תינוקות ופעוטות להציג את העולם באופן שונה באופן מהותי מן ההורים שלהם. מצלמות נישאת על הראש לספק מנגנון צייתן כדי להבין את הסביבה חזותי תינוקות. פרוטוקול זה מספק העקרונות המנחים לניסויים בבית או מעבדה כדי ללכוד את התצוגה אגוצנטרי של פעוטות ותינוקות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
נוף משלהם: לכידת מהנוף אגוצנטרי של תינוקות ופעוטות עם מצלמות נישאת על הראש
* These authors contributed equally
במאמר זה
סיכום
תקציר
תינוקות ופעוטות להציג את העולם, ברמה החושית בסיסי, באופן שונה באופן מהותי מן ההורים שלהם. זאת בעיקר בשל אילוצים ביולוגיים: תינוקות בעלי פרופורציות גוף שונים מאשר הוריהם ואת יכולת השליטה שלהם תנועות ראש פחות מפותחת. כזה אילוצי להגביל את הקלט החזותי זמינים. פרוטוקול זה שואפת לספק את העקרונות המנחים לחוקרים באמצעות מצלמות נישאת על הראש כדי להבין את הקלט החזותי המשתנים שחווה התינוק המתפתח. שימוש מוצלח של פרוטוקול זה יאפשר לחוקרים עיצוב וביצוע מחקרים של סביבה חזותית של הילד המתפתח להגדיר בבית או מעבדה. של שיטה זו, חוקרים יכולים לבצע קומפילציה תצוגה של צבירה של כל הפריטים אפשרי שדה ראייה של ילד. שיטה זו לא ישירות למדוד בדיוק הילד על מה אתה מסתכל. ע י שילוב של גישה זו עם למידה חישובית, אלגוריתמים ראייה המחשב, קידוד ידני, חוקרים יכולים לייצר dataset בצפיפות גבוהה כדי להמחיש את האקולוגיה ויזואלי משתנה של התינוק המתפתח.
מבוא
במשך עשורים, פסיכולוגים ניסו להבין את הסביבה של התינוק המתפתח, אשר ויליאם ג'יימס בתארו כמו "מלבלב, זמזום בלבול1." חוויות היומיום של הפעוט נלמדים בדרך כלל על ידי צילום נטורליסטי לשחק עם שותפים חברתיים מנקודת מבט בגוף שלישי. תצוגות אלה מהצד או מעל הצג בדרך כלל עמוס סביבות ומספר מרתיעה של referents פוטנציאליים עבור כל מילה חדשה שהתינוק שומע2. בעיני הצופה מבחוץ, תיאור של ג'יימס הוא מתאים, אך מבט נייח, האדם השלישי זו אינה הדרך שתינוק. רואה את העולם. התינוק קרוב יותר לקרקע, יוכלו לעבור את עולמם, מביא חפצים קרוב לחקר חזותי. נוף האדם השלישי של האינטראקציה הורה-תינוק מודגם באיור1. מודגש הם ההבדלים הבסיסיים בין פרספקטיבות שלהם. . אולי, הקלט המקבלים תינוקות הוא לא קרוב כמו שהאנגלים הצפוי על ידי הורים וחוקרים. המטרה של שיטות עם מצלמות נישאת על הראש היא ללכוד את חוויית התינוק מבט בגוף ראשון על מנת להבין את הסביבה חזותי העומדים לרשותם במהלך הפיתוח.
