ESTIMATION OF VIBRATION AND FORCE STIMULUS THRESHOLDS FOR HAPTIC GUIDANCE IN MIS TRAINING - Estimación de umbrales de percepción de fuerza y vibración para guiado háptico en entrenamiento de MIS

ESTIMATION OF VIBRATION AND FORCE STIMULUS THRESHOLDS FOR HAPTIC GUIDANCE IN MIS TRAINING - Estimación de umbrales de percepción de fuerza y vibración para guiado háptico en entrenamiento de MIS

Published 2012-05-03

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http://hdl.handle.net/11190/502 (Spanish) FLIP
Issue
Vol. 5 No. 10 (2011)
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ESTIMATION OF VIBRATION AND FORCE STIMULUS THRESHOLDS FOR HAPTIC GUIDANCE IN MIS TRAINING - Estimación de umbrales de percepción de fuerza y vibración para guiado háptico en entrenamiento de MIS. (2012). Revista Ingeniería Biomédica, 5(10), 17-22. https://doi.org/10.24050/19099762.n10.2011.96
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https://doi.org/10.24050/19099762.n10.2011.96
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Elizabeth Mesa-Múnera
Escuela de Minas, Universidad Nacional de Colombia, Colombia
Juan F. Ramirez-Salazar
Escuela de Minas, Universidad Nacional de Colombia, Colombia
Pierre Boulanger
Department of Computing Science, University of Alberta, Canada
Walter F. Bischof
Department of Computing Science, University of Alberta, Canada
John W. Branch
Escuela de Minas, Universidad Nacional de Colombia, Colombia
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This manuscript investigates the minimum perception thresholds for force and vibration stimuli in a simple movement pattern and using the same haptic device. The model was model derived from the well-known Up-Down Transformed Response Rule varying the force magnitude and the amplitude of vibration feedback. It was demonstrated that the vibration sensitivity was around fifteen times smaller than the force threshold. The results were compared with previous published studies for different tasks, experimental configurations and devices. We concluded that the type of task significantly affects human detection threshold for force and vibration feedback, and should be adapted for the design of a new haptic-based skill transfer system for minimally invasive surgery (MIS) using haptic guidance. Resumen ─ El presente artículo muestra los resultados de una investigación para determinar los umbrales de mínima percepción ante estímulos de fuerzas y vibraciones aplicados durante la realización de un movimiento simple y utilizando el mismo dispositivo háptico. El modelo utilizado se derivó del bien conocido método de Up-Down Transformed Response Rule donde la retroalimentación fue variada en términos de la magnitud de la fuerza y de la amplitud de la vibración. Se demostró que la percepción de vibración fue alrededor de quince veces más pequeña que el umbral de fuerzas y se compararon los resultados con trabajos previos para diferentes tareas, configuraciones experimentales y distintos dispositivos. Se concluyó que el tipo de tarea afecta significativamente el umbral de detección humano tanto para retroalimentaciones de fuerzas como de vibraciones. Además es fundamental considerar estos valores en el diseño de nuevos sistemas de guiado hápticos para el entrenamiento de habilidades requeridas en Cirugías Mínimamente Invasivas (MIS por sus siglas en Inglés).

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