Summary
Aqui, apresentamos um protocolo para avaliar comportamentos de condução enquanto seguem um veículo em um ambiente simulado de condução. O protocolo apresentado é usado para comparar o impacto de diferentes origens auditivos em comportamentos de condução.
Abstract
Carro é uma atividade diária para muitos indivíduos nas sociedades modernas. Motoristas muitas vezes ouvir música enquanto conduz. O método apresentado aqui investiga como ouvir música influencia comportamentos de condução. Uma simulação de condução foi selecionada porque ele oferece um ambiente bem controlado e um bom nível de validade ecológica. Comportamentos de condução foram avaliados através de uma tarefa de seguimento de carro. Na prática, os participantes foram instruídos a seguir um veículo de chumbo como fariam na vida real. A velocidade do veículo de chumbo mudou ao longo do tempo, que exigem ajustes de velocidade constante para os participantes. O tempo inter veicular foi usado para avaliar comportamentos de condução. Para complementar os comportamentos de condução, o modo subjetivo e nível fisiológico de excitação também foram coletados. Como tal, os resultados coletados usando este método oferecem insights sobre o estado interno humano (ou seja, subjetiva humor e excitação fisiológica) e a comportamentos de condução no carro após a tarefa.
Introduction
Atividade de condução de carro tem aumentado rapidamente nas últimas décadas e agora é uma atividade diária para muitos indivíduos nas sociedades modernas. Em consonância com este crescimento, atividade de condução de carro tornou-se um tema quente de investigação para a comunidade de fator humano1.
Há um número extremamente limitado de principais atividades culturais que normalmente definem a humanidade independentemente da população e o período da história, considerado o2. A música é uma destas atividades juntamente com o uso de ferramentas e raciocínio simbólico subjacente de habilidades de linguagem3. Jogar e ouvir música, portanto, são uma atividade individual e social crucial. Baseado em uma revisão bibliográfica exaustiva, Schäfer et al4 encontrados cerca de 130 diferentes funções não-redundante associadas à música escutando e três meta-funções escuta música então foram identificadas: (1) excitação e regulação de humor, (2). realização de auto-consciência e (3) expressão de relacionamento social. Como consequência, as pessoas frequentemente estão ouvindo música em uma variedade de situações e locais5. Entre essas situações, ouvir música durante a condução é extremamente comum com drivers relatando ouvir música durante cerca de três quartos da sua condução tempo6.
Ouvir música é conhecido para impactar estado emocional7 do ouvinte e, portanto, para induzir alterações de humor em uma variedade de situações e áreas8de investigação. De acordo com a teoria de congruência de humor, comportamento de uma pessoa está relacionado à sua disposição9 com evidência adquirida de neuroimagem10 e experimentos comportamentais11. Seguindo este raciocínio, ouvindo música pode alterar humor dos motoristas, que por sua vez pode alterar comportamentos de condução.
Alterações de humor induzida por musicalmente durante a condução foram encontradas para resultar em melhorias de desempenho em determinadas condições ou deficiências em outras condições. Por um lado, no complexo e altamente exigentes ambientes de condução, música calma foi encontrada para mitigar Estados afetivos: tem um efeito de amaciamento em emoções negativas, reduz o nível de estresse e melhora o relaxamento e calma12do motorista. Este efeito relaxante foi relatado para ser mais eficiente quando usando música abruptas alterações comparadas ao de mudanças graduais música13. Por outro lado, as pessoas eram mais lentas detectar riscos na condução de cenas quando raiva anteriormente foi induzida através da música e guiada em comparação com humor neutro performances14. Música feliz ouvindo enquanto dirigindo também foi encontrado para ser prejudicial a lateral eficiência de controle, enquanto a música triste não teve nenhum efeito significativo no controle lateral do veículo15. Em breve, humor dos motoristas pode afetar a condução performances de maneiras opostas, dependendo da música e da indução de humor associados e sobre a situação de condução considerado.
