Summary
Vi præsenterer her, den computer-baserede, multi-agent spil HoneyComb, som gør det muligt for eksperimentelle undersøgelser af kollektive menneskers bevægelighed adfærd via sort-dot-avatarer på en virtuel 2D sekskantede playfield. Forskellige eksperimentelle betingelser, som variable incitamenter på mål felter eller vision radius, kan indstilles, og deres virkninger på menneskers bevægelse adfærd kan undersøges.
Abstract
Kollektive menneskelig adfærd som gruppe bevægelse viser ofte overraskende mønstre og lovmæssigheder, såsom fremkomsten af ledelse. Nyere litteratur har afsløret, at disse mønstre, ofte synlige på verdensplan af gruppen er baseret på Self-Organized, individuelle adfærd, der følger flere simple lokale parametre. Forståelse af dynamikken i menneskelige kollektiv adfærd kan bidrage til at forbedre koordineringen og lederskab i gruppe og crowd scenarier, som identificerer den ideelle placering og antallet af nødudgange i bygninger.
I denne artikel præsenterer vi den eksperimentelle paradigme HoneyComb, som kan bruges til systematisk undersøge vilkårene og virkningerne af menneskelig kollektive adfærd. Dette paradigme bruger en computer-baseret multi-bruger platform, giver en indstilling, der kan være formet og tilpasset forskellige typer af forskningsspørgsmål. Situationsbestemt betingelser (fx costbenefitforhold for specifik funktionsmåde, monetære incitamenter og ressourcer, forskellige grader af usikkerhed) kan indstilles af eksperimentatorer, afhængigt af forskningsspørgsmål. Hver deltager bevægelser registreres af serveren som sekskantede koordinater med tidsstempler på en nøjagtighed på 50 ms og med individuelle id'er. Således, en metrikværdi kan defineres på playfield, og bevægelse parametre (f.eks., afstande, hastighed, klyngedannelse, etc.) af deltagerne kan være målt over tid. Bevægelse data kan igen kombineres med ikke-edb-data fra spørgeskemaer høstet inden for den samme opsætning af eksperimentet.
HoneyComb paradigme er baner vejen for nye former for menneskelig bevægelse eksperimenter. Vi viser her, at disse eksperimenter kan gengive resultater med tilstrækkelig intern gyldighed til meningsfuldt uddybe vores forståelse af menneskets kollektive adfærd.
Introduction
Den computer-baserede multi-agent spil HoneyComb1 tilbyder en metodologisk paradigme eksperimentelt undersøge hvordan kollektive menneskers bevægelighed mønstre og gruppestrukturer, emerge fra individuelle adfærd. Menneskelige deltagerne repræsenteres visuelt som avatarer (sorte prikker) på en sekskantet virtuelle playfield ligner en honeycomb (figur 1). Deltagerne flytte deres avatarer via -klik med musen for at nå målet sekskanter, bruge flytte ressourcer (Video 1) og maksimere deres monetære belønninger ved at bygge sammenhængende grupper (Video 2). Rumlige betingelser (fx vision radius), belønning strukturer (fx monetære mål felter) og kommunikationskanaler kan manipuleres for at opdage hvor og i hvilket omfang reglerne tilstand påvirker koordinering og ledelse i kollektive bevægelse.
Spillets proceduremæssige/betingelse regler, mål og belønning motivationsfaktorer er designet af sociale psykologer til at undersøge menneskers kollektive bevægelse. I animalsk sværme samt menneskelige skarer, kan man iagttage emergent fænomener (dvs. globale mønstre) transpiring fra individuelle adfærd, der følger efter lokale regler. For eksempel synes skoler af fisk og flokke af fugle at flytte som sammenhængende enheder mod en rumlig mål2,3,4, trods stor gruppestørrelser, der reducerer deres evne til global eller Inter individuel kommunikation. Empirisk forskning5,6,7, adfærdsmæssige modellering8,9,10, og computer-simuleringer11,12, 13 har vist, at der i forskellige arter, herunder mennesker14,15,16, komplekse mønstre på gruppeniveau opstå uden interne eller eksterne tilsyn. Lokale enkelte bevægelighed og, ofte gange, enkle regler på det mikroskopiske niveau er tilstrækkeligt til at generere ordnet bevægelse på den makroskopiske plan. Sådanne eksperimenter bidrager til voksende beviser2,6 , ikke kun store sværme, men også små grupper (menneskelige grupper samt andre dyregrupper) er koordineret af lokale interaktion regler1.
