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远程和适合婴儿的眼动追踪的力量
远程眼动追踪是一种非侵入性的方法,依靠计算机的网络摄像头通过测量婴儿的眼动来评估其视觉注意力。由于婴儿和幼儿属于敏感人群,使眼动追踪对婴儿友好对于研究和整体参与者体验非常重要。
与婴儿和眼动追踪合作的主要挑战
以下是发展心理学家在使用眼动追踪研究婴儿和幼儿时面临的一些最大挑战:
- 模糊性: 模糊性可能导致数据质量降低,因为很难控制婴儿,并且期望他们保持静止 10 分钟是不现实的。
- 复杂的校准过程: 冗长的校准过程可能既困难又疲惫。
- 缺乏吸引人的刺激:注视点和十字可能对婴儿和幼儿很无聊,因此可能无法吸引他们的注意。
- 高精度: 与上述几点相关,眼动追踪研究需要高精度才能相关和可靠,但在如此敏感的人群中获取这样的数值却很困难。
- 样本有限: 婴儿研究本质上是有限的,因为参与者必需能够到达实验室,即潜在参与者必须在可旅行的距离内。
- 低遵从性: 由于婴儿研究的要求性,遵从性对研究人员来说是一个大问题,特别是对于需要高承诺和坚持多次访问实验室的纵向研究。
- 缺乏满足感/赋权感: 与上述观点相关,参与这样的研究会对家庭造成压力,他们需要安排时间以便能够在实验室进行会议(即孩子可能需要小憩,但又被期望去实验室)。此外,不完成实验还可能对幼儿产生进一步影响,他们可能会感觉缺乏能力去完成任务,即他们想能够完成,但却做不到。
- 难以复制: 有时,由于眼动追踪设备是实验室特定的,并且实验并未公开,复制其他研究者的研究可能会面临挑战。
对婴儿有效的眼动追踪解决方案
通过利用基于网络摄像头的眼动追踪,上述挑战通过使其更加适合婴儿而加以解决:
- 色彩鲜艳的动物: 替代典型的注视十字,可以使用色彩鲜艳的动物来吸引婴儿和幼儿的注意。在校准时,色彩鲜艳的动物也可以用作注视点。由于其本质上更有趣,更可能吸引到婴儿的兴趣。下面有图像和视频展示色彩鲜艳的动物如何在 Labvanced 中用于校准过程。
- 刺激声音: 由于婴儿和幼儿对声音感到好奇并能朝声音的来源方向移动,给实验或校准过程添加音频是使研究更适合婴儿的另一种方法。
- 虚拟下巴托: 虚拟下巴托能够自动检测当参与者未对准计算机屏幕或过多偏离可接受位置时的情况,即它是实验室中用于眼动追踪实验的下巴托的虚拟等价物。对于使用 Labvanced 进行婴儿和幼儿研究的相关设置(进一步描述如下),您可以使其对运动的宽容度更高(甚至可以完全禁用)。
- 利用头部追踪: 对于某些实验,使用头部追踪可能是一种可行的解决方案。通过在屏幕上将两个视觉元素放得足够远,可以使用头部追踪作为一种近似手段,因为最终目标是理解注意力过程,例如通过偏爱观看范式。换句话说,对于某些研究,您可能不需要高精度,但头部追踪就足够了。
- 灵活性: 远程研究通过允许参与者在适合他们和他们幼儿的时间开始,提供了灵活性。参与者不必围绕实验室的访视规划整个日程并希望一切顺利,而是可以在舒适的家中登录计算机,立即参加研究,而不必准备和旅行。这也使得家庭更容易参与纵向研究。
- 生态效度: 由于婴儿和幼儿会被新环境吸引,去实验室这样的新地方可能对他们来说是一个压倒性和未知的体验。从自家熟悉的环境中参加研究,所收集的数据可以显示出更高的完整性。
- 更大样本群体: 由于远程研究不受实验室研究空间的限制,研究者能够从世界各地招募参与者,从而可以从更宽广的受众中进行抽样。
- 可重复性: 通过在 Labvanced 中利用基于网络摄像头的眼动追踪和在线研究,研究者可以更容易地使他们的发现被其他科学家重复。
使用适合婴儿的眼动追踪
如下面的信息图所示,婴儿/幼儿与年长儿童/成人之间推荐的眼动追踪设置存在差异。适合婴儿的眼动追踪考虑到婴儿的自然特性,并在适当的设置中反映出这一点,针对这一敏感人群进行了调整。为此,校准过程的时间缩短(减少点、姿势和时间持续),在校准过程中使用的图像类型更改为展示动物而不是圆点(进一步详情请见下面),同时最大校准误差也可以进行调整,并可以添加声音。
