Labvancedの生理ツールボックスのイラスト。参加者のウェブカメラフィードが3つの同期したデータチャネルに分岐している様子: 視線追跡、顔の感情検出、心拍数検出.

リモート生理測定

Labvancedは、1つの参加者のウェブカメラから同時に3つの生理信号、視線追跡、感情検出、心拍数検出（rPPG）をキャプチャすることで、リモート生理モニタリングを可能にします。研究者は、EEGシステム、GSRセンサー、または専用ハードウェアアイ・トラッカーを購入することなく、視線、表情、心血管データを1つの研究で組み合わせることができます。

概要 | リモート生理測定とは？

生理測定は、身体の信号、視線行動、表情、心血管活動を用いて、心理的および認知的状態を指し示すものです。従来、それぞれの信号には専用のハードウェアが必要でした：アイ・トラッカー、顔のコーディングシステム、パルスオキシメーターまたはECG電極、それぞれが独自のキャリブレーション手順、独自のデータストリーム、結合時の同期問題を抱えていました。

Labvancedの生理ツールボックスは、そのハードウェアスタックを1つの生体センシング入力に統合します：参加者自身のウェブカメラで、すべての信号を一度に制御する単一の Physiology Toolbox Version 設定によって操作されます。

全ての信号は、参加者のウェブカメラフィードを読み取る同じデバイス内パイプラインによって処理されるため、複数の信号を有効にすることは、複数のカメラストリームを開いたり、参加者に二度許可を与えるよう求めたりすることを意味しません。それぞれの検出器は独立して動作し、視線推定と凝視検出、表情認識、rPPGに基づく心拍数推定を行い、その出力を共有された、時間が整列したデータグリッドに報告するため、研究者は視線の移動、顔の感情の変化、心拍数の変動を同じ試行のタイムスタンプに合わせることができます。

どの信号を使用するかは、完全に研究者の自由です。たとえば、視線と顔の感情のみを必要とする研究は、視線追跡と感情検出を有効にし、心拍数検出をオフにすることができ、すべてを一度にオンにする必要はありません。

信号	測定内容	精度
視線追跡	視線位置、凝視、注視領域 (AOI)	視線追跡2.0において、実際のオンライン参加者に対して1.4から1.8視覚度の精度（設定に応じて）；対照的なラボバリデーションで1.3視覚度およびPearson r > 0.9 vs. EyeLink 1000 (Kaduk et al., 2024)
感情検出	カテゴリカルな感情ラベル、価数、覚醒度	感情によって変動するものの、90％以上の精度（Labvanced独自のアルゴリズム；独立検証研究は未完了）
心拍数検出 (rPPG)	1分間あたりの拍動数 (BPM)、信頼区間	実際の心拍数の1％から3％以内を予想（Labvanced独自のアルゴリズム；独立検証研究は未完了）

各検出器は、研究の生理設定内の個別の機能トグルです。すべて3つは参加者のデバイス上でビデオを処理します。生のビデオがLabvancedのサーバーに到達することは決してなく、伝送されるのは数値の出力（視線座標、感情ラベル、BPM値）のみであるため、すべての組み合わせはGDPRに準拠します。

なぜ研究者は機器を所有する必要がないのか

このようなマルチモーダル研究を専用ハードウェアを通して実行するには、通常、アイ・トラッカー、顔のコーディングシステムまたは訓練された人間のコーダー、パルスオキシメーターまたはECGセットアップが必要であり、最初の参加者が予定される前にそれらを購入、キャリブレーション、同期する必要があります。このコストと複雑さは、マルチモーダル生理研究が十分な資金を持つラボに限られている大きな理由の一部です。

Labvancedは、機器の要件を完全に排除します。視線、顔の感情、心拍数がすべて同じウェブカメラフィードから取得されるため、参加者はラボや完全にリモートであっても、既にラップトップや電話に内蔵されているカメラ以上のものを必要としません。このことも、3つの信号が無関係な3つの機能として扱われず、統一された機能として扱われる理由です：それらを組み合わせることで、研究者は1回のセッションで注意（視線）、感情的反応（感情）、生理的覚醒（心拍数）を測定することができ、これにはそれぞれ異なる3つのハードウェアを組み立て、同期させる必要があるところです。

Labvancedのウェブカメラ録画が一度に3つの生理的測定を生成する様子：視線追跡、感情検出、rPPG心拍数

方法論的基盤

ウェブカメラによる視線追跡は、ハードウェアに対して独立して検証されています：Peer-reviewedのEyeLink 1000との比較では、制御されたラボ環境において1.3視覚度の精度とPearson相関が0.9を超えました (Kaduk et al., 2024). Eye Tracking 2.0では、実際のオンライン参加者が自身のデバイス上で達成する精度が現在1.4から1.8度に達しております。

感情検出と心拍数検出（rPPG）は、発表された各分野の研究に基づくLabvanced独自のアルゴリズムです。独立した検証研究は未だ完了しておらず、Labvancedはその研究を実施したい研究室を探しています。

収集データ

視線追跡と感情検出をリモート生理測定と組み合わせることで、すべての研究は同時に生理データ収集の構造化された完全な記録をエクスポートします。生のビデオだけでなく。

**視線追跡：**視線位置（X, Y）、凝視回数、凝視持続時間、初めての凝視までの時間、AOIレベルのメトリクス、タイムスタンプ、信頼区間
**感情検出：**8つのカテゴリカル感情ラベル（怒り、軽蔑、嫌悪、恐怖、幸せ、中立、悲しみ、驚き）、連続的な価数と覚醒度スコア、タイムスタンプ、信頼スコア
**心拍数検出（rPPG）：**1分間あたりの拍動数（BPM）、タイムスタンプ、信頼区間

