Vi præsenterer her, den computer-baserede, multi-agent spil HoneyComb, som gør det muligt for eksperimentelle undersøgelser af kollektive menneskers bevægelighed adfærd via sort-dot-avatarer på en virtuel 2D sekskantede playfield. Forskellige eksperimentelle betingelser, som variable incitamenter på mål felter eller vision radius, kan indstilles, og deres virkninger på menneskers bevægelse adfærd kan undersøges.
Kollektive menneskelig adfærd som gruppe bevægelse viser ofte overraskende mønstre og lovmæssigheder, såsom fremkomsten af ledelse. Nyere litteratur har afsløret, at disse mønstre, ofte synlige på verdensplan af gruppen er baseret på Self-Organized, individuelle adfærd, der følger flere simple lokale parametre. Forståelse af dynamikken i menneskelige kollektiv adfærd kan bidrage til at forbedre koordineringen og lederskab i gruppe og crowd scenarier, som identificerer den ideelle placering og antallet af nødudgange i bygninger.
I denne artikel præsenterer vi den eksperimentelle paradigme HoneyComb, som kan bruges til systematisk undersøge vilkårene og virkningerne af menneskelig kollektive adfærd. Dette paradigme bruger en computer-baseret multi-bruger platform, giver en indstilling, der kan være formet og tilpasset forskellige typer af forskningsspørgsmål. Situationsbestemt betingelser (fx costbenefitforhold for specifik funktionsmåde, monetære incitamenter og ressourcer, forskellige grader af usikkerhed) kan indstilles af eksperimentatorer, afhængigt af forskningsspørgsmål. Hver deltager bevægelser registreres af serveren som sekskantede koordinater med tidsstempler på en nøjagtighed på 50 ms og med individuelle id’er. Således, en metrikværdi kan defineres på playfield, og bevægelse parametre (f.eks., afstande, hastighed, klyngedannelse, etc.) af deltagerne kan være målt over tid. Bevægelse data kan igen kombineres med ikke-edb-data fra spørgeskemaer høstet inden for den samme opsætning af eksperimentet.
HoneyComb paradigme er baner vejen for nye former for menneskelig bevægelse eksperimenter. Vi viser her, at disse eksperimenter kan gengive resultater med tilstrækkelig intern gyldighed til meningsfuldt uddybe vores forståelse af menneskets kollektive adfærd.
Den computer-baserede multi-agent spil HoneyComb1 tilbyder en metodologisk paradigme eksperimentelt undersøge hvordan kollektive menneskers bevægelighed mønstre og gruppestrukturer, emerge fra individuelle adfærd. Menneskelige deltagerne repræsenteres visuelt som avatarer (sorte prikker) på en sekskantet virtuelle playfield ligner en honeycomb (figur 1). Deltagerne flytte deres avatarer via -klik med musen for at nå målet sekskanter, bruge flytte ressourcer (Video 1) og maksimere deres monetære belønninger ved at bygge sammenhængende grupper (Video 2). Rumlige betingelser (fx vision radius), belønning strukturer (fx monetære mål felter) og kommunikationskanaler kan manipuleres for at opdage hvor og i hvilket omfang reglerne tilstand påvirker koordinering og ledelse i kollektive bevægelse.
Spillets proceduremæssige/betingelse regler, mål og belønning motivationsfaktorer er designet af sociale psykologer til at undersøge menneskers kollektive bevægelse. I animalsk sværme samt menneskelige skarer, kan man iagttage emergent fænomener (dvs. globale mønstre) transpiring fra individuelle adfærd, der følger efter lokale regler. For eksempel synes skoler af fisk og flokke af fugle at flytte som sammenhængende enheder mod en rumlig mål2,3,4, trods stor gruppestørrelser, der reducerer deres evne til global eller Inter individuel kommunikation. Empirisk forskning5,6,7, adfærdsmæssige modellering8,9,10, og computer-simuleringer11,12, 13 har vist, at der i forskellige arter, herunder mennesker14,15,16, komplekse mønstre på gruppeniveau opstå uden interne eller eksterne tilsyn. Lokale enkelte bevægelighed og, ofte gange, enkle regler på det mikroskopiske niveau er tilstrækkeligt til at generere ordnet bevægelse på den makroskopiske plan. Sådanne eksperimenter bidrager til voksende beviser2,6 , ikke kun store sværme, men også små grupper (menneskelige grupper samt andre dyregrupper) er koordineret af lokale interaktion regler1.