Vores nye fremgangsmåde ved hjælp af computer-baseret multi-bruger avatar spil viser en vigtigste fordel i forske dynamiske menneskelige kollektive fænomener. Bruger HoneyComb avatar platform1,17,18,19, spatio-temporale data af enkelte bevægelighed adfærd (bevægelse underlagt faktiske personer) kan være fuldt indsamlet af serveren, og udviklingen af adfærdsmønstre og kollektive strukturer kan analyseres med en nøjagtighed på 50 ms (tabel 1). Som visuelle og auditive sensoriske kommunikation kan begrænses ved at kræve kan deltagerne til at bruge ørepropper og omslutter deres arbejdsstationer med skillevægge, sværmer og andre crowd adfærd betingelser tilnærmes eksperimentelt. I flere forsøg1,17,18,19manipuleret vi vision radius (global vs lokal, figur 2), monetære incitamenter (figur 3a, b ), undergrupper (figur 4), og co tilstedeværelsen af andre spillere (figur 5) for at teste effekten af disse variabler på fremkomsten af kollektive adfærdsmønstre som menneskelige flocking adfærd17, ledelse 1, og konkurrencen18. For at indsamle data, en opsætning af ti til tolv notebooks og én server blev brugt (figur 6).
Self-Organized samordning af individuelle aktiviteter i gruppen-levende arter har tiltrukket megen videnskabelig opmærksomhed, især inden for det sidste årti. Undersøgelser er vidtrækkende, fra simple trail dannelse og sti udvalg i myrer til komplekse fremkomsten af vortex strukturer i fisk stimer, og selv adskillelse af tovejs strømme af fodgængere2.
Med vores HoneyComb paradigme bidrage vi en metodologisk tilgang til empirisk at undersøge virkningen af varieret situationsbestemt muligheder/begrænsninger, forskelligartede adfærdsmæssige regler og individuelle kendetegn på det mikroskopiske niveau på fremkomsten af makroskopisk adfærdsmæssige strukturer hos mennesker. En vigtig fordel er, at paradigmet tilbyder strengt styrbar eksperimentelle indstillinger defineret af eksperimentatorer, hvilket gør det muligt for manipulation at måle resultaterne af en enkelt eksperiment eller sammenligne flere eksperimenter. Den virtuelle playfield kan konfigureres efter forskrifterne i undersøgelsen design og sensoriske kommunikationskanaler mellem deltagerne kan elimineres eller reduceres i forhold til eksperimentparametre. Derudover kan miljømæssige affordances formes (fx, konkurrencedygtig, ikke-konkurrerende konsensus, og rednings indstillinger). Således, vores platform gennemtvinger interne validitet (dvs., matchende undersøgelse design så tæt som muligt på forskningsspørgsmål) ved at tilbyde muligheden for at manipulere/kontrol variabler relevante for den konkrete problemformulering, ved hjælp af Human-styret bevægelse data at undersøge menneskers bevægelighed. Markforsøg render fordele med hensyn til eksterne validitet (generalizability) resultater15,20,21 til den virkelige verden, fordi de ikke er til hinder virkningerne af ukendt af ukontrollabel/insuppressible-sociale stikord samt ikke - og para-verbal adfærd i mennesker1.
Den computer-baserede multi-agent spil HoneyComb har tjent til at undersøge fremkomsten af koordinering og ledelse mønstre af menneskelige spillere flytter deres avatarer på den virtuelle playfield. Deltagerne blev kun givet lokale oplysninger om monetære incitamenter kan fås på mål sekskanter, som omfattede incitament for gruppe samhørighed baseret på multiplikation af monetære belønning af antallet Co spillere, der også endte på det samme mål sekskant. I vores første serie af undersøgelser, vi opsætningen af eksperimentet er begrænset til to enkle parametre af sværmer adfærd (justering og samhørighed) og reduceret gensidig informationsoverførsel til "læsning/fremsendende" af kun bevægelse opførsel af de andre deltagere. Vi derefter varierede sight radius af andre deltager bevægelse adfærd til enten en global eller lokal udsigt over den virtuelle playfield, der består af 97 mindre sekskanter, og begrænsede ofres bevægelse ressourcer (muligt flytter) af spillerne.
Figuren og elementer af den virtuelle platform og spil kan spilles på nævnte platform eksperimentatoren-definerede parametre kan udformes på grundlag af specifikke forskningsspørgsmål. Afhængigt af forskning mål, kan du ændre størrelsen af playfield; farver, former og betydninger af avatarer kan tilpasses; ressourcer kan gennemføres; og belønning struktur og indhold kan varieres. Mere eller mindre kan information, usikkerhed og modstridende indstillinger også være gennemført22. Varierende global player-Se information og kontrol er også muligt. Derfor, via eksperimentelle instruktioner, de miljømæssige affordances for eksperimentet kan være ændret (f.eks. en konsensus vs undslippe scenarie). I næste afsnit vil vi præcisere, hvordan disse variabler kan anvendes ved at beskrive en reel undersøgelse, som brugte nogle af disse parametre kan besvare specifikke undersøgelse spørgsmål.
Protocol
Dataindsamling og dataanalyse i dette projekt er blevet godkendt af den etiske komité af Georg-Elias-Müller Institut for psykologi på universitetet i Göttingen (forslag 039/2012).
1. eksperimentel opsætning
- Vælg en placering, der er fra en høj trafik område, som i en computer lab eller en anden angivet område med individuelle arbejdsstationer, der kan konfigureres som en LAN (lokalnetværk).
