas 303 identificadas como esferas objetivo que se mueven en los planos 301 y 302 transparentes virtuales.

Una primera alternativa de recolector de respuestas del sujeto consiste en un ordenador (no se muestra) en el cual el experimentador ingresa, siguiendo cada una de las pruebas sucesivas, respuestas verbales del sujeto identificando las cuatro (4) esferas 303 que él/ella considera que son las esferas objetivo. El conocimiento de resultado entonces se proporciona visualmente al sujeto (las cuatro (4) esferas 303 anteriormente identificadas como objetivo se vuelven rojas). La condición perceptiva inicial (SC o NSC) fue elegida aleatoriamente y fueron contrarrestadas las condiciones perceptivas sucesivas. En cada condición perceptiva, el rendimiento del sujeto se calcula promediando resultados obtenidos en seis (6) sesiones de umbral de velocidad.

De acuerdo con una segunda alternativa, el recolector de respuestas del sujeto puede comprender un dispositivo, tal como un teclado, real o virtual, operado por el sujeto para ingresar en el ordenador sus respuestas a las pruebas sucesivas identificando las cuatro (4) esferas 303 que él/ella considera que son las esferas objetivo. Una tercera alternativa de recolector de respuestas del sujeto sería un sistema de reconocimiento de voz para ingresar respuestas verbales desde el sujeto a las pruebas sucesivas en el ordenador.

Luego, se programa el ordenador para interpretar las respuestas del sujeto a las pruebas sucesivas, y presentar resultados usando un protocolo adecuado adaptado para evaluar las habilidades perceptivo-cognitivas del sujeto. En particular, este protocolo usa las respuestas del sujeto a los eventos o situaciones particulares como una función de la velocidad de movimiento de los objetos virtuales en el entorno tridimensional para evaluar las habilidades perceptivocognitivas del sujeto.

Resultados

Después de cada experimento, se preguntó al sujeto en cuál condición (estereoscópica o no estereoscópica) fue más fácil de realizar. Dos (2) de los diez (10) sujetos sintieron que la condición perceptiva NSC fue más fácil de realizar que la condición perceptiva SC incluso si su rendimiento fue mejor en la condición SC. Los otros ocho (8) sujetos sintieron subjetivamente que su rendimiento fue más alto en la condición SC y así fue el caso cuando se analizaron sus resultados.

El análisis estadístico fue logrado mediante una prueba T de Student pareada y fueron considerados resultados significativos cuando el valor de p no alcanzó 0.05. El análisis estadístico de los resultados ha demostrado que los umbrales de velocidad obtenidos en la condición SC fueron significativamente más altos que los obtenidos en la condición NSC, t (1, 9) = 7.242, p = 0.000.

Más específicamente, los umbrales de velocidad en la condición SC fueron más altos que en la condición NSC en un factor de 1.49 (figura 6, datos a la izquierda).

Discusión

El Experimento 1 cuantifica la ventaja de representación de espacio estereoscópica 3D en MOT. Este mejor rendimiento se caracteriza por umbrales de velocidad más altos significativos. Estos umbrales más altos implican que la capacidad de rastrear cuatro (4) objetivos simultáneos se mejora cuando se permite una mejor separación de desambiguación entre planos mediante la disponibilidad de representación de espacio estereoscópica 3D de la escena visual. Estos resultados sugieren, para los individuos con visión estereoscópica normal, una mejor extracción y segregación de la información visual pertinente cuando la representación de espacio estereoscópica 3D está disponible.

Alternativamente, un parámetro metodológico de Experimento 1 podría influir potencialmente en estos resultados. En la configuración experimental, las esferas en movimiento presentadas en cada plano virtual podrían colisionar entre ellas y con el borde virtual de su plano respectivo. En la condición estereoscópica (condición SC) 3D este parámetro de colisión no podría tener ninguna consecuencia a un nivel perceptivo. Sin embargo, en la condición no estereoscópica (condición NSC) todos los elementos de la escena visual fueron percibidos como integrados dentro de un plan único y la mitad de las esferas podían colisionar entre sí mientras pasaban a través de las otras seis restantes. Debido a esta consideración, podría resultar alguna incertidumbre o confusión perceptiva relacionada con la condición NSC. Esta diferencia perceptiva entre las condiciones SC y NSC podría potencialmente generar la ventaja significativa obtenida en el rendimiento registrado en la condición SC. Para evaluar si los resultados obtenidos entre las dos condiciones perceptivas SC y NSC en el Experimento 1 se atribuirían al parámetro de colisión y al efecto de confusión que generaría en la condición NSC, fue elaborado un segundo experimento (Experimento 2). En el Experimento 2, el controlador controla la pantalla de tal manera que las esferas 303 virtuales que se mueven en cada plano 301 o 302 virtual no pueden colisionar sino que pasan a través entre sí en las dos condiciones perceptivas (SC y NSC).

