Chronométrage Précis

Contexte & Cadre

Le temps de réaction dans la recherche en psychologie est utilisé pour quantifier les processus cognitifs et les comportements. Une définition claire du temps de réaction concerne la durée écoulée entre l'apparition d'un stimulus et la réponse.

Il y a deux composants pour mesurer le temps de réaction, le moment d'apparition du stimulus et quand la réponse du participant a eu lieu, illustré par Fig.1.

Fig. 1 : Les deux principaux composants de la mesure du temps de réaction.

Pour que le temps de réaction soit mesuré avec précision, le moment exact de l'apparition du stimulus (Point A) doit être connu, tout comme le moment où la réponse du participant (Point B) s'est produite, car le temps de réaction est la différence entre ces deux points. À partir des deux points, il est facile de déterminer quand la réponse d'un participant a eu lieu, mais il est difficile de savoir exactement quand le stimulus est apparu (Point A).

Pourquoi est-il difficile de déterminer quand le Point A se produit ? Il y a trois raisons principales qui influencent l'apparition d'un stimulus :

1. Taux de rafraîchissement de l'écran : Le taux de rafraîchissement du moniteur est de 60Hz, donc si quelque chose est prévu, cela ne peut se produire que lorsque le moniteur est rafraîchi. Bien que cela se produise à l'échelle des millisecondes, c'est un facteur important à quantifier (que nous discuterons plus tard sur la façon dont il est mesuré avec la requête d'animation) car cela impacte directement la séquence expérimentale.

2. Nature de la programmation : Toutes les expériences sont basées sur le code et pour que le code soit exécuté, il doit être traité car rien n'est instantané, cela prend généralement 1 à 2 cycles de rafraîchissement.

3. Capacité de l'appareil : Bien que ce ne soit pas courant, si la capacité de l'appareil du participant est vraiment lente, la présentation du stimulus peut avoir du retard en raison de tous les délais du système (comme un gel de l'ordinateur). Nous discuterons plus tard de la façon dont nous vérifions ce problème (la boucle d'événements JavaScript).

En résumé, le temps de réaction est influencé par de nombreux facteurs sur lesquels des processus technologiques sont basés afin de déterminer avec précision le temps entre l'apparition du stimulus et la réponse du participant.

Publication Évaluée par des Pairs dans Behavior Research Methods

Découvrez cet article évalué par des pairs publié dans Springer Nature’s Behavior Research Methods en mai 2022. Les auteurs concluent que Labvanced a les mesures de temps de réaction les plus précises par rapport à d'autres outils basés sur le web.

Notre Processus : la chaîne de Labvanced pour un chronométrage précis

Fig. 2 : La chaîne générale pour un chronométrage précis et la capture de temps de réaction précis dans Labvanced.

Pour fournir un chronométrage et des temps de réaction précis, notre logiciel suit ces étapes (Fig. 2) :

• Préchargement (mise en cache) : Assurer que tous les stimuli expérimentaux sont chargés a priori au début de l'expérience et disponibles localement afin que le chargement ne se produise pas au milieu du progrès expérimental. Donc, si un participant souhaite participer à une étude, tous les stimuli (images, audio et vidéo) sont déjà récupérés et chargés localement sur leur ordinateur depuis notre serveur.

• Pré-rendu : Lorsque l'expérience commence, le contenu est créé de manière récursive afin que le prochain cadre et essai soient chargés en arrière-plan et prêts à partir dès que le participant est prêt à continuer. Cela est piloté par un mécanisme de pré-rendu.

• Mesures Spécifiques aux Participants : Étant donné que les études en ligne commencent dans le navigateur, chaque participant dispose de ressources informatiques finies (GPU, CPU) qui doivent être prises en compte car elles affectent les performances. Nous capturons tout potentiel retard et le fournissons comme une variable corrective au chercheur qui peut également être utilisé comme critère d'exclusion.

Sauvegarde des Réponses des Participants

Toutes les expériences se déroulent localement sur l'ordinateur du participant. Par conséquent, Internet n'est techniquement pas obligatoire pour exécuter une expérience. Internet n'est nécessaire qu'au début pour précharger l'expérience localement et ensuite à la fin pour télécharger les données et les réponses de retour au serveur.

Cependant, si les provisions sont disponibles, notre logiciel est configuré de manière à ce que l'enregistrement des données et des réponses soit sauvegardé automatiquement après chaque essai. Cela est important car :

1. Un navigateur local ne peut pas contenir ni mettre en cache une quantité infinie de mémoire. En faisant des sauvegardes fréquentes, la mémoire est libérée et le système ne risque pas de ralentir.
2. Si un participant s'arrête ou abandonne, il y a au moins quelques données enregistrées pour les essais qu'il a complétés et pour lesquels il a fourni des réponses avant de mettre un terme à sa participation.

