Control applications for patients with motor disabilities commonly use motor imagery-based brain-computer interfaces to enable their users. However, such applications usually require the user to have extensive experience with motor imagery, as discriminant neural patterns are normally cultivated through practice. This study therefore proposes a novel control protocol that provides virtually embodiable feedback, which mirrors the movement of the classified intention, during control scenarios to alleviate the need for extensive training. To verify that the proposed protocol is effective, subjects underwent two virtual reality control scenarios, both in which they used electroenchephalography to control the movement of a virtual drone. One scenario provides embodiable feedback to follow the proposed control protocol, while the other scenario does not provide any feedback. Subjects also answered a questionnaire in which they rated the scenarios on motor imagery performance, embodiment and presence. The results showed that subjects found the protocol to be helpful in improving performance. Moreover, the self-rated embodiment and scores showed significantly positive linear relationships with performance. The findings in our study provide evidence that providing embodiable feedback may be helpful for users using control applications by inducing more discriminable and enhanced neural activity, lowering the need for prior training.
운동 장애 환자를 위한 제어 애플리케이션은 주로 운동 연상 기반 뇌-컴퓨터 인터페이스를 활용한다. 다만 이러한 제어 애플리케이션을 운동 연상 훈련 경험이 많아 뇌 패턴 구분이 쉬운 사용자만 효율적으로 사용할 수 있다. 따라서 이 논문에서 사용자의 뇌 패턴 구분 과정에서 예측된 사용자의 의도를 반영하는 구체적 가상현실 피드백을 제공하여 많은 훈련 경험 없이도 제어 능력을 향상하는 새로운 제어 프로토콜을 제시한다. 제시된 프로토콜이 운동 연상 성능에 미치는 영향을 증명하기 위해 피실험자는 두 개의 가상현실 제어 시나리오를 거친다. 두 시나리오에서 피실험자는 뇌파법을 사용하여 가상 드론의 움직임을 조절한다. 하나의 시나리오는 제안된 제어 프로토콜을 따르도록 구체적 가상현실 피드백을 제공하는 반면 두번째 시나리오는 피드백을 제공하지 않는다. 또한, 실험 대상자는 실험 참가 후 두 시나리오를 구체화 및 프레즌스에 관해 평가하는 설문지에 응답한다. 결과적으로 제시된 프로토콜이 제어 성능을 향상하는 것과 구체화 및 프레즌스가 제어 성능과 양의 상관관계를 가진 것을 보여준다. 본 연구의 결과는 구체적 가상현실 피드백을 제공하는 것이 강화된 뇌파 패턴을 유도하여 사전 훈련의 필요성을 낮춤으로써 제어 애플리케이션의 사용자에게 도움이 될 수 있다는 증거를 제공한다.
