Artykuł metodologiczny

Pomiar kosztu korzystania ze smartfona podczas chodzenia

2K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/60555

⸱

30 kwietnia 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1HEC Montréal, 2Université de Montréal

W tym artykule

Informacja o sprostowaniu

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

Podsumowanie

Ten projekt badania mierzy koszt zmiany zadania podczas korzystania ze smartfona podczas chodzenia. Uczestnicy przechodzą dwa warunki eksperymentalne: warunek kontrolny (chodzenie) i warunek wielozadaniowości (wysyłanie SMS-ów podczas chodzenia). Uczestnicy przełączają się między tymi zadaniami a zadaniem określającym kierunek. Rejestrowane są dane EEG, a także pomiary behawioralne.

Streszczenie

Ten artykuł przedstawia protokół badania mierzący koszt zmiany zadania podczas korzystania ze smartfona podczas chodzenia. Metoda ta polega na tym, że uczestnicy chodzą na bieżni w dwóch warunkach eksperymentalnych: warunku kontrolnym (tj. po prostu chodzenie) i warunek wielozadaniowości (tj. pisanie SMS-ów podczas chodzenia). W tych warunkach uczestnicy muszą przełączać się między zadaniami związanymi z warunkami eksperymentalnymi a zadaniem określającym kierunek. To zadanie kierunkowe jest wykonywane za pomocą figury piechura ze światłem punktowym, pozornie idącego w lewo lub w prawo od uczestnika. Wykonanie zadania kierunkowego reprezentuje koszty zmiany zadania przez uczestnika. Istniały dwie miary wydajności: 1) prawidłowa identyfikacja kierunku i 2) czas reakcji. Dane EEG są rejestrowane w celu zmierzenia oscylacji alfa i zaangażowania poznawczego występujących podczas przełączania zadania. Metoda ta ma ograniczoną wartość ekologiczną: w otoczeniu pieszych występuje jednocześnie wiele bodźców konkurujących o uwagę. Niemniej jednak metoda ta jest odpowiednia do określenia kosztów zmiany zadań. Dane EEG pozwalają na zbadanie podstawowych mechanizmów w mózgu, które są związane z różnymi kosztami przełączania zadań. Taka konstrukcja umożliwia porównanie przełączania zadań podczas wykonywania jednego zadania na raz, w porównaniu z przełączaniem zadań podczas wielozadaniowości, przed prezentacją bodźca. Pozwala to zrozumieć i wskazać zarówno behawioralny, jak i neurofizjologiczny wpływ tych dwóch różnych warunków przełączania zadań. Co więcej, korelując koszty przełączania zadań z aktywnością mózgu, możemy dowiedzieć się więcej o tym, co powoduje te efekty behawioralne. Protokół ten stanowi odpowiednią podstawę do badania kosztów zmiany różnych zastosowań smartfonów. Można do niego dodać różne zadania, kwestionariusze i inne środki, aby zrozumieć różne czynniki związane z kosztem zmiany zadań podczas korzystania ze smartfona podczas chodzenia.

Wprowadzenie

Ponieważ zarówno penetracja smartfonów, jak i tendencja do wielozadaniowości rosną, ważne jest zrozumienie wpływu korzystania ze smartfona podczas chodzenia na uwagę. Literatura wielokrotnie wykazała, że przełączanie zadań wiąże się z kosztem1, w tym korzystanie ze smartfona podczas chodzenia. Badania wykazały, że korzystanie ze smartfona podczas chodzenia może rozpraszać i być niebezpieczne2,3,4. Zagrożenia te zostały powiązane z upośledzeniem uwagi podczas wykonywania takiego zadania3,4,5,6,7. Ze względu na złożony charakter środowiska pieszego, badanie go w kontekście eksperymentalnym, który jest ważny z ekologicznego punktu widzenia, może być problematyczne. Niemniej jednak przeprowadzanie takich badań w rzeczywistych środowiskach pieszych może wiązać się z komplikacjami własnymi w sobie, ponieważ w grę może wchodzić wiele zewnętrznych zmiennych i istnieje ryzyko szkody dla uczestnika z powodu rozproszenia. Ważne jest, aby móc badać takie zjawisko w stosunkowo bezpiecznym środowisku, które pozostaje tak realistyczne, jak to tylko możliwe. W tym artykule opisujemy metodologię badawczą, która bada koszt zmiany zadania podczas wysyłania wiadomości tekstowych podczas chodzenia, jednocześnie zwiększając ważność zadania i łagodząc potencjalne ryzyko z nim związane.

Podczas korzystania ze smartfona podczas chodzenia, osoby są zmuszone przełączyć się z zadań smartfona na chodzenie i zadania związane z otoczeniem. W związku z tym, aby zbadać takie zjawisko, uznaliśmy za stosowne ujęcie tej metody w ramce literatury dotyczącej wielozadaniowości, w szczególności skoncentrowanej na paradygmacie przełączania zadań. W tym celu zastosowano paradygmat przełączania zadań1, prosząc uczestników o przełączanie się między zadaniem przed bodźcem a zadaniem po bodźcu. Jedno z dwóch zadań przed bodźcem obejmowało wielozadaniowość, podczas gdy drugie nie. W zadaniu po bodźcu uczestnicy musieli zareagować na bodziec, na którego percepcję wpływa podzielność uwagi8. Co więcej, eksperymentalne badania laboratoryjne, które starają się być jak najbardziej ekologiczne, często wykorzystują wirtualne środowiska pieszych, aby zrozumieć wpływ korzystania ze smartfona podczas chodzenia na uwagę4,9. Niemniej jednak, aby uchwycić leżące u podstaw mechanizmy neurofizjologiczne, zdecydowaliśmy się skupić na konkretnej reakcji przełączania zadań na jeden bodziec, aby zminimalizować liczbę bodźców, na które uczestnicy musieli zareagować. W ten sposób możemy dokładniej określić koszt zmiany zadania wynikający wyłącznie z odwrócenia uwagi od smartfona w kierunku bodźca. W naszym projekcie badania wykorzystujemy miary behawioralne (tj. koszt zmiany zadań) i dane neurofizjologiczne, aby lepiej zrozumieć upośledzenia uwagi występujące podczas korzystania ze smartfonów przez pieszych.

