Her presenterer vi datamaskin, multi-agent spillet HoneyComb, som gjør at eksperimentelle undersøkelser av kollektiv menneskelig bevegelse atferd via svart-dot-avatarer på en virtuell 2D Sekskantet playfield. Forskjellige eksperimentelle forhold, som variabel insentiver på mål felt eller visjon radius, kan angis, og deres effekter på menneskelig bevegelser oppførsel kan undersøkes.
Kollektive menneskelig atferd som gruppe bevegelse viser ofte overraskende mønstre og sammenhenger, som fremveksten av lederskap. Litteraturen har avdekket at disse mønstrene, ofte synlige på det globale nivået av gruppen, er basert på Self-organisert, individuelle atferd som følger flere enkle lokale parametere. Forstå dynamikken i menneskelig kollektive atferden kan bidra til å forbedre koordinering og ledelse i gruppen og mengden scenarier, for eksempel identifisere ideell plassering og antall nødutganger i bygninger.
I denne artikkelen presenterer vi eksperimentelle paradigmet HoneyComb, hvilke kan brukes å systematisk undersøke forhold og effekter av menneskelig kollektive atferd. Dette paradigme bruker en datamaskin multi-user plattform, gir en innstilling som kan være formet og tilpasset ulike problemstillinger. Situasjonsforståelse forhold (f.eks kost-nytte forholdstall for bestemt atferd, monetære incentiver og ressurser, ulike grader av usikkerhet) kan angis av eksperimentelle, avhengig av problemet. Hver deltakers bevegelser registreres av serveren som Sekskantet koordinater med tidsstempler på nøyaktighet 50 ms og individuelle IDer. Dermed en beregning kan defineres i playfield, og bevegelse parametere (f.eks avstander, hastighet, klynger, etc.) deltakere kan måles over tid. Bevegelse data kan i sin tur kombineres med ikke-datastyrt data fra spørreskjemaer fått innenfor samme eksperimentoppsettet.
HoneyComb paradigmet er baner vei for nye typer menneskelig bevegelse eksperimenter. Vi viser her at disse eksperimentene kan gjengi resultater med tilstrekkelig intern validitet meningsfullt utdype vår forståelse av menneskelig kollektive atferd.
Datamaskin multi-agent spillet HoneyComb1 tilbyr et metodisk paradigme eksperimentelt undersøke hvordan kollektive menneskelige bevegelse mønstre og gruppe strukturer befolkningsmessig individuell atferd. Menneskelige deltakere er visuelt representert som avatarer (svarte prikker) på et Sekskantet virtuelle playfield ligner en honeycomb (figur 1). Deltakerne bevege deres avatarer via museklikk å nå målet rutene, bruke Flytt ressurser (Video 1), og maksimere deres monetære belønninger ved å bygge sammenhengende grupper (Video 2). Romlige forhold (f.eks visjon radius), belønning strukturer (f.eks pengepolitiske målet felt) og kommunikasjonskanaler kan manipuleres for å oppdage som og i hvilken grad disse tilstand reglene påvirke koordinering og ledelse i kollektiv bevegelse.
Spillets prosedyremessige/tilstand regler, mål og belønning motivatorer har blitt designet av sosial psykologer undersøke menneskelige kollektiv bevegelse. I dyr svermer samt menneskelige folkemengder, kan man observere emergent fenomen (dvs. globale mønstre) transpiring fra personlige atferd som følger lokale regler. For eksempel synes fiskestimer og flokker av fugler å flytte som sammenhengende enheter mot en romlig mål2,3,4, til tross for stor gruppe størrelser som reduserer deres evne til global eller Inter-individuelle kommunikasjon. Empirisk forskning5,6,7, atferdsmessige modellering8,9,10og datamaskinen simuleringer11,12, 13 har vist at i ulike arter, inkludert mennesker14,15,16, komplekse mønstre på gruppenivå fremstå uten internkontroll eller eksterne tilsyn. Lokale individuelle bevegelse og ofte, enkle regler på mikroskopisk nivå er tilstrekkelig til å generere ryddig bevegelse på makroskopisk nivå. Slike eksperimenter bidrar til økende bevis2,6 at ikke bare store svermer, men også små grupper (menneskelige grupper samt andre dyr grupper) koordineres av lokale samhandling regler1.