Experimento 2

Diez adultos jóvenes inexpertos (5 mujeres; 5 hombres) participaron en este experimento (edades que oscilan desde 18 a 30 años). En el Experimento 2, fue usada la misma configuración y procedimiento que en el Experimento 1 con la diferencia de que no hubo colisión entre las esferas 303; sólo fue mantenida la colisión de las esferas 303 con los bordes de los planos 301 y 302. Esto significa que independientemente de la condición perceptiva (condiciones SC o NSC) las esferas 303 pasan a través entre sí y evitan el efecto de confusión potencial que fue generado durante la condición NSC en el Experimento 1.

Resultados

El sentimiento subjetivo en relación con la condición perceptiva ha demostrado que tres (3) de los diez (10) participantes sintieron que la condición NSC fue más fácil de realizar que la condición SC incluso si su rendimiento fue mejor en la condición SC. Los otros siete (7) participantes restantes sintieron subjetivamente que su rendimiento fue más alto en la condición SC y ese fue el caso cuando se comparó con sus resultados.

Un análisis de prueba T pareada reveló que los umbrales de velocidad obtenidos en la condición SC fueron significativamente más altos que los obtenidos en la condición NSC, t (1, 9) = 4.995, p = 0.001. De manera similar a los resultados obtenidos en el Experimento 1, los umbrales de velocidad fueron más altos (en un factor de 1.29) en la condición SC que en la condición NSC (véase figura 6, datos en el medio). Esto invalida la posibilidad de que los umbrales de velocidad más altos obtenidos en la condición SC del Experimento 1 fueran la consecuencia de un efecto de confusión inducido por la fusión de los dos planos 301 y 302 que hizo que la mitad de las esferas colisionaran entre sí pero pasaran a través de las otras seis (6) esferas 303 restantes.

Discusión

Los resultados obtenidos en el Experimento 2 confirman que la representación de espacio estereoscópica 3D mejora de manera óptima los procesos perceptivo-cognitivos involucrados en una tarea de rastreo de múltiples elementos. Los datos que contrastan los umbrales de velocidad en la tarea de rastreo de múltiples objetos para la representación de espacio de visión estereoscópica 3D y la representación de espacio no estereoscópica han demostrado el beneficio de integrar información visual de una manera estereoscópica. Contrario a los resultados obtenidos en condiciones no estereoscópicas, parece claramente que los individuos podrían atender al objetivo a mayor velocidad en la representación de espacio estereoscópica 3D. Esto sugiere la potencia de visión estereoscópica para desambiguar o segregar la ubicación de los objetos cuando la atención debe asignarse a planos de diferentes profundidades en relación con los objetos rastreados.

A partir de los datos obtenidos en los dos primeros experimentos (Experimentos 1 y 2), parece que el umbral de velocidad parece ser una medida fiable para evaluar el rendimiento en una tarea de rastreo de múltiples objetos. También, los resultados han demostrado que más allá del número de objetos que son rastreados, un protocolo de umbral de velocidad permite evaluar el rendimiento de MOT de una manera más precisa.

Experimento 3

El objetivo de este experimento fue determinar el efecto de evaluar los mecanismos de MOT en condiciones más ecológicas permitiendo la transposición de los resultados al contexto de la vida real. En el Experimento 3, fue evaluado el umbral de velocidad en una configuración donde los objetos virtuales rastreados están restringidos en un volumen virtual. Esta condición permite la percepción de profundidad y movimiento de los objetos virtuales en las tres (3) dimensiones espaciales (ejes x, y y z) como es el caso en el mundo real 3D.

Diez adultos jóvenes inexpertos (5 mujeres; 5 hombres) participaron en el Experimento 3 (edades que oscilan desde 18 a 30 años). En el Experimento 3, fue usado el mismo procedimiento y método que en el Experimento 1 con la excepción de que el controlador controlaba la pantalla para mostrar en el entorno tridimensional un volumen tridimensional, por ejemplo un cubo 701 transparente, virtual tridimensional, en el cual los objetos virtuales, por ejemplo las esferas 303 virtuales, están confinados y se mueven en tres dimensiones espaciales (figura 7). En el Experimento 3, el cubo 701 virtual tenía, como ejemplo no limitativo, lados de 44 cm.