Podczas eksperymentu polegającego na przełączaniu zadań, uczestnicy zazwyczaj wykonywali co najmniej dwa proste zadania związane z zestawem bodźców, przy czym każde zadanie wymagało innego zestawu zasobów poznawczych, określanego jako "zestaw zadań"1. Kiedy jednostki są zmuszone do przełączania się między zadaniami, ich zasoby umysłowe muszą się dostosować (tj. zahamować poprzedni zestaw zadań i aktywować bieżący zestaw zadań). Uważa się, że ten proces "rekonfiguracji zestawu zadań" jest przyczyną kosztu przełączania zadań1. Koszt przełączania zadań jest zwykle określany na podstawie obserwacji różnic w czasie odpowiedzi i/lub poziomie błędów między próbami, w których uczestnicy przełączają się między zadaniami, a tymi, w których tego nie robią10. W naszym eksperymencie mieliśmy trzy zestawy zadań: 1) reagowanie na bodziec piechura w postaci światła punktowego; 2) pisanie SMS-ów na smartfonie podczas spaceru; i 3) po prostu chodzenie. Porównaliśmy koszt przełączania między dwoma różnymi warunkami: 1) po prostu chodzenie przed zareagowaniem na bodziec i 2) chodzenie podczas wysyłania SMS-ów przed odpowiedzią. W ten sposób uchwyciliśmy koszt wielozadaniowości na smartfonie przed zmianą zadania i byliśmy w stanie bezpośrednio porównać go z kosztem przejścia bez wielozadaniowości polegającym na zwykłym chodzeniu przed pojawieniem się bodźca wizualnego. Ponieważ smartfon używany w tym badaniu był określonej marki, wszyscy uczestnicy zostali przebadani przed eksperymentem, aby upewnić się, że wiedzą, jak prawidłowo korzystać z urządzenia.

Aby zasymulować realistyczne doświadczenie reprezentatywne dla kontekstu pieszego, zdecydowaliśmy się użyć postaci spacerowicza ze światłem punktowym jako bodźca wizualnego, reprezentującego ludzką postać idącą z kątem odchylenia 3,5° w lewo lub w prawo uczestnika. Figura ta składa się z 15 czarnych kropek na białym tle, z kropkami reprezentującymi głowę, ramiona, biodra, łokcie, nadgarstki, kolana i kostki człowieka (ryc. 1). Ten bodziec opiera się na ruchu biologicznym, co oznacza, że podąża za wzorcem ruchu, który jest typowy dla ludzi i zwierząt11. Co więcej, bodziec ten jest więcej niż uzasadniony ekologicznie; Wymaga złożonego przetwarzania wizualnego i uwagi, aby mógł być skutecznie analizowany12,13. Co ciekawe, Thornton i in.8 stwierdzili, że na prawidłową identyfikację kierunku piechura przypominającego punkt duży wpływ ma podzielność uwagi, co czyni ją odpowiednią jako miarę wydajności podczas badania kosztów przełączania zadań podczas wielozadaniowości. Uczestnicy zostali poproszeni o ustne określenie kierunku, w którym idzie postać. Pojawienie się piechura zawsze poprzedzała sygnał dźwiękowy, który sygnalizował jego pojawienie się na ekranie.

Wyniki w zadaniu chodzika punktowego i dane neurofizjologiczne pozwoliły nam określić wpływ obu warunków na uwagę i pomóc w ustaleniu, co je spowodowało. Wydajność mierzono, przyglądając się wskaźnikom błędów i czasom reakcji podczas określania kierunku figury piechura światła punktowego. Aby zrozumieć podstawowe mechanizmy poznawcze i uważne związane z zaburzeniami uwagi, które znaleźliśmy za pomocą pomiaru wydajności, oceniliśmy dane neurofizjologiczne uczestników za pomocą EEG actiCAP z 32 elektrodami. EEG jest odpowiednim narzędziem pod względem tymczasowej precyzji, co jest ważne, gdy próbuje się zobaczyć, co powoduje słabą wydajność w określonych momentach w czasie (np. pojawienie się figury piechura w świetle punktowym), chociaż artefakty mogą być obecne w danych ze względu na ruchy. Podczas analizy danych EEG szczególnie istotne są dwa wskaźniki: 1) oscylacje alfa; oraz 2) zaangażowanie poznawcze. Badania wykazały, że oscylacje alfa mogą reprezentować kontrolę pamięci roboczej, a także aktywne hamowanie obwodów mózgowych nieistotnych dla zadania14,15,16,17. Porównując oscylacje alfa na poziomie wyjściowym z tymi występującymi przy prezentacji bodźca18,19, uzyskaliśmy współczynnik alfa. Dzięki temu współczynnikowi określiliśmy zmiany związane ze zdarzeniem, które mogą leżeć u podstaw upośledzenia uwagi obserwowanego podczas wysyłania SMS-ów podczas chodzenia. Jeśli chodzi o zaangażowanie poznawcze, Pope i in.20 opracowali wskaźnik, w którym aktywność beta reprezentuje zwiększone pobudzenie i uwagę, a aktywność alfa i theta odzwierciedla spadki pobudzenia i uwagi21,22. Analiza ta została przeprowadzona w celu określenia, czy zwiększone zaangażowanie przed pojawieniem się bodźca skomplikuje rekonfigurację zestawu zadań wymaganą w celu zareagowania na figurę piechura.

