Laparoscopie abdominale: possibilités et limites [Abdominal laparoscopy: an update]

Laparoscopic surgery has become a standard approach for many interventions, including oncologic surgery. Laparoscopic instruments have been developed to allow advanced surgical procedure. Imaging and computer assistance in virtual reality or robotic procedure will certainly improve access to this surgery.

The ViRVIG Institute

In this paper we present the ViRVIG Institute, a recently created institution that joins two well-known research groups: MOVING in Barcelona, and GGG in Girona. Our main research topics are Virtual Reality devices and interaction techniques, complex data models, realistic materials and lighting, geometry processing, and medical image visualization. We briefly introduce the history of both research groups and present some representative projects. Finally, we sketch our lines for future research

The building blocks of the full body ownership illusion

Previous work has reported that it is not difficult to give people the illusion of ownership over an artificial body, providing a powerful tool for the investigation of the neural and cognitive mechanisms underlying body perception and self consciousness. We present an experimental study that uses immersive virtual reality (IVR) focused on identifying the perceptual building blocks of this illusion. We systematically manipulated visuotactile and visual sensorimotor contingencies, visual perspective, and the appearance of the virtual body in order to assess their relative role and mutual interaction. Consistent results from subjective reports and physiological measures showed that a first person perspective over a fake humanoid body is essential for eliciting a body ownership illusion. We found that the illusion of ownership can be generated when the virtual body has a realistic skin tone and spatially substitutes the real body seen from a first person perspective. In this case there is no need for an additional contribution of congruent visuotactile or sensorimotor cues. Additionally, we found that the processing of incongruent perceptual cues can be modulated by the level of the illusion: when the illusion is strong, incongruent cues are not experienced as incorrect. Participants exposed to asynchronous visuotactile stimulation can experience the ownership illusion and perceive touch as originating from an object seen to contact the virtual body. Analogously, when the level of realism of the virtual body is not high enough and/or when there is no spatial overlap between the two bodies, then the contribution of congruent multisensory and/or sensorimotor cues is required for evoking the illusion. On the basis of these results and inspired by findings from neurophysiological recordings in the monkey, we propose a model that accounts for many of the results reported in the literature.

What makes one person paranoid and another person anxious? The differential prediction of social anxiety and persecutory ideation in an experimental situation

The study shows that social anxiety and persecutory ideation share many of the same predictive factors. Non-clinical paranoia may be a type of anxious fear. However, perceptual anomalies are a distinct predictor of paranoia. In the context of an individual feeling anxious, the occurrence of odd internal feelings in social situations may lead to delusional ideas through a sense of" things not seeming right". The study illustrates the approach of focusing on experiences such as paranoid thinking rather than diagnoses such as schizophrenia.

Visualisointiympariston suunnittelu

Diplomityossa kartoitetaan Visualisointiympäristön rakentamiseen ja toteuttamiseen soveltuvia tekniikoita. Kartoituksen perusteella laadittiin lista tarvittavista komponenteista Visualisointiympäristön toteuttamiseksi Lappeenrannan teknillisen yliopiston konetekniikan osastolle mekatroniikan ja virtuaalisuunnittelun laboratoriolle. Työssä tarkastellaan keinotodellisuuden ulottuvuuksia ja esitellään sen hyödyntämismahdollisuuksia eri aloilla nyt ja tulevaisuudessa. Keinotodellisuuteen liittyvät tekniikat eri toteuttamistapoineen esitellaan käyttäen esimerkkeinä tällä hetkellä markkinoilla olevia tuotteita. Lopuksi arvioitiin virtuaalitekniikan kehitystä ja sen merkitystä tulevaisuudessa. Tutkimus osoittaa, etta keinotodellisuudelle löytyy runsaasti sovelluksia eri aloilla, ja edullisen PC-tekniikan kehittyessä kustannukset laskevat jatkuvasti, jolloin vähitellen keinotodellisuus yleistyy.

