Sviluppo di un'applicazione in Realtà Aumentata e Diminuita per Indagini sull'Incorporazione di una Mano Artificiale = Development of an Augmented and Diminished Reality application for Investigations about the Embodiment of an Artificial Hand

Le tecnologie su cui sono basate le protesi bioniche d'arto sono progettate in base a soluzioni sempre più avanzate per facilitarne l'utilizzo da parte degli utenti. In ogni caso, l'abbandono di una protesi da parte di una persona priva di un arto è un evento piuttosto frequente che si cerca di affrontare mediante strategie come quella del potenziamento dell'"embodiment": la sensazione di incorporazione di un oggetto esterno nello schema mentale con cui una persona rappresenta il proprio corpo. Partendo da studi presenti in letteratura, questa tesi mira a presentare un ambiente per l'indagine dell'incorporazione di un arto artificiale virtuale che rappresenta la protesi reale. In particolare, il progetto propone l'utilizzo di un paradigma di interazione che prevede l’unione di Augmented Reality (AR) e Diminished Reality (DR), andando così ad aggiungere elementi virtuali e a modificare la percezione di quelli reali dopo aver fatto "sparire" l'arto della persona - che si tratti di un arto bionico o biologico (in base agli scopi di indagini successivo a livello di ricerca applicata o di base). Nello specifico, attraverso tecniche di AR e DR e utilizzando un dispositivo head-mounted display, è stata sviluppata un’esperienza immersiva in cui viene sostituito un arto biologico di soggetti sani (in vista di studi futuri con utenti di protesi) con il modello virtuale della protesi Hannes (realizzata dal Rehab Technologies Lab dell'Istituto Italiano di Tecnologia in collaborazione con INAIL), tramite il quale l’utente può svolgere un task clinico di pick & place. L’esercizio svolto è quello della pegboard (in italiano “pannello forato”), che consiste nell’inserire degli oggetti cilindrici in una matrice 3x3. Il task deve essere completato entro un limite massimo di tempo, durante il quale devono essere presi e posizionati nel pannello un numero minimo di pezzi. Sono state eseguite due sessioni di test in cui sono state valutate due differenti condizioni di svolgimento in modo da verificare il potenziale impatto della concentrazione del soggetto sull'arto simulato a livello di coinvolgimento e di incorporazione (valutati in base a misure oggettive e soggettive). La prima condizione si basa sull’esecuzione del pick & place senza alcun vincolo di concentrazione. La seconda richiedeva invece che (grazie all'uso di sistema di tracciamento oculare) l’utente guardasse per un breve periodo la protesi virtuale ogni qualvolta questa fosse diventata semitrasparente, così da farla tornare completamente opaca e virtualmente tangibile, poiché in questa condizione non è possibile prendere oggetti. Dagli esperimenti condotti sono stati raggiunti dei risultati preliminari, nei quali si è andato a confrontare i dati ottenuti nelle due condizioni.