Mesure Précise

Contexte & Cadre

Le temps de réaction dans la recherche psychologique 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 de l'apparition du stimulus et le moment où la réponse du participant a eu lieu, illustrés 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, ainsi que 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 l'apparition exacte du stimulus a eu lieu (Point A).

Pourquoi est-il difficile de déterminer quand le Point A se produit ? Il y a trois raisons principales qui influencent le moment où un stimulus apparaît :

1. Taux de rafraîchissement de l'écran : Le taux de rafraîchissement du moniteur se produit à 60Hz, donc si quelque chose est programmé pour se produire, cela ne peut se produire que lorsque le moniteur est rafraîchi. Bien que cela soit 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 demande d'animation) car cela impacte directement la séquence expérimentale.

2. Nature de la programmation : Toutes les expériences sont basées sur le codage 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 être retardée en raison des délais 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 affecté par de nombreux facteurs sur lesquels les processus technologiques sont bâtis afin de déterminer avec précision le temps entre l'apparition du stimulus et la réponse du participant.

Publication Révisée par les Pairs dans Behavior Research Methods

Découvrez cet article révisé par les 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 comparées à d'autres outils basés sur le web.

Notre Processus : La chaîne de traitement de Labvanced pour la mesure précise

Fig. 2 : La chaîne de traitement générale pour le timing précis et la capture de temps de réaction précis dans Labvanced.

Pour fournir un timing précis et des temps de réaction, 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 pour que le chargement ne se fasse pas en plein 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 son ordinateur depuis notre serveur.

• Pré-rendu : Lorsque l'expérience commence, le contenu est créé de manière récursive afin que le prochain cadre et essai soit chargé en arrière-plan et prêt à être utilisé dès que le participant est prêt à avancer. Cela est guidé par un mécanisme de pré-rendu.

• Mesures Spécifiques au Participant : Comme 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 la performance. Nous capturons tout délai potentiel 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, l'internet n'est techniquement pas nécessaire pour réaliser une expérience. L'internet n'est nécessaire qu'au début pour précharger l'expérience localement et ensuite à la fin pour télécharger les données et les réponses vers le serveur.

Cependant, si les provisions sont disponibles, notre logiciel est conçu 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 stocker ou mettre en cache une quantité infinie de mémoire. En sauvegardant fréquemment, 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 des données sauvegardées pour les essais qu'il a complétés et pour lesquels il a fourni des réponses avant de mettre fin 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, lors de l'enregistrement de quelque chose avec le temps de réaction, un timestamp est nécessaire et l'application peut accéder à l'heure système depuis l'horloge de l'ordinateur afin de déterminer quand le Point A (apparition du stimulus) et le Point B (la réponse du participant) se sont produits. Étant donné que l'ordinateur a une horloge système générale, cela est le même peu importe où / ce que vous faites ou utilisez.

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

Bien que la chaîne décrite ci-dessus capture les étapes de base du processus de mesure du 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 comprend tous les éléments, tels que les images et les vidéos. Ils sont tous récupérés depuis les serveurs de Labvanced et téléchargés localement sur l'appareil du participant afin qu'aucun téléchargement ne doive 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, essais et 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 l'essai 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 au Participant

En raison de la variabilité innée 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 être affichés comme prévu (il peut y avoir un délai de quelques millisecondes, par exemple).

Pour capturer ces fluctuations spécifiques à l'appareil et au participant, nous avons les mécanismes suivants en place :

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

Demande d'Animation

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

Tous les 60 ms, le moniteur se met à jour et se rafraîchit indépendamment, c'est une constante pour tous les ordinateurs et écrans. Pour déterminer s'il y a un délai dans la présentation du stimulus (à l'échelle des millisecondes), la demande d'animation est utilisée pour tous les cas 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 marque de 240 ms. Vous pouvez mesurer ce léger retard et en tenir compte a posteriori. Parce que nous utilisons la demande d'animation, vous pouvez savoir exactement quand un ordre a été exécuté (quand cela s'est réellement produit/apparu 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 Retour, pour déterminer la vitesse de l'ordinateur en utilisant Labvanced.

Un autre exemple de mesures spécifiques au participant a trait à la détermination de la vitesse de leur appareil.

Si votre ordinateur est lent, cela peut être parce que des processus actifs du système sont en cours d'exécution qui utilisent le CPU disponible. Ainsi, le navigateur fonctionne avec 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 avec des Fonctions de Retour qui s'exécute automatiquement (par défaut) en arrière-plan pour mesurer le temps qu'il faut pour que la fonction se rappelle elle-même. Si elle ne retourne 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 à la Fonction de Retour pour retourner 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 tombe en dessous de 3 ms, parfois même en dessous de 1 ms. Mais dans certains cas, il existe des résultats moyens de 200-300 ms qui pourraient indiquer au chercheur de considérer l'exclusion des données de cet utilisateur particulier de l'analyse finale du jeu de données.

Caractéristiques Principales des Capacités de Temps de Réaction et de Mesure Précise de Labvanced :

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

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

Fig. 7 : Les caractéristiques clés de la solution de mesure précise/timing de Labvanced.

Avantages du Timing 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 soulignons les avantages suivants de notre plateforme :

• Timing contrôlé des stimuli : Les chercheurs ont connaissance du moment exact où les stimuli sont présentés à l'écran, permettant des ajustements et des mesures précises.
• Mécanismes de calcul et de programmation robustes : Pour assurer au chercheur que les données les plus précises sont rapportées, nous utilisons des mécanismes de calcul et de programmation puissants afin de quantifier précisément l'apparition des stimuli sur l'écran du participant.
• Prouvé et testé : Nous avons travaillé avec des chercheurs du monde entier pour peaufiner notre plateforme et, en conséquence, nos caractéristiques ont été éprouvées par d'innombrables unités de recherche et institutions académiques utilisant notre mesure de temps de réaction en ligne comme base pour leurs études et travaux publiés.

Données et Métriques d'Échantillons pour le Temps de Réaction

Fig. 8 : Rapport de données de la session d'un participant effectuant la tâche Stroop utilisant Labvanced ; la 3ème colonne à partir de la droite montre les temps de réaction enregistrés.

Choses Que Vous Pouvez Faire avec le Timing 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 combien de temps 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. Des stimuli sont présentés et le participant est mis au défi de faire correspondre s'il s'agit du même stimulus présenté n-étapes en arrière.
• Tâche Stroop : Cette tâche classique démontre comment des temps de réaction augmentés se produisent lorsqu'un participant se voit présenter des stimuli incongrus (un mot qui dit "jaune" mais est de couleur bleue).
• Reconnaissance faciale : La reconnaissance faciale 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 Timing Précis de Labvanced :

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

En théorie, vous pouvez ajouter le temps de réaction à n'importe quelle expérience simplement en créant une Variable de Temps de Réaction dans votre éditeur.

Découvrez comment vous pouvez ajouter une tâche de temps de réaction à votre étude avec cette vidéo :