O objetivo do método relatado aqui é oferecer uma situação de condução experimentalmente bem controlada para investigar o impacto da música escutando em comportamentos de condução. Para garantir a reprodutibilidade da situação motriz, foi implementado um método baseado na simulação de condução. À primeira vista, uma simulação de condução pode ser considerada como uma versão degradada do real conduzir investigações. No entanto, a realidade é mais complexa, e uma instalação experimental determinada não pode ser considerada a melhor solução experimental em termos absolutos. Prefiro a melhor configuração experimental é aquele que se adapta com mais precisão as necessidades da investigação em questão16. Se o carro de condução real é a instalação experimental que melhor reproduz o cotidiano em situações de condução, também vem com alguns inconvenientes: segurança do condutor no caso de manipulações experimentais, potenciais deficiências em termos de performances, de condução e dificuldades no controle do ambiente de condução, incluindo o tráfego, condições meteorológicas, luz condições, nível de ruído ambiente, etc. Inversamente, se a simuladores de condução não são tão realistas quanto os veículos reais, manipulações e condições experimentais podem ser estritamente controladas e replicado17. Como resultado, os diferentes participantes podem ser expostos para as mesmas condições experimentais. Além disso, manipulações experimentais potencialmente prejudicando a condução performances são possibilitadas como dedica-se apenas segurança virtual (e a segurança não é real). No total, uma simulação de condução oferece um excelente compromisso entre a necessidade de conservar a atividade de condução natural (ou seja, validade externa) e a necessidade de um forte controle experimental (ou seja, validade interna).
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Protocol
Todos os métodos descritos aqui foram aprovados pelo Comitê de ética do departamento de psicologia da Universidade de Lyon 2 e foi obtido o consentimento de todos os participantes.
Nota: Os participantes foram recrutados através de anúncios postados na comunidade local e da Universidade.
1. os participantes
- Certifique-se de que os participantes têm uma carta de condução e pelo menos dois anos de experiência de condução.
- Certifique-se de que os participantes têm normal ou corrigida para audição e visão normal.
- Certifique-se de que os participantes não sofrem de uma doença mental (por exemplo, esquizofrenia).
- Recrute um número semelhante de fêmeas e machos.
- Equipe os participantes com um cinto de frequência cardíaca, ligado a um relógio para monitorar a frequência cardíaca.
- Peça aos participantes para escolher livremente a sua própria trilha de música preferido (exemplos de escolha de participantes: Uptown Funk por Mark Ronson, com Bruno Mars ou líder de torcida pela OMI). Peça aos participantes para fornecer essa música faixa em um stick USB. Use esta faixa para criar diferentes formações musicais para o experimento (ver secção 3).
2. simulação de condução
Nota: As etapas a seguir são descritas com base em um novo simulador de condução, um BB_Sim desenvolvido com a Université de Sherbrooke, que inclui um computador, três telas, bem como um volante e pedais de aceleração e travagem para a condução de controles. O estudo inicial foi realizado com um simulador de condução diferente usando o código-fonte aberto OpenSD2S software18.
- Defina a simulação de condução condução ruído (ou seja, o motor do veículo conduzido) em ± 25dB.
- O participante na frente o simulador, cerca de 60 cm das telas (três telas localizadas na frente do participante, 48 cm x 30 cm cada, cobrindo um total de 137,52 ° do ângulo visual sobre o eixo horizontal e 28,65 ° do ângulo visual na vertical do assento eixo), em um assento de carro modificado.
- Deixe o participante ajustar a distância entre o assento e os pedais com a alça debaixo do assento.
- Uma vez que o participante está confortavelmente posicionado, fornecem instruções sobre como usar os recursos do simulador (i.e., como interagir com os pedais de aceleração e frenagem e o volante).
- Informe o participante sobre doença de simulação que às vezes pode ocorrer e avise o participante que a simulação será interrompida a qualquer momento se necessário.
- Use uma estrada rural, com uma pista de tráfego por sentido com cinco curvas à esquerda e cinco curvas bem e sem qualquer tráfego.
3. musical background
- Use o software para modificar o ritmo da música, sem qualquer modificação de arremesso.