מצלמות נישאת על הראש, משוחק על כובע או המצח לספק חלון לתוך החוויות חזותי--לרגע של התינוק המתפתח. מנקודת מבט זו, המחקר של מבנה וסדירויות המבנית בסביבה של התינוק הופך נראית לעין. נישאת על הראש המצלמות חשפו חוויות תינוקות חזותי כדי להיות נשלט ברובו על ידי ידיים, הן שלהם בעצמו, חברתי של בת הזוג, את פניו-נראה, פעם אחת נחשב הכרחי להקמת תשומת לב משותף, הם scarcer הרבה יותר הצפויה 3. מצלמות נישאת על הראש גם הראו כי תינוקות ומטפלים שלהם ליצור רגעים כאשר אובייקטים הם חזותי דומיננטי, ממורכזת בתוך התצוגה של שדה של התינוק (FOV), צמצום חוסר הודאות המאפיינים אובייקט בעל תווית מיפוי4.
מצלמות נישאת על הראש ללכוד האדם הראשון תצוגה התינוקות המבוססת על תנועות הראש. תצוגה זו אינה מושלמת סינכרוני עם, או מייצגת, תנועות תינוק עיניים, אשר ניתן ללכוד רק בשילוב עם גשש-עין. למשל, שינוי רק העיניים ולהשאיר את הראש נייח, או שינוי של הראש תוך שמירת העיניים נעוצות אובייקט, ייצור של אי-התאמות בין FOV בפועל התינוקות זה נתפס על ידי המצלמה ראש. למרות זאת, במהלך צעצוע לשחק, תינוקות בדרך כלל למרכז את האובייקטים שהם משתתפים, יישור הראש, עיניים, ואת המיקום של הצעצוע עם קו האמצע של הגוף שלהם5. Misalignments נדירים, והן נוצרות בדרך כלל כתוצאה מעיכובים רגעית בין משמרת עין המלווה את ראש התור3. לכן, מצלמות-ראש הם לא מתאימה לתפיסת הדינמיקה המהירה של משמרות תשומת לב. הכוח של מצלמות נישאת על הראש טמון לכידת הסביבה חזותי רגילים, חשיפת של התוכן החזותי זמין לתינוקות.
התוצאות הבאות של פרוטוקול ונציג תדגים כיצד נישאת על הראש מצלמות יכול לשמש כדי לחקור את הסביבה חזותי של תינוקות ופעוטות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
ההליך הבא כדי לאסוף נתונים על התינוק של הפעוט חזותי חוויות במעבדה ובבית אושרה על ידי אוניברסיטת אינדיאנה מוסדיים לוועדת בדיקה. הסכמה מדעת הושג בין למטפל התינוק.
1. לבחור מצלמה הראש
הערה: יש מצלמות רבות קטן, קל משקל ונייד זמינים לרכישה (איור 2).
- בחרו מצלמה הראש פולשני, לא תשפיע על הקלעים מוקלטת.
- לטעון את המצלמה על כובע צמודים או בגימור באמצעות דבק זמני או בצורה מאובטחת לטעון את המצלמה על גבי צלחת פלסטיק קטנה מחוברת המצח. מקם את המצלמה על מצחו של הילד (איור 2B, משמאל).
- בהתאם הצורה של המצלמה, לטעון את המצלמה על ידי תפירה בד קטן לולאות בגימור או כובע (איור 2B, מרכז ושמאל).
- ודא הכובע או רצועת ראש מתכווננות להשגת התאמה צמוד ונוח על ראשו של הילד (איור 2 א).
הערה: מצלמה הממוקמת ישירות בין העיניים של התינוק הוא אידיאלי תיאורטית, אולם זה לא מן הנמנע בטכנולוגיה הקיימת. מצלמות קטנות שניתן להעמידה נמוך על המצח הם הופכים יותר ויותר זמין.
- לטעון את המצלמה על כובע צמודים או בגימור באמצעות דבק זמני או בצורה מאובטחת לטעון את המצלמה על גבי צלחת פלסטיק קטנה מחוברת המצח. מקם את המצלמה על מצחו של הילד (איור 2B, משמאל).
- אם מצלמות נשלחים הביתה עם ההורים, ודא כי ההורים יכולים להשתמש בהם ללא סיוע טכני.
- לפני ההורים עוזב את המעבדה, לאמן אותם כיצד להפעיל את המצלמה ראש.