- Arrangere til 10 til 12 bærbare computere af den samme type skal bruges til forsøget samt en computer til at fungere som server (figur 6). Server-program samt klientprogrammer har brug for en JAVA runtime environment, som er tilgængelig på alle almindelige operativsystemer (en Raspberry Pi som klient kan være tilstrækkeligt).
- Konfiguration af udstyr
- Arrangere notesbøger på individuelle arbejdsstation borde med stole som vist i figur 7.
- Forbinde pc'er til server computer via Ethernet-kabler og en netværks-switch til at oprette et LAN-netværk.
- Installere skillevægge mellem individuelle arbejdsstationer at forhindre visuel sensoriske kommunikation (øjenkontakt, håndbevægelser, ansigtsudtryk, etc.) mellem tilstødende deltagere.
- Erhverve ørepropper (for engangs brug) for at blive distribueret til alle deltagerne til at forhindre audible kommunikationen mellem deltagerne.
2. deltager rekruttering
- Vælg en rekruttering placering hvor der er en stor mængde af mennesker, såsom entré af et auditorium.
- Adresse potentielle rekrutter ved hjælp af den standardiserede tekst, der forklarer formålet og baggrunden for eksperimentet, eksperimentets varighed, maksimale betaling beregnes efter ydeevne, og kravet om deltagelse i et multiplayer spil på institution-ejet laptops.
- Sikre, at deltagerne kan forstå de engelske og tyske instruktioner og spørgeskemaer relateret til eksperimenter.
- Hvis den eksperimentelle design omfatter brug af farver, sikre, at deltagerne er fri for enhver farveblindhed, der kan forhindre dem i at differentiere de farver, der anvendes.
- Ikke ansætte tidligere deltagere, som deltagerne skal være naivt at eksperimentet.
- Føre villig rekrutter til en venteområdet fra området rekruttering. Venligst anmodning at de afvente afslutningen af gruppe ansættelse uden at tale med hinanden. Forklare, at denne begrænsning er relateret til integriteten af de eksperimentelle resultater.
- Når 10 til 12 deltagere er blevet ansat, føre dem ind i forhånd aftalt computer lab eller angivne område hvor eksperimentet vil finde sted.
- Før deltagerne tage deres pladser i de partition-indkapslet arbejdsstationer, har deltagerne underskrive en designeret informeret samtykke.
- Distribuere hygiejnisk, engangs brug ørepropper til alle deltagere. Meddele dem, at audiovisuel kommunikation med andre deltagere er forbudt. Derfor er brugen af ørepropper og partition-indkapslet arbejdsstationer obligatorisk.
- Har deltagerne tage deres pladser i de partition-indkapslet arbejdsstationer.
3. forsøgsmetoden
Bemærk: I denne forsøgsmetoden, spillet bruges af Boos et al. 1 er beskrevet som et ansøgning eksempel.
- Forberedelsesfasen
- Selve programmet er formateret som en zip-fil HC.zip indeholdende 1) runnables HC.jar, 2) tre filer til konfiguration, nemlig hc_server.config, hc_panel.config, og hc_client.config, og 3) to undermapper opkaldt intro og RAADATA.
- Opret en delt mappe på servercomputeren og unzip HC.zip i denne mappe.
- På hver klientcomputer, montere og få adgang til dette delte mappe og åbne en terminal (Linux, Mac OS X: spotlight | Søg | terminal) eller en lynhurtig (Windows: search "cmd"), henholdsvis. Brug kommandoen "dir" eller "ls", så de udpakkede filer vises på hver terminal.
- Udfør kommandoen "java-version" på hver terminal til at sikre, at en java runtime environment er tilgængelige. Hvis ikke, installere java før du fortsætter.
- Kig i tre konfiguration filer.
- Rediger hc_server.configure for at konfigurere 1) antallet af spillere, 2) mindsteantal og maksimale antal træk hver spiller kan gøre, 3) værdier af de såkaldte nuggets, og 4) opfattelse radius tilstand (lokale eller globale).
Bemærk: To perception betingelserne er den globale tilstand (spilleren kan se positioner af avatarer af alle deltagere) og lokale tilstand (spilleren kan se kun disse avatarer støder op til deres avatar, se figur 3) - Rediger hc_client.configure for at fortælle kunderne serverens IP.
- I hc_panel.config, justere størrelsen af sekskanter ifølge den skærmopløsning.
- Rediger hc_server.configure for at konfigurere 1) antallet af spillere, 2) mindsteantal og maksimale antal træk hver spiller kan gøre, 3) værdier af de såkaldte nuggets, og 4) opfattelse radius tilstand (lokale eller globale).
- Først, starte serverprogrammet HC_Gui.jar (figur 8) ved hjælp af kommandoen "java-jar HC_Gui.jar". Derefter starte klientprogrammer på hver arbejdsstation ved hjælp af kommandoen "java-jar HC_ClientAppl.jar".
NOTE: Kundernes skærme bør vise beskeden, "Vær venlig at vente. Computeren forbindelse til serveren." I server GUI vises en linje viser IP-adressen på hver af klienterne. Når alle klienter har forbindelse, serverprogrammet viser beskeden, "alle klienter er forbundet. Klar til at begynde?"