Za pomocą metodologii opisanej w tym artykule, staramy się uchwycić podstawowe mechanizmy, które wpływają na wydajność przełączania zadań u uczestników zaangażowanych w epizody wielozadaniowości. Warunek chodzenia reprezentuje wydajność przełączania zadań bez wielozadaniowości, która jest porównywana z wydajnością przełączania zadań wielozadaniowości (tj. wysyłania wiadomości tekstowych podczas chodzenia). Mierząc rolę hamowania i aktywacji zestawu zadań, staraliśmy się lepiej zrozumieć koszty przełączania, które występują podczas wysyłania wiadomości tekstowych podczas chodzenia. Należy zauważyć, że pierwotne badanie zostało przeprowadzone w immersyjnym środowisku wirtualnym23, ale później zostało powtórzone w pomieszczeniu eksperymentalnym (patrz Rysunek 2) z projektorem wyświetlającym figurkę spacerowicza na ekranie przed uczestnikiem. Ponieważ to wirtualne środowisko nie jest już dostępne, protokół został dostosowany do obecnego projektu pomieszczenia eksperymentalnego.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Przed rozpoczęciem zbierania danych, ważne jest, aby uzyskać wszystkie niezbędne zgody na badania etyczne dla uczestników z udziałem ludzi. Powinno się to odbywać za pośrednictwem odpowiednich komisji rewizyjnych i/lub komitetów oceniających z udziałem ludzi.

Ten protokół został zatwierdzony i certyfikowany przez komisję etyki z HEC Montréal dla placówki badawczej Tech3Lab.

1. Przygotowanie bodźca wzrokowego

  1. Utwórz eksperymentalny szablon dla bodźca wizualnego za pomocą oprogramowania do prezentacji eksperymentu wizualnego, takiego jak E-prime. Utwórz jeden dla badania praktycznego (sześć badań) i jeden dla warunków eksperymentalnych (22 badania).
  2. Otwórz oprogramowanie E-prime i przejdź do okna struktury, w którym można utworzyć logikę eksperymentu.
    1. Kliknij dwukrotnie SessionProc (oś czasu do sekwencjonowania kolejności pojawiania się obiektów E).
    2. Przeciągnij obiekt TextDisplay z przybornika do wiersza SessionProc.
      1. Kliknij dwukrotnie na obiekt TextDisplay, który został wstawiony do SessionProc i napisz instrukcję badania: "Kiedy usłyszysz sygnał dźwiękowy, podnieś głowę i wskaż na głos, w którym kierunku idzie chodzik, w lewo lub w prawo. Eksperyment rozpocznie się wkrótce.
      2. Kliknij ikonę Property Pages (Strony właściwości) w górnej części okna TextDisplay. Kliknij kartę Wspólne i zmień ustawienie pola Nazwa na instrukcje. Kliknij menu rozwijane Czas trwania i wybierz opcję Nieskończony. Kliknij kartę Czas trwania/Dane wejściowe i wybierz Dodaj, wybierz Klawiatura i naciśnij OK. Kliknij ponownie OK, aby wyjść ze stron właściwości. Dzięki temu instrukcje pozostaną na ekranie, dopóki nie naciśniesz, aby rozpocząć eksperyment.
    3. W SessionProc przeciągnij teraz i upuść obiekt List do wiersza SessionProc (umieść go po instrukcjach). Kliknij dwukrotnie obiekt Lista. W kolumnie Procedura wpisz "Left-Trial", naciśnij Enter i kliknij TAK, aby wyświetlić wyskakujące okienko z prośbą o utworzenie nowej procedury. Gdy w następnym wyskakującym okienku pojawi się prośba o ustawienie tej wartości jako domyślnej, kliknij NIE.
    4. Kliknij dwukrotnie obiekt List w wierszu SessionProc. Kliknij zielony przycisk o nazwie Dodaj atrybut. Nazwij atrybut jako: poprawna odpowiedź. Kliknij przycisk OK.
    5. Kliknij na puste miejsce w kolumnie poprawna odpowiedź i napisz L (ma to na celu zasygnalizowanie, że ten obiekt listy jest dla piechura idącego w lewo).
    6. Wróć do SessionProc i kliknij nowy obiekt, który został utworzony o nazwie Left-Trial.
    7. Przejdź do SessionProc i kliknij dwukrotnie obiekt Left-Trial.
      1. Przeciągnij i upuść obiekt InLine do wiersza Left-Trial i zmień jego nazwę.
        1. WybierzITI. Kliknij dwukrotnie obiekt InLine i wpisz następujący kod:
          Dim nRandom jako liczba całkowita
          nRandom = Losowy (16500, 17500)
          c.SetAttrib "ITIDur", nRandom
        2. Kod prezentuje bodziec spacerowicza w odstępach czasu od 16 500 ms do 17 500 ms.
    8. Kliknij dwukrotnie Left-Trial. Przeciągnij i upuść obiekt Slajd do linii Left-Trial. Zmień jego nazwę na Oczekujący, ten obiekt będzie pustym ekranem, który pojawia się między bodźcami wizualnymi przez czas określony przez kod w kroku 1.2.7.
