判斷距離和深度感知隨手臂長度而變化

一項新研究揭示了為什麼估計距離如此困難

最高法院的法官們可能是這個國家最優秀的法律頭腦之一,但他們對距離沒有概念——而一項新的研究可能有助於解釋原因。

在週三(1月15日)關於法律的合憲性的口頭辯論中,該法律禁止抗議者聚集在墮胎診所入口附近,法官們對有爭議的35英尺長(10.6米)的緩衝區的大小感到困惑。

“它幾乎就像這個法庭,有點像,” ABC新聞引用大法官埃琳娜·卡根的話說。事實上,這個法庭超過90英尺(30米)長。經過來回討論,為該案件辯護的副檢察長澄清說,禁區的大小相當於NBA籃球場上的三分線區域。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事。


但是,判斷距離和深度可能比看起來更棘手。最近一項發表在10月23日《神經科學雜誌》上的研究發現,人們的深度感知取決於他們對手臂長度的感知。誘使某人認為他們的手臂更短或更長,您就可以影響他們感知兩個物體之間距離的方式。[光學錯覺:視覺技巧畫廊]

做出判斷

深度感知,即判斷物體之間距離的能力,是一項重要的能力;沒有它,人們將無法知道手中的彈珠和6英尺外的籃球實際上是兩種不同的大小。

然而,人腦對深度的判斷並不完全準確。研究表明,人們會高估距離小於幾十釐米物體的距離,而低估距離大於幾十釐米物體的距離,其中1釐米約為4英寸,這是根據布朗大學認知語言和心理科學教授、研究人員富爾維奧·多米尼和他的同事的研究。這可能有助於解釋為什麼一個很大的距離(如35英尺)很難衡量。

這兩個邊界之間的區域是深度感知的最佳範圍,這很有道理:這是我們最有可能伸手去拿東西的區域。由於手臂長度和深度感知之間的這種聯絡,研究人員推測,深度感知必須是靈活的,以便適應人們成長過程中手臂長度的變化。[人體七大未解之謎]

“當孩子們開始觸控和玩弄東西時,他們不會在任何距離都這樣做。他們在一個很小的距離範圍內這樣做,”多米尼在一份宣告中說,他也是義大利義大利技術研究所(IIT)的高階科學家合作者。

研究人員推測,也許大腦會計算出這些重要區域的精確距離,然後推斷出其餘部分。

靈活的感知

為了驗證這一理論,多米尼和他的同事首先讓41名志願者完成三項感知測試中的一項——所有測試都在黑暗中進行,這樣他們就看不到自己的手臂或手。在第一個測試中,志願者使用電腦滑鼠來判斷呈三角形排列的三根杆之間的距離。在第二個測試中,志願者使用手指和拇指來判斷這三根杆的距離。第三組接受了觸覺測試,他們感覺前臂上同時受到一次或兩次輕柔的針刺。志願者必須說出他們感覺到了一次還是兩次刺痛。

測試結束後,研究人員“訓練”志願者進行虛擬實驗:他們在參與者的前臂上放置了動作捕捉標籤,並要求他們伸手去拿電腦螢幕上的虛擬圓柱體。螢幕上的點告訴他們他們的手臂在虛擬空間中的位置。在某些情況下,這些點是準確的。在另一些情況下,它們顯示最伸出的手指比實際位置遠6英寸(15釐米)。結果,志願者感覺他們的手臂比實際更長。

事情變得奇怪了:被誘導認為自己手臂更長的志願者,在判斷放置在離觀察者更遠位置的物體之間的距離時變得更好。實際上,他們手臂長度感知的變化轉移了他們深度感知的最佳範圍。

參與者也更擅長區分一次皮膚刺痛和兩次皮膚刺痛。研究人員寫道,人們觸覺能力的這種變化可能也與手臂長度的感知有關。當志願者被誘導認為手臂更長時,大腦對手臂的內部影像發生了變化,而這種內部影像的變化反過來似乎引起了敏感度的變化。

研究人員在描述這些發現的論文中寫道:“即使在成年期,感覺系統也不是具有不變功能的固定結構。” 結果表明感知是多麼的靈活。這些結果對於設計機器人假肢和外科醫生使用的人工控制機器人等研究人員也可能很重要。             

TwitterGoogle+上關注Stephanie Pappas。在@livescienceFacebookGoogle+上關注我們。原文刊登於LiveScience

版權所有 2014 LiveScience,TechMediaNetwork公司旗下。保留所有權利。未經許可,不得出版、廣播、改寫或重新分發此材料。

© .