À Propos du Timestamp

Alors que l'expérience est active, l'application Labvanced n'a pas accès à tous les autres processus ou parties de l'ordinateur. Cependant, lorsqu'il s'agit d'enregistrer quelque chose avec un temps de réaction, un timestamp est nécessaire et l'application peut accéder à l'heure système à partir de l'horloge de l'ordinateur afin de déterminer quand le Point A (apparition du stimulus) et le Point B (la réponse du participant) se produisent. Étant donné que l'ordinateur dispose d'une horloge système générale, cela est le même peu importe où / quoi vous faites ou utilisez.

À Propos de l'Architecture Système et du Flux de Données Temps de Réaction

Bien que la chaîne décrite ci-dessus capture les étapes de base du processus de temps de réaction, ci-dessous se trouve une explication plus détaillée de tout ce qui se passe dans Labvanced pour rendre la mesure du temps de réaction précise et exacte.

Préchargement (Mise en Cache)

Fig.3 : Les principales étapes du mécanisme de préchargement/mise en cache dans Labvanced.

Le préchargement ou la mise en cache se produit avant même que l'expérience commence. Labvanced est configuré de manière à ce que tous les stimuli expérimentaux de l'étude soient téléchargés avant le début de l'étude. Cela inclut tous les éléments, tels que les images et les vidéos. Ils sont tous récupérés depuis les serveurs Labvanced et téléchargés localement sur l'appareil du participant afin qu'aucun téléchargement ne doit avoir lieu pendant l'expérience elle-même (Fig. 3).

Mécanisme de Pré-Rendu

Fig. 4 : Les principales étapes du mécanisme de pré-rendu dans Labvanced.

Nous avons un mécanisme de pré-rendu en place pour construire la structure des tâches expérimentales, des essais et des cadres à l'avance. Par exemple, si vous êtes dans l'Essai #1 d'une tâche, nous pré-rendons tous les cadres dans l'essai actuel et à venir afin que le chargement ne se produise pas pendant l'expérience, y compris les instructions, le texte, les objets audio, le croix de fixation, etc. En construisant les essais et les cadres à l'avance, cela empêche le navigateur de ralentir ou d'être submergé (Fig. 4).

Mesures Spécifiques aux Participants

En raison de la variabilité inhérente entre les appareils et les ordinateurs, la performance est affectée par la définition. En exécutant simplement une expérience sur un système local qui est intrinsèquement limité en ressources (c'est-à-dire que la vitesse et la mémoire ne sont pas infinies mais contraintes par leurs spécifications techniques), les stimuli peuvent ne pas s'afficher comme prévu (il peut y avoir un retard de quelques millisecondes, par exemple).

Pour capturer ces fluctuations spécifiques aux appareils et aux participants, nous avons les mécanismes suivants en place :

• La requête d'animation
• La boucle d'événements JavaScript

Requête d'Animation

Fig. 5 : Démonstration du mécanisme de requête d'animation dans Labvanced.

Chaque 60 ms, le moniteur est mis à jour et rafraîchi indépendamment, c'est une constante pour tous les ordinateurs et écrans. Pour déterminer s'il y a un retard dans la présentation du stimulus (à l'échelle des millisecondes), la requête d'animation est utilisée pour toutes les instances où un stimulus chronométré se produit.

Disons que vous exécutez du code pour afficher des stimuli à 2000 ms, lorsque vous l'exécutez, rien ne se passe, les stimuli seront automatiquement présentés au prochain taux de rafraîchissement, 60 millisecondes (Hz) plus tard, au 240 ms. Vous pouvez mesurer ce léger retard et en tenir compte a posteriori. Puisque nous utilisons la requête d'animation, vous pouvez savoir exactement quand une commande a été exécutée (quand elle s'est vraiment produite/appuyée sur le moniteur) et ajuster en conséquence (Fig. 5).

Boucle d'Événements JavaScript

Fig. 6 : Les étapes de la boucle d'événements JavaScript, la fonction de rappel, pour déterminer la vitesse de l'ordinateur en utilisant Labvanced.

Un autre exemple de mesures spécifiques aux participants concerne la détermination de la vitesse de leur appareil.

