הערכת שימושיות של מציאות רבודה: מחקר נוירו-אינפורמציה-מערכות
November 30th, 2022
מחקר זה מציג פרדיגמה ניסויית למבחן שימושיות המשלב הערכות סובייקטיביות ואובייקטיביות. ההערכה האובייקטיבית אימצה שיטות נוירו-אינפורמציה-מערכות (NeuroIS), וההערכה הסובייקטיבית אימצה שאלון שימושיות וסולם NASA-Task Load Index (NASA-TLX).
מחקר זה מציג פרדיגמה ניסיונית למבחן שימושיות של טכנולוגיות מתפתחות במערכות מידע ניהוליות. מבחן השימושיות כלל הערכות סובייקטיביות ואובייקטיביות כאחד. fNIRS ניידים ומשקפי מעקב אחר העיניים שימשו למדידות רב-מודאליות לפתרון בעיית התוקף האקולוגי של כלים קוגניטיביים במדעי המוח המשמשים בניסויי התנהגות בעולם האמיתי.
מי שידגים את ההליך יהיה די ג'אנג, תלמיד מאסטר מהמעבדה שלי. יי וואנג, תלמיד מאסטר, יפעל כמשתתף. התחילו בהסבר על ההסכמה מדעת למשתתפים, ובקשו מהם לחתום על טופס ההסכמה.
לאחר מכן, בצע בדיקת ראיית צבעים על המשתתפים כדי לאשר שיש להם אפליה רגילה בצבעים. לאחר מכן הציגו 30 מותגי מים מינרליים למשתתפים והנחו אותם לבחור את המותגים המוכרים שלהם כדי לוודא שהם לא מכירים את מותגי המים המינרליים ששימשו בניסוי. לאחר מכן, להציג את הליך הניסוי למשתתפים.
ערכו ניסוי מקדים על המשתתפים באמצעות מותגי מים מינרליים שלא נעשה בהם שימוש במחקר כדי להכיר את המציאות הרבודה או מציאות רבודה ותפעול אתרים. כדי ללבוש את בדיקות fNIRS, לנקות את עור המצח של המשתתפים עם ג'ל הכנת העור. עטפו את הגשושיות בניילון נצמד כדי למנוע מצבי הזעה, וקיבעו אותן על FP אחד ו-FP שני מיקומים בהתאם למערכת הבינלאומית 10 עד 20 עם סרט ראש שחור.
ואז לכסות את הגשושיות עם בנדנה שחורה. השתמש במשקפי מעקב אחר העיניים כדי ללכוד תנועת עיניים בסביבות בעולם האמיתי. התאימו עדשות מרשם ליחידת הראש של משקפי המעקב באופן מגנטי במידת הצורך וודאו שהמשתתפים יכולים להסתובב בחופשיות עם מראה מתוקנת.
לאחר שכל המשתתפים מכירים את הניסוי, כוונו כל משתתף מקבוצה A לבצע תחילה את ניסוי המציאות הרבודה ולאחר מכן את ניסוי האתר. באופן דומה, בקשו מהמשתתפים מקבוצה B לבצע תחילה את ניסוי האתר ולאחר מכן את ניסוי המציאות הרבודה. ודא שהמשתתפים יושבים בנוחות על כיסא ולנוח במשך שתי דקות כדי לאסוף נתונים בסיסיים לפני הניסוי.
כדי למדוד את נתוני fNIRS, פתח את תוכנת ההקלטה וחבר את הגשושיות למחשב נייד באמצעות מתאם Bluetooth. לאחר מכן רשמו את שינויי הריכוז של המוגלובין מחומצן בקליפת המוח הקדם-מצחית של המשתתפים בתדירות דגימה של 10 הרץ. בדוק את עוצמת האור המתקבלת ואת איכות מדד רוויית הרקמה כדי לשלוט באיכות הנתונים.
ודא שהאות המתקבל ממוקם בין אחד ל- 95% כדי למדוד את המעקב אחר העיניים, הגדר את החומרה עבור משקפי המעקב אחר העיניים. חבר את תקע משקפי המעקב אחר העיניים ליציאת USB במחשב הנייד. לאחר מכן פתח את תוכנת ההקלטה והגדר את תדירות הדגימה ל -120 הרץ.
בצע כיול של נקודה אחת על ידי בקשה מהמשתתפים להתמקד בעצם הניתן לזיהוי בשדה הראייה שלהם בגובה 0.6 מטר. הזז את סמן הצלב הדק לאובייקט הממוקד בסרטון הסצנה ולחץ על האובייקט. לאחר מכן לחץ על תקליט כפתור בממשק התוכנה כדי להתחיל להקליט.
הציגו את שאלון השימושיות ואת סולם TLX של נאס"א למשתתפים לאחר שהם משלימים את המשימות של המציאות הרבודה והאתר. לאחר השלמת הניסוי, נקו את המשדר והמקלט של הגשושיות באמצעות פד אלכוהול איזופרופיל 70%. ציוני ההבדל החציוני של שאלון השימושיות הראו כי למשתתפים הייתה חווית משתמש טובה יותר במצב AR מאשר במצב האתר.