Vores nye fremgangsmåde ved hjælp af computer-baseret multi-bruger avatar spil viser en vigtigste fordel i forske dynamiske menneskelige kollektive fænomener. Bruger HoneyComb avatar platform1,17,18,19, spatio-temporale data af enkelte bevægelighed adfærd (bevægelse underlagt faktiske personer) kan være fuldt indsamlet af serveren, og udviklingen af adfærdsmønstre og kollektive strukturer kan analyseres med en nøjagtighed på 50 ms (tabel 1). Som visuelle og auditive sensoriske kommunikation kan begrænses ved at kræve kan deltagerne til at bruge ørepropper og omslutter deres arbejdsstationer med skillevægge, sværmer og andre crowd adfærd betingelser tilnærmes eksperimentelt. I flere forsøg1,17,18,19manipuleret vi vision radius (global vs lokal, figur 2), monetære incitamenter (figur 3a, b ), undergrupper (figur 4), og co tilstedeværelsen af andre spillere (figur 5) for at teste effekten af disse variabler på fremkomsten af kollektive adfærdsmønstre som menneskelige flocking adfærd17, ledelse 1, og konkurrencen18. For at indsamle data, en opsætning af ti til tolv notebooks og én server blev brugt (figur 6).
Self-Organized samordning af individuelle aktiviteter i gruppen-levende arter har tiltrukket megen videnskabelig opmærksomhed, især inden for det sidste årti. Undersøgelser er vidtrækkende, fra simple trail dannelse og sti udvalg i myrer til komplekse fremkomsten af vortex strukturer i fisk stimer, og selv adskillelse af tovejs strømme af fodgængere2.
Med vores HoneyComb paradigme bidrage vi en metodologisk tilgang til empirisk at undersøge virkningen af varieret situationsbestemt muligheder/begrænsninger, forskelligartede adfærdsmæssige regler og individuelle kendetegn på det mikroskopiske niveau på fremkomsten af makroskopisk adfærdsmæssige strukturer hos mennesker. En vigtig fordel er, at paradigmet tilbyder strengt styrbar eksperimentelle indstillinger defineret af eksperimentatorer, hvilket gør det muligt for manipulation at måle resultaterne af en enkelt eksperiment eller sammenligne flere eksperimenter. Den virtuelle playfield kan konfigureres efter forskrifterne i undersøgelsen design og sensoriske kommunikationskanaler mellem deltagerne kan elimineres eller reduceres i forhold til eksperimentparametre. Derudover kan miljømæssige affordances formes (fx, konkurrencedygtig, ikke-konkurrerende konsensus, og rednings indstillinger). Således, vores platform gennemtvinger interne validitet (dvs., matchende undersøgelse design så tæt som muligt på forskningsspørgsmål) ved at tilbyde muligheden for at manipulere/kontrol variabler relevante for den konkrete problemformulering, ved hjælp af Human-styret bevægelse data at undersøge menneskers bevægelighed. Markforsøg render fordele med hensyn til eksterne validitet (generalizability) resultater15,20,21 til den virkelige verden, fordi de ikke er til hinder virkningerne af ukendt af ukontrollabel/insuppressible-sociale stikord samt ikke – og para-verbal adfærd i mennesker1.
Den computer-baserede multi-agent spil HoneyComb har tjent til at undersøge fremkomsten af koordinering og ledelse mønstre af menneskelige spillere flytter deres avatarer på den virtuelle playfield. Deltagerne blev kun givet lokale oplysninger om monetære incitamenter kan fås på mål sekskanter, som omfattede incitament for gruppe samhørighed baseret på multiplikation af monetære belønning af antallet Co spillere, der også endte på det samme mål sekskant. I vores første serie af undersøgelser, vi opsætningen af eksperimentet er begrænset til to enkle parametre af sværmer adfærd (justering og samhørighed) og reduceret gensidig informationsoverførsel til “læsning/fremsendende” af kun bevægelse opførsel af de andre deltagere. Vi derefter varierede sight radius af andre deltager bevægelse adfærd til enten en global eller lokal udsigt over den virtuelle playfield, der består af 97 mindre sekskanter, og begrænsede ofres bevægelse ressourcer (muligt flytter) af spillerne.
Figuren og elementer af den virtuelle platform og spil kan spilles på nævnte platform eksperimentatoren-definerede parametre kan udformes på grundlag af specifikke forskningsspørgsmål. Afhængigt af forskning mål, kan du ændre størrelsen af playfield; farver, former og betydninger af avatarer kan tilpasses; ressourcer kan gennemføres; og belønning struktur og indhold kan varieres. Mere eller mindre kan information, usikkerhed og modstridende indstillinger også være gennemført22. Varierende global player-Se information og kontrol er også muligt. Derfor, via eksperimentelle instruktioner, de miljømæssige affordances for eksperimentet kan være ændret (f.eks. en konsensus vs undslippe scenarie). I næste afsnit vil vi præcisere, hvordan disse variabler kan anvendes ved at beskrive en reel undersøgelse, som brugte nogle af disse parametre kan besvare specifikke undersøgelse spørgsmål.