El lado 702 anterior del cubo 701 mide 42° de ángulo visual y es visto por el sujeto a una distancia de 57 cm. El centro del cubo 701 se posiciona virtualmente a 79 cm desde los ojos del sujeto. Los lados y bordes que componen el cubo 701 son transparentes. El controlador controla la pantalla de tal manera que (a) las doce (12) esferas 303 que se mueven dentro del cubo 701 colisionan entre sí dentro de los límites espaciales impuestos por el cubo 701 transparente virtual. El controlador también controla la pantalla de tal manera que las doce (12) esferas 303 que se mueven dentro del cubo 701 colisionan con los bordes y lados del cubo 701. Las mismas condiciones perceptivas que en el Experimento 1 (condición estereoscópica (SC) 3D y condición no estereoscópica (NSC)) se usan para presentar visualmente la escena 3D. Esto significa que, en la condición SC, las esferas 303 se mueven en un volumen virtual a lo largo de los ejes x, y y z mientras que, en la condición NSC, las esferas 303 están incorporadas en un único plano en el cual la escena 3D se ve bajo una vista de perspectiva. En esta condición NSC, los desplazamientos de eje z están representados por índices monoculares; los lados de las esferas 303 se expanden o contraen en relación con el desplazamiento anteroposterior. En el Experimento 3, la velocidad de las esferas 303 virtuales no se puede comparar con la velocidad generada en los dos primeros Experimentos 1 y 2. La razón es que, en el Experimento 3, el vector de velocidad se distribuye a lo largo de los tres (3) ejes (x, y y z) para inducir una percepción de velocidad más baja por el sujeto 201. Esta distribución de velocidad en las tres (39) dimensiones espaciales genera potencialmente umbrales de velocidad más altos artificiales que en los primeros dos (2) Experimentos 1 y 2 en los cuales los vectores de velocidad fueron generados en dos (2) dimensiones espaciales, más específicamente a lo largo de los ejes x y y.

Resultados

El sentimiento subjetivo en relación con las condiciones perceptivas ha demostrado que tres (3) de los diez (10) sujetos sintieron que la condición NSC era más fácil de realizar que la condición SC incluso si su rendimiento fue mejor en la condición SC. Los otros siete (7) sujetos restantes sintieron subjetivamente que su rendimiento fue más alto en la condición SC y ese fue el caso cuando se comparó con sus resultados.

El análisis de prueba T pareada mostró que los umbrales de velocidad obtenidos en la condición SC fueron significativamente más altos que los obtenidos en la condición NSC, t (1,9) = 5.949, p = 0.000. De la misma manera que en los primeros dos (2) Experimentos 1 y 2 los resultados han demostrado la ventaja de realizar la tarea de MOT dentro de una condición estereoscópica 3D. Tal ventaja se caracteriza por umbrales de velocidad más altos en la condición SC versus la condición NSC (con un factor de 1.42; véase datos a la izquierda en la figura 6).

Los resultados anteriores confirman el impacto positivo de la condición perceptiva estereoscópica 3D sobre los umbrales de velocidad medidos y sugieren la ventaja de usar representaciones de espacio ecológico para evaluar el rendimiento de MOT. Estos umbrales de velocidad más altos obtenidos en la condición estereoscópica 3D también confirman que el uso de representaciones de espacio estereoscópicas 3D optimiza la extracción de información pertinente necesaria para el sujeto para un rastreo simultáneo eficiente de múltiples objetos en espacio.

Discusión General

En la descripción anterior, los umbrales de velocidad se usan para medir sutilmente el rendimiento de los sujetos durante las tareas de rastreo de múltiples objetos. De hecho, el objetivo es evaluar si este tipo de medida puede diferenciar sutilmente el rendimiento de dos (2) sujetos que pueden ambos rastrear el mismo número de objetos objetivo durante un experimento de MOT. Los datos obtenidos durante los tres (3) Experimentos 1, 2 y 3 muestran claramente que los sujetos son capaces de rastrear cuatro (4) objetos objetivo en movimiento. También, los resultados han demostrado que, para un mismo número de objetos objetivo que son rastreados y dentro de un grupo dado de sujetos, el rendimiento de los sujetos varía sutilmente en términos de umbral de velocidad y en relación con la condición perceptiva (por ejemplo, SC o NSC) a la que están expuestos. Esto refleja la posibilidad de investigar más a fondo este tipo de tarea cognitiva y sugiere que la evaluación de rastreo de múltiples objetos aprovecha la consideración de estas potenciales diferencias interindividuales que podrían reflejar diferencias a un nivel integrador.

