Vestibular Stimulation Enhances Hand Redirection
前庭電気刺激によるVRハンドリダイレクション検知閾値の拡大
We demonstrate how the vestibular system (i.e., the sense of balance) influences the perception of hand position in VR. By exploiting this via galvanic vestibular stimulation (GVS), we can enhance the degree to which we can redirect the user’s hands in VR without them noticing, i.e., raising the detection threshold of hand redirection. Our novel cross-modal illusion relies on the principle that a GVS-induced subtle body sway aligns with the user’s expected body balance during hand redirection. This alignment reduces the sensory conflict between the expected and actual body balance, allowing for a larger hand redirection than would normally be noticed. In our user study, we validated that our approach raises the detection threshold of VR hand redirection by approximately 55% for outward and 45% for inward movements. With this increase, our approach broadens the applicability of hand redirection (e.g., compressing a VR space into an even smaller physical area).
This work was conducted as part of the UChicago CS Student Summer Research Fellowship Program, where Kensuke Katori joined the Human Computer Integration Lab under the mentorship of Yudai Tanaka and Associate Professor Pedro Lopes.
本研究は、前庭感覚（バランス感覚）がVR（仮想現実）空間における手の位置知覚にどのように影響するかを実証するものです。私たちは、GVS（ガルバニック前庭刺激）を用いてこの特性を利用し、VR内でユーザーに気づかれることなく手の位置を操作する「ハンドリダイレクション」の検出閾値（気づかれる限界）を向上させる手法を提案します。この新しいクロスモーダル錯覚は、GVSが誘発する微細な身体の揺れを、ハンドリダイレクション中に視覚から「期待される」身体の重心感覚と一致させる、という原理に基づいています。この一致が、「期待される重心」と「実際の重心」との間の感覚的な不一致を解消し、通常であれば気づかれてしまうような、より大きなずれ幅のリダイレクションを可能にします。ユーザー評価実験において、本手法がVRハンドリダイレクションの検出閾値を、外向きの動きで約55%、内向きの動きで約45%向上させることを実証しました。この閾値の向上により、本手法は（例えば、VR空間をより小さな物理エリアに圧縮するなど）ハンドリダイレクションの応用可能性を大きく広げるものです。
本研究は、シカゴ大学のCS Student Summer Research Fellowship Programの一環として、同大学の Human Computer Integration Lab において、Yudai Tanaka氏およびPedro Lopes準教授の指導の下で行われました。
Authors: Kensuke Katori (University of Chicago, University of Tsukuba), Yudai Tanaka (University of Chicago), Yoichi Ochiai (University of Tsukuba), Pedro Lopes (University of Chicago)
Publication: https://dl.acm.org/doi/10.1145/3746059.3747776
UChicago CS Student Summer Research Fellowship Program
Human Computer Integration Lab
Contact / 連絡先 : kenkenissocool-at-digitalnature.slis.tsukuba.ac.jp, yudaitanaka-at-uchicago.edu