Bemærk: Eksperimentatoren kan forberede session op til dette punkt. - Når alle deltagerne har taget deres steder, give de endelige instruktioner før de indsætter ørepropperne.
- Klik på "OK" for at starte sessionen. Hereon, styres eksperimentet kun af vejledningen på skærmbillederne synlig for deltagerne. Instruktioner til et enkelt eksperiment kræver flere skærmen sider, og læsning er muliggjort af deltagerne personsøgning frem og tilbage efter behov.
Bemærk: Hver deltager angiver, ved at klikke på en udpegede knap på skærmen, at han/hun har læst vejledningen. Eksperimentet kan ikke påbegyndes, når alle deltagere er færdig med at læse vejledningen.
- Testfasen
- Observere, om deltagerne musen-kontrollerende deres avatar dot (to gange så stor som de synlige avatar prikker af de andre deltagere) på HoneyComb virtuelle 97-sekskant playfield (Se figur 1).
- Har deltagere starte testfasen i midten af feltet, derefter flytte på HoneyComb virtuelle playfield efter tidligere angivne anvisningerne på skærmen.
- Alle instruktioner om hvordan man spiller spillet er placeret som redigerbar html-filer i programmappen af HoneyComb spil. Se undermapper intro/de og intro/en tysk og Dansk vejledning, henholdsvis.
- Har spillere Venstreklik i det tilstødende lille sekskant efter eget valg at flytte deres avatar dot. Kun tilstødende felter kan vælges for oprindelige og efterfølgende flytter.
Bemærk: Efter hvert træk vises en lille hale for 4000 ms for hver deltager, der angiver den sidste retning, hvorfra han hyldet.
- Tillade hver deltager til at spise én gang for at undgå mulig bias.
Bemærk: Spillet er beskrevet her kræver 5-10 min, herunder læsning af instruktioner. Samlede, 400 deltagere i 40 10-person grupper blev testet af Boos et al. 1. - Genstart ikke eksperiment med de samme deltagere, hvis der er en teknisk opdeling, eller hvis en deltager ikke.
4. post-test fase
- Når spillet er afsluttet, har deltagerne udfylde spørgeskemaer vurdering af demografiske data, Big Five personlighed faktorer, opfattede niveauer af stress eller ro, og betale tilfredshed (der skal betales ved afslutningen af forsøget). Disse spørgeskemaer kan blive tilbudt som enkeltstående html-filer.
- Mens deltagerne udfylde spørgeskemaer, forberede anonym konvolutter med den passende mængde af penge tjent i HoneyComb spil netop afsluttet. Spillets HoneyComb-beregnet beløb skal betales til hver spiller er fastsat på skærmbilledet server.
- Distribuere de optjente betalinger til deltagere, som de forlader området test.
- Luk serverprogrammet, derefter lukke klientprogrammer, når serverprogrammet har færdig nedlæggelse.
- Overføre data, i form af 2 tekstfiler markeret af dag - og tid-stempel eksperiment, at en USB-stick.
Representative Results
En indledende forsøg med HoneyComb paradigme demonstreret at mennesker viste grundlæggende tegn på flocking adfærd, som søger nærhed af andre, uden at blive belønnet17. Efterfølgende, vi har behandlet spørgsmålet om hvordan de enkelte mennesker kan være behaviorally koordineret til at nå den samme fysiske target/mål også undersøgt af Boos et al. 1, fokuserer ikke kun på uspecifik flocking adfærd, men også gruppe koordinering og ledelse adfærd. Benytter de ovenfor beskrevne eksperiment-definerede parametre, mål sekskant steder blev defineret, og en monetære belønne indstilling blev brugt til at undersøge fælles mål baseret på delte incitamenter som motivation mod gruppe samhørighed. Motivation til at opnå gruppe samhørighed blev forstærket af varepartierne en ekstra belønning baseret på hvor mange andre deltagere, endte i samme mål sekskant. Inden for hver af grupperne 40 10-person, blev to undergrupper (en minoritetsgruppe, består af to tilfældigt udvalgte personer og et flertal gruppe består af de resterende otte) oprettet ved at give følgende niveauer af oplysninger. Medlemmerne af to mindretal blev informeret om placeringen af en to-euro prisen sekskant og fem en-euro prisen sekskanter (figur 9, venstre). De otte medlemmer af gruppen flertal blev ikke informeret om to-euro prisen sekskant og i stedet blev vist placeringen af seks lige så belønnet en-euro mål sekskanter (figur 9, højre). Ingen af deltagerne fik at vide at der var forskellige undergrupper.