    9. Kliknij dwukrotnie obiekt Slajd.
      1. Kliknij podobiekt o nazwie SlideText i kliknij gdzieś na slajdzie, aby umieścić tam obiekt.
      2. Usuń istniejący tekst z tego obrazu.
      3. Kliknij opcję Strony właściwości obiektów podrzędnych.
      4. Na karcie Ramka ustaw zarówno szerokość, jak i wysokość na 100%. Kliknij przycisk OK.
    10. Kliknij Strony właściwości i przejdź do zakładki Czas trwania/Dane wejściowe. Wpisz w polu czas trwania następującą wartość: [ITIDur].
    11. Kliknij dwukrotnie Left-Trial, a następnie przeciągnij i upuść obiekt SoundOut na linię Left-Trial.
      1. Kliknij dwukrotnie obiekt SoundOut.
      2. W polu Nazwa pliku wybierz odpowiedni katalog z plikami wskazówek dźwiękowych.
      3. Zmień rozmiar buforu na 1 000 ms.
      4. Kliknij przycisk OK.
    12. Wróć do Left-Trial i przeciągnij i upuść obiekt Slide do linii Left-Trial i zmień jego nazwę na Walker Left.
      1. Kliknij dwukrotnie ten nowy obiekt.
      2. Dodaj obiekt podrzędny SlideMovie, klikając obiekt podrzędny, a następnie klikając slajd.
      3. Kliknij opcję Sub-Object Property Pages (Strony właściwości obiektu podrzędnego) i w obszarze Nazwa pliku wybierz katalog, w którym znajduje się plik wideo lewego spacernika.
      4. Ustaw opcję Stop After mode na wartość OffsetTime.
      5. Kliknij Rozciągnij i wybierz TAK.
      6. Ustaw opcję Zakończ akcję filmu na Zakończ.
      7. Kliknij zakładkę Ramka i ustaw szerokość i wysokość na 100%.
      8. W polu Position (Pozycja) ustaw zarówno pozycję X, jak i Y na 50%.
      9. Na koniec ustaw kolor obramowania na biały.
      10. Kliknij przycisk OK.
      11. Kliknij strony właściwości obiektu Slajd.
        1. Kliknij kartę Czas trwania/Dane wejściowe.
        2. Ustaw czas trwania na 4 000. Ustaw opcję PreRelease na 500.
        3. Kliknij przycisk OK.
    13. Powtórz całą tę procedurę (tj. od kroków 1.2.3–1.2.9) dla właściwej próby. Nazwij procedurę Right-Trial. Postępując zgodnie z procedurą, zmień tylko poprawną odpowiedź (tj. na R zamiast lub L) i plik wideo. Użyj katalogu plików wideo dla prawego chodzika.
  3. Kliknij dwukrotnie element SessionProc.
    1. Przeciągnij i upuść i przesuń obiekt do linii SessionProc
    2. Kliknij dwukrotnie ten obiekt i dodaj podobiekt SlideText.
    3. Napisz pauzę jako tekst.
    4. Ponownie przejdź do stron właściwości podobiektów i na karcie Ramka ustaw szerokość i wysokość na 100%. Ustaw pozycję dla x i y na 50%.
    5. Kliknij przycisk OK.
  4. Kliknij dwukrotnie obiekt Lista, który został już utworzony.
    1. Kliknij strony właściwości obiektu Lista.
    2. Na karcie Wybór ustaw kolejność na Losowo i kliknij przycisk OK.
    3. W kolumnie Waga należy wstawić następujące liczby:
      1. Praktyka: wprowadź liczbę 3 zarówno w wierszu Left-Trial, jak i Right-Trial.
      2. Eksperyment: wprowadź liczbę 11 zarówno w wierszu Left-Trial, jak i Right-Trial.
  5. W górnej części okna kliknij ikonę Generuj, aby utworzyć wykonywalny plik skryptu. Zapisz go na pulpicie, aby mieć do niego łatwy dostęp. Jest to plik, który zostanie uruchomiony podczas eksperymentu.
    1. Zapisz próbę próbną jako "Praktykę", a próbę eksperymentalną jako "Eksperyment".
    2. Przetestuj skrypt utworzony przez kliknięcie ikony Uruchom.
  6. W folderze E-studio zostanie utworzony plik E-run. Oba utworzone pliki (jeden dla próby praktycznej i jeden dla prób eksperymentalnych) można umieścić w folderze na pulpicie komputera. Aby uruchomić eksperyment wizualny, wystarczy kliknąć odpowiednią ikonę.
  7. Po utworzeniu eksperymentalnych szablonów bodźca wizualnego spróbuj wyświetlić je za pomocą projektora.
    1. W ustawieniach projektora zmodyfikuj wysokość figurki chodzika i upewnij się, że jest ona wyśrodkowana bezpośrednio przed miejscem, w którym uczestnik stałby na bieżni.
    2. Za pomocą taśmy mierniczej zmierz wysokość chodzika bezpośrednio na ekranie projektora. Oblicz odległość między ekranem a oczami osoby stojącej na bieżni, aby bodziec objął 25° kąta widzenia i odpowiednio przesuń bieżnię. Aby obliczyć niezbędne odległości, można skorzystać z następującej strony internetowej: http://elvers.us/perception/visualAngle/