Las investigaciones anteriores permiten evaluar si la condición perceptiva estereoscópica 3D da una ventaja, durante una tarea de MOT, a sujetos con visión estereoscópica normal. También es posible evaluar si la información visual estereoscópica 3D es el sustrato óptimo para segregar la información necesaria para atender correctamente a objetos ubicados a diferente profundidad durante una tarea de MOT o si los índices visuales monoculares (condición perceptiva no estereoscópica) son suficientes para accionar de manera óptima este mecanismo cognitivo visualperceptivo. Los experimentos 1 y 2 muestran que, cuando los objetos objetivo se presentan visualmente en una condición estereoscópica 3D, los umbrales de velocidad obtenidos son más altos que cuando la información visual se presenta en una condición no estereoscópica. Estos resultados sugieren que los índices visuales estereoscópicos optimizan la extracción y la integración por el sistema visual de los elementos espaciales pertinentes que accionan de manera óptima los mecanismos inherentes a una tarea de rastreo de múltiples objetos. Esto es confirmado mediante el Experimento 3 en el cual la tarea se realiza en un volumen virtual que replica la realidad 3D de nuestro mundo. Estos resultados se resumen en la figura 6 y muestran aproximadamente la misma ventaja de la representación de espacio 3D en los Experimentos 1, 2 y 3. El gráfico de la figura 6 muestra que la ventaja obtenida resulta de la representación de espacio 3D y no de otros parámetros experimentales. Tomados en conjunto, los resultados obtenidos en los Experimentos 1, 2 y 3 argumentan fuertemente a favor de una importante implicación de la representación visual estereoscópica 3D en el funcionamiento óptimo de los procesos involucrados durante el rastreo de múltiples objetos.

Los resultados de los Experimentos 1, 2 y 3 muestran que el uso de la condición perceptiva estereoscópica 3D en los mecanismos integradores involucrados en MOT es ventajoso. Esta ventaja de la condición perceptiva estereoscópica 3D podría ser la consecuencia de una representación 3D interna del entorno que lleva a una integración óptima cuando la información visual se muestra de una manera 3D. Independiente del modelo considerado y de los diferentes límites espaciales e integradores descritos para MOT, la representación de espacio dentro de un marco de referencia interno 3D es una característica importante del mecanismo involucrado en MOT. Esto significa que la indexación y rastreo de objetivos se accionan de manera óptima cuando los índices estereoscópicos 3D están disponibles.

Conclusiones

Parece que los mecanismos integradores vinculados a MOT se accionan de manera óptima dentro de una condición perceptiva estereoscópica 3D o representación de espacio. Esto podría resultar de una proclividad natural del cerebro a representar el entorno de una manera volumétrica o 3D. Esto también sugiere que, para evaluar de manera óptima y relevante la capacidad de rastreo de múltiples objetos e inferir resultados a situaciones de la vida real como conducir u otros contextos visuales dinámicos complejos, es necesario evaluar esta capacidad visual-atencional en condiciones perceptivas que se ajusten a la realidad visual-espacial de nuestro mundo. Por consiguiente, la condición perceptiva estereoscópica 3D o la representación de espacio aparece como un parámetro ventajoso para integrar en protocolos de rastreo de múltiples objetos.

También, una medida de umbrales de velocidad constituye un procedimiento preciso y fiable para discriminar los límites visual-atencionales de sujetos dentro de las condiciones experimentales en MOT.

Realización 2 (inmersión visual tridimensional)

Con referencia a la figura 8, la Realización 2 se relaciona con un método y sistema para evaluar, entrenar y mejorar habilidades perceptivo-cognitivas de atletas y otras poblaciones.

La realización 2 se relaciona con un método y sistema que usa como pantalla un implemento visual de realidad virtual, por ejemplo un casco 801 de realidad virtual y un procedimiento de MOT que usa variación de velocidad para evaluar y entrenar la capacidad perceptivo-cognitiva de atletas y otras poblaciones objetivo.

El método y sistema de acuerdo con la Realización 2 usa un entorno virtual tridimensional para evaluar y entrenar las habilidades perceptivo-cognitivas de un sujeto. El entorno y situaciones tridimensionales que se proponen pueden adaptarse a las especificidades de la población objetivo. Ejemplos de entornos tridimensionales se ilustran en la figura 8 (pelotas en movimiento), figura 9 (Fútbol americano), figura 10 (Fútbol americano) y figura 11 (Fútbol).