- Criar quatro fundos auditivos para cada participante: (1) música n, com nenhuma música adicional; (2) música, cada participante preferencial música faixa sem modificação; (3) música + 10, cada faixa participante preferido de música com um ritmo crescente. O ritmo é aumentado por 10% do ritmo regular; (4) música-10, cada faixa participante preferido de música com um ritmo de diminuição. O ritmo é reduzido por 10% do ritmo regular.
- Controle a intensidade da música. Intensidade da música é conhecida para modificar a condução performances19. Defina a intensidade de 75 dB para todas as origens auditivas, mas a condição sem música.
- Use um software para jogar um dos quatro planos de fundo musicais para toda a duração de cada unidade. Tocar a música em dois alto-falantes laterais monitor alimentado localizados à direita e à esquerda do participante.
4. simulada carro-seguinte tarefa
- Fornecer instruções sobre a tarefa: "Drive como você faria em uma situação de vida real. Seu objetivo é seguir o veículo à sua frente a uma distância constante estreita, mas segura, como se um amigo a seguir uma rota desconhecida. " Informe o participante que não há nenhum tráfego ou obstáculos no caminho.
- Inicie a simulação com uma fase de formação a fim de familiarizar o participante com o simulador de condução, o ambiente simulado, os controles do veículo e a tarefa de seguimento de carro. Quando o participante se sente confortável, para a fase de formação.
- Prossiga com as unidades experimentais. Inicie a tarefa de seguimento de carro simulada e um dos quatro planos de fundo musicais.
- Começar a gravar os dados de frequência cardíaca no início de cada tarefa de seguimento de carro simulado e terminá-la no final dessa tarefa de condução.
- Para a tarefa de condução de carro simulado, ter a primeira unidade de motorista para 50 m antes de parar em um sinal de "Pare". Uma vez que parou o veículo do participante, um veículo líder aparece na estrada à esquerda da interseção. Instrua o participante a seguir o veículo. Após uma fase inicial em que a velocidade do veículo da frente é estacionário e definir a 20 km/h, permitindo que o veículo conduzido apanhar, sua velocidade então varia sinusoidally entre 45 km/h e 70 km/h dentro de cada período de 60 s para um total de 3 min. Então, pergunta o participante a parar de dirigir.
- Para a tarefa de carro-seguir, use uma estrada de duas faixas com sentidos opostos de tráfego. A fim de proporcionar um ambiente de condução realista, use uma seção de estrada com um número equilibrado de esquerda (n = 5) e curvas de direito (n = 5) com vários raios de curvatura de 45 m a 300 m. Além disso, adicionar elementos visuais nas bordas da seção da estrada tais como árvores , barreiras, campos e acidente geográfico.
- Repita a tarefa de carro-seguir para cada um dos quatro planos de fundo musicais. A tarefa de seguimento de carro leva cerca de 4 min (3 min de carro real-seguinte mais o início e o fim da condução simulação).
Nota: A duração da tarefa seguinte de carro pode ser estendida se necessário. - Fazer uma pausa de 5 minutos entre cada tarefa de carro-seguir para reduzir os efeitos de transição.
- Contrabalançar a ordem de apresentação dos quatro planos de fundo musicais entre os participantes usando um design quadrado latino.
5. coleta de dados
- Recolha a disposição subjetiva dos participantes após cada condição usando a escala de introspecção de humor breve (especificas)20 validado em francês21,22. Este questionário fornece dados sobre a disposição dos participantes nas quatro dimensões de humor: agradável/desagradável, excitação/calma, positivo/cansado e negativo/relaxado.
- Colete medidas fisiológicas. Calcule a frequência cardíaca média e a variabilidade da frequência cardíaca ao longo de todo o disco para cada condição experimental, usando os dados registrados pela taxa de coração, monitorando o relógio em uma amostra por segundo. Na prática, calcule a frequência cardíaca média por uma média de todos os dados recolhidos durante cada variação de condição e frequência cardíaca experimental calculando o desvio-padrão sobre os mesmos dados.
- Objetivo de medida comportamentos através o tempo médio entre veicular e a variabilidade inter veicular tempo de condução. Registro impulsionado e liderança de veículo e velocidade a cada vez que passo em uma taxa de amostragem de 60 Hz.