2. Konfiguracja środowiska laboratoryjnego

  1. Włącz cztery komputery nagrywające, wzmacniacz EEG, projektor, bieżnię, głośniki i smartfon.
  2. Skonfiguruj urządzenie nagrywające.
    1. Otwórz oprogramowanie synchronizujące z określonym podprogramem utworzonym dla badania ze znacznikami po 10 sekundach.
      1. Oprogramowanie synchronizujące wysyła impuls, który pojawia się w postaci znacznika i impulsu świetlnego w nagraniach EEG i wideo co 10 s.
    2. Włącz oprogramowanie do nagrywania wideo. Kamery również powinny się automatycznie włączyć. Jeśli nie, włącz je ręcznie.
    3. Otwórz i skonfiguruj oprogramowanie do zapisu EEG dla uczestnika.
    4. Otwórz folder zawierający plik wykonywalny skryptu bodźca wizualnego utworzony za pomocą oprogramowania do prezentacji eksperymentów wizualnych.
    5. Przygotuj zestaw EEG i materiały zgodnie z procedurami sugerowanymi przez producentów.
    6. Usuń rozmowę z poprzednim uczestnikiem ze smartfona.
    7. Umieść nową butelkę z wodą obok krzesła do odpoczynku uczestnika.

3. Przygotowanie uczestników

  1. Powitaj uczestnika w pokoju nr 1 i opowiedz mu krótko o czasie trwania badania i wynagrodzeniu.
  2. Poproś uczestników, aby zdjęli biżuterię (np. kolczyki, kolczyki, naszyjniki), okulary, smartfon i wszelką zawartość z kieszeni, wrzucili je do kosza i włożyli do szafki.
  3. Poproś uczestników, aby pozbyli się gumy do żucia, którą mogą jeść i upewnili się, że zjedli przed rozpoczęciem eksperymentu.
  4. Upewnij się, że uczestnik ma na sobie wygodne buty do chodzenia i poproś ich, aby zawiązali sznurowadła, aby zagwarantować uczestnikowi bezpieczeństwo podczas eksperymentu.
  5. Poproś uczestnika o przeczytanie i podpisanie formularza zgody.
    1. Przeczytaj poniższy skrypt i poproś uczestnika, aby usiadł, aby mógł przeczytać i podpisać formularz zgody:

      "Oto formularz zgody stwierdzający, że zgadzasz się na udział w tym badaniu. Przeczytaj go uważnie i podpisz. Nie wahaj się, jeśli masz jakiekolwiek pytania."
  6. Zabierz uczestnika do wyznaczonego pokoju przygotowawczego dla uczestnika, pokój 3, w którym ma zostać założony czepek EEG.
  7. Zapoznaj się z przygotowanym skryptem, który wyjaśnia przebieg procesu eksperymentalnego:

    "Być może zauważyłeś, że od czasu do czasu czytam jakiś tekst. Ma to na celu zapewnienie, że wszyscy uczestnicy otrzymają identyczne instrukcje. W tym badaniu interesuje nas, w jaki sposób ludzie wchodzą w interakcję z bodźcem znajdującym się przed nimi, wysyłając wiadomości tekstowe i chodząc z umiarkowaną prędkością. Przez około 40 minut będziesz wysyłać SMS-a do [imię i nazwisko asystenta naukowego], że spotkałeś się wcześniej z tym smartfonem [pokaż smartfon]. Podczas pisania SMS-ów od czasu do czasu usłyszysz dźwięk. Po tym dźwięku pojawi się obraz chodzącej postaci. Twoim zadaniem jest podnieść głowę do ekranu w tym miejscu [wskaż ekran] i wskazać na głos, czy postać idzie w twoją prawą CZY w lewo. Nie zostaniesz poproszony o zrobienie niczego innego. Zapiszę wasze odpowiedzi. Zauważ, że we wszystkich blokach są dwie opcje odpowiedzi (prawa i lewa), więc niemożliwe jest, aby na przykład tylko w lewo lub w prawo jako jeden wybór. Kierunek, z którego pochodzi postać, jest całkowicie losowy. Po podyktowaniu odpowiedzi po prostu kontynuuj wysyłanie SMS-a [name of research assistant]. Ważne jest, aby nie odwracać się, gdy odpowiadasz lub chcesz ze mną porozmawiać, ponieważ możesz być zdestabilizowany i upaść. Trzymaj głowę do przodu. Będę stał za tym lustrem tutaj [wskaż na szybę] przez cały czas trwania eksperymentu. Masz pytania?"
  8. Zmierz obwód głowy uczestnika pod kątem nasadki elektrody EEG. W tym eksperymencie użyto ActiCap EEG z 32 wstępnie amplifikowanymi elektrodami.
    1. Wybierz odpowiedni rozmiar czepka EEG, umieść go na piankowej głowicy w celu podparcia i umieść wszystkie elektrody we właściwym miejscu.
    2. Ponownie zmierz obwód głowy uczestnika, aby określić punkt początkowy nasadki przy użyciu systemu odniesienia 10-20.
    3. Umieść nasadkę na głowie uczestnika zaczynając od przodu i przytrzymaj ją w tej pozycji, jednocześnie ciągnąc ją do tyłu. Upewnij się, że nasadka jest prawidłowo umieszczona.
    4. Podłącz nasadki EEG do skrzynki kontrolnej EEG.
    5. Pokaż uczestnikowi aplikator żelu, aby mógł zobaczyć, że nie jest ostry i pozwól mu go dotknąć, jeśli sobie tego życzy. Przeczytaj następujący skrypt:

      "Oto aplikator i końcówka, których użyję do nałożenia żelu na czepek EEG, który masz na głowie. Możesz go dotknąć; To nie boli. Końcówka jest na tyle krótka, że nigdy nie dotyka głowy."
    6. Włącz skrzynkę elektrod EEG tak, aby wszystkie kontrolki elektrod zmieniły kolor na czerwony.
    7. Aktywuj elektrody, najpierw odsuwając włosy na bok, a następnie nakładając żel na każdą elektrodę: zacznij od elektrody masowej, a następnie elektrody odniesienia. Gdy te dwie elektrody zmienią kolor na zielony, dodaj pozostałe elektrody.
    8. Umieść żel, aż wszystkie czujniki elektrod zmienią kolor na zielony.
    9. Zmierz impedancję na skrzynce sterowniczej.
    10. Odłącz od skrzynki sterowniczej i podłącz je do adaptera Move (tj. zestawu adaptera, który bezprzewodowo przesyła dane z powrotem do skrzynki sterowniczej).
    11. Umieść zestaw adaptera w saszetce i poproś uczestnika, aby przymocował go do pasa, tak aby i zestaw adaptera były umieszczone w kierunku pleców uczestnika.
    12. Wróć do sali komputerowej (sala 4) i sprawdź impedancję każdej elektrody.
    13. Sprawdź, czy jakość danych jest zadowalająca, sprawdzając wzrokowo sygnał na ekranie monitora oprogramowania EEG. W razie potrzeby napraw problematyczne elektrody.
  9. Zabierz uczestnika do pokoju eksperymentalnego (tj. pokoju 2).
  10. Poproś uczestnika, aby stanął na bieżni i przymocował mu klucz bezpieczeństwa do bieżni.
  11. Włącz bieżnię do prędkości 0,8 mil na godzinę i poproś uczestnika, aby chodził przez 2 minuty, aby zapoznał się z prędkością. W ciągu tych 2 minut przypomnij uczestnikowi o instrukcjach:

    "Przez około 40 minut będziesz wysyłać SMS-y [imię i nazwisko asystenta naukowego] za pomocą smartfona. Podczas pisania SMS-ów od czasu do czasu usłyszysz dźwięk. Po tym dźwięku pojawi się obraz chodzącej postaci. Twoim zadaniem jest w tym czasie podnieść głowę do ekranu i wskazać na głos, Twoim zdaniem, czy postać idzie w prawo, czy w lewo. Nie zostaniesz poproszony o zrobienie niczego innego. Zapiszę wasze odpowiedzi. Po udzieleniu odpowiedzi po prostu kontynuuj wysyłanie SMS-a o treści [imię i nazwisko asystenta naukowego]. Ważne jest, aby zawsze udzielać odpowiedzi. Jeśli nie masz pewności, opowiedz nam o swoich przypuszczeniach. Nie odwracaj się, kiedy udzielasz odpowiedzi lub gdy chcesz ze mną porozmawiać, ponieważ możesz się zdestabilizować i upaść. Trzymaj głowę do przodu. Eksperyment składa się z czterech części, dwóch, w których wysyłasz SMS-a [imię asystenta naukowego] podczas chodzenia, i dwóch, w których po prostu chodzisz. Każda część trwa około 12 minut, a między każdą częścią jest przerwa 2 minuty. Masz pytania?"

4. Próba próbna

  1. Daj uczestnikowi smartfona.
  2. Powiedz uczestnikowi, że będzie wykonywał próbę próbną.
  3. Kliknij plik wykonywalny skryptu bodźca, aby przejść do prób praktycznych. Wprowadź numer uczestnika i rozpocznij badanie.
  4. Poproś uczestnika, aby ćwiczył reagowanie na bodźce wizualne podczas rozmowy tekstowej z asystentem badawczym. Ta sesja treningowa potrwa 3 minuty.
  5. Po rozpoczęciu sesji postępuj zgodnie ze skryptem rozmowy SMS-owej utworzonym na potrzeby badania.
  6. Zapisz odpowiedź uczestnika na każde pojawienie się bodźca w szablonie arkusza kalkulacyjnego.
  7. Po 3 minutach poproś uczestnika, aby usiadł na krześle i napił się wody. W tym czasie dostosuj prędkość bieżni do 0.4 mil na godzinę.
  8. Przypomnij uczestnikowi o instrukcjach badania.

5. Gromadzenie danych

  1. Instalacji
    1. Przejdź do arkusza przepływu pracy, aby wybrać kolejność warunków dla bieżącego uczestnika. Możliwe są dwie kolejności: w kolejności A próby 1 i 3 używają warunku wysyłania SMS-ów, podczas gdy próby 2 i 4 używają warunku kontrolnego. W kolejności B, próby 1 i 3 wykorzystują warunki kontrolne, a próby 2 i 4 używają warunków wysyłania SMS-ów. Podczas każdej próby bodziec wzrokowy pojawia się 22 razy.
    2. Upewnij się, że całe oprogramowanie do nagrywania jest gotowe do uruchomienia w synchronizacji.
    3. Włącz całe oprogramowanie do nagrywania (np. EEG, wideo)
    4. Poproś uczestnika, aby wrócił na bieżnię i powoli zwiększył prędkość z powrotem do 0,8 mil na godzinę.
    5. Włącz program bodźców wizualnych i zacznij go uruchamiać.
    6. Przeczytaj instrukcje badania w zależności od warunków eksperymentu.
      1. Uruchom plik wykonywalny skryptu bodźca dla wersji próbnych eksperymentu. Wprowadź numer uczestnika i kod wybrany dla określonych warunków. Rozpocznij okres próbny.
  2. Warunek kontrolny
    1. Upewnij się, że smartfon znajduje się poza polem widzenia uczestnika podczas tego zadania.
    2. Poinstruuj uczestnika, aby po prostu chodził po bieżni i reagował na bodziec wizualny za każdym razem, gdy się pojawi, odpowiadając "w lewo" lub "w prawo":

      "Aby wykonać to zadanie, będziesz musiał po prostu chodzić na bieżni. Od czasu do czasu usłyszysz jakiś dźwięk. Po tym dźwięku pojawi się obraz chodzącej postaci. Twoim zadaniem jest wtedy podnieść głowę do ekranu i wskazać na głos, Twoim zdaniem, czy postać porusza się w prawo, czy w lewo. Nie zostaniesz poproszony o zrobienie niczego innego. Sam zapiszem Twoje odpowiedzi. Po podyktowaniu odpowiedzi po prostu idziesz dalej. Ważne jest, aby zawsze udzielać odpowiedzi. Jeśli nie masz pewności, opowiedz nam o swoich przypuszczeniach. Nie odwracaj się, kiedy udzielasz odpowiedzi lub gdy chcesz ze mną porozmawiać, ponieważ możesz się zdestabilizować i upaść. Trzymaj głowę do przodu. Zacznij, kiedy dam ci sygnał. Masz pytania?"
    3. Zasygnalizuj uczestnikowi, że badanie ma się rozpocząć i rozpocznij próbę bodźca wzrokowego.
    4. Zapisuj reakcję uczestnika za każdym razem, gdy odpowiada na bodziec wizualny. Jeśli uczestnik nie odpowie, pozostaw to pole puste.
    5. Pod koniec badania poproś uczestnika, aby usiadł i napił się wody.
    6. Podczas tych przerw uruchom całe oprogramowanie do nagrywania i pozostaw bieżnię włączoną z prędkością 0.4 mil na godzinę.
    7. Po przerwie zaproś uczestnika z powrotem na bieżnię i podczas chodzenia stopniowo zwiększaj prędkość z powrotem do 0,8 mil na godzinę.
  3. Warunek wysyłania wiadomości tekstowych
    1. Podczas gdy uczestnik chodzi po bieżni, podaj mu smartfona.
    2. Poinstruuj uczestnika, aby pisał SMS-y w naturalny sposób (np. jedną ręką lub dwiema rękami) podczas chodzenia na bieżni i reagował na bodziec wizualny za każdym razem, gdy się pojawi, odpowiadając "w lewo" lub "w prawo":