- לשלוח את ההורים בבית עם המצלמה להשתמש, הלהקה הראש או כובע, ו יד-אאוט המתארת את ההליך כדי להפעיל את המצלמה ואת רשומת הנתונים.
- ודא המצלמות מספיק אור עבור תינוקות ללבוש ולשכוח.
הערה: המשקל המומלץ נמצא במרחק של פחות מ- 30 g3. כל מצלמה שבחרת צריך לחמם לא במהלך השימוש, והוא חייב להיות עמיד תחת שימוש כבד. - אם הגדרת הניסוי דורש שהילדים יהיו נע בחופשיות, חנות וידאו שהוקלט לכרטיס אחסון פנימי. אחרת, השתמש מצלמות קשורה למחשב אוסף נתונים.
- השתמש מצלמה עם עדשה איכותית למנף כדאי ההתקדמות באלגוריתמים למידה ממוחשבת אשר קטע סצינות חזותי למחוזות מעניינים.
- אם סצנות חזותי יתחיל להתחלק באופן ידני על ידי חוקרים, השתמש מצלמה אשר יכול ללכוד תמונות באיכות מספיק לבדיקה ידנית.
- ודא כי כל מצלמה המופעלים באמצעות סוללות מסוגל להקליט את הסכום הרצוי של זמן.
- זמן קצר לפני תחילת הניסוי או שולח את המצלמה הביתה עם ההורים, לבדוק את המצלמה ראש כדי להבטיח שהוא פועל כהלכה.
2. איסוף נתונים במעבדה
הערה: מצלמות נישאת על הראש ניתן להוסיף בקלות את רוב הניסויים.
- יש 2-3 ניסויים למקם את המצלמה על ראשו של הילד: הנסיין אחד ממקם את המצלמה ראש אחד מנטרת את נקודת המבט של המצלמה-הראש, אם יש צורך, אחד מסיח את הילד.
- שאל האב כדי להבטיח שהילד יישאר רגוע, כדי להסיח את הילד במהלך תהליך ההשמה.
- לבצע את מיקום המצלמה שלושה שלבים כדלקמן.
- Desensitize של התינוק להעביר פעולות בקרבת הראש שלהם.
- שאל האב בקלילות לגעת או קו שיער הראש של התינוק, מספר פעמים.
- שואל הנסיין הצבת את הכובע על הראש של התינוק לעשות את אותו הדבר כמו 2.2.1.1.
- יש למקם את המצלמה נישאת על הראש כאשר הילד מוסחת הנסיין.
- השתמש בלחיצת כפתור צעצועים להעסיק את הידיים של הילד.
- יש את הנסיין מסיח את הדעת או האב לעזור בשלב הזה על ידי בעדינות לדחוף הידיים של הילד לקראת הצעצוע העוסקים כך הידיים של הילד אל תלך לראש.
- להדק את הכובע על ראשו של הילד ולהתאים את המצלמה ראש כאשר הילד מעורב עם הצעצוע.
- להתאים את המצלמה כך כאשר הפעוט מחזיק אובייקט מול הפנים התמימות, האובייקט ממורכזת בתוך המצלמה ראש FOV.
- אם הילד יושב, להתאים את המצלמה כך היא לוכדת את רוב הברכיים של הילד כאשר הילד מסתכל למטה.
- Desensitize של התינוק להעביר פעולות בקרבת הראש שלהם.
- לאחר הצבת את המצלמה על ראשו של הילד, שואל הנסיין לעזוב את החדר. ולא להתחיל בה את ההקלטה.
- במקרה בו מצלמה, עזב את המקום או הוסר, הזן מחדש את החדר כדי לתקן את המצלמה.
- לסיים את הניסוי אם הילד לא סובל את המצלמה להיות להחילה מחדש.