すべてのデータストリームは、同じ試行の時計に対してタイムスタンプされており、行動データおよびアンケートデータと共に単一のCSV、XLSX、またはTSVファイルにエクスポート可能です。

ウェブカメラ視線追跡

組み込みのノーコードで査読済みのウェブカメラ視線追跡で、視線パターンと視覚的注意をキャプチャします。

感情検出

顔の表情を連続的な快・不快および覚醒スコアでカテゴリ化します。

心拍数検出 (rPPG)

参加者のウェブカメラフィードから毎分の拍数を推定します。

行動データとの統合

生理的信号はLabvancedが記録する他のすべての実験タイムライン上に位置しているため、研究は視線追跡、感情検出、心拍数だけに限られることはほとんどありません。これらの行動測定は同じセッションで実行され、同じ共有タイムスタンプグリッドにエクスポートされ、参加者が行ったこととその瞬間に彼らの体が何をしていたかを一致させます：

マウストラッキング: 持続的なカーソル移動で、意思決定プロセスやためらい、インターフェースの相互作用に関する研究に役立ちます。詳細はマウストラッキングを参照してください。
反応時間: 各試行のミリ秒単位の応答遅延。詳細は精密タイミング / 反応タイミングを参照してください。
タスク応答: 参加者の実際の回答、選択、評価

研究の適用

生理的信号を組み合わせることで、単独の測定では答えられない研究課題が生まれます：

感情と注意の処理: 参加者が見たもの（視線）とそれに対する感情（感情）やその興奮度（心拍数）を同じ瞬間に関連付ける
認知負荷とストレス研究: 要求の高いタスク中に視線や顔の感情と並行して心拍数を追跡、ウエアラブルセンサー無しで
マーケティングとUX研究: インターフェース、広告、または製品画像に対する視覚的注意、感情的応答、そして生理的覚醒を1つのリモートセッションで測定する
人間とAIの相互作用: 参加者がAIシステムやエージェントと相互作用する際に、視線、感情、および覚醒がどのように変化するかをキャプチャする
リモートで大規模なマルチモーダル研究: ハードウェア依存の方法では実施困難な、分散した参加者サンプルで生理的プロトコルを実行する

ハードウェアが正しい選択肢である場合

ウェブカメラベースの測定は、すべての臨床機器の代替にはなりません：EEG、GSR、ECGグレードの心拍データはすべて物理的センサーを必要とし、パラダイムにサブ度の精度や高いサンプリングレートが必要な場合、ハードウェア視線追跡器がウェブカメラベースの視線推定を上回ります。

デスクトップアプリ

デスクトップアプリを使用して、Lab Streaming Layer (LSL)プロトコルを介してEEG、GSR、その他のハードウェアデバイスに接続して、実験室内の研究を実行します。

そのような機器が本当に必要な研究には、Labvancedのデスクトップアプリが、EEG、GSR、その他のハードウェアデバイスにLab Streaming Layer (LSL)プロトコルを介して接続するため、外部ハードウェアの記録を上記のウェブカメラベースの信号と同じ実験タイムラインに同期させることができます。正しい選択は研究課題によります：ウェブカメラベースの生理的測定はリモート、大規模、分散したサンプルにスケールしますが、ハードウェアは生の神経または皮膚電気信号そのものが研究対象である場合には基準となります。

よくある質問

視線追跡、感情検出、心拍数検出は同じ研究で実行できますか？

はい。各信号は研究の生理学設定における独立した機能トグルであり、任意の組み合わせを同じタスクで有効にできます。同じウェブカメラフィードから読み取り、共有された時間に整列したデータグリッドで報告します。

Labvancedで生理的データを収集するために特別なハードウェアが必要ですか？

いいえ。視線追跡、感情検出、心拍数検出 (rPPG) は、参加者の既存のウェブカメラを使用して実行され、実験室内または完全にリモートで参加するかにかかわらず必要ありません。これらの3つの信号に対してEEGキャップ、GSRセンサー、ウェアラブルデバイス、または専用の視線追跡ハードウェアは必要ありません。

ウェブカメラベースの生理的測定はどれくらい正確ですか？

Eye Tracking 2.0では、ウェブカメラの視線追跡は実オンライン参加者に対して1.4から1.8視度の中央値の精度に達します（設定によって異なる）、これは1.3視度の制御された実験室検証と、EyeLink 1000ハードウェアシステムとのPearson相関が0.9を超えることに基づいています (Kaduk et al., 2024)。感情検出と心拍数検出 (rPPG) は、Labvanced独自のアルゴリズムで、発表された文献に確立された方法に基づいて構築されています：感情検出は平均で90％を超える精度を達成し、個々の感情によって変動があり、心拍数検出は実際の心拍数の1〜3％以内と期待されています。両者の独立した検証研究はまだ完了しておらず、Labvancedはそれらを実施するための研究パートナーを探しています。

ウェブカメラベースの生理的データ収集はGDPRに準拠していますか？

はい。これら3つの信号はすべてクライアント側で、参加者のデバイス上で直接処理されます。生のビデオはLabvancedのサーバーに送信または保存されることはなく、得られた数値データ（視線座標、感情ラベル、BPM値）のみが扱われます。

次の研究でリモート生理的測定を使用する

視線、顔の感情、心拍数データを、各信号のために別々のハードウェアを組み立てることなく、単一のリモートまたは実験室内セッションで統合します。

同じタスクで視線追跡、感情検出、心拍数検出の任意の組み合わせを有効にします
完全にリモート、実験室内、またはハイブリッド研究を同じ設定で実行します
行動データや質問票データとともに、1つの実験タイムラインに整列させてすべての3つの信号をエクスポートします