Si votre ordinateur est lent, cela peut être dû à des processus système actifs qui utilisent le CPU disponible. Ainsi, le navigateur exploite les ressources limitées qui sont disponibles et, par conséquent, tout devient plus lent.

Pour déterminer si cela se produit au niveau du participant, nous utilisons la boucle d'événements JavaScript en utilisant des Fonctions de Rappel qui s'exécute automatiquement (par défaut) en arrière-plan pour mesurer combien de temps il faut pour que la fonction fasse un retour sur elle-même. Si elle ne revient pas dans les 5 ms, cela signifie que le navigateur/ordinateur du participant est lent, ce qui pourrait affecter l'intégrité des résultats expérimentaux mesurant le temps de réaction (Fig. 6). Nous rapportons la valeur moyenne en millisecondes qu'il faut pour que la fonction de rappel revienne pour le participant.

Pour les milliers d'études qui ont été complétées par des participants dans Labvanced, nous avons constaté que plus de 95 % des participants ont une valeur rapportée qui se situe sous 3 ms, parfois même sous 1 ms. Mais dans certains cas, il y a des résultats qui atteignent en moyenne 200-300 ms, ce qui pourrait indiquer au chercheur de considérer l'exclusion des données de cet utilisateur particulier de l'analyse finale de l'ensemble des données.

Caractéristiques Clés des Capacités de Temps de Réaction et de Chronométrage Précis de Labvanced :

Nos principales caractéristiques pour mesurer les réponses des participants incluent (Fig. 7) :

• Précision temporelle des présentations de stimuli
• Précision spatiale des présentations de stimuli
• Précision du suivi oculaire et taux d'échantillonnage
• Quantification et mesures de tout retard lié à l'appareil et à l'écran pour chaque participant, permettant la standardisation, la comparabilité entre les sujets et les corrections. Cela se produit grâce à la précision de la boucle d'événements et à la requête d'animation décrites dans la section précédente.

Fig. 7 : Les principales caractéristiques de la solution de chronométrage précis / temps de réaction de Labvanced.

Avantages du Chronométrage Précis de Labvanced

Grâce à ces étapes et mécanismes, Labvanced offre une solution précise et exacte pour mesurer le temps de réaction lors des expériences en ligne. Nous mettons en avant les avantages suivants de notre plateforme :

• Chronométrage contrôlé des stimuli : Les chercheurs connaissent l'heure exacte à laquelle les stimuli sont présentés à l'écran, ce qui permet des ajustements et des mesures précises.
• Mécanismes computationnels et de programmation solides : Pour assurer au chercheur que les données les plus précises sont rapportées, nous utilisons des mécanismes computationnels et de programmation robustes afin de quantifier précisément l'apparition des stimuli sur l'écran du participant.
• Testé et éprouvé : Nous avons travaillé avec des chercheurs du monde entier pour peaufiner notre plateforme et en conséquence, nos fonctionnalités ont été testées et éprouvées par d'innombrables institutions de recherche et académiques utilisant notre mesure de temps de réaction en ligne comme base pour leurs études et travaux publiés.

Données & Métriques d'Échantillon pour le Temps de Réaction

Fig. 8 : Rapport de données de la session d'un participant effectuant la tâche de Stroop avec Labvanced ; la 3e colonne en partant de la droite montre les temps de réaction enregistrés.

Choses que vous pouvez faire avec le chronométrage précis de Labvanced :

• Alerte
• Déclin cognitif
• Perception
• Mesures de performance
• Reconnaissance des caractéristiques
  

Études de la Bibliothèque LV :

Il existe de nombreuses études qui mesurent le temps qu'il faut pour qu'une réponse à un stimulus se produise, voici quelques exemples de tâches qui ont la mesure du temps de réaction au cœur :

• Tâche n-back : Un test cognitif mesurant la capacité de mémoire de travail. Les stimuli sont présentés et le participant est défié de faire correspondre si c'est le même stimulus présenté n étapes en arrière.
• Tâche de Stroop : Cette tâche classique démontre comment les temps de réaction augmentés se produisent lorsque le participant est présenté avec des stimuli incongruents (un mot qui dit 'jaune' mais est coloré en bleu).
• Reconnaissance des visages : La reconnaissance des visages est profondément ancrée dans la nature humaine et le temps de réaction peut être mesuré en fonction du temps qu'il faut au participant pour reconnaître ou discriminer entre deux visages ou plus.

Domaines de Recherche Populaires Utilisant le Chronométrage Précis de Labvanced :

• Alerte
• Déclin cognitif
• Perception
• Mesures de performance
• Reconnaissance des caractéristiques