הערה: הקלטה סביבות טבעיות בבית, תחילה להתאים ואת המצלמה הפעוטה בודדים, להראות להורים כיצד למקם את המצלמה. העיצוב ואת ההתאמה של המצלמה להבטיח כי ההורים יוכלו לשים את הכובע על ילדם ללא עזרה טכנית.
- לסיים את הניסוי אם הילד לא סובל את המצלמה להיות להחילה מחדש.
3. איסוף נתונים לצורך המחקר הורה-תינוק
הערה: השיטה הבאה נציג למצלמות-ראש משתמש נטורליסטי צעצוע לשחק במעבדה כדי להדגים את הסוג של ניתוח זה יכול להתבצע על התצוגות אגוצנטרי תינוקות והוריהם (איור 3 א).
- התלבושת של הורה וילד עם מצלמות נישאת על הראש, כפי שמתואר 2.1 ו- 2.2.
- השתמש מצלמות ראש כדי ללכוד וידאו עם רזולוציה של 720 x 1280 פיקסלים על מסגרת 30/להמשיך כפי שתואר בשלבים 2.3 ו- 2.4 ס.
- Subsample זרם הווידיאו על מסגרת אחת כל 5 s.
- באופן ידני לצייר תיבות תוחמת סביב כל צעצוע (איור 3B) בתוך תצוגה באמצעות תוכנה מסחרית או תוכנית שפותחו (ראה איור 3C מסגרת הדגימה).
- אם רק חלק צעצוע אינו גלוי עקב חסימה על ידי חיתוך על הקצה של המסגרת או צעצועים אחרים, רק לצייר תיבות התוחמת כאשר צעצוע בנקל, כולל כל החלקים הגלויים של הצעצוע.
- לדוגמה, אם רק הרגל של הבובה אינו גלוי, ציירו תיבה תוחמת סביב הרגל שלה. אם אובייקט אוטם חצי של הבובה, עוזב את השיער והרגליים גלוי, מכן צייר תיבה על הכולל שיער ואת הרגליים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
ניתוח פשוט, אך אינפורמטיבי, אחד הוא לספור את מספר האובייקטים בתצוגה על כל נקודה בזמן. מאז מצלמת ראש מייצרת נתונים כ 30 הרץ (30 תמונות לשנייה), ולמטה דגימה הנתונים 1 תמונה כל מסייע s 5 כדי לייצר dataset יותר לניהול תוך שמירה על רזולוציה מתאים להבנת סוגי סצינות ילדים לראות. מחקר קודם הראה כי סצנות חזותיים הם לאט-שינוי תינוקות3. קובץ script מותאם אישית שימש כדי לצייר תיבות התוחמת מסביב הצעצועים בתצוגה. איור 4 מציג תוצאות נציג 1 ובניהם הור...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
מאמר זה מתאר הבסיסיים להחלת מצלמות נישאת על הראש לתינוקות כדי ללכוד בסצינה חזותי אגוצנטרי. מצלמות ראש זמינים מסחרית מספיקים עבור הרוב המכריע של מחקרים. קטן, קל משקל ונייד מצלמות צריכים להיות משולבים לתוך כובע בד רך או בגימור, חלה על ראשו של הילד. פעם בהצלחה מעוצב, מיושמים, מגוון ניסויים ניתן להפעיל, הן בהגדרות מעבדה והן את סביבת הבית. מהסרטים התאספו, לצבור נתונים על אקולוגיה חזותי של התינוק המתפתח יכול להיות הידור, מנותח.
השלב הקריטי ביותר בשיטה זו הוא היישום של המצלמה ראש אל הילד. אם נעשה באו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים מצהירים שאין ניגודי אינטרסים.
תודות
המחברים תודה ד ר Chen Yu הדרכתו ליצירת של כתב יד זה ועבור הנתונים המשמשים במקטע תוצאות נציג. אנו מודים המשפחות המשתתפות הסכימו להיות בשימוש הדמויות, צילומים של פרוטוקול, כמו גם לידיה Hoffstaetter עבור שלה קריאה זהירה של כתב היד הזה. מחקר זה נתמך על ידי המכונים הלאומיים לבריאות מענקים T32HD007475-22 (J.I.B., D.H.A.), HD074601 R01 (ומסווגים), R01 HD028675 (ס. ב, L.B.S.), ו- F32HD093280 (L.K.S.). הקרן הלאומית למדע מעניקה BCS-1523982 (ס. ב, L.B.S) ואת הקריירה IIS-1253549 (ומסווגים, D.J.C.), הלאומית למדע קרן בוגר מחקר מלגת תוכנית #1342962 (S.E.S.), ועל -ידי אוניברסיטת אינדיאנה דרך אזור המתעוררים של המחקר היוזמה - למידה: המוח, מכונות וילדים (J.I.B., ומסווגים, L.B.S.).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מצלמת ראש | Looxcie | Looxcie 3 | |
| מצלמת ראש | Watec | WAT-230A | |
| מצלמת ראש | מעגלי על | PC207XP | |
| מצלמת ראש | KT& C | VSN500N | |
| מצלמת ראש | SereneLife | HD קליפ-און | |
| מצלמת ראש | Conbrov | TD88 | |
| מצלמת ראש | Mvowizon | סמיילי פנים כפתור | |
| מצלמת ראש | נרטיב | קליפ 2 | |
| מצלמת ראש | MeCam | DM06 |
מקורות
- James, W. The Principles of Psychology. , Henry Holt and Co. New York. (1890).
- Quine, W., Van, O. Word and object: An inquiry into the linguistic mechanisms of objective reference. , The MIT Press. Cambridge, MA. (1960).
- Yoshida, H., Smith, L. B. What's in view for toddlers? Using a head camera to study visual experience. Infancy. 13 (3), 229-248 (2008).
- Yu, C., Smith, L. B. Embodied attention and word learning by toddlers. Cognition. 125 (2), 244-262 (2012).
- Bambach, S., Smith, L. B., Crandall, D. J., Yu, C. Objects in the center: How the infant's body constrains infant scenes. Joint IEEE International Conference on Development and Learning and Epigenetic Robotics 2016. , 132-137 (2016).
- Adolph, K. E., Gilmore, R. O., Freeman, C., Sanderson, P., Millman, D. Toward open behavioral science. Psychological Inquiry. 23 (3), 244-247 (2012).
- Sanderson, P. M., Scott, J. J. P., Johnston, T., Mainzer, J., Wantanbe, L. M., James, J. M. MacSHAPA and the enterprise of exploratory sequential data analysis (ESDA). International Journal of Human-Computer Studies. 41 (5), 633-681 (1994).
- Pereira, A. F., Smith, L. B., Yu, C. A bottom-up view of toddler word learning. Psychonomic Bulletin & Review. 21 (1), 178-185 (2014).
- Yu, C., Smith, L. B. Joint Attention without Gaze Following: Human Infants and Their Parents Coordinate Visual Attention to Objects through Eye-Hand Coordination. PLOS ONE. 8 (11), e79659(2013).
- Jayaraman, S., Fausey, C. M., Smith, L. B. The faces in infant-perspective scenes change over the first year of life. PlOS ONE. 10 (5), e0123780(2015).
- Fausey, C. M., Jayaraman, S., Smith, L. B. From faces to hands: Changing visual input in the first two years. Cognition. 152, 101-107 (2016).
- Jayaraman, S., Fausey, C. M., Smith, L. B. Why are faces denser in the visual experiences of younger than older infants? Developmental Psychology. 53 (1), 38(2017).
- Clerkin, E. M., Hart, E., Rehg, J. M., Yu, C., Smith, L. B. Real-world visual statistics and infants' first-learned object names. Philosophical Transactions of the Royal Society B, Biological Sciences. 372, 20160055(2017).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
