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방법 논문

모바일 아이 트래커를 사용하여 공동 시각 주의를 포착하는 방법론

7.2K 조회수

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DOI:

10.3791/60670

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2020년 1월 18일

이 논문에서

요약

멀티모달 센서를 사용하는 것은 교육 환경에서 사회적 상호 작용의 역할을 이해하는 유망한 방법입니다. 이 백서는 모바일 아이트래커를 사용하여 공동 배치된 다이드에서 관절 시각적 주의를 포착하는 방법론을 설명합니다.

초록

새로운 기술 발전의 출현으로, 전례없는 정확도로 마이크로 레벨에서 사회적 상호 작용을 연구 할 수 있습니다. 아이 트래커, 전기 피부 활성 팔찌, EEG 밴드 및 모션 센서와 같은 고주파 센서는 밀리초 수준에서 관찰을 제공합니다. 이러한 수준의 정밀도를 통해 연구원은 사회적 상호 작용에 대한 대규모 데이터 집합을 수집할 수 있습니다. 이 백서에서는 여러 아이 트래커가 사회적 상호 작용, 공동 시각 주의(JVA)의 근본적인 구조를 포착하는 방법에 대해 설명합니다. JVA는 발달 심리학자들에 의해 아이들이 언어를 습득하는 방법을 이해하고, 소규모 학습자 그룹이 어떻게 함께 작동하는지 이해하기 위해 과학자를 배우고, 사회 과학자들은 소규모 팀의 상호 작용을 이해하기 위해 연구되었습니다. 이 백서에서는 모바일 아이트래커를 사용하여 공동 배치된 설정에서 JVA를 캡처하는 방법을 설명합니다. 그것은 몇몇 경험적인 결과를 제출하고 사회적인 상호 작용을 이해하기 위하여 현미경 관측을 붙잡기의 연루를 토론합니다.

서론

JVA는 지난 세기 동안 광범위하게 연구되어 왔으며, 특히 언어 습득을 연구하는 발달 심리학자에 의해 연구되었습니다. 공동주의는 단순히 단어를 배우는 방법일 뿐 아니라 아이들의 마음 이론의 선구자라는 것이 빠르게 확립되었습니다1. 따라서, 그것은 다른 사람들과 의사 소통, 협력, 공감 개발 과 같은 많은 사회적 과정에서 중요한 역할을한다. 자폐증 어린이, 예를 들어, 중요한 사회적 장애와 관련된 자신의 간병인과 시각적 인 주의를 조정 할 수있는 능력이 부족2. 인간은 사회의 기능적 구성원이 되고, 행동을 조정하고, 다른 사람들로부터 배우기 위해 공동의 주의가 필요합니다. 첫 마디를 습득하는 아이들, 교사로부터 배우는 청소년, 프로젝트에 협력하는 학생, 공동 목표를 향해 노력하는 성인 그룹에 이르기까지 공동 주의는 개인 간의 공통점을 확립하는 기본메커니즘입니다 3. 이 논문에서는 교육 연구에서 JVA의 연구에 중점을 둡니다. 시간이 지남에 따라 공동 주의가 어떻게 전개되는지 이해하는 것은 공동 학습 프로세스의 연구에 가장 중요합니다. 이와 같이, 그것은 사회 건설주의 설정에서 지배적 인 역할을한다.

공동 관심의 정확한....

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프로토콜

1. 참가자 심사

  1. 정상 또는 수정 된 - 정상 시력을 가진 참가자를 모집해야합니다. 참가자는 모바일 아이 트래커를 착용하라는 요청을 받게 되므로 콘택트렌즈를 착용할 수 있지만 일반 안경은 착용할 수 없습니다.