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更详细地说,适合婴儿的设置可以在 Labvanced 应用中看到。在左侧,当“适合婴儿模式”的蓝色按钮切换为打开时,建议的设置会自动出现,但可以进一步编辑。相反,在右侧显示的是默认的眼动追踪设置。
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适合婴儿的校准过程
校准是眼动追踪的重要步骤。在 Labvanced 的基于网络摄像头的眼动追踪中,校准是将眼动追踪训练为参与者特定的步骤。如前所述,使用适合婴儿的眼动追踪校准可以通过专为婴儿量身定制的设置进行配置。此校准旨在通过吸引人的动物插图和声音来吸引婴儿的注意。与成人相比,此校准也较短。所有这些都是为了应对研究婴儿和幼儿的独特挑战,因为他们通常注意力持续时间短且理解指令的能力有限。
请看下面的视频,这段视频展示了适合婴儿的校准过程。这就是您的参与者在您启用适合婴儿的眼动追踪设置时会看到的内容:
适合婴儿的眼动追踪研究的未来
由于远程眼动追踪对婴儿在发展心理学研究中日益受到欢迎,展现出降低成本、提高效率和覆盖广泛人群的希望(Rhodes et al., 2020)。
在临床心理学领域,远程眼动追踪也逐渐受到重视。最近的一个例子是利用注视模式来诊断有风险的婴儿是否发展自闭症谱系障碍(ASD),这为早期干预提供了可能(Jones et al., 2023)。
在 Labvanced,我们也在努力推进这种方法,使其在发展心理学家中更强大并被广泛采用。我们还与发展心理学领域的多位领军人物进行持续合作,以进一步改善这一技术能力。作为科学参考,一篇使用 Labvanced 的基于网络摄像头的眼动追踪的同行评审论文由 Banki 等人发表,评估 4-6 个月大的婴儿在音视频同步感知方面的能力。自发布以来,增加了许多功能,包括准确的时间戳记录、跳过头部位置检查的能力以及对注视点信心的额外记录。要在 Labvanced 中尝试适合婴儿的眼动追踪和校准实验,请尝试这个偏爱观看研究。
通过在线研究补充实验室研究
虽然与婴儿进行在线研究的可能性已存在多年,但真正使这一方法在发展心理学中盛行的还是在冠状病毒疫情期间。尽管某些研究必须在实验室中进行,但仍有许多研究可以远程执行,为研究人员和参与研究的家庭提供了许多好处。通过在线研究,研究人员可以通过从更大的人群中抽样节省招聘时间,观察更自然的行为,因为儿童在他们的自然环境中,提升研究的透明度和可重复性;而家庭也可以更轻松地参与,特别是在纵向研究中。远程适合婴儿的眼动追踪是通过收集与注意力过程相关的生理数据,为在线研究增添更多深度的一种方式。
参考文献
Bánki, A., de Eccher, M., Falschlehner, L., Hoehl, S., & Markova, G. (2022). 比较在线网络摄像头与实验室基础的眼动追踪对婴儿音视频同步感知的评估。心理学前沿, 12, 733933。
Jones, W., Klaiman, C., Richardson, S., Lambha, M., Reid, M., Hamner, T., ... & Klin, A. (2023). 开发和复制社会视觉参与的客观测量,以帮助早期诊断和评估自闭症。JAMA 网络开放, 6(9), e2330145-e2330145。
Rhodes, M., Rizzo, M. T., Foster-Hanson, E., Moty, K., Leshin, R. A., Wang, M., et al. (2020). 通过无监督的远程儿童研究推进发展科学。认知发展. 21, 477–493. doi: 10.1080/15248372.2020. 1797751