Con referencia a la figura 8, el casco 801 de realidad virtual está conectado a un controlador de pantalla, por ejemplo un ordenador (no se muestra). El controlador de pantalla está conectado al casco 801 de realidad virtual para mostrar a través del casco 801 de realidad virtual una imagen 3D del entorno virtual tridimensional como una función de la orientación del casco 801 y de tal manera que el sujeto 802 tenga la impresión de estar inmerso en el entorno virtual tridimensional que corresponde al procedimiento de MOT.

El entorno tridimensional de la figura 8 corresponde a la Realización 1 como se describe en la descripción anterior pero realizada a través del casco 801 de realidad virtual y el correspondiente controlador de pantalla (ordenador). Como se describe en este documento anteriormente, este procedimiento consiste en mostrar un conjunto 3D de ocho (8) esferas tales como 803 en un volumen 8043D transparente e identificar al menos una esfera 803 como objetivo a través de un breve cambio de color (desde amarillo a rojo por ejemplo). Luego el sujeto 802 rastrea visualmente la al menos una esfera 803 objetivo identificada dentro del volumen 804 mientras las esferas 803 se mueven y se les permite colisionar entre sí y en los seis límites de superficie plana del paralelepípedo que delimita el volumen 8043D. Al final del ejercicio, todas las esferas 803 están identificadas por números y el sujeto 802 indica la al menos una esfera objetivo que ha sido rastreada, indicando el número de esa esfera.

El entorno virtual tridimensional de la figura 9 es un campo 901 de fútbol americano y el entorno virtual tridimensional de la figura 11 es un campo 1101 de fútbol ambos mostrados a través del casco 801 de realidad virtual. Los objetos virtuales en movimiento pueden ser entonces una pelota y/o jugadores de fútbol americano o de fútbol. La figura 10 muestra la imagen 3D del campo 901 de fútbol americano como se ve por el sujeto 902 de la figura 9 a través del casco 801 de realidad virtual.

En el caso del campo 901 de fútbol americano de las figuras 9 y 10, los jugadores 903 de fútbol americano aparecen en la imagen 3D (figura 10) como se ven por el sujeto 902 a través del casco 801 de realidad virtual. El controlador de pantalla puede controlar el casco 801 de realidad virtual para mostrar indicaciones, tales como flechas (904, por ejemplo), para indicar al sujeto 902 un movimiento que puede anticiparse desde uno o muchos jugadores durante un juego por venir.

Luego, se inicia el juego y los jugadores 903 y la pelota (no se muestra) se moverán en el campo 901 de fútbol americano y el ejercicio del sujeto 902 es observar el juego y movimientos de los jugadores 903 y la pelota. El controlador de pantalla también puede controlar el casco de realidad virtual para cambiar la velocidad del juego desde un juego al otro, por ejemplo para aumentar la velocidad desde un juego al otro. Esto proporcionará al sujeto 902 un ejercicio y entrenamiento para observar y acostumbrarse, durante un juego, a los movimientos simultáneos de los jugadores y la pelota. Para mejorar las habilidades perceptivo-cognitivas del sujeto 902, la velocidad puede aumentarse gradualmente desde el juego al otro. Esto permitirá mejorar la velocidad del juego hasta un nivel que, cuando el sujeto 902 se enfrente a una situación real o juegue durante un partido de fútbol americano, encontrará lentos los movimientos de los jugadores y la pelota y será más rápido para anticipar un juego o determinar los movimientos y posiciones actuales del otro jugador para reaccionar mejor, tomar decisiones más rápidas y por último mejorar su rendimiento en jugar fútbol americano.

Lo mismo se aplica al entorno (campo 1101 de fútbol de la figura 11) para permitir que un sujeto 1102 practique y aumente la velocidad a la cual él/ella podrá anticipar un juego y determinar los movimientos y posiciones actuales de los otros jugadores para reaccionar mejor, tomar decisiones más rápidas y por último mejorar su rendimiento en jugar fútbol.

Las habilidades perceptivo-cognitivas de atletas y de la población en general son fundamentales en su interacción con su entorno. El método y sistema anteriores de la Realización 2 permitirán evaluar y entrenar las habilidades perceptivocognitivas de individuos en muchas tareas diarias tales como conducir un coche y practicar deportes. Más específicamente, esta solución será muy eficiente para evaluar y optimizar la habilidad de un individuo para interactuar con el entorno dinámico circundante, complejo. Por ejemplo, este tipo de herramienta podría usarse para determinar el perfil de un conductor y evaluar si sus habilidades perceptivo-cognitivas son óptimas y suficientes para asegurar la seguridad en el tráfico. También será posible, como se describió anteriormente en relación con la Realización 1, concebir un protocolo para evaluar las habilidades perceptivo-cognitivas de atletas y luego, como una función de esta evaluación, elaborar un programa de entrenamiento para estos atletas. En particular, este procedimiento o protocolo evaluará la respuesta de los sujetos a los eventos o situaciones particulares como una función de la velocidad de movimiento de los objetos virtuales en el entorno. Los expertos normales en la técnica pueden diseñar fácilmente un recolector adecuado (no se muestra) de las respuestas de interés del sujeto como una función del protocolo que es usado.