נתוני מעקב העיניים גילו כי למשתתפים הייתה יעילות גבוהה יותר בחיפוש מידע בעת שימוש במציאות רבודה מאשר באתר. ציוני ההבדל החציוני של סולם TLX של נאס"א הצביעו על כך שטכניקת AR הובילה לעומס קוגניטיבי נמוך יותר מאשר טכניקת האתר. נתוני fNIRS שניתחו עבור ההבדלים בתנאי החמצן, ההמוגלובין והאתר הממוצעים הראו שינויים דינמיים בעומס הקוגניטיבי.
משתתפים שהכירו את מותגי המים המינרליים ששימשו בניסוי לא נכללו מכיוון שהם היו מבצעים את המשימה על סמך הידע שלהם על המותג. מחקר זה מציע פרדיגמה ניסיונית המשלבת הערכות סובייקטיביות ואובייקטיביות בתמהיל שיכול להעריך ביעילות את השימושיות של טכנולוגיות מתפתחות.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה כללית
מחקר זה מציג פרדיגמה ניסויית לבדיקת שימושיות של טכנולוגיות מתפתחות במערכות מידע ניהוליות. בדיקת השימושיות כללה הערכות סובייקטיביות ואובייקטיביות באמצעות fNIRS נייד ומשקפי מעקב עיניים.
רכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- נוירולוגיה
- אינטראקציה בין אדם למחשב
- בדיקות שימושיות
רקע
- בדיקות שימושיות חיוניות להערכת טכנולוגיות מתפתחות.
- שילוב הערכות סובייקטיביות ואובייקטיביות משפר את תוקף הממצאים.
- fNIRS נייד ומשקפי מעקב עיניים מתייחסים לתוקף אקולוגי בנוירולוגיה קוגניטיבית.
- ניסויי התנהגות בעולם האמיתי דורשים כלי מדידה אמינים.
מטרת המחקר
- לפתח פרדיגמה לבדיקת שימושיות עבור מערכות מידע ניהוליות.
- לשלב מדידות מולטימודליות להערכה מקיפה.
- להדגים את נוהל בדיקת השימושיות עם משתתפים.
שיטות ששימשו
- שיטות Neuro-Information-Systems (NeuroIS) להערכה אובייקטיבית.
- שאלון שימושיות להערכה סובייקטיבית.
- סולם NASA-Task Load Index (NASA-TLX) להערכת עומס העבודה.
- fNIRS נייד ומשקפי מעקב עיניים לאיסוף נתונים מולטימודלי.
תוצאות עיקריות
- המחקר משלב בהצלחה הערכות שימושיות סובייקטיביות ואובייקטיביות.
- fNIRS נייד ומשקפי מעקב עיניים מספקים תובנות חשובות לגבי חווית המשתמש.
- הדגמת הנוהל מדגישה את היישום המעשי של הפרדיגמה.
- הממצאים תורמים להבנת השימושיות בכלים נוירולוגיים קוגניטיביים.
מסקנות
- הפרדיגמה הניסויית מעריכה ביעילות את השימושיות בהקשרים בעולם האמיתי.
- שילוב שיטות הערכה שונות משפר את חוסן התוצאות.
- גישה זו יכולה לשמש למחקרים עתידיים במערכות מידע ניהוליות.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Integrating neuroimaging and behavioral analytics into usability testing enables biopharma R&D teams to objectively assess cognitive load and user experience for digital health and informatics platforms. This paradigm enhances predictive confidence in technology adoption decisions and supports risk-adjusted advancement of emerging digital tools within enterprise portfolios. The approach is directly relevant for evaluating AR, AI, and wearable interfaces in translational and operational settings.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Supports hypothesis-driven evaluation of user interaction with digital health technologies.
- Enables functional validation of cognitive and behavioral endpoints in informatics tools.
- Provides objective data for de-risking technology integration into R&D workflows.
Screening & Assay Development
- Facilitates standardized usability assessment for digital platforms used in screening or data capture.
- Delivers reproducible, quantitative outputs on cognitive workload and user efficiency.
- Enables scalable evaluation of multiple interface prototypes or digital modalities.
Translational & Preclinical Research
- Aligns digital tool usability with real-world operational demands in translational research.
- Supports continuity from discovery-stage informatics to preclinical and clinical deployment.
- Provides mechanistic insight into user interaction, informing biomarker or endpoint selection.
Pipeline & Workflow Integration
This usability paradigm fits from early digital tool discovery through preclinical informatics validation, supporting technology triage and enterprise adoption decisions.
- Discovery Biology: Objectively quantifies cognitive and behavioral responses to digital interventions.
- Screening: Standardizes usability metrics for digital assay platforms or data collection tools.
- Analytics: Integrates neuroimaging and eye-tracking data for robust comparative analysis.
- Translational Research: Ensures digital tool readiness for operational deployment in preclinical and clinical settings.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable framework for evaluating diverse emerging technologies across R&D programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in digital tool selection and reduces mechanistic ambiguity.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable usability assessments.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for technology adoption and optimizes capital allocation.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of digital health and informatics investments.
Implementation Considerations
- Requires expertise in neuroimaging, behavioral analytics, and usability testing.
- Needs access to mobile fNIRS, eye tracking hardware, and analytical software infrastructure.
- Demands cross-team standardization of protocols and data interpretation.
- Adaptable to various digital modalities, including AR, VR, and wearable technologies.
- Ecological validity is enhanced but may be limited by participant familiarity and real-world constraints.