Serious games for rehabilitation using head-mounted display and haptic devices

In the health domain, the field of rehabilitation suffers from a lack specialized staff while hospital costs only increase. Worse, almost no tools are dedicated to motivate patients or help the personnel to carry out monitoring of therapeutic exercises. This paper demonstrates the high potential that can bring the virtual reality with a platform of serious games for the rehabilitation of the legs involving a head-mounted display and haptic robot devices. We first introduce SG principles and the current context regarding rehabilitation interventions followed by the description of an original haptic device called Lambda Health System. The architecture of the model is then detailed, including communication specifications showing that lag is imperceptible for user (60Hz). Finally, four serious games for rehabilitation using haptic robots and/or HMD were tested by 33 health specialists.

Paranoia and post-traumatic stress disorder in the months after a physical assault: a longitudinal study examining shared and differential predictors.

Background: Being physically assaulted is known to increase the risk of the occurrence of post-traumatic stress disorder (PTSD) symptoms but it may also skew judgements about the intentions of other people. The objectives of the study were to assess paranoia and PTSD after an assault and to test whether theory-derived cognitive factors predicted the persistence of these problems. Method: At 4 weeks after hospital attendance due to an assault, 106 people were assessed on multiple symptom measures (including virtual reality) and cognitive factors from models of paranoia and PTSD. The symptom measures were repeated 3 and 6 months later. Results: Factor analysis indicated that paranoia and PTSD were distinct experiences, though positively correlated. At 4 weeks, 33% of participants met diagnostic criteria for PTSD, falling to 16% at follow-up. Of the group at the first assessment, 80% reported that since the assault they were excessively fearful of other people, which over time fell to 66%. Almost all the cognitive factors (including information-processing style during the trauma, mental defeat, qualities of unwanted memories, self-blame, negative thoughts about self, worry, safety behaviours, anomalous internal experiences and cognitive inflexibility) predicted later paranoia and PTSD, but there was little evidence of differential prediction. Conclusions: Paranoia after an assault may be common and distinguishable from PTSD but predicted by a strikingly similar range of factors.

Datanomiopiskelijat sosiaalisen median käyttäjinä

Tutkimukseni aiheena on tarkastella datanomiopiskelijoita sosiaalisen median käyttäjinä. Sosiaalisen median käyttö opetuksessa on nykypäivänä jo aika yleistä. Erilaisia sosiaalisen median keinoja käytetään jo kaikilla oppiasteilla. Opettajan on tärkeää tuntea eri palvelujen tarkoitukset ja soveltuvuus opetustilanteeseen. Työn tarkoitus on tutkia sosiaalisen median palveluja kuudesta eri näkökulmasta, jotka tukevat opetusta ja oppimista. Näitä ovat verkostoitumispalvelut, virtuaalimaailmat, sisällöllinen kirjoittaminen, verkko-oppimisympäristöt, videoverkkopalvelut ja verkkoviestintäpalvelut. Työssä tutkitaan Lappeenrannan Palvelualojen koulun datanomiopiskelijoiden sosiaalisen median palvelujen käyttämistä sekä kysytään käyttöaktiivisuutta ja mielipidettä palvelujen käyttämiseen opetuksessa. Tutkimustulokset antavat kuvan siitä, minkälaisia sosiaalisen median palveluja opiskelijat käyttävät. Tutkimus osoittaa, että datanomiopiskelijat käyttävät sosiaalisen median palveluja ahkerasti, erityisesti wikiä, blogia ja pikaviestimiä sekä Moodle-oppimisympäristöä. Tutkimuksen perusteella voidaan kehittää opetuksen laatua ja opetusmenetelmiä sosiaalisen median opetuskäyttöä tukevaksi. Opettajan rooli muuttuu sosiaalisen median palvelujen käytön myötä yhä enemmän ohjaavaksi ja tasa-arvoiseksi opiskelijoiden kanssa. Opetus muuttuu yhteisöllisemmäksi ja verkostoituneemmaksi. Opettajan ja opiskelijoiden vuorovaikutustaitojen merkitys korostuu. Myös tulevaisuuden haasteet ja ennen kaikkea mahdollisuudet nousevat esiin. Opetuksen suunnittelussa on hyvä pystyä huomioimaan uudet mahdollisuudet ja käyttää niitä kattavasti.