Por ejemplo, en el área del deporte, diversas organizaciones están buscando constantemente nuevas herramientas eficientes para entrenar deportistas de alto nivel en vista de optimizar su rendimiento. El método y sistema de la Realización 2 constituye una nueva alternativa para el desarrollo del rendimiento de atletas. También se pueden adaptar a muchas otras situaciones por ejemplo una profesión que requiere una alta eficiencia perceptivo-cognitiva dentro de un entorno dinámico complejo para tomar decisiones rápidas y eficientes, por ejemplo durante el entrenamiento de equipos SWAT y cuerpos de élite que luchan contra el terrorismo.

El método y sistema de la Realización 2 también se pueden aplicar en el contexto de la readaptación de las habilidades perceptivo-cognitivas.

El método y sistema de la Realización 2 comprende, entre otras, las siguientes ventajas:

- El método y sistema de la Realización 2 son capaces de determinar con precisión el nivel del rendimiento perceptivocognitivo de un individuo.

- El realismo proporcionado por la realidad virtual permite una mejor transferencia al mundo real.

- El sistema de la Realización 2 es portátil y puede transportarse en un sitio de entrenamiento, por ejemplo en un campo.

- El método y sistema de la Realización 2 es sencillo de usar.

- El método y sistema de la Realización 2 son capaces de medir las habilidades perceptivo-cognitivas de un individuo en condiciones visuales reproduciendo la realidad visual del entorno (inmersión visual 3D).

- El método y sistema de la Realización 2 son capaces de medir con precisión las habilidades perceptivo-cognitivas de un individuo en un entorno virtual reproduciendo de una manera realista los requisitos visuales inherentes a la práctica de un deporte.

- El método y sistema de la Realización 2 (figura 8) se pueden usar para entrenar a personas mayores para que procesen las esferas 804 virtuales en movimiento así como a adultos jóvenes no entrenados:

- El envejecimiento normal está asociado con una disminución de habilidades perceptivo-cognitivas. También se conoce que el envejecimiento afecta la percepción de movimiento y atención dividida. Por ejemplo, los sujetos jóvenes pueden rastrear simultáneamente cuatro (4) objetos en movimiento mientras que sujetos mayores solo pueden rastrear tres (3) objetos en movimiento simultáneamente. Se ha demostrado que, usando la realización de la figura 8, las habilidades perceptivo-cognitivas en una tarea de MOT 3D se pueden entrenar con el tiempo, y los sujetos mayores entrenados pueden volverse tan eficientes como los sujetos más jóvenes no entrenados. El método y sistema de la Realización 2 (figura 8) es por lo tanto una técnica útil en el envejecimiento para reducir el impacto de la disminución perceptivo-cognitiva.

Realización 3 (realidad aumentada)

En la Realización 3, la Realización 2 descrita anteriormente se extiende a la realidad aumentada. La Realización 3 todavía se relaciona con un método y sistema para evaluar, entrenar y mejorar habilidades perceptivo-cognitivas de atletas y otras poblaciones.

Más específicamente, el método y sistema de acuerdo con la Realización 3 permiten que un sujeto 1203 esté en un entorno tridimensional real, por ejemplo un campo 1201 de fútbol americano como se ilustra en la figura 12. La pantalla comprende entonces un implemento visual de realidad virtual, por ejemplo un casco 1202 de realidad virtual, gafas o cualquier otro implemento visual de realidad virtual. Un controlador de pantalla, por ejemplo un ordenador (no se muestra), está conectado al casco 1202 de realidad virtual al casco 1202 de realidad virtual a través de una conexión inalámbrica (no se muestra) para mostrar y superponer en objetos virtuales 3D al campo 1201 de fútbol americano real. Los objetos virtuales 3D se seleccionan desde el grupo que consiste en jugadores de fútbol americano tal como 1205 y una pelota tal como 1204.