Vi har designet vores undersøgelse spørgsmål ifølge Gradiva et al.' s23 computer simuleringsmodel. Fordi de eneste oplysninger, der udveksles blandt spillerne var deres evner til at opfatte bevægelse af andre spillere, vi har til formål at se (i) hvis disse oplysninger var tilstrækkeligt informeret/højere belønnet minoritetsgruppe til at koordinere bevægelser af den uvidende små belønnet flertallet, og i bekræftende fald, (ii) hvordan den dobbelte præmie mål-orienteret minoritetsgruppe ville/kunne føre den uvidende flertal til deres to-euro mål sekskant. Som sagt vi begrænset disse studere design til to grundlæggende parametre for sværmer adfærd, 1) tilpasningen (gruppemedlemmer på vej mod et mål sekskant) og 2) samhørighed (gruppemedlemmer tendens mod bevæger sig som gruppe). For parameteren justering oprettet vi seks mål sekskanter, der ydes en monetær payoff. For parameteren samhørighed (dvs., at flytte valg, der blev koordineret med flytter med kolleger deltagere), vi gav deltagerne en belønning baseret på mængden af avatarer i slutningen, der var i den samme sekskant som deres egen.
HoneyComb playfield indeholder 97 sekskanter. Alle deltagernes avatarer begyndte spillet sammen i den honeycomb midterste sekskant. Hver spiller fik en maksimalt 15 skridt-count. Alle var begrænset til at flytte deres avatar (via et klik med musen) kun på tværs af en af hexagon's seks sider til en tilstødende sekskant. Kampen endte da hver avatar var på en payoff felt, eller når hver spiller havde helt brugt deres 15 skridt-count.
En yderligere eksperiment faktor blev implementeret for at besvare en tredje undersøgelse spørgsmål: (iii) om perception radius (global vs lokal tilstand) af de andre deltagere påvirker bevægelsen koordinering. Opfattelsen af halvdelen af grupperne 40 10-person var begrænset på et tilfældigt grundlag, hvilket betød at tyve grupper (lokal tilstand) kunne opfatte bevægelse af kun disse avatarer støder op til deres avatar. De resterende tyve 10-person grupper (global tilstand) kunne opfatte alle deltagernes avatar placering og bevægelser.
Svar spørgsmål (ii) [som bevægelse Karakteristik af minoritetsgrupper førte til mere succes (med held nå et mål felt som en gruppe og derfor større monetære belønne)], vi defineret og analyseret forskellige bevægelse adfærd herunder første mover, delt flytning stier/retninger af to mindretal deltagere, stien længder, gennemsnitlig tid mellem bevægelser, første-move orden blandt deltagerne, Big Five personlighed karakteristika (extraversion, åbenhed, etc.) og it-færdigheder. Den statistiske procedure, en finite blanding model med to binomials og detaljerede resultater er offentliggjort i Boos et al. 1.
Vores undersøgelse viste, at i en gruppe af mennesker, tildelte avatarer i en 2D HoneyComb spil felt (bevæger sig ifølge ovennævnte parametre og betingelser), 20% af dem (2-person minoritetsgruppe) baseret udelukkende på deres bevægelser kan med held føre de øvrige 80%, selv når deres opfattelse var begrænset til kun tilstødende avatarer på playfield. Her, succesfuld ledelse af disse 2-person mindretal gruppe deltagere medførte at deres kolleger deltagere gjort lignende oprindelige træk og at disse 2-person mindretal deltagerne først skulle gøre en indledende skridt1 (Video 2). For detaljerede parametre for denne gruppe bevægelse adfærd, se tabel 2. En dybdegående analyse af koncernens spredning over tid er fastsat i figur 10. Vi fandt overraskende, at hverken personlighed variabler eller computerkendskab blandt disse mindretal deltagere spillede en afgørende rolle i deres succes.
Figur 1: Playfield af computer-baseret multi-agent spil HoneyComb. Visuel repræsentation af menneskelige spillere som avatarer (sorte prikker) på en sekskant virtuelle playfield. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: lokale vs globale perspektiver. Deltagere med lokale overslag kan kun se andre spilleres avatarer i deres visuelle område. I dette tilfælde er den markerede spiller (rød) kun at se 4 ud af 9 Co spillere. Et globalt perspektiv, vil hvis konfigureret, give synlighed af alle Co spillere. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: monetære incitamenter. Denne illustration viser, hvordan monetære incitamenter kan gennemføres inden for HoneyComb spil. Avatarer er markeret som grå er uden for den lokale opfattelse radius og er dermed usynlige for de respektive spiller. To forskellige synspunkter er vist. a informeret spiller: denne afspiller er udstyret med en højere-belønnet mål felt, der er markeret som "€€", (b) uvidende spiller: denne spiller er fastsat seks lige så lavere-belønnet mål felter, der er markeret som "€". Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: undergruppe avatar eksperiment. I dette scenario oprettes to undergrupper af farve deltagernes avatarer som blå og gul. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: enkelt vs blandede spil. Denne illustration viser to forskellige indstillinger fra en spillers synspunkt, sammenlignes med Belz et al. 17 (1a/b) enkelt spil: Co spillere er usynlig og kan ikke findes på hexagon virtuelle playfield, (2a/b) fælles spillet: Co spillere er synlige, så længe de forbliver inden for den lokale opfattelse radius af andre spillere. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6: konfiguration af serveren og klientprogrammerne. Ti til tolv pc'er (klienter C1 -C12) bør være anbragt i nærheden af (og tilsluttet) servercomputeren. Brugen af partitioner omslutter hver deltagers arbejdsstation (angivet som tykke linjer) forbyder visuel kommunikation med andre uden for det virtuelle miljø. Brug af LAN-kabler i stedet for WLAN anbefales på grund af mindre ventetid og mere pålidelig dataoverførsel. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 7: kontekstuelle indstilling. Kommunikation (sensorisk, visuel, auditiv) blandt deltagere er begrænset på grund af brugen af skillevægge og ørepropper. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 8: grafisk grænseflade på serveren. For hver tilsluttet klienten er der en linje, der viser IP og andre oplysninger (f.eks. antallet af bevægelser, holdning, beløbet skal betales til hver spiller). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 9: succesfuld ledelse. På venstre side, screenshot viser en informeret spiller nærmer sig en monetære mål feltet (Se også figur 4), med held fører fem andre spillere til hans/hendes mål felt. På højre side, en uvidende spiller mistet synet af hans/hendes Co spillere. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 10: dybdegående analyse af geografiske spredning over spilletid (gruppe 44). Betyde afstanden mellem gruppemedlemmer over tid for hele gruppen (gruppe betyder), sammenlignet med både spillere, der blev informeret om placeringen af højere-belønnet €€ mål-felt (informeret 1, informeret 2), og otte uvidende spillere ( Uvidende). Ved slutningen af spillet, havde en uvidende spiller mistede gruppen og ankom på en € mål-felt (isoleret spiller). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Video 1: eksempel på kollektiv bevægelse fra perspektivet af en uvidende player (gruppe 44). Venligst klik her for at se denne video. (Højreklik for at hente.)
Video 2: eksempel på kollektiv bevægelse fra perspektiver af de to kvalificerede spillere i det samme spil som Video 1 (gruppe 44) . Venligst klik her for at se denne video. (Højreklik for at hente.)
| GNR | tid | PID | S1 | S2 | ||
| ... | ||||||
| 5 | 14:56:42, 281 | 5 | 2 | 2 | ||
| 5 | 14:56:42, 500 | 2 | 3 | 5 | ||
| ... | ||||||
| 5 | 14:56:44, 593 | 0 | 3 | 6 | NNug = 2 | not_moved |
| 5 | 14:56:44, 578 | 3 | 2 | 2 | ||
| 5 | 14:56:44, 796 | 7 | 3 | 3 | ||
| 5 | 14:56:45, 125 | 6 | -5 | -3 | ||
| 5 | 14:56:46, 109 | 1 | 2 | 2 | ||
| 5 | 14:56:46, 281 | 5 | 2 | 2 | not_moved | |
| 5 | 14:56:46, 765 | 3 | 3 | 3 | ||
| 5 | 14:56:47, 531 | 4 | 2 | 3 | not_moved | |
| 5 | 14:56:48, 187 | 9 | 3 | 6 | NNug = 2 | not_moved |
| 5 | 14:56:48, 625 | 2 | 3 | 6 | NNug = 2 | not_moved |
| 5 | 14:56:48, 625 | 8 | 3 | 2 | not_moved | |
| 5 | 14:56:48, 640 | 6 | -6 | -3 | NNug = 1 | |
| 5 | 14:56:48, 640 | 4 | 3 | 4 | ||
| 5 | 14:56:48, 953 | 7 | 3 | 3 | not_moved | |
| 5 | 14:56:49, 390 | 5 | 3 | 3 | ||
| ... | ||||||
| 5 | 14:56:52, 671 | 4 | 3 | 4 | not_moved | |
| 5 | 14:56:52, 687 | 6 | -6 | -3 | NNug = 1 | not_moved |
Tabel 1: Dataformat. Hver deltager bevægelser og tilknyttede tidsstempler på hexagon virtuelle playfield registreres som sekskantede koordinater i separate rækker, at brugen af hierarkisk/blandet modellering. Tabellen viser et uddrag af det datasæt, der er genereret af en gruppe bestående af 10 spillere (gruppe 44).