Interaktiivinen NURBS-sovelma opetuskäyttöön

Parametriset NURBS-käyrät ja -pinnat ovat yleisiä työkaluja graafisessa mallinnuksessa, tietokoneavusteisessa suunnittelussa ja muissa sovelluksissa. NURBS-mallinnus on pääosin melko intuitiivista, mutta siinä on joitakin vaikeammin ymmärrettäviä osia. Ihminen oppii parhaiten tekemällä, minkä takia päätettiin tehdä interaktiivinen NURBS-opetussovelma, joka tutustuttaa käyttäjän NURBSien toimintaan. Sovelma toimii www-selaimessa Java-liitännäisen avulla ja hyödyntää Java OpenGL -grafiikkarajapintaa kolmiulotteisen grafiikan piirtämiseen. Sovelma on helppokäyttöinen ja opastaa käyttäjää NURBS-mallinnuksen eri osa-alueissa.

A Comparative Study of Desktop, Fishtank, and Cave Systems for the Exploration of Volume Rendered Confocal Data Sets

We present a participant study that compares biological data exploration tasks using volume renderings of laser confocal microscopy data across three environments that vary in level of immersion: a desktop, fishtank, and cave system. For the tasks, data, and visualization approach used in our study, we found that subjects qualitatively preferred and quantitatively performed better in the cave compared with the fishtank and desktop. Subjects performed real-world biological data analysis tasks that emphasized understanding spatial relationships including characterizing the general features in a volume, identifying colocated features, and reporting geometric relationships such as whether clusters of cells were coplanar. After analyzing data in each environment, subjects were asked to choose which environment they wanted to analyze additional data sets in - subjects uniformly selected the cave environment.

Virtuaalitekniikoiden ja riskianalyysin käyttö kivenmurskainten tuotekehityksessä

Tässä työssä keskitytään Metso Mineralsin valmistamien tuotteiden suunnitteluympäristöön ja erityisesti sen kehittämismahdollisuuksiin uusien teknologioiden avulla. Käyttövarmuuden parantamiseksi yksi potentiaalisimmista keinoista on parantaa laitteiden huollettavuutta. Tyypillisesti huollettavuuden verifiointi tapahtuu vasta prototyyppien testauksessa työmaaolosuhteissa, jolloin havaittujen ongelmien muuttaminen on hankalaa. Siksi huollettavuuteen tulisi kiinnittää enemmän huomiota jo tuotekehitysvaiheessa. Tässä työssä selvitetään virtuaalitekniikoiden tarjoamia mahdollisuuksia em. asioiden parantamiseksi. Työn toisena osakokonaisuutena tutkitaan riskianalyysien kehittämismahdollisuuksia. Tavoitteena on kehittää toimiva menetelmä riskianalyysin suorittamiseen virtuaaliprototyyppien avulla ja testata kaupallisten riskianalyysiin tarkoitettujen sovellusten käyttöä. Lopuksi tarkastellaan vielä uusien menetelmien integrointia osaksi tuotekehitysprosessia. Tehtyjen Case-tutkimusten perusteella havaittiin, että virtuaaliympäristöjen ja -tekniikoiden avulla saavutetaan hyötyä tuotekehityksen varhaisessa vaiheessa. Kyselytutkimuksesta saadun palautteen perusteella virtuaalitekniikoiden sovelluksille annettiin asteikolla 1–5 yleisarvosanaksi keskimäärin kolme. Virtuaalitekniikoiden ja riskianalyysien yhteiskäyttöä testattiin onnistuneesti, mutta tämä vaatii vielä kehittämistä.

