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 pour mesurer le temps de réaction, le moment d'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, tout comme le moment où la réponse du participant (Point B) a eu lieu, car le temps de réaction est la différence entre ces deux points. À partir de ces deux points, il est facile de déterminer quand une réponse de participant a eu lieu, mais il est difficile de savoir exactement quand l'apparition du stimulus (Point A) s'est produite.

Pourquoi est-il difficile de déterminer quand le Point A se produit ? 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 (ce que nous discuterons plus tard 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 : 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 avoir du retard en raison de tous les retards 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 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 Évaluée par les 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 : Le pipeline de Labvanced pour un chronométrage précis

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

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

• Préchargement (cache) : Assurer que tous les stimuli expérimentaux soient chargés à priori avant le début de l'expérience et disponibles localement pour que le chargement ne se produise pas en cours de progression expérimentale. 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 l'essai soient chargés en arrière-plan et prêts 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 a des 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, Internet n'est techniquement pas obligatoire pour faire fonctionner 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 sur le serveur.

Cependant, si les dispositions sont disponibles, notre logiciel est configuré pour 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 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 complétés et auxquels il a répondu 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 de l'horloge de l'ordinateur afin de déterminer quand le Point A (apparition du stimulus) et le Point B (réponse du participant) se sont produits. Puisque l'ordinateur a 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 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 (Cache)

Fig.3 : Les principales étapes du mécanisme de préchargement/caching dans Labvanced.

Le préchargement ou le cache se produit avant même le début de l'expérience. Labvanced est configuré pour 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 à partir des serveurs Labvanced et téléchargés localement sur l'appareil du participant afin qu'aucun téléchargement ne doive se produire 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 courant 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 fixateur, 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, les performances sont affectées par la définition. Simplement par le fait d'exécuter une expérience sur un système local qui a aussi ses propres limites de 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 appareils et aux participants, 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 60ms, le moniteur se met à jour et se rafraîchit indépendamment, c'est constant 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 toutes les instances où un stimulus chronométré se produis.

Disons que vous exécutez du code pour afficher les stimuli à 2000ms, lorsque vous l'exécutez, rien ne se passe, les stimuli seront automatiquement présentés à la prochaine fréquence de rafraîchissement, 60 millisecondes (Hz) plus tard, au marquage de 240 ms. Vous pouvez mesurer ce petit retard et en tenir compte après coup. Parce que nous utilisons la requête d'animation de cadre, vous pouvez savoir exactement quand une commande a été exécutée (quand cela s'est vraiment 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 rappel, 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 leur appareil.

Si votre ordinateur est lent, cela peut être dû à des processus système actifs 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 fonctionne automatiquement (par défaut) en arrière-plan pour mesurer le temps qu'il faut à la fonction pour se rappeler elle-même. Si cela 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 à la Fonction de rappel pour retourner pour le participant.

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

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 délai 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 par le biais de la précision de la boucle d'événements et de la requête d'animation de cadre décrites dans la section précédente.

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

Avantages du Chronométrage Précis de Labvanced

En raison de 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 ont connaissance du temps exact auquel les stimuli sont présentés à l'écran, permettant des ajustements et des mesures précises.
• Mécanismes informatiques et de programmation solides : Pour assurer au chercheur que les données les plus précises sont rapportées, nous utilisons des mécanismes informatiques et de programmation solides afin de quantifier précisément l'apparition des stimuli sur l'écran du participant.
• Testé et approuvé : Nous avons travaillé avec des chercheurs du monde entier pour peaufiner notre plateforme et, en conséquence, nos fonctionnalités ont été testées et utilisées par d'innombrables institutions de recherche et académiques, utilisant notre mesure de temps de réaction en ligne comme base de leurs études et travaux publiés.

Données & Métriques Échantillons pour le Temps de Réaction

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

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

• Alerte
• Déclin cognitif
• Perception
• Mesures de performance
• Reconnaissance de 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 la mémoire de travail. Les stimuli sont présentés et le participant est mis au défi de correspondre avec un stimulus présenté n-étapes en arrière.
• Tâche Stroop : Cette tâche classique démontre comment des temps de réaction accrus se produisent lorsque le participant est présenté avec des stimuli incohérents (un mot qui dit ‘jaune’ mais est coloré en bleu).
• Reconnaissance de visages : La reconnaissance de visages est profondément ancrée 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 :

• Alerte
• Déclin cognitif
• Perception
• Mesures de performance
• Reconnaissance de 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.

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