- A cada passo de tempo, calcule o tempo inter veicular como o tempo necessário para que o veículo conduzido alcançar a posição do veículo da frente, se a posição do veículo da frente estava congelada e a velocidade do veículo conduzido era constante.
- Média de todos os valores coletados para uma unidade para obter o tempo médio entre veicular e calcular o desvio padrão sobre esses valores para obter a variabilidade inter veicular tempo.
Nota: Diversas variáveis podem ser computadas para qualificar comportamentos de condução durante uma tarefa de seguimento de carro. O tempo inter veicular é particularmente bem adaptado, que oferece uma indicação da margem de segurança entre o veículo conduzido e o veículo da frente escolhida pelo condutor.
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Representative Results
As principais comparações baseiam-se as seguintes condições experimentais. A primeira condição experimental n música contra a música, uma comparação entre o plano de fundo da música n e o indivíduo preferiu fundo música usando um emparelhadas t-teste. Estas análises foram feitas para avaliar a influência do ouvir música preferencial em comparação a uma condição de controle sem música. A segunda condição experimental é quatro fundos musicais diferentes, uma comparação entre sem música, música, música + 10 e música -10 correspondente a uma manipulação de ritmo de música em comparação a uma condição de controle sem música, usando medidas repetidas ANOVA.
Em comparação com a música de n, a música teve um efeito significativo na disposição subjetiva como observado em três das quatro dimensões da escala breve introspecção humor (Figura 1). Foram encontradas diferenças significativas para a agradável-desagradável (t(23) =-2.75; p < 0,01), excitação-calma (t(23) =-2.67; p < 0,01) e cansado de positivo (t(23) = 3,54; dimensões p < 0,001). Não há diferenças significativas foram observadas para a dimensão negativa-relaxado (t(23) = 1,05; p = 0.153).
Figura 1 : Subjetiva humor avaliado pelas especificas sem condições de fundo de música e música. Agradável-desagradável (A) nível de 16 (situação mais desagradável) para 64 (situação mais agradável). (B) excitação-calma nível 12 (nível de ativação mínima)-48 (nível máximo de excitação). (C) nível positivo-cansado de 7 (nível mais cansado) a 28 (nível mais positivo). (D) negativo-relaxado nível 6 (nível mais negativo) a 24 (mais relaxado nível). Barras de erro representam erros-padrão. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Considerando todos os quatro quadrantes auditivos, observou-se um efeito significativo no humor subjetiva nas quatro dimensões das especificas (Figura 2). Foram encontradas diferenças significativas para a agradável-desagradável (F(3,69) = 2,75; p < 0.05), excitação-calma (F(3,69) = 7.74; p < 0,001), positivo-cansado (F(3,69) = 7,36; p < 0,001) e negativo-relaxado (F(3,69) = 3.24; dimensões p < 0,03).
Figura 2 : Subjetiva humor avaliado pelas especificas nas quatro condições diferentes origens auditivo. Agradável-desagradável (A) nível de 16 (situação mais desagradável) para 64 (situação mais agradável). Excitação (B) nível de 12 (nível de ativação mínima)-48 (nível máximo de excitação). (C) nível positivo-cansado de 7 (nível mais cansado) a 28 (nível mais positivo). (D) negativo-relaxado nível 6 (nível mais negativo) a 24 (mais relaxado nível). Barras de erro representam erros-padrão. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
A frequência cardíaca média foi significativamente diferente para fundo sem música e música (t(18) =-5.05; p < 0,001; A Figura 3). A variabilidade da frequência cardíaca não foi significativamente afetada pela condição de fundo (t(18) =-1.58; p = 0,07; A Figura 3).
Figura 3 : Significa a frequência cardíaca e da variabilidade da frequência cardíaca sob nenhuma música e condições de fundo. (A) frequência cardíaca média. Variabilidade da frequência cardíaca média (B). Barras de erro representam erros-padrão. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
A frequência cardíaca média foi significativamente diferente nas quatro condições fundo auditivo (F(3,51) = 4,25; p < 0,01; A Figura 4). A variabilidade da frequência cardíaca não foi significativamente afetada pela condição de fundo (F(3,51) = 0,94; p = 0,43