| Gruppe 44 (eksempel) |
∑ Flytter |
Rang af 1st flytte |
Ventetid | Udbetaling | Endelige afstand |
Afstand €€-feltet |
Tid | % af området udforskede |
| (a) individuelle niveau variabler | ||||||||
| Spiller ID01 | 6 | 1 | 1,73 | 18 | 0,67 | 0 | - | - |
| Afspiller ID1 | 6 | 10 | 3,74 | 9 | 0,67 | 0 | - | - |
| Afspiller ID2 | 6 | 3 | 2,19 | 9 | 0,67 | 0 | - | - |
| Afspilleren ID3 | 7 | 9 | 2,68 | 9 | 0,67 | 0 | - | - |
| Afspiller ID4 | 6 | 7 | 4,38 | 9 | 0,67 | 0 | - | - |
| Afspiller ID5 | 9 | 8 | 3,98 | 9 | 0,67 | 0 | - | - |
| Afspiller ID6 | 12 | 5 | 2,70 | 1 | 6,00 | 6 | - | - |
| Spiller ID71 | 6 | 6 | 4,96 | 18 | 0,67 | 0 | - | - |
| Afspiller ID8 | 9 | 4 | 4,03 | 9 | 0,67 | 0 | - | - |
| Afspiller ID9 | 6 | 2 | 2,45 | 9 | 0,67 | 0 | - | - |
| (b) gruppe niveau variabler | ||||||||
| Uvidende | 7,63 | 5,88 | 3,27 | 8 | 1,33 | 0,75 | - | - |
| Informeret | 6,00 | 4,00 | 3,35 | 18 | 0,67 | 0,00 | - | - |
| Hele gruppen | 7,30 | - | 3,28 | 10 | 1,20 | 0,60 | 39,02 | 27,84 |
Tabel 2: detaljerede resultater af gruppe bevægelse opførsel analyse (gruppe 44). Resultaterne er angivet (en) for det individuelle plan, og (b) for grupperingsniveauet. På koncernniveau, var midler beregnet for den uvidende flertal (otte spillere), informeret mindretal (to spillere), og hele gruppen (10 spillere). 1 Spillere med id'er 0 og 7 blev tilfældigt valgt til at blive informeret om placering af højere-belønnet €€ mål-felt. ∑ Flytter = totalt antal af bevægelser; Rang af 1stflytte = rang af 1st farten i forhold til de andre spillere; Latency = gennemsnitlig bevægelse latenstid mellem to trin i sek.; Udbetaling = individuelle belønning efter afslutningen af spillet i €; Endelige afstand = gennemsnitlige afstand af hver spiller til alle tilbageværende spillere i slutningen af spillet; Afstand til €€-felt = afstand til €€ mål-feltet i slutningen af spillet; Tid = total varighed af spillet i sek.; % af felterne udforsket = procent af det samlede felt (97 sekskanter) udforsket af gruppen. Venligst se også figur 10 for en dybtgående analyse af koncernens spredning over tid gaming, Video 1 og Video 2 til den kollektive bevægelse af gruppen og tabel 1 til et uddrag af bevægelse data.
Discussion
Et grundlæggende spørgsmål i bruger multi-Client virtuelle miljøer som en forskning paradigme til at undersøge menneskelige kollektive adfærd er, om resultaterne er gældende til faktiske scenarier. Med andre ord, den metodiske tilgang giver resultater med tilstrækkelig økologiske eller eksterne validitet? Repræsenterer menneskets deltagere som avatarer på en virtuel playfield og lade dem flytte via musen-klik reducerer sociale stikord. Derudover holder kommunikation til et minimum tillader eksperimentatorer at undersøge hvilke stiltiende adfærdsmæssige signaler transmitteres blandt mennesker, der kan påvirke menneskers gruppen koordinering og ledelse adfærd og under hvilke miljømæssige affordance (f.eks. redning, konkurrence, evakuering) disse adfærd påvirkes af mere og i hvilket omfang. Så længe der er streng overholdelse af de to præ test faser i protokollen og testprocedurer, garanterer dette reduktionistiske tilgang interne validitet. For at tillade overførsel af resultaterne til "rigtige" gruppe og crowd dynamics, kan de eksperimentelle setup og testfaserne gradvist ændret for at blive mere komplekst (f.eks. giver mulighed for yderligere meddelelse ud over blotte fremsendelse/læsning bevægelse adfærd, tilføje oplysninger om individuelle egenskaber indlejret semantisk i forskellige virkelige verden scenarier, osv.) og beskrevet i den på skærmen instruktioner læse af deltagerne, før spillet starter.
For at løse spørgsmålet om eksterne validitet, kan sekskant playfield [i første omgang valgt at standardisere spillerens bevægelser til standardiserede, to-dimensionelle sekskantede koordinater (pre testet) usability og reduktion af confounding faktorer] varieres. Et todimensionalt gitter med frit valg ville gøre det muligt for spillere at skabe mere vedvarende og komplicerede bevægelse data. En tre-dimensionel miljø skabt af enhed - eller Unreal-motoren, for eksempel, kan også øge økologiske/ekstern validitet. Dog med hvert skridt i retning af lessoning begrænsning af bevægelse, opstår et problem. Med stigende kompleksitet af frihedsbevægelsen i den simulerede scenario, påvirkning af confounding faktorer (fx interpersonelle forskelle såsom computererfaring, kendskab til rumlig orientering i tre-dimensionelle spil) stigninger, som kan føre til partisk resultater og mindske interne validitet.
Fordelen ved metoden beskrevet i HoneyComb-protokollen er at det kan være kombineret med computer simuleringsmodeller og bruges som et paradigme til empirisk test hvis kollektive mønstre findes i computer-simuleringer også hold for adfærd i grupper af mennesker. For at styrke den eksterne validitet af sådanne tests, bør deltagerne opfordres i post-test fase spørgeskema, hvis de følte sig tilstrækkeligt og menneskeligt repræsenteret af deres avatarer og om de var i stand til at opfatte deres Co spillere som menneskelige aktører. Protokollen angiver den fysiske tilstedeværelse af co spillerne sidder i arbejdsstationer ved siden af hinanden (selvom protokol parametre hinder sensoriske auditiv eller visuel kommunikation) for at øge disse følelser af menneskelige legemliggørelsen.
