Multimodal Motion Guidance: Techniques for Adaptive and Dynamic Feedback

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The ability to guide human motion through automatically generated feedback has significant potential for applications in areas, such as motor learning, human-computer interaction, telepresence, and augmented reality.

This paper focuses on the design and development of such systems from a human cognition and perception perspective. We analyze the dimensions of the design space for motion guidance systems, spanned by technologies and human information processing, and identify opportunities for new feedback techniques.

We present a novel motion guidance system, that was implemented based on these insights to enable feedback for position, direction and continuous velocities. It uses motion capture to track a user in space and guides using visual, vibrotactile and pneumatic actuation. Our system also introduces motion retargeting through time warping, motion dynamics and prediction, to allow more flexibility and adaptability to user performance.

自動的に生成されたフィードバックによって人間の動きを誘導する能力は、運動学習、ヒューマン・コンピュータ・インタラクション、テレプレゼンス、拡張現実などの分野で大きな可能性を秘めています。

本論文では、人間の認知・知覚の観点から、このようなシステムの設計・開発に焦点を当てます。本論文では、人間の認知・知覚の観点から、動作誘導システムの設計・開発に焦点を当て、技術と人間の情報処理が織りなす設計空間の次元を分析し、新しいフィードバック技術の機会を特定する。

本研究では、これらの洞察に基づいて実装された、位置、方向、連続速度のフィードバックを可能にする新しいモーションガイダンスシステムを紹介します。このシステムは、モーションキャプチャーを用いてユーザーを空間内で追跡し、視覚、触覚、空気圧を用いて誘導します。また、このシステムでは、タイムワーピング、モーションダイナミクス、予測によるモーションリターゲティングを導入し、ユーザーのパフォーマンスに柔軟に対応できるようにしています。