Self-avatars in VR applications have seen increased use in recent years due to VR hardware becoming more accessible. The feeling of being in control of the self-avatar can be measured via the sense of agency. To induce a sense of agency it is essential that there is motion synchrony, both temporal and positional, between the avatar’s virtual limbs and the user’s real limbs. Disturbed synchrony, especially via motion delay, causes a mismatch in sensorimotor feedback, and has been shown to disrupt this feeling. Self-avatar motion delay has been investigated in various scenarios and at different delay conditions. However, in studies where the avatar is shown from a first-person point of view - mainly using motion tasks that do not involve interacting with the virtual environment and at limited delay conditions. Furthermore, exploration of similar effects from offsets in limb position has seen little interest. In this paper, we study the individual impact of motion delay (milliseconds) {B, D98: 98 ms, D165: 165 ms, D243: 243 ms} and offset (centimeters) {B, O06: 6 cm, O12: 12 cm, O20: 20 cm} as well as combinations of both {B, M1: (98 ms, 12 cm), M2: (165 ms, 6 cm), M3: (243 ms, 20 cm)} on the user’s (n = 22) self-avatar arms in a manipulation task that focus on arm motion. Our baseline condition B has 32 ms delay and less than 1 cm offset. The self-avatar is of the upper body and uses inverse kinematics to animate the arms, with the head and hands targeted to the head-mounted display and controllers of a Quest 2 VR headset. We evaluate the motion synchrony conditions qualitatively (sense of agency and sense of body ownership) and quantitatively (task performance metrics), as well as try to gain insight into how users perceive the disturbed motion synchrony via pre and post-questionnaires. Our results show that both delay and offset affect the sense of agency, sense of body ownership, and task performance. With our conditions, delay has a larger impact on the evaluation metrics than offset, with a significant negative effect on the sense of agency even between 32 ms and 98 ms. Surprisingly and contrary to previous research, the sense of agency is impacted by smaller disruptions in synchrony compared to the performance metrics. We speculate this could be because user performance in our task is not as sensitive to disturbed motion synchrony. We suggest that when embodying a self-avatar and using it to perform tasks in the virtual environment where one has to be highly aware of their body motion, synchrony between the user’s and the self-avatar’s motion is critical.

Självavatarer i VR-applikationer har fått ökad användning under de senaste åren i takt med att VR hårdvara blivit mer tillgänglig. Känslan av att ha kontroll över sin egen avatar kan mätas via sense of agency (ung. känslan av rörelsekontroll). För att framkalla sense of agency är det är det viktigt att det finns en rörelsesynkronisering, både temporal och positionell, mellan mellan avatarens virtuella lemmar och användarens verkliga lemmar. Störd synkronisering, särskilt via rörelsefördröjning, orsakar en missmatchning i sensorimotorisk feedback och har visat sig störa den här känslan. Rörelsefördröjning hos självavatarer har undersökts i olika scenarier och vid olika fördröjningsförhållanden. Men i studier där avataren visas från en första persons synvinkel - främst med hjälp av rörelseuppgifter som inte innebär interaktion med den virtuella miljön, och vid begränsade fördröjningsförhållanden. Dessutom har utforskningen av liknande effekter från förskjutningar i lemmposition har inte varit av något större intresse. I detta dokument studerar vi den individuella effekten av rörelsefördröjning (millisekunder) {B, D98: 98 ms, D165: 165 ms, D243: 243 ms} och förskjutning (centimeter) {B, O06: 6 cm, O12: 12 cm, O20: 20 cm} samt av kombinationer av båda {B, M1: (98 ms, 12 cm), M2: (165 ms, 6 cm), M3: (243 ms, 20 cm)} på användarnas (n = 22) självavatararmar i en manipuleringsuppgift som fokuserar på armrörelser. Grundtillståndet B har 32 ms fördröjning och mindre än 1 cm förskjutning. Självavataren består av en överkropp och använder inverterad kinematik för att animera armarna, med huvud och händer riktade mot den huvudmonterad skärmen och kontrollerna i ett Quest 2 VR-headset. Vi utvärderar rörelsesynkronitetsförhållandena kvalitativt (sense of agency och sense of body ownership) och kvantitativt (mätvärden för uppgiftsprestation), samt försöker få insikt i hur användarna uppfattar den störda rörelsesynkroniseringen via frågeformulär före och efter. Våra resultat visar att både fördröjning och förskjutning påverkar sense of agency, sense of body ownership (ung. känslan av kroppsägande) och uppgiftsprestation. Med våra förhållanden har fördröjning en större inverkan på utvärderingsmåtten än förskjutning, med en signifikant negativ effekt på sense of agency även mellan 32 ms och 98 ms. Överraskande nog och i motsats till tidigare forskning påverkas de kvalitativa mätvärdena vid mindre störningar i synkroniseringen jämfört med prestationsamåtten. Vi spekulerar i att detta kan bero på att användarnas prestation i vår uppgift inte är lika känslig för störd rörelsesynkronisering. Vi föreslår att när man förkroppsligar en självavatar och använder den för att utföra uppgifter i den virtuella miljön där användaren måste vara mycket medveten om sin kroppsrörelse, är synkronisering mellan användarens och självavatarens rörelse kritisk.