Summary

Взгляд в действии: руководитель монтируется глаз отслеживания динамического визуального внимания детей во время натуралистический поведение

Published: November 14, 2018
doi:

Summary

Детей младшего возраста не пассивно наблюдать за мир, но довольно активно исследовать и взаимодействовать с окружающей их среды. Этот протокол обеспечивает руководящие принципы и практические рекомендации для использования глаз, головы монтируется трекеры для записи младенцев и малышей динамических визуальных средах и визуального внимания в контексте естественное поведение.

Abstract

Визуальных средах маленьких детей являются динамическими, изменяя момент за моментом, как детей физически и визуально исследовать пространства и объектов и взаимодействовать с людьми вокруг них. Руководитель смонтирован айтрекинга предлагает уникальную возможность захватить динамические эгоцентрической мнения детей и как они выделяют визуального внимания в рамках этих взглядов. Этот протокол обеспечивает руководящие принципы и практические рекомендации для исследователей, используя трекеров руководитель конной глаз как в лабораторных, так и в более натуралистических настройки. Руководитель смонтирован глаз слежения дополняет другие экспериментальные методы, расширение возможностей для сбора данных в более экологически допустимых контекстов через повышение мобильности и свободы движения головы и тела, по сравнению с экранной глаз слежения. Этот протокол также могут быть интегрированы с другими технологиями, например отслеживания движения и ЧСС, мониторинг, для обеспечения высокой плотности смешанных наборов данных для изучения естественного поведения, обучение и развитие, чем раньше. Этот документ демонстрирует типы данных, получаемых от головы монтируется глаз слежения в исследовании предназначен для исследования визуального внимания в одном контексте естественных для малышей: сыпучий игрушки играть с одним из родителей. Успешное использование этого протокола позволит исследователям для сбора данных, который может использоваться для ответа на вопросы не только о визуального внимания, но и о широкий спектр других восприятия, познавательные и социальные навыки и их развития.

Introduction

За последние несколько десятилетий стали свидетелями растущего интереса к изучению развития младенцев и малышей визуального внимания. Этот интерес обусловлены в значительной степени использования перспективных время измерения как основного средства для оценки других когнитивных функций в младенчестве и превратилась в изучении детской визуального внимания в своем собственном праве. Современные исследования младенцев и малышей визуального внимания главным образом измерить движения глаз во время на экране eye отслеживание задач. Младенцев сидеть в стуле или коленях родителя перед экраном во время их движения глаз контролируются во время презентации статических изображений или событий. Такие задачи, однако, не захватить динамичный характер природных визуального внимания и средств, посредством которой генерируется Детская природных визуальных сред – активные исследования.

Младенцы и малыши являются активные существ, перемещение их руки, головы, глаз и тела исследовать объекты, людей и пространства вокруг них. Каждая новостройка в морфологии тела, двигательных навыков и поведения – ползать, ходить, собирание объектов, взаимодействие с социальными партнерами – сопровождается сопутствующие изменения в начале визуальной среде. Потому что сделать младенцев определяет, что они видят, и что они видят за то, что они делают в визуально организованные действия, изучая естественное развитие визуального внимания лучше всего осуществляется в контексте естественного поведения1.

Руководитель смонтирован глаз трекеры (ETs) были изобрел и используется для взрослых для десятилетий2,3. Только недавно технический прогресс сделал руководитель конной технологии eye отслеживание подходит для младенцев и детей ясельного возраста. Участники оснащены двумя легкий камеры на голове, сцена камеры наружу, что захватывает первого лица участника и eye лицом внутрь камеры, которая захватывает изображение глаз. Процедура калибровки обеспечивает подготовку данных для алгоритма, который сопоставляет как можно точнее меняющейся позиции зрачка и роговицы отражения (CR) в изображении глаз для соответствующих пикселов в изображении сцены, которые будучи визуально присутствовали. Цель этого метода-захватить природные визуальных средах младенцев и новорожденных активных визуальные исследования этих сред как младенцев свободно. Такие данные могут помочь ответить на вопросы не только о визуального внимания, но и о широкий спектр восприятия, когнитивные и социальные события4,5,6,,78. Использование этих методов превратил договоренности совместного внимания7,8,9, постоянного внимания10, изменении визуального опыта с возрастом и двигательного развития4 , 6 , 11и роль визуального опыта в word, обучения12. Настоящий документ обеспечивает руководящие принципы и практические рекомендации для проведения руководитель конной eye Отслеживание экспериментов с младенцев и малышей и иллюстрирует типы данных, которые могут быть сгенерированы из головы монтируется глаз слежения в одном природных контекст для малышей: сыпучий игрушки играть с одним из родителей.

Protocol

Этот учебник основывается на процедуры сбора руководитель конной eye отслеживание данных с малышами, утвержденных Советом по рассмотрению институциональных в университете Индианы. Информированного согласия родителей был получен до малышей участие в эксперименте. 1. Подг…

Representative Results

Обсуждаемые здесь был применен к контексту сыпучие играть игрушка между малышей и их родителей. Это исследование был предназначен для исследования естественных визуального внимания в среде суматоху. Диад было поручено играть свободно с набором 24 игрушки для шести ми…

Discussion

Этот протокол обеспечивает руководящие принципы и практические рекомендации по реализации руководитель конной глаз слежения с младенцев и детей младшего возраста. Этот протокол основан на изучении естественных малыш поведения в контексте родительского малыш бесплатно играть с игру…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Это исследование финансировалось национальными институтами здравоохранения грантов R01HD074601 (C.Y.), T32HD007475-22 (J.I.B., D.H.A.) и F32HD093280 (L.K.S.); Национальный научный фонд предоставить BCS1523982 (L.B.S., C.Y.); и Университетом Индианы через возникающие области исследовательской инициативы – обучения: мозги, машины и детей (L.B.S.). Авторы благодарят ребенка и родителя добровольцев, которые участвовали в этом исследовании и который согласился быть использованы в цифрах и съемках настоящего Протокола. Мы также благодарим членов вычислительной познания и обучения лаборатории, особенно Свен Bambach, Anting Чэнь, Стивен Elmlinger, Seth Фостер, Грейс Lisandrelli и Шарлин Тэй, за их помощь в разработке и оттачивая этот протокол.