Et grundlæggende spørgsmål i bruger multi-Client virtuelle miljøer som en forskning paradigme til at undersøge menneskelige kollektive adfærd er, om resultaterne er gældende til faktiske scenarier. Med andre ord, den metodiske tilgang giver resultater med tilstrækkelig økologiske eller eksterne validitet? Repræsenterer menneskets deltagere som avatarer på en virtuel playfield og lade dem flytte via musen-klik reducerer sociale stikord. Derudover holder kommunikation til et minimum tillader eksperimentatorer at undersøge hvilke stiltiende adfærdsmæssige signaler transmitteres blandt mennesker, der kan påvirke menneskers gruppen koordinering og ledelse adfærd og under hvilke miljømæssige affordance (f.eks. redning, konkurrence, evakuering) disse adfærd påvirkes af mere og i hvilket omfang. Så længe der er streng overholdelse af de to præ test faser i protokollen og testprocedurer, garanterer dette reduktionistiske tilgang interne validitet. For at tillade overførsel af resultaterne til “rigtige” gruppe og crowd dynamics, kan de eksperimentelle setup og testfaserne gradvist ændret for at blive mere komplekst (f.eks. giver mulighed for yderligere meddelelse ud over blotte fremsendelse/læsning bevægelse adfærd, tilføje oplysninger om individuelle egenskaber indlejret semantisk i forskellige virkelige verden scenarier, osv.) og beskrevet i den på skærmen instruktioner læse af deltagerne, før spillet starter.
For at løse spørgsmålet om eksterne validitet, kan sekskant playfield [i første omgang valgt at standardisere spillerens bevægelser til standardiserede, to-dimensionelle sekskantede koordinater (pre testet) usability og reduktion af confounding faktorer] varieres. Et todimensionalt gitter med frit valg ville gøre det muligt for spillere at skabe mere vedvarende og komplicerede bevægelse data. En tre-dimensionel miljø skabt af enhed – eller Unreal-motoren, for eksempel, kan også øge økologiske/ekstern validitet. Dog med hvert skridt i retning af lessoning begrænsning af bevægelse, opstår et problem. Med stigende kompleksitet af frihedsbevægelsen i den simulerede scenario, påvirkning af confounding faktorer (fx interpersonelle forskelle såsom computererfaring, kendskab til rumlig orientering i tre-dimensionelle spil) stigninger, som kan føre til partisk resultater og mindske interne validitet.
Fordelen ved metoden beskrevet i HoneyComb-protokollen er at det kan være kombineret med computer simuleringsmodeller og bruges som et paradigme til empirisk test hvis kollektive mønstre findes i computer-simuleringer også hold for adfærd i grupper af mennesker. For at styrke den eksterne validitet af sådanne tests, bør deltagerne opfordres i post-test fase spørgeskema, hvis de følte sig tilstrækkeligt og menneskeligt repræsenteret af deres avatarer og om de var i stand til at opfatte deres Co spillere som menneskelige aktører. Protokollen angiver den fysiske tilstedeværelse af co spillerne sidder i arbejdsstationer ved siden af hinanden (selvom protokol parametre hinder sensoriske auditiv eller visuel kommunikation) for at øge disse følelser af menneskelige legemliggørelsen.
I sum, de metoder, der anvendes af HoneyComb tilgang skitseret i protokollens præ-test, test og post-test faser giver et nyt paradigme for at undersøge grundlæggende mekanismer af kollektive fænomener som gruppen koordinering, ledelse, og koncerninterne differentiatioNielsen Metodens vigtigste begrænsning er dens sårbarhed over for menneskelige fejl af personalekonsulenter, især hvis de ikke er strenge nok til at sikre, at deltagerne ikke kommunikere med hinanden under præ-test og test.
The authors have nothing to disclose.
Denne forskning er finansieret af det tyske initiativ of Excellence (institutionelle strategi: https://www.uni-goettingen.de/en/32632.html). Vi takker Margarita Neff-Heinrich for hendes engelsk korrekturlæsning.
Notebooks | |||
Partition walls between work stations | |||
Earplugs | |||
Equipment for LAN installation |