Chronométrage Précis

Contexte & Contexte

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 le laps de temps écoulé entre l'apparition d'un stimulus et la réponse.

Il y a deux composants à la mesure du temps de réaction, le moment d'apparition du stimulus et le moment où 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, ainsi que le moment de la réponse du participant (Point B) 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 du stimulus (Point A) a eu lieu.

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

1. Fréquence de rafraîchissement de l'écran : La fréquence de rafraîchissement du moniteur est de 60 Hz, donc si quelque chose est prévu 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 (ce dont nous discutons plus loin sur la façon dont il est mesuré avec la requête d'animation de cadre) car cela impacte directement la séquence expérimentale.

2. Nature de la programmation : Toutes les expériences reposent 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 cela ne soit pas courant, si la capacité de l'appareil du participant est très lente, la présentation du stimulus peut prendre du retard du fait de tous les délais du système (comme un gel de l'ordinateur). Nous discutons plus loin sur 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 des processus technologiques sont construits afin de déterminer avec précision le temps entre l'apparition du stimulus et la réponse du participant.

Publication Evaluée par des Pairs dans Les Méthodes de Recherche Comportementales

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

Notre Processus : Le pipeline de Labvanced pour un chronométrage précis

Fig. 2 : Le pipeline général pour un chronométrage précis et la capture de temps de réaction exacts dans Labvanced.

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

• Préchargement (caching) : S'assurer que tous les stimuli expérimentaux sont chargés a priori avant le début de l'expérience et disponibles localement afin que le chargement ne se produise pas au milieu de la progression expérimentale. Ainsi, 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 la prochaine image et le prochain 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 au Participant : 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 retard potentiel et le fournissons comme 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 obligatoire pour exécuter 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 dispositions sont disponibles, notre logiciel est configuré de sorte 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 ou mettre en cache une quantité infinie de mémoire. En effectuant 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 sauvegardées pour les essais qu'il a complétés et a fournis des réponses avant de mettre fin à sa participation.

À Propos de l'Horodatage

Pendant 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 le temps de réaction, un horodatage est nécessaire et l'application peut accéder à l'heure système de l'horloge de l'ordinateur afin de déterminer quand le Point A (apparition du stimulus) et le Point B (la réponse du participant) ont eu lieu. Étant donné que l'ordinateur a une horloge système générale, cela reste le même peu importe où/ce que vous faites ou utilisez.

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

Alors que le pipeline décrit 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 (Caching)

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

Le préchargement ou la mise en cache a lieu avant même le début de l'expérience. Labvanced est configuré de sorte 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 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, des essais et des images à l'avance. Par exemple, si vous êtes dans l'Essai #1 d'une tâche, nous pré-rendons toutes les images 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, la croix de fixation, etc. En construisant les essais et les images 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, les performances sont affectées par la définition. Simplement en exécutant 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 à l'appareil et au participant, nous avons les mécanismes suivants en place :

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

Requête d'Animation de Cadre

Fig. 5 : Démonstration du mécanisme de requête d'animation de cadre 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 de cadre est utilisée pour tous les cas où un stimulus chronométré se produit.

Disons que vous exécutez un code pour montrer 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, à 240 ms. Vous pouvez mesurer ce léger retard et en tenir compte a posteriori. Parce que nous utilisons la requête d'animation de cadre, vous savez exactement quand un commandement a été exécuté (quand cela s'est réellement produit/appelé sur le moniteur) et ajustez en conséquence (Fig. 5).

Boucle d'Événements JavaScript

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

Un autre exemple de mesures spécifiques au participant concerne la détermination de la vitesse de son appareil.

Si votre ordinateur est lent, cela peut être dû à des processus système actifs qui utilisent le CPU disponible. Ainsi, le navigateur travaille 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 utilisant des fonctions de rappel qui s'exécute automatiquement (par défaut) en arrière-plan pour mesurer le temps qu'il faut pour que la fonction rappelle sur 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 pour que la fonction de rappel retourne 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 signalée qui tombe en dessous de 3 ms, parfois même en dessous de 1 ms. Mais dans certains cas, il y a des résultats qui moyennent 200-300 ms, ce qui pourrait indiquer au chercheur de considérer l'exclusion des données de cet utilisateur particulier de l'analyse du jeu de données final.

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

Nos meilleures fonctionnalités pour mesurer les réponses des participants incluent (Fig. 7) :

• Précision temporelle des présentations de stimuli
• Précision spatiale des présentations de stimuli
• Précision du suivi des yeux 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 sujets et corrections. Cela se produit grâce à la précision de la boucle d'événements et à la requête d'animation de cadre décrites dans la section précédente.

Fig. 7 : Les caractéristiques clés de la solution de temps 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 soulignons les avantages suivants de notre plateforme :

• Chronométrage 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 solides : Pour assurer au chercheur que les données les plus précises sont rapportées, nous utilisons des mécanismes de calcul et de programmation solides afin de quantifier avec précision le moment où les stimuli apparaissent sur l'écran du participant.
• Éprouvé et testé : Nous avons travaillé avec des chercheurs du monde entier pour peaufiner notre plateforme et, en conséquence, nos fonctionnalités ont été 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 Échantillons & Métriques 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 en partant de la droite démontre les temps de réaction enregistrés.

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

• Vigilance
• Déclin cognitif
• Perception
• Mesures de performance
• Reconnaissance de 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 cognitive mesurant la capacité de mémoire de travail. Les stimuli sont présentés et le participant est invité à faire correspondre s'il s'agit du même stimulus présenté il y a n-étapes.
• Tâche de Stroop : Cette tâche classique démontre comment les temps de réaction augmentent lorsque le participant est présenté avec des stimuli incongrus (un mot qui dit « jaune » mais qui est coloré en bleu).
• Reconnaissance de visages : La reconnaissance des visages est profondément enracinée dans la nature humaine et le temps de réaction peut être mesuré pour combien de temps il faut au participant pour reconnaître ou discriminer entre deux visages ou plus.

Domaines de Recherche Populaires Utilisant le Chronométrage Précis de Labvanced :

• Vigilance
• Déclin cognitif
• Perception
• Mesures de performance
• Reconnaissance de caractéristiques