2. 실험 준비

  1. 아이트래킹 장치
    1. 실제 환경에서 눈의 움직임을 포착할 수 있는 모든 모바일 아이 트래커를 사용하십시오.
      참고: 여기에 사용된 모바일 아이 트래커는 두 개의 Tobii Pro Glasses 2(재료 표참조)였습니다. 눈의 움직임을 추적할 수 있는 특수 카메라 외에도 HD 장면 카메라와 마이크가 장착되어 있어 사용자의 시야에서 시선을 시각화할 수 있습니다. 이 안경은 초당 50회 시선 데이터를 캡처합니다. 다른 연구자들은 ASL Mobile Eye5,SMI6또는 동공 실험실7을사용했으며, 이 모든 것은 장면 카메라의 비디오 스트림과 다양한 샘플링 속도(30-120Hz)의 아이 트래킹 좌표를 제공합니다. 아래 절차는 다른 아이 트래킹 장치와 약간 다를 수 있습니다.
  2. ....

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결과

위에 제시된 방법론은 물류 직업 훈련 프로그램을 따르는 학생들을 연구하는 데 사용되었다 (n = 54)12. 이 실험에서는 한 쌍의 학생이 소규모 웨어하우스를 시뮬레이션하는 유형 사용자 인터페이스(TUI)와 상호 작용했습니다. TUI에 배치 된 신탁 마커는 연구 팀이 학생들의 시선을 공통 평면에 다시 매핑하고 JVA의 수준을 계산할 수있게했습니다. 연구 결과에 따르면 JVA 수준이 높은 그룹은 자신에게 주어진 작업에서 더 잘 하는 경향이 있고, 더 많이 배웠으며, 더 나은 협업 품질을보였습니다(그림 8,왼쪽). 듀얼 아이 트래킹 데이터 세트를 통해 프리 라이더 효과와 같은 특정 그룹 역학을 캡처할 수 있었습니다. 우리는 JVA의 각 순간을 시작했을 가능성이 있는 사람(즉, 시선이 먼저 있는 사람)과 이에 응답한 사람(즉, 시선이 두 번째로 있는 사람)을 식별하여 이 효과를 추정했습니다. 우리.......

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토론

이 백서에 설명된 방법론은 JVA를 공동 배치 된 다이드에서 캡처하는 엄격한 방법을 제공합니다. 저렴한 감지 기술과 향상된 컴퓨터 비전 알고리즘의 출현으로 이전에는 사용할 수 없었던 정확도로 협업 상호 작용을 연구할 수 있게 되었습니다. 이 방법론은 환경에 전파된 신탁 마커를 활용하고 참가자의 시선을 공통 평면에 다시 매핑하는 방법으로 동형그래프를 사용합니다. 이를 통해 연구자들은 Colocated 그룹에서 JVA를 엄격하게 연구할 수 있습니다.

이 방법은 실험의 다양한 지점에서 수행해야 하는 여러 정신 검사를 포함합니다. 이는 복잡한 절차이므로 연구원은 결과 데이터 집합이 완전하고 유효한지 확인해야 합니다. 마지막으로, 실제 실험 전에 파일럿 연구를 수행하고, 데이터 수집이 완료된 후 비디오가 완성되었음에도 불구하고 참가자의 상호 작용을 재구성하는 것이좋습니다(그림 3, 그림 4,

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공개 사항

저자는 그들이 경쟁 적인 재정적 이익이 없다고 선언합니다.

감사의 글

이 방법론의 개발은 국립 과학 재단 (NSF #0835854), 직업 교육을위한 선도적 인 하우스 기술, 교육, 연구 및 혁신을위한 스위스 국가 사무국, 하버드 교육 대학의 딘 벤처 펀드에 의해 지원되었다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
Tobii 안경 2TobiiN/Ahttps://www.tobiipro.com/product-listing/tobii-pro-glasses-2/
Fiducial markersChili lab – EPFL, 스위스N/Ahttps://github.com/chili-epfl/chilitags

참고문헌

  1. Tomasello, M. Joint attention as social cognition. Joint attention: Its origins and role in development. Moore, C., Dunham, P. J. , Lawrence Erlbaum Associates, Inc. Hillsdale, NJ, England. 103-130 (1995).
  2. Mundy, P., Sigman, M., Kasari, C. A longitudinal study of joint at....

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