Timing 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 temps écoulé entre un stimulus apparu et la réponse.

Il y a deux composants pour mesurer le temps de réaction avec précision, l'heure de début du stimulus et quand la réponse du participant s'est produite :

Les deux principaux composants et facteurs influençant leur quantification pour mesurer le temps de réaction avec précision dans des environnements en ligne.

Pour que le temps de réaction soit mesuré avec précision, l'heure exacte du début du stimulus (Point A) doit être connue, 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 s'est produite, mais il est difficile de savoir exactement quand le début du stimulus s'est produit (Point A).

Pourquoi est-il difficile de déterminer quand se produit le Point A ? Il y a trois raisons principales qui influencent quand 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 prévu, 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 comment cela est mesuré avec la demande d'animation de cadre) car cela impacte directement la séquence expérimentale.

2. Nature de la programmation : Tous les expériences sont basées sur du 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 cela ne soit pas courant, si la capacité de l'appareil du participant est vraiment lente, la présentation du stimulus peut être retardée en raison de tous les retards système (comme un gel de l'ordinateur). Nous discuterons plus tard comment 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 construits afin de déterminer avec précision le temps entre le début du stimulus et la réponse du participant.

Publication Évaluée par des Pairs dans Behavior Research Methods

Consultez 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 : Le pipeline de Labvanced pour un timing précis

Pour fournir un timing précis et des temps de réaction, notre logiciel suit ces étapes :

• Préchargement (caching) : S'assurer que tous les stimuli expérimentaux sont chargés a priori au début de l'expérience et disponibles localement, de sorte que le chargement ne se produise pas en plein milieu de l'avancement 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 récursivement afin que le prochain cadre et essai soient chargés en arrière-plan et prêts à être utilisés dès que le participant est prêt à passer à la suite. Cela est dirigé par un mécanisme de pré-rendu.

• Mesures spécifiques aux participants : 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 retard potentiel et le fournissons en tant que variable corrective au chercheur qui peut également être utilisé comme critère d'exclusion.

Le pipeline général pour un timing précis et la capture de temps de réaction précis dans Labvanced.

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 est seulement nécessaire au début pour précharger localement l'expérience et ensuite à la fin pour télécharger les données et réponses de nouveau vers le serveur.

Cependant, si les dispositions sont disponibles, notre logiciel est configuré de sorte que l'enregistrement des données et les réponses soient automatiquement sauvegardés 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 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 quelques données sauvegardées pour les essais qu'il a completés et pour lesquels il a fourni des réponses avant d'arrêter sa participation.

À Propos de l'Horodatage

Bien que l'expérience soit active, l'application Labvanced n'a pas accès à tous les autres processus ou parties sur l'ordinateur. Cependant, lorsqu'il s'agit d'enregistrer quelque chose avec un temps de réaction, un horodatage 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 (début du stimulus) et le Point B (la réponse du participant) se sont produits. Étant donné que l'ordinateur dispose d'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 du Temps de Réaction

Bien 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)

Le préchargement ou le caching se produit avant même que l'expérience commence. 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 auprès des serveurs de Labvanced et téléchargés localement sur l'appareil du participant afin qu'aucun téléchargement ne doive se produire pendant l'expérience elle-même.

Les principales étapes du mécanisme de préchargement/caching dans Labvanced.

Mécanisme de Pré-Rendu

Le mécanisme de pré-rendu de Labvanced est 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 de sorte que le chargement ne se produise pas durant l'expérience, y compris les instructions, le texte, les objets audio, la croix de fixation, etc. En construisant les essais et les cadres à l'avance, cela empêche le navigateur de ralentir ou d'être submergé.

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

Mesures spécifiques aux participants

En raison de la variabilité innée entre les appareils et les ordinateurs, la performance est affectée par la définition. Il suffit de mener 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 retard de quelques millisecondes, par exemple).

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

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

Demande de cadre d'animation

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 retard dans la présentation du stimulus (à l'échelle des millisecondes), la demande de cadre d'animation est utilisée pour toutes les instances où un stimulus chronométré se produit.

Disons que vous exécutez un 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, à 240 ms. Vous pouvez mesurer ce léger retard et en tenir compte après coup. Parce que nous utilisons la demande de cadre d'animation, vous pouvez savoir exactement quand une commande a été exécutée (quand elle s'est vraiment produite/apparue à l'écran) et ajuster en conséquence.

Démonstration du mécanisme de demande de cadre d'animation dans Labvanced.

Boucle d'événements JavaScript

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 en cours d'exécution qui utilisent le CPU disponible. Ainsi, le navigateur utilise les ressources limitées 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 rappel qui s'exécute automatiquement (par défaut) en arrière-plan pour mesurer le temps nécessaire au retour de la fonction sur elle-même. Si elle ne revient pas dans les 5 ms, cela signifie que le navigateur/l'ordinateur du participant est lent, ce qui pourrait affecter l'intégrité des résultats expérimentaux mesurant le temps de réaction. Nous reportons la valeur moyenne en millisecondes qu'il faut à la fonction de rappel pour revenir pour le participant.

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

Pour les milliers d'études réalisées 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 d'envisager d'exclure les données de cet utilisateur particulier de l'analyse finale de l'ensemble de données.

Capacités clés des capacités de temps de réaction et de précision de Labvanced :

Nos principales caractéristiques et capacités pour mesurer les réponses des participants incluent :

• 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 demande de cadre d'animation décrites dans la section précédente.

Les capacités clés & caractéristiques de la solution de timing précis / temps de réaction de Labvanced.

Avantages du timing précis de Labvanced

En raison de ces étapes et mécanismes, Labvanced offre une solution précise et exact pour mesurer le temps de réaction pendant les expériences en ligne. Nous mettons en avant 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 computationnels et de programmation solides : Pour garantir au chercheur que les données les plus précises sont rapportées, nous utilisons des mécanismes computationnels et de programmation solides afin de quantifier avec précision le début des stimuli à l'écran du participant.
• Éprouvé et testé : Nous avons collaboré avec des chercheurs du monde entier pour peaufiner notre plateforme et, en conséquence, nos fonctionnalités ont été éprouvées par de nombreuses institutions de recherche et académiques utilisant notre mesure de temps de réaction en ligne comme base de leurs études et travaux publiés.

Données d'échantillon & Métriques pour le temps de réaction

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

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 à leur 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 déterminer si c'est le même stimulus présenté n'étapes en arrière.
• Tâche Stroop : Cette tâche classique démontre comment les temps de réaction augmentent lorsque qu'un participant est confronté à des stimuli incongruents (un mot qui dit 'jaune' mais est coloré en bleu).
• Reconnaissance de visage : La reconnaissance faciale est profondément ancrée dans la nature humaine, et le temps de réaction peut être mesuré par combien de temps il faut au participant pour reconnaître ou discriminer entre deux visages ou plus.

Domaines de recherche populaires utilisant le timing précis de Labvanced :

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