Våre romanen tilnærming med datamaskin multi-user avatar spill viser en Hovedfordelen i forskning dynamisk menneskelige kollektive fenomener. Bruker HoneyComb avatar plattform1,17,18,19, spatio-temporale data personlige bevegelse atferd (bevegelse styrt av faktiske personer) kan fullt hentes av serveren, og utvikling av atferdsmønster og kollektive konstruksjoner kan analyseres med en nøyaktighet på 50 ms (tabell 1). Som visuelle og auditive sensoriske kommunikasjonen kan begrenses krever kan deltakerne til å bruke ørepropper og encasing deres arbeidsstasjoner med partisjon vegger, sverme og andre mengden atferd forhold tilnærmes eksperimentelt. I flere eksperimenter1,17,18,19manipulert vi visjon radius (global vs lokale, figur 2), monetære incentiver (figur 3a, b ), undergrupper (Figur 4), og co-tilstedeværelse til andre spillere (figur 5) for å teste effekten av disse variablene for framveksten av kollektive atferdsmønster som menneskelige strømmer atferd17, ledelse 1og konkurranse18. Et oppsett av ti-tolv bærbare og én server ble brukt for å samle data, (figur 6).
Self-organisert samordning av individuelle aktiviteter i gruppe-levende arter har tiltrukket mye vitenskapelig oppmerksomhet, spesielt i det siste tiåret. Undersøkelser er omfattende, fra enkle stien dannelse og banen utvalg i maur til komplekse fremveksten av vortex strukturer i fisk shoals og selv segregering av toveis flyt av fotgjengere2.
Med våre HoneyComb paradigme bidra vi en metodisk tilnærming empirisk undersøke virkningen av variert situasjonsforståelse alternativer/begrensninger, mangfoldig atferdsmessige regler og individuelle egenskaper på mikroskopisk nivå på fremveksten av makroskopisk atferdsmessige strukturer hos mennesker. En viktig fordel er at paradigmet tilbyr strengt kontrollerbar eksperimentelle innstillinger som er definert av eksperimentelle, gjør det mulig for manipulasjon å måle resultatene av et enkelt eksperiment eller sammenligne flere eksperimenter. Virtuelle playfield kan konfigureres i henhold til kravene i studien design, og sensoriske kommunikasjonskanaler mellom deltakerne kan eliminert eller redusert i henhold til parameterne eksperiment. I tillegg kan miljømessige affordances formes (f.eks konkurransedyktig, ikke-konkurrerende konsensus og redning innstillinger). Dermed vår plattform håndhever intern validitet (dvs. som matchet studien design så nært som mulig til problemstillingene) ved å tilby muligheten til å manipulere/kontroll variabler som er relevante for bestemte problemstillingen, bruker menneske-styrt bevegelse data å undersøke menneskelig bevegelse. Felteksperimenter gjengi fordeler i form av ekstern validitet (generalizability) resultater15,20,21 til den virkelige verden, fordi de ikke til hinder for effekten av ukjent ukontrollerbare/insuppressible sosiale signaler så vel som ikke – og para-verbal atferd i mennesker1.
Datamaskin multi-agent spillet HoneyComb har tjent til å undersøke fremveksten av koordinering og ledelse mønstre av menneskelige spillere flytte sine avatarer i virtuelle playfield. Deltakerne ble bare gitt lokal informasjon om monetære incentiver oppnåelig på målet rutene, som inkluderte incitament for gruppen samhold basert på multiplikasjon av monetære belønninger på antall co spillere som også endte opp på samme mål sekskant. I vår første rekke studier, vi begrenset eksperimentoppsettet til to enkle parametere av krydde atferd (justering og samhold) og redusert gjensidig informasjonsoverføringen til “lese/overføring” bare bevegelse virkemåten til de andre deltakerne. Vi så variert skue radius av andre deltaker bevegelser oppførsel enten global eller lokal utsikt over virtuelle playfield, som består av 97 mindre SEKSKANTER, og begrenset unnværes bevegelse ressursene (mulig trekk) spillere.
Figuren og elementene i den virtuelle plattformen og parameterne eksperimentator definert av spill kan spilles på sa plattformen kan bli utformet bestemt problemstillingene. Avhengig av forskning målet, kan du endre størrelsen på spillefeltet; farger, figurer og betydningene av avatarer kan tilpasses; ressurser kan implementeres; og belønning struktur og innhold kan varieres. Mer eller mindre kan informasjon, usikkerhet og motstridende innstillinger også være implementert22. Varierende globale spiller-Vis informasjon og kontroll er også mulig. Derfor kan via eksperimentelle instruksjoner, de miljømessige affordances av eksperimentet være endret (f.eks konsensus vs escape scenario). I neste avsnitt, vil vi avklare hvordan disse variablene kan brukes ved å beskrive en virkelig studie som brukte noen av disse parameterne svare konkret studiespørsmål.
