Blik in actie: Head-mounted Eye Tracking van kinder dynamische visuele aandacht tijdens naturalistische gedrag

Deze methode kan onderzoekers helpen begrijpen hoe de wereld eruit ziet vanuit het perspectief van een jong kind, evenals hoe ze hun echte aandacht toewijzen binnen die visie. Vergeleken met scherm-gebaseerde eye tracking, die op grote schaal wordt gebruikt in gedragswetenschappen, head-mounted eye tracking stelt ons in staat om te controleren waar kinderen kijken tijdens alledaagse activiteiten zoals speelgoed spelen en prentenboek lezen. Het demonstreren van de procedure zal worden afgestudeerde studenten Catalina Suarez-Rivera en Yayun Zhang, en lab manager Daniel Pearcy.

Voordat u een experiment begint, wijzigt u een systeem om te werken met een op maat gemaakte babycap. Selecteer een scènecamera die in termen van positionering verstelbaar is en een groot genoeg hoek heeft om een gezichtsveld vast te leggen dat geschikt is voor het aanpakken van de onderzoeksvragen die van belang zijn. Selecteer een oogcamera die verstelbaar is in termen van positionering, en heeft een infrarood LED geplaatst op een zodanige wijze dat het hoornvlies van het oog van het kind zal dit licht weer te geven.

Het eye tracking systeem moet zo onopvallend en lichtgewicht mogelijk, om de grootste kans dat jonge kinderen zullen tolereren het dragen van de apparatuur te bieden. Bevestig vervolgens de scène en de oogcamera's aan een haak en lusriem die aan de andere kant van een stuk haak en lusriem is bevestigd, genaaid op een kinderdop, om het systeem in de dop te verankeren en de camera's zo te positioneren dat ze uit het midden van het zicht van het kind zullen zijn. Voor eye-tracking data verzameling, hebben twee onderzoekers aanwezig: een om te communiceren met, en om het kind te bezetten, en een te plaatsen en de positie van de eye tracking systeem.

Betrek het kind volledig in een activiteit die de handen van het kind inneemt, zodat het kind niet omhoog komt om het oogvolgsysteem te verplaatsen of te grijpen, en plaats het eye-tracking systeem op het hoofd van het kind. Plaats de scènecamera laag op het voorhoofd om het gezichtsveld van het kind het beste te benaderen en centreer de scènecameraweergave op wat het kind tijdens de studie zal bekijken. Om hoogwaardige blikgegevens te verkrijgen, plaatst u de oogcamera om zowel de pupil als de hoornvliesreflectie te detecteren zonder wang- of wimperocclusie in het volledige bewegingsbereik van het oog.

Het lastigste deel van dit protocol is het plaatsen van de apparatuur op het hoofd van het kind en het aanpassen van de camera's zonder het kind te verstoren. Snelheid, vertrouwen en praktijk zijn essentieel. Zodra de scène en de ogen beelden zijn zo van hoge kwaliteit als kan worden verkregen, de aandacht van het kind te vestigen op verschillende locaties in hun gezichtsveld om kalibratie gegevens te verzamelen.

Zorg ervoor dat de lichaamspositionering van het kind tijdens de kalibratie overeenkomt met de positie die tijdens het onderzoek zal worden gebruikt. Wanneer alle kalibratiepunten zijn verkregen, beginnen met het verzamelen van de eye-tracking gegevens. Rekening houdend met eventuele punten waarop het eye-tracking systeem wordt gestoten of verkeerd uitgelijnd, om herijking mogelijk te maken indien nodig, en om aparte codering van de gegevens voor en na de verkeerde opstelling mogelijk te maken.

Om de eye-tracking gegevens aan het einde van de studie te kalibreren, opent u een geschikt kalibratiesoftwareprogramma en past u de drempels van de verschillende detectieparameters binnen de kalibratiesoftware aan om een goed oogbeeld te verkrijgen. Tijdens de eerste ronde van kalibratie, identificeren kalibratie punten op momenten dat het kind is duidelijk op zoek naar een duidelijk punt in de scène beeld, rekening houdend met het feit dat deze kunnen worden punten opzettelijk gemaakt door de onderzoeker tijdens de gegevensverzameling, of punten uit de studie, waarin het punt van de blik is gemakkelijk te identificeren, zolang de leerling nauwkeurig wordt gedetecteerd voor die frames. Maak een reeks kalibratiepunten om de toewijzing tussen de scène en het oog vast te stellen.

Als het oogvolgsysteem op enig moment tijdens het onderzoek van positie is veranderd, maakt u afzonderlijke kalibraties voor de gedeelten voor en na de verandering in positie. Om de regio's van belang te coderen, stelt u een lijst samen van alle regio's die van belang zijn die moeten worden gecodeerd op basis van de onderzoeksvragen en gebruikt u het oogbeeld, het scènebeeld en het punt van het blikspoor van het kind om te bepalen welk gebied van belang visueel wordt bijgewoond. Blader door frames een voor een om te kijken voor momenten van de leerling in het oog beeld als de primaire cue dat het gebied van belang kan zijn veranderd.

Wanneer een zichtbare beweging van het oog optreedt, controleert u of het kind het blikpunt verplaatste naar een nieuw gebied van belang, of naar geen bepaald gebied van belang. Hoewel de interessegebieden voor elk frame afzonderlijk zijn gecodeerd, gebruikt u frames voor en na het frame dat wordt geanalyseerd om contextuele informatie te verkrijgen die kan helpen bij het bepalen van het juiste interessegebied. Hier worden voorbeeldregio's van interessestromen voor twee kinderen van 18 maanden weergegeven.

Elk gekleurd blok vertegenwoordigt doorlopende frames waarin het kind naar een bepaald gebied van belang heeft gekeken. Kinderen vertoonden individuele verschillen in hun selectiviteit voor verschillende subsets speelgoed, zoals blijkt uit de verschillen in verhouding tussen de interacties die elk kind besteedde aan het bekijken van elk van de speelgoedregio's van belang. Hoewel het totale percentage tijd dat beide kinderen besteedden aan het bekijken van al het speelgoed enigszins vergelijkbaar was, varieerde de verhouding van de tijd die aan individueel speelgoed werd besteed sterk, zowel binnen als tussen de onderwerpen.

Bovendien, hoe deze verhoudingen van de zoektijd werden bereikt ook verschilde, met Child Two's gemiddelde look duur bijna het dubbele van die van Child One. Een andere eigenschap aangetoond door deze gegevens is dat beide kinderen zelden keek naar de gezichten van hun ouders tijdens de sessie, en dat wanneer ze dat deden, elke blik duur was meestal voor minder dan een seconde. Onderzoekers kunnen hoofd-gemonteerde eye trackers op kinderen en hun sociale partner tegelijkertijd, evenals deze procedure te integreren met technieken zoals motion-tracking en hartslag monitoring, om high-density, multi-modale datasets voor het beantwoorden van een verscheidenheid van vragen.

Het gebruik van deze technieken heeft ons begrip van vele onderwerpen in de ontwikkelingsliteratuur veranderd, waaronder gezamenlijke en aanhoudende aandacht, veranderende visuele ervaringen met leeftijd en motorische ontwikkeling, en de rol van visuele ervaringen in woordleren. Dit protocol is met succes gebruikt met klinische populaties, waaronder kinderen met cochleaire implantaten en kinderen gediagnosticeerd met autisme spectrum stoornissen.