      "W tym zadaniu wyślesz SMS-a o treści [imię i nazwisko asystenta naukowego] za pomocą smartfona. Na smartfonie otwórz aplikację do obsługi wiadomości. Następnie wybierz rozmowę z napisem "Cześć". Będziesz musiał aktywnie uczestniczyć w rozmowie tekstowej. Podczas pisania SMS-ów od czasu do czasu usłyszysz dźwięk. Po tym dźwięku pojawi się obraz chodzącej postaci. Twoim zadaniem jest podniesienie głowy do ekranu i wskazanie, Twoim zdaniem, czy postać porusza się w prawo, czy w lewo. Nie zostaniesz poproszony o zrobienie niczego innego. Sam zapiszem Twoje odpowiedzi. Po podyktowaniu odpowiedzi po prostu kontynuuj wysyłanie SMS-ów. Ważne jest, aby zawsze udzielać odpowiedzi. Jeśli nie masz pewności, opowiedz nam o swoich przypuszczeniach. Nie odwracaj się, kiedy udzielasz odpowiedzi lub gdy chcesz ze mną porozmawiać, ponieważ możesz się zdestabilizować i upaść. Trzymaj głowę do przodu. Zacznij, kiedy dam ci sygnał. Masz pytania?"
    3. Zasygnalizuj uczestnikowi, że badanie ma się rozpocząć i rozpocznij próbę bodźca wzrokowego.
    4. Poinstruuj uczestnika, aby odbył rozmowę tekstową podczas chodzenia na bieżni. Poinstruuj je, aby również reagowały na bodziec wzrokowy za każdym razem, gdy się pojawi, odpowiadając "w lewo" lub "w prawo".
    5. Poproś asystenta badawczego o postępowanie zgodnie ze scenariuszem rozmowy i kontynuowanie rozmowy przez cały czas trwania choroby.
    6. Zapisuj reakcję uczestnika za każdym razem, gdy odpowiada na bodziec wizualny. Jeśli uczestnik nie odpowie, pozostaw to pole puste.
    7. Pod koniec badania weź smartfon od uczestnika i poproś go, aby usiadł i napił się wody.
    8. Podczas tych przerw uruchom całe oprogramowanie do nagrywania i pozostaw bieżnię włączoną z prędkością 0.4 mil na godzinę.
    9. Po przerwie zaproś uczestnika z powrotem na bieżnię i podczas chodzenia stopniowo zwiększaj prędkość z powrotem do 0,8 mil na godzinę.

6. Koniec zbierania danych

  1. Pod koniec eksperymentalnej manipulacji poproś uczestnika o wyłączenie bieżni. Poproś uczestnika, aby usiadł i napił się wody.
  2. Zdejmij czepek EEG i zabierz uczestnika pod prysznic, gdzie może umyć włosy, jeśli tak zdecyduje.
  3. Przekaż uczestnikowi wynagrodzenie i podziękuj mu za udział. Upewnij się, że uczestnik wychodzi ze swoją kopią formularza zgody i że odzyskał wszystkie swoje rzeczy osobiste.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Niniejszy protokół badania przeprowadzono pierwotnie z udziałem 54 uczestników, z których każdy zareagował na 88 prób kierunkowych. Połowa tych prób odbyła się w sytuacji, gdy uczestnicy po prostu szli przed prezentacją bodźca; druga połowa miała miejsce, gdy uczestnicy pisali wiadomości tekstowe podczas chodzenia przed prezentacją bodźca.

Wyniki behawioralne
Efektywność w określaniu kierunku ruchu postaci punktowej (point-light walker) reprezentuje koszty przełączania zad...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Kluczowym wyborem podczas korzystania z protokołu byłoby zapewnienie jakości danych neurofizjologicznych. Korzystanie z narzędzia takiego jak EEG podczas ruchu wiąże się z nieodłączną komplikacją, ponieważ nadmierny ruch może powodować wiele szumów w danych. Dlatego ważne jest, aby przed zebraniem danych rozważyć, w jaki sposób dane będą przygotowane w celu usunięcia jak największej liczby artefaktów bez modyfikowania rzeczywistego sygnału. Niemniej jednak nadal jest całkiem prawdopodobne, że wskaźniki wykluczenia danych...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Autorzy dziękują za wsparcie finansowe Kanadyjskiej Rady ds. Badań nad Naukami Społecznymi i Humanistycznymi (SSHERC).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Observer XTNoldus: Noldus Observer XT (Noldus Information Technology) służy do synchronizacji wszystkich danych dotyczących zaangażowania, zachowań, emocji i funkcji poznawczych.
MediaRecorderNoldusOprogramowanie do nagrywania audio i wideo
FaceReaderNoldusOprogramowanie do automatycznej analizy 6 podstawowych wyrazów twarzy
E-PrimePsychology Software Tools, Inc.Oprogramowanie do komputerowego projektowania, gromadzenia i analizy eksperymentów
RejestratorBrainVision Brain VisionOprogramowanie służące do rejestracji sygnałów neuro-/elektrofizjologicznych (w tym przypadku EEG)
AnalizatorOprogramowanie do przetwarzania sygnałów EEG
QualtricsQualtricsŚrodowisko ankiet online
Tapis RoulantThermoTread GT Bieżnia
SyncboxNoldusSyncbox rozpoczyna wspólną rejestrację danych EEG i spojrzenia, wysyłając sygnał logiki tranzystor-tranzystor (TTL) do wzmacniacza EGI i sygnał naciśnięcia do Tobii Studio v 3.2.
Move2actiCAPBrain VisionDodatek do cyfrowego systemu bezprzewodowego dla EEG
iPhone 6sApple
iMessageApple
iPadApple
Oprogramowanie do integracji i synchronizacji biurowa

