Lo sguardo in azione: Head-mounted Eye Tracking dell'attenzione visiva dinamica dei bambini durante il comportamento naturalistico
Summary
I bambini piccoli non passivamente osservare il mondo, ma piuttosto attivamente esplorare e coinvolgere con il loro ambiente. Questo protocollo fornisce principi guida e consigli pratici per l’utilizzo di inseguitori testa-montata occhio per registrare degli infanti e dei più piccoli ambienti visivi dinamici e l’attenzione visiva nel contesto del comportamento naturale.
Abstract
Ambienti visivi dei bambini piccoli sono dinamici, cambiando momento per momento come bambini fisicamente e visivamente esplorare spazi e oggetti e interagiscono con le persone intorno a loro. Testa-montata eye-tracking offre un’opportunità unica per acquisire come allocare attenzione visiva all’interno di quei panorami e viste egocentriche dinamica dei bambini. Questo protocollo fornisce principi guida e consigli pratici per i ricercatori che usano inseguitori occhio testa-montata in laboratorio e impostazioni più naturalistiche. Testa-montata eye-tracking complemento altri metodi sperimentali e le opportunità di raccolta dei dati in contesti più ecologicamente validi attraverso maggiore portabilità e libertà di movimenti di testa e il corpo rispetto al basato su schermo eye-tracking. Questo protocollo può anche essere integrato con altre tecnologie, quali il tracciamento del movimento e della frequenza cardiaca monitoraggio, per fornire un dataset multimodale ad alta densità per l’esame di comportamento naturale, l’apprendimento e lo sviluppo rispetto al passato. Questo articolo illustra i tipi di dati generati da testa-montata eye-tracking in uno studio destinato per studiare l’attenzione visiva in un contesto naturale per i più piccoli: flusso libero gioco del giocattolo con un genitore. Riuscito uso di questo protocollo permetterà ai ricercatori di raccogliere dati che possono essere utilizzati per rispondere a domande non solo sull’attenzione visiva, ma anche su una vasta gamma di altre abilità percettivo, cognitivo e sociale e il loro sviluppo.
Introduction
Degli ultimi decenni hanno visto il crescente interesse per studiare lo sviluppo del neonato e bambino di attenzione visiva. Questo interesse ha derivava in gran parte dall’utilizzo di alla ricerca della misurazione del tempo come un primario mezzo per valutare altre funzioni cognitive nell’infanzia e si è evoluto nello studio dell’attenzione visiva infantile a sé stante. Indagini contemporanee dell’attenzione visiva neonato e bambino principalmente misurano movimenti oculari durante le attività di eye tracking basato su schermo. Infanti sedersi in una sedia o sul giro del genitore davanti ad uno schermo mentre loro movimenti oculari sono monitorati durante la presentazione di immagini statiche o eventi. Tali attività, tuttavia, non riescono a catturare la natura dinamica del naturale attenzione visiva e i mezzi con cui vengono generati ambienti visual naturali per bambini – esplorazione attiva.
Neonati e bambini piccoli sono creature attive, muovendo le loro mani, teste, occhi e corpi per esplorare gli oggetti, persone e spazi intorno a loro. Ogni nuovo sviluppo nella morfologia del corpo, capacità motorie e comportamento – la ricerca per indicizzazione, a piedi, raccogliendo oggetti, impegno con i partner sociali – è accompagnata da concomitanti cambiamenti nell’ambiente visual precoce. Perché i neonati che cosa determina ciò che vedono, e ciò che vedono serve per quello che fanno in azione visivamente guida, studiando lo sviluppo naturale dell’attenzione visiva è meglio effettuato nell’ambito del comportamento naturale1.
Inseguitori di testa-montata occhio (ETs) sono stati inventati e utilizzati per adulti per decenni2,3. Solo di recente hanno tecnologia eye-tracking testa-montata progressi tecnologici compiuti adatto per neonati e bambini piccoli. I partecipanti sono provvisti di due telecamere leggere sulla testa, una fotocamera di scena rivolta verso l’esterno che cattura la prospettiva in prima persona del partecipante e una telecamera occhio rivolto verso l’interno che cattura l’immagine dell’occhio. Una procedura di calibrazione fornisce dati di training a un algoritmo che esegue il mapping più accuratamente possibile le posizioni mutevoli della pupilla e riflesso cornea (CR) nell’immagine dell’occhio ai pixel corrispondenti nell’immagine scena che erano essendo visivamente frequentato. L’obiettivo di questo metodo è di catturare entrambi gli ambienti naturali di visual di neonati e bimbi piccoli attiva esplorazione visiva di quegli ambienti come infanti mossa liberamente. Tali dati possono aiutare a rispondere a domande non solo sull’attenzione visiva, ma anche su una vasta gamma di sviluppi percettivi, cognitivi e sociali4,5,6,7,8. L’uso di queste tecniche ha trasformato comprensioni di attenzione congiunta7,8,9, attenzione sostenuta10, cambiando esperienze visive con l’età e lo sviluppo di motore4 , 6 , 11e il ruolo di esperienze visive in parola apprendimento12. Il presente documento fornisce linee guida e consigli pratici per la realizzazione di esperimenti di eye tracking testa-montata con neonati e bambini piccoli e illustra i tipi di dati che possono essere generati da testa-montata eye-tracking in una naturale contesto per i più piccoli: flusso libero gioco del giocattolo con un genitore.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo protocollo fornisce principi guida e consigli pratici per l’implementazione di testa-montata eye-tracking con neonati e bambini piccoli. Questo protocollo è basato sullo studio dei comportamenti naturali del bambino nel contesto di gioco libero del genitore-bambino con i giocattoli in un ambiente di laboratorio. In-House eye tracking apparecchiature e software sono stati utilizzati per la taratura e la codifica dei dati. Tuttavia, questo protocollo è destinato a essere generalmente applicabile per i ricercatori …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questa ricerca è stata finanziata dai National Institutes of Health sovvenzioni R01HD074601 (CY), T32HD007475-22 (J.I.B., DHA) e F32HD093280 (L.K.S.); National Science Foundation grant BCS1523982 (L.B.S, C.Y.); e dalla Indiana University attraverso l’iniziativa di ricerca Area emergente – apprendimento: cervelli, macchine e bambini (IMS). Gli autori ringraziano i volontari di padre e figlio che hanno partecipato a questa ricerca e che hanno accettato di essere usati nelle figure e le riprese di questo protocollo. Apprezziamo anche i membri della cognizione computazionale e laboratorio di apprendimento, soprattutto Sven Bambach, Anting Chen, Steven Elmlinger, Seth Foster, Grace Lisandrelli e Charlene Tay, per la loro assistenza nello sviluppo e nella levigatura di questo protocollo.
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