En el caso de realidad aumentada, el casco 1202 de realidad virtual está estructurado para permitir que el sujeto 1203 vea el campo 1201 de fútbol americano real y los objetos virtuales 3D superpuestos al campo 1201 de fútbol americano real por lo que el sujeto puede moverse, cambiar de dirección, correr, saltar, etc. en el campo 1201 de fútbol americano real mientras que los objetos virtuales 3D son estacionarios o se mueven en el campo 1201 de fútbol americano real. Para aumentar la realidad, el controlador de pantalla controla el casco 1202 de realidad virtual para mostrar en tres dimensiones objetos tales como otros jugadores tales como 1205 y una pelota tal como 1204 estacionaria o en movimiento en el campo 1201 de fútbol americano. Alternativamente, la pelota 1204 puede ser real y portada por el sujeto 1203.

Por ejemplo, el sujeto 1203 puede correr en el campo 1201 de fútbol americano hacia la línea de anotación (no se muestra). Durante el movimiento del sujeto 1203, el controlador de pantalla controlará el casco 1202 de realidad virtual para mostrar a los jugadores 12053D que intentan detener al sujeto 1203. El sujeto 1203 entonces correrá, cambiará de dirección y/o saltará para evitar a los otros jugadores tales como 1205 en un intento de alcanzar la línea de anotación.

En la Realización 3, el recolector de respuestas del sujeto 1203 puede comprender sensores (no se muestran) montados en el sujeto 1203 y conectados a un ordenador. Los sensores detectan los movimientos y posición del sujeto 1203 en el campo 1201 de fútbol americano real para uso por el ordenador para evaluar, de acuerdo con un protocolo de evaluación, las habilidades perceptivo-cognitivas del sujeto 1203.

Esto permitirá al sujeto 1203 no solo observar el juego y movimientos de los jugadores 1205 y la pelota 1204 sino también moverse en el campo 1201 de fútbol americano como una función de los movimientos y posiciones de los otros jugadores 1205 y la pelota 1204. Esto proporcionará al sujeto 1203 un ejercicio y entrenamiento no solo para observar y acostumbrarse, durante un juego, a los movimientos simultáneos de los jugadores 1205 y la pelota 1204 sino también para jugar, es decir para tomar decisiones rápidas y moverse en relación con la información adquirida y las decisiones tomadas. Para mejorar habilidades perceptivo-cognitivas del sujeto 1203, el controlador de pantalla puede controlar el casco 1202 de realidad virtual para aumentar gradualmente la velocidad del juego desde un juego al otro. Es posible aumentar la velocidad del juego hasta un nivel que, cuando el sujeto 1203 se enfrente a una situación real o juegue durante un partido de fútbol americano, él/ella encontrará lentos los movimientos de los jugadores y pelota y él será más rápido para anticipar un juego o determinar los movimientos y posiciones actuales de los otros jugadores para reaccionar mejor, tomar decisiones más rápidas y por último mejorar su rendimiento en jugar fútbol americano.

Lo mismo puede aplicarse a otros entornos reales tridimensionales tales como un cuadrilátero 1301 de boxeo como se ilustra en la figura 13. En esta situación particular, un sujeto 1302 luchará en un cuadrilátero 1301 de boxeo real tridimensional contra un adversario 1303 virtual para practicar y aumentar la velocidad a la cual podrá anticipar un movimiento del adversario 1303 virtual y responder mejor y más rápido tratando de golpear al adversario 1303 virtual. En la figura 13, no se muestra el casco de realidad virtual del sujeto 1302.

Resultados

La figura 14 es un gráfico que muestra que las habilidades perceptivo-cognitivas de sujetos mejoran cuando se usa una representación estereoscópica 3D de los objetos virtuales. El gráfico de la figura 14 también muestra que las habilidades perceptivo-cognitivas también son mejores en el caso de sujetos que no padecen ambliopía visual.

La curva de la figura 15 muestra claramente que las habilidades perceptivo-cognitivas de sujetos mejoran con el número de sesiones de entrenamiento.

Debe entenderse que la invención no se limita en su aplicación a los detalles de construcción y partes ilustradas en los dibujos acompañantes y descritos anteriormente. La invención es capaz de otras realizaciones y de ser practicada en diversas formas. También debe entenderse que la fraseología o terminología usada en este documento es con el propósito de descripción y no de limitación. Por tanto, aunque la presente invención se ha descrito anteriormente a modo de realizaciones ilustrativas de la misma, puede modificarse a voluntad, dentro del alcance de las reivindicaciones anexas, sin apartarse del alcance de la invención objeto.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo para evaluar o mejorar habilidades perceptivo-cognitivas de un sujeto (201, 802, 902, 1102, 1203, 1302), que comprende:

una pantalla (102, 103, 104, 105, 801, 1202) de objetos (303, 803, 903, 1204, 1205, 1303) virtuales que se mueven en un entorno (101, 901, 1101, 1201, 1301) tridimensional dado durante pruebas sucesivas, con el sujeto (201, 802, 902, 1102, 1203, 1302) en contacto visual con los objetos (303, 803, 903, 1204, 1205, 1303) virtuales que se mueven en el entorno (101, 901, 1101, 1201, 1301) tridimensional; y

un controlador de la pantalla (102, 103, 104, 105, 801, 1202) de los objetos (303, 803, 903, 1204, 1205, 1303) virtuales que se mueven en el entorno (101, 901, 1101, 1201, 1301) tridimensional dado durante las pruebas sucesivas,

caracterizado porque el controlador de la pantalla (102, 103, 104, 105, 801, 1202) está configurado para cambiar una velocidad de movimiento de los objetos (303, 803, 903, 1204, 1205, 1303) virtuales en el entorno (101, 901, 1101, 1201, 1301) tridimensional,

en donde la pantalla sumerge al sujeto (802) en el entorno (101) tridimensional, la pantalla comprende un conjunto de superficies (102, 103, 104, 105) en las cuales se muestran imágenes para formar el entorno (101) tridimensional, las imágenes mostradas en las superficies son imágenes estereoscópicas, la pantalla comprende un implemento visual de obturador que permite al sujeto (802) percibir, en tres dimensiones, los objetos (803) virtuales, posiciones de los objetos (803) virtuales, y el entorno (101) tridimensional, la pantalla comprende además un sensor (801) posicional montado en el implemento visual de obturador para rastrear una posición de la cabeza del sujeto, y el controlador controla la pantalla para corregir en tiempo real una perspectiva visual en relación con la posición de la cabeza del sujeto.

2. Un dispositivo como se define en la reivindicación 1, que comprende además un recolector de respuestas desde el sujeto (201, 802, 902, 1102, 1203, 1302) a las pruebas sucesivas para uso en la evaluación, de acuerdo con un protocolo de evaluación, de las habilidades perceptivo-cognitivas del sujeto (201, 802, 902, 1102, 1203, 1302).

3. Un método de evaluación o mejora de habilidades perceptivo-cognitivas de un sujeto (201, 802, 902, 1102, 1203, 1302), que comprende:

mostrar (102, 103, 104, 105, 801, 1202) objetos (303, 803, 903, 1204, 1205, 1303) virtuales que se mueven en un entorno (101, 901, 1101, 1201, 1301) tridimensional dado durante pruebas sucesivas, con el sujeto (201, 802, 902, 1102, 1203, 1302) en contacto visual con los objetos (303, 803, 903, 1204, 1205, 1303) virtuales que se mueven en el entorno (101, 901, 1101, 1201, 1301) tridimensional;

caracterizado porque se cambia una velocidad de movimiento de los objetos (303, 803, 903, 1204, 1205, 1303) virtuales en el entorno (101, 901, 1101, 1201, 1301) tridimensional

en donde el método comprende además sumergir al sujeto (802) en el entorno (101) tridimensional,

en donde mostrar los objetos virtuales comprende mostrar imágenes en un conjunto de superficies (102, 103, 104, 105) para formar el entorno (101) tridimensional;

en donde las imágenes mostradas en las superficies son imágenes estereoscópicas:

en donde el método comprende además usar un implemento visual de obturador que permite al sujeto (802) percibir, en tres dimensiones, los objetos (803) virtuales, posiciones de los objetos (803) virtuales, y el entorno (101) tridimensional; y

en donde el método comprende además montar un sensor (801) posicional en el implemento visual de obturador para rastrear una posición de la cabeza del sujeto, y controlar la visualización de objetos virtuales para corregir en tiempo real una perspectiva visual en relación con la posición de cabeza del sujeto.

4. Un método como se define en la reivindicación 3, que comprende además recolectar respuestas del sujeto (201, 802, 902, 1102, 1203, 1302) a las pruebas sucesivas para uso en la evaluación, de acuerdo con un protocolo de evaluación, de las habilidades perceptivo-cognitivas del sujeto (201, 802, 902, 1102, 1203, 1302).

5. Un método como se define en la reivindicación 3, en donde mostrar (102, 103, 104, 105) objetos (303) virtuales comprende mostrar (102, 103, 104, 105) al menos dos planos (301, 302) transparentes virtuales y una porción de los objetos (303) virtuales incorporados en cada uno de los al menos dos planos (301, 302) virtuales, y mover la porción correspondiente de los objetos (303) virtuales en cada plano (301, 302) virtual.