Bibliografia

  1. Monsell, S. Task switching. Trends in Cognitive Sciences. 7 (3), 134-140 (2003).
  2. Haga, S., et al. Effects of using a Smart Phone on Pedestrians' Attention and Walking. Procedia Manufacturing. 3, 2574-2580 (2015).
  3. Hatfield, J., Murphy, S. The effects of mobile phone use on pedestrian crossing behaviour at signalised and unsignalised intersections. Accident Analysis, Prevention. 39 (1), (2007).
  4. Stavrinos, D., Byington, K. W., Schwebel, D. C. Distracted walking: Cell phones increase injury risk for college pedestrians. Journal of Safety Research. 42 (2), 101-107 (2011).
  5. Nasar, J., Hecht, P., Wener, R. Mobile telephones, distracted attention, and pedestrian safety. Accident Analysis, Prevention. 40 (1), 69-75 (2008).
  6. Hyman, I. E., Boss, S. M., Wise, B. M., McKenzie, K. E., Caggiano, J. M. Did you see the unicycling clown? Inattentional blindness while walking and talking on a cell phone. Applied Cognitive Psychology. 24 (5), 597-607 (2010).
  7. Pourchon, R., et al. Is augmented reality leading to more risky behaviors? An experiment with pokémon go. Proceedings of the International Conference on HCI in Business, Government, and Organizations. , 354-361 (2017).
  8. Thornton, I. M., Rensink, R. A., Shiffrar, M. Active versus Passive Processing of Biological Motion. Perception. 31 (7), 837-853 (2002).
  9. Neider, M. B., McCarley, J. S., Crowell, J. A., Kaczmarski, H., Kramer, A. F. Pedestrians, vehicles, and cell phones. Accident Analysis, Prevention. 42, 589-594 (2010).
  10. Wylie, G., Allport, A. Task switching and the measurement of "switch costs". Psychological Research. 63 (3-4), 212-233 (2000).
  11. Johansson, G. Visual perception of biological motion and a model for its analysis. Perception, Psychophysics. 14 (2), 201-211 (1973).
  12. Cavanagh, P., Labianca, A. T., Thornton, I. M. Attention-based visual routines: Sprites. Cognition. 80 (1-2), 47-60 (2001).
  13. Troje, N. F. Retrieving Information from Human Movement Patterns. Understanding Events. , 308-334 (2008).
  14. Klimesch, W. EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: A review and analysis. Brain Research Reviews. 29 (2-3), 169-195 (1999).
  15. Jensen, O., Gelfand, J., Kounios, J., Lisman, J. E. Oscillations in the Alpha Band (9-12 Hz) Increase with Memory Load during Retention in a Short-term Memory Task. Cerebral Cortex. 12 (8), 877-882 (2002).
  16. Busch, N. A., Herrmann, C. S. Object-load and feature-load modulate EEG in a short-term memory task. NeuroReport. 14 (13), 1721-1724 (2003).
  17. Herrmann, C. S., Senkowski, D., Röttger, S. Phase-Locking and Amplitude Modulations of EEG Alpha. Experimental Psychology. 51 (4), 311-318 (2004).
  18. Pfurtscheller, G., Aranibar, A. Event-related cortical desynchronization detected by power measurements of scalp EEG. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 42 (6), 817-826 (1977).
  19. Sauseng, P., et al. EEG alpha synchronization and functional coupling during top-down processing in a working memory task. Human Brain Mapping. 26 (2), 148-155 (2005).
  20. Pope, A. T., Bogart, E. H., Bartolome, D. S. Biocybernetic system evaluates indices of operator engagement in automated task. Biological Psychology. 40 (1-2), 187-195 (1995).
  21. Scerbo, M. W., Freeman, F. G., Mikulka, P. J. A brain-based system for adaptive automation. Theoretical Issues in Ergonomics Science. 4 (1-2), 200-219 (2003).
  22. Charland, P., et al. Assessing the Multiple Dimensions of Engagement to Characterize Learning: A Neurophysiological Perspective. Journal of Visualized Experiments. (101), e52627(2015).
  23. Courtemanche, F., et al. Texting while walking: An expensive switch cost. Accident Analysis, Prevention. 127, 1-8 (2019).
  24. Townsend, J. T., Ashby, F. G. The stochastic modeling of elementary psychological processes. , Cambridge University Press. Cambridge. (1983).
  25. Jung, T., et al. Removal of eye activity artifacts from visual event-related potentials in normal and clinical subjects. Clinical Neurophysiology. 111, 1745-1758 (2000).
  26. Luck, S. J. An Introduction to the Event-related Potential Technique (Cognitive Neuroscience). , MIT Press. Cambridge, MA. (2005).
  27. Steiger, J. H. Tests for comparing elements of a correlation matrix. Psychological Bulletin. 87 (2), 245-251 (1980).
  28. Léger, P. -M., et al. Task Switching and Visual Discrimination in Pedestrian Mobile Multitasking: Influence of IT Mobile Task Type. Information Systems and Neuroscience: Vienna Retreat on NeuroIs 2019. Davis, F., Riedl, R., vom Brocke, J., Léger, P. -M., Randolph, A., Fischer, T. H. , Springer. 245-251 (2020).
  29. Mourra, G. N. Addicted to my smartphone: what factors influence the task-switching cost that occurs when using a smartphone while walking. , Retrieved from: http://biblos.hec.ca/biblio/memoires/m2019a610182.pdf (2019).
  30. Schabrun, S. M., van den Hoorn, W., Moorcroft, A., Greenland, C., Hodges, P. W. Texting and walking: strategies for postural control and implications for safety. PloS One. 9 (1), 84312(2014).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Sprostowanie


Formal Correction: Erratum: Measuring the Switch Cost of Smartphone Use While Walking
Posted by JoVE Editors on 8/24/2020. Citeable Link.

An erratum was issued for: Measuring the Switch Cost of Smartphone Use While Walking. An author's name was updated.

The name was corrected from:

Gabrielle-Naïmé Mourra

to:

Gabrielle Naïmé Mourra

Tagi

koszt prze czania zadaoscylacje alfa EEGprotok chodzenia na bie nipisanie wiadomo ci podczas chodzeniapunktowy model chodu point light walkerpomiar zaanga owania poznawczegopor wnanie behawioralno neurofizjologiczneanaliza wydajno ci wielozadaniowejkolejno warunk w eksperymentalnych

Powiązane artykuły