I sum, de metoder, der anvendes af HoneyComb tilgang skitseret i protokollens præ-test, test og post-test faser giver et nyt paradigme for at undersøge grundlæggende mekanismer af kollektive fænomener som gruppen koordinering, ledelse, og koncerninterne differentiatioNielsen Metodens vigtigste begrænsning er dens sårbarhed over for menneskelige fejl af personalekonsulenter, især hvis de ikke er strenge nok til at sikre, at deltagerne ikke kommunikere med hinanden under præ-test og test.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at oplyse.
Acknowledgments
Denne forskning er finansieret af det tyske initiativ of Excellence (institutionelle strategi: https://www.uni-goettingen.de/en/32632.html). Vi takker Margarita Neff-Heinrich for hendes engelsk korrekturlæsning.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Notebooks | |||
| Partition walls between work stations | |||
| Earplugs | |||
| Equipment for LAN installation |
References
- Boos, M., Pritz, J., Lange, S., Belz, M.
- Moussaid, M., Garnier, S., Theraulaz, G., Helbing, D. Collective information processing and pattern formation in swarms, flocks, and crowds. Topics in Cognitive Science. 1 (3), 469-497 (2009).
- Sumpter, D. J. T. Collective Animal Behavior. , Princeton University Press. Princeton. (2010).
- Krause, J., et al. Fish shoal composition: mechanisms and constraints. Proceedings - Royal Society. Biological Sciences. 267 (1456), 2011-2017 (2000).
- Camazine, S., et al. Self-Organization in Biological Systems. , Princeton University Press. Princeton. (2003).
- King, A. J., Sueur, C., Huchard, E., Cowlishaw, G. A rule-of-thumb based on social affiliation explains collective movements in desert baboons. Animal Behavior. 82 (6), 1337-1345 (2011).
- Fischer, J., Zinner, D. Communication and cognition in primate group movement. International Journal of Primatology. 32 (6), 1279-1295 (2011).
- Couzin, I. D., Krause, J. Self-organization and collective behavior in vertebrates. Advances in the Study of Behavior. 32, 1-75 (2003).
- Katz, Y., Tunstrøm, K., Ioannou, C. C., Huepe, C., Couzin, I. D. Inferring the structure and dynamics of interactions in schooling fish. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (46), 18720-18725 (2011).
- Guy, S. J., Curtis, S., Lin, M. C., Manocha, D. Least-effort trajectories lead to emergent crowd behaviors. Physical Review E: Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 85 (1), 016110 (2012).
- Shao, W., Terzopoulos, D.
- Reynolds, C. W. Flocks, herds and schools: A distributed behavioral model. Seminal Graphics. , ACM. 273-282 (1987).
- Pelechano, N., Allbeck, J. M., Badler, N. I. Controlling individual agents in high-density crowd simulation. Proceedings of the 2007 ACM SIGGRAPH/Eurographics Symposium on Computer Animation. , 99-108 (2007).
- Helbing, D., Molnár, P., Farkas, I. J., Bolay, K.
- Dyer, J. R. G., Johansson, A., Helbing, D., Couzin, I. D., Krause, J. Leadership, consensus decision making and collective behavior in humans. Philosophical Transactions - Royal Society. Biological Sciences. 364 (1518), 781-789 (2009).
- Moussaid, M., Schinazi, V. R., Kapadia, M., Thrash, T. Virtual Sensing and Virtual Reality: How New Technologies can Boost Research on Crowd Dynamics. Frontiers in Robotics and AI. , (2018).
- Belz, M., Pyritz, L. W., Boos, M.
- Boos, M., Franiel, X., Belz, M. Competition in human groups - Impact on group cohesion, perceived stress and outcome satisfaction. Behavioral Processes. 120, 64-68 (2015).
- Boos, M., Li, W., Pritz, J. Patterns of Group Movement on a Virtual Playfield: Empirical and Simulation Approaches. Social Network Analysis: Interdisciplinary Approaches and Case Studies. Fu, X., Luo, J. -D., Boos, M. , 197-223 (2017).
- Dyer, J. R. G., et al. Consensus decision making in human crowds. Animal Behavior. 75 (2), 461-470 (2008).
- Faria, J. J., Dyer, J. R. G., Tosh, C. R., Krause, J. Leadership and social information use in human crowds. Animal Behavior. 79 (4), 895-901 (2010).
- Conradt, L. Models in animal collective decision-making: information uncertainty and conflicting preferences. Interface Focus. 2 (2), 226-240 (2011).
- Couzin, I. D., Krause, J., Franks, N. R., Levin, S. A. Effective leadership and decision-making in animal groups on the move. Nature. 433, 513-516 (2005).