Et grunnleggende spørsmål ved Multi-Client virtuelle miljøer som en forskning paradigme undersøke menneskelige kollektive atferden er om resultatene blir gjeldende faktiske scenarier. Med andre ord, er metodisk tilnærming gir resultater med tilstrekkelig økologiske eller ekstern gyldighet? Representerer menneskelige deltakere som avatarer i en virtuell playfield og la dem flytte via museklikk-reduserer sosiale signaler. I tillegg holder kommunikasjon til minimum lar forskere å undersøke hvilke stilltiende atferdsmessige signaler overføres blant mennesker som kan påvirke human gruppe koordinering og ledelse atferd og under hvilke miljømessige affordance (f.eks redning, konkurranse, evakuering) disse atferd påvirkes av mer og i hvilken grad. Så lenge det er strenge overholdelse av to pre testing fasene i protokollen og testprosedyrer, garanterer denne reduksjonistiske intern validitet. For å tillate overføring av resultater til “ekte” gruppe og mengden dynamikk, de eksperimentelle oppsett og testfasen kan gradvis endres for å bli mer komplekse (f.eks muliggjør ytterligere kommunikasjon utover bare overføring/lese bevegelse atferd, legge til informasjon på individuelle egenskaper innebygd semantisk i ulike reelle scenarier, etc.) og beskrevet i det på skjermen instruksjoner lese deltakerne før spillet starter.
For å løse saken av ekstern validitet, kan sekskant playfield [opprinnelig valgt å standardisere spillerens bevegelser til standardisert, todimensjonal Sekskantet koordinater (pre-testet) brukervennlighet og reduksjon av confounding faktorer] varieres. En todimensjonal rutenett med frie valg vil gjøre det mulig for spillerne å lage mer sammenhengende og komplekse bevegelse data. Et tredimensjonalt miljø skapt av enhet – eller Unreal-motor, for eksempel kan også øke økologiske/ekstern gyldighet. Men med hvert skritt mot lessoning begrensning av bevegelse, oppstår et problem. Med økende kompleksitet av frihet av bevegelsen i simulert scenario, påvirkning av confounding faktorer (f.eks mellommenneskelige forskjeller som computer erfaring, kjennskap romlig orientering i tredimensjonale spill) øker, som kan føre til forutinntatte resultater og redusere intern validitet.
Fordelen med metoden skissert i HoneyComb-protokollen er at den kan kombineres med simulering datamodeller og brukt som et paradigme empirisk teste om kollektive mønstre som finnes i datasimulering holder for oppførsel i grupper av mennesker. For å forbedre eksterne gyldigheten av slike tester, bør deltakerne bli spurt i post testfasen spørreskjemaet hvis de følte seg tilstrekkelig og menneskelig representert ved deres avatarer, og om de var i stand til å oppfatte sine co spillere som menneskelige skuespillere. Protokollen angir den fysiske tilstedeværelsen av co spillerne sitter i arbeidsstasjoner ved siden av hverandre (selv om parameterne protokoll til hinder sensoriske auditiv eller visuell kommunikasjon) for å forbedre disse følelsene av menneskelig legemliggjøring.
I sum, metodene brukes av HoneyComb tilnærming i protokollen pre-test, test og post-test faser gir en roman paradigmet for å undersøke grunnleggende mekanismer av kollektive fenomener som gruppe koordinering, ledelse og intra gruppe differentiation. Metodens viktigste begrensningen er sin sårbarhet for menneskelige feil av rekrutterere, spesielt hvis de ikke er strenge nok å sikre at deltakerne ikke kommuniserer med hverandre i pre-test og test faser.
The authors have nothing to disclose.
Denne forskningen ble finansiert av tysk initiativ of Excellence (institusjonelle strategi: https://www.uni-goettingen.de/en/32632.html). Vi takker Margarita Neff-Heinrich for hennes engelsk korrektur.
Notebooks | |||
Partition walls between work stations | |||
Earplugs | |||
Equipment for LAN installation |