Sähköajoneuvon sähkökäytön ja mekaniikan reaaliaikaisen yhdistelmäsimulaation toteuttaminen virtuaaliympäristössä

Esitetyn tutkimuksen tavoite on selvittää yksinkertaisen sähköajoneuvosimulaation avulla sähkökäyttösimulaation ja mekaniikkasimulaation välisen ohjelmallisen rajapinnan toimivuutta ja samalla toteuttaa LUT Energian hybridilaboratorion ensimmäinen rajapintaa hyödyntävä sähkökäytön ja mekaniikan yhdistelmäsimulaatio. Tutkimus on osa Lappeenrannan teknillisen yliopiston hybridikäyttötutkimusta, jossa muun muassa virtuaalisimuloinnin ja in-loop –simulaatioiden avulla tutkitaan raskaiden työkoneiden hybridisoinnin vaikutuksia esimerkiksi niiden suorituskykyyn, energiatehokkuuteen ja käytettävyyteen. Tulokset osoittavat mainitun rajapinnan toimivuuden, mikä mahdollistaa tutkimuksen etenemisen. Lisäksi raportti selvittää virtuaalisimuloinnin keskeisiä käsitteitä (virtual prototyping, hardware-in-the-loop sekä human-in-the-loop –simulointi).

Control of Robot by Means of Human Thought

Brain computer interface (BCI) is a kind of human machine interface, which provides a new interaction method between human and computer or other equipment. The most significant characteristic of BCI system is that its control input is brain electrical activities acquired from the brain instead of traditional input such as hands or eyes. BCI technique has rapidly developed during last two decades and it has mainly worked as an auxiliary technique to help the disable people improve their life qualities. With the appearance of low cost novel electrical devices such as EMOTIV, BCI technique has been applied to the general public through many useful applications including video gaming, virtual reality and virtual keyboard. The purpose of this research is to be familiar with EMOTIV EPOC system and make use of it to build an EEG based BCI system for controlling an industrial manipulator by means of human thought. To build a BCI system, an acquisition program based on EMOTIV EPOC system is designed and a MFC based dialog that works as an operation panel is presented. Furthermore, the inverse kinematics of RV-3SB industrial robot was solved. In the last part of this research, the designed BCI system with human thought input is examined and the results indicate that the system is running smoothly and displays clearly the motion type and the incremental displacement of the motion.

Eleohjaus Google Cardboard-virtuaaliympäristöön käyttäen älypuhelimen kameraa

Tässä opinnäytetyössä on toteutettu ja arvioitu virtuaalitodellisuuteen soveltuvaa käyttöliittymää. Motivaationa työlle oli Google Cardboardin mahdollistama todentuntuinen virtuaalikokemus älypuhelimen hinnalla. Cardboard-ympäristöön ei kuitenkaan ollut olemassa kattavaa käyttöliittymää ja tämän työn tavoitteena olikin selvittää, onko älypuhelimen kameraa mahdollista käyttää eleohjauksen toteuttamiseen niin että ohjaus on käytettävyydeltään kelvollinen ja se tukee läsnäolon tunteen syntymistä. Asian selvittämiseksi kehitettiin testipeli, jolla eleohjausta verrattiin Cardboardin oletuskäyttöliittymään. Koehenkilöt saavuttivat ehdotetulla käyttöliittymällä testipelissä keskimäärin 45-% korkeampia pistemääriä ja lisäksi he arvioivat sen olleen toimiva ja sen synnyttämän läsnäolon tunteen olleen voimakkaampaa.

Resoluutio ennen, nyt ja tulevaisuudessa. Onko 8K tarpeeksi ja kuinka paljon 16K oikeastaan on?

Tämä työ on kirjallisuuskatsaus digitaalisen teräväpiirtoresoluution historiaan, nykyhetkeen ja tulevaisuuteen. Lisäksi käydään läpi eri medioista löytyviä termejä ja pyritään selvittämään näiden termien merkitys lukijalle. Työ on tehty Lappeenrannan teknillisen yliopiston Tietotekniikan osastolle. Teräväpiirtotelevision historia alkaa jo 1960-luvulta ja ensimmäiset teräväpiirtoresoluutiot kehitettiin 1970-luvulla. Kun resoluutiota kasvatetaan, myös kuvatiedoston ja vaadittavan tallennustilan koko kasvaa. Se aiheuttaa uusia haasteita muun muassa lähetys-, pakkaus- ja vastaanotintekniikoille. 4K-resoluutiot ovat jo täällä, mutta miten käy 16K-resoluution. Onko suuresta resoluutiosta hyötyä esimerkiksi Virtual Reality –sovelluksissa?