Materials

Head-mounted eye tracker Pupil Labs World Camera and Eye Camera

References

  1. Tatler, B. W., Hayhoe, M. M., Land, M. F., Ballard, D. H. Eye guidance in natural vision: Reinterpreting salience. Journal of Vision. 11 (5), 1-23 (2011).
  2. Hayhoe, M. Vision using routines: A functional account of vision. Visual Cognition. 7 (1-3), 43-64 (2000).
  3. Land, M., Mennie, N., Rusted, J. The Roles of Vision and Eye Movements in the Control of Activities of Daily Living. Perception. 28 (11), 1311-1328 (1999).
  4. Franchak, J. M., Kretch, K. S., Adolph, K. E. See and be seen: Infant-caregiver social looking during locomotor free play. Developmental Science. 21 (4), 12626 (2018).
  5. Franchak, J. M., Kretch, K. S., Soska, K. C., Adolph, K. E. Head-mounted eye tracking: a new method to describe infant looking. Child Development. 82 (6), 1738-1750 (2011).
  6. Kretch, K. S., Adolph, K. E. The organization of exploratory behaviors in infant locomotor planning. Developmental Science. 20 (4), 12421 (2017).
  7. Yu, C., Smith, L. B. Hand-Eye Coordination Predicts Joint Attention. Child Development. 88 (6), 2060-2078 (2017).
  8. Yu, C., Smith, L. B. Joint Attention without Gaze Following: Human Infants and Their Parents Coordinate Visual Attention to Objects through Eye-Hand Coordination. PLoS One. 8 (11), 79659 (2013).
  9. Yu, C., Smith, L. B. Multiple Sensory-Motor Pathways Lead to Coordinated Visual Attention. Cognitive Science. 41, 5-31 (2016).
  10. Yu, C., Smith, L. B. The Social Origins of Sustained Attention in One-Year-Old Human Infants. Current Biology. 26 (9), 1-6 (2016).
  11. Kretch, K. S., Franchak, J. M., Adolph, K. E. Crawling and walking infants see the world differently. Child Development. 85 (4), 1503-1518 (2014).
  12. Yu, C., Suanda, S. H., Smith, L. B. Infant sustained attention but not joint attention to objects at 9 months predicts vocabulary at 12 and 15 months. Developmental Science. , (2018).
  13. Hennessey, C., Lawrence, P. Noncontact binocular eye-gaze tracking for point-of-gaze estimation in three dimensions. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 56 (3), 790-799 (2009).
  14. Elmadjian, C., Shukla, P., Tula, A. D., Morimoto, C. H. 3D gaze estimation in the scene volume with a head-mounted eye tracker. Proceedings of the Workshop on Communication by Gaze Interaction. , 3 (2018).
  15. Castellanos, I., Pisoni, D. B., Yu, C., Chen, C., Houston, D. M., Knoors, H., Marschark, M. Embodied cognition in prelingually deaf children with cochlear implants: Preliminary findings. Educating Deaf Learners: New Perspectives. , (2018).
  16. Kennedy, D. P., Lisandrelli, G., Shaffer, R., Pedapati, E., Erickson, C. A., Yu, C. Face Looking, Eye Contact, and Joint Attention during Naturalistic Toy Play: A Dual Head-Mounted Eye Tracking Study in Young Children with ASD. Poster at the International Society for Autism Research Annual Meeting. , (2018).
  17. Yurkovic, J. R., Lisandrelli, G., Shaffer, R., Pedapati, E., Erickson, C. A., Yu, C., Kennedy, D. P. Using Dual Head-Mounted Eye Tracking to Index Social Responsiveness in Naturalistic Parent-Child Interaction. Talk at the International Congress for Infant Studies Biennial Congress. , (2018).
  18. Holmqvist, K., Nyström, M., Andersson, R., Dewhurst, R., Jarodzka, H., Van de Weijer, J. . Eye tracking: A comprehensive guide to methods and measures. , (2011).
  19. Saez de Urabain, I. R., Johnson, M. H., Smith, T. J. GraFIX: a semiautomatic approach for parsing low- and high-quality eye-tracking data. Behavior Research Methods. 47 (1), 53-72 (2015).
  20. Franchak, J. M., Hopkins, B., Geangu, E., Linkenauger, S. Using head-mounted eye tracking to study development. The Cambridge Encyclopedia of Child Development 2nd ed. , 113-116 (2017).
  21. Yonas, A., Arterberry, M. E., Granrud, C. E. Four-month-old infants’ sensitivity to binocular and kinetic information for three-dimensional-object shape. Child Development. 58 (4), 910-917 (1987).
  22. Smith, T. J., Saez de Urabain, I. R., Hopkins, B., Geangu, E., Linkenauger, S. Eye tracking. The Cambridge Encyclopedia of Child Development. , 97-101 (2017).

Play Video

Cite This Article
Slone, L. K., Abney, D. H., Borjon, J. I., Chen, C., Franchak, J. M., Pearcy, D., Suarez-Rivera, C., Xu, T. L., Zhang, Y., Smith, L. B., Yu, C. Gaze in Action: Head-mounted Eye Tracking of Children’s Dynamic Visual Attention During Naturalistic Behavior. J. Vis. Exp. (141), e58496, doi:10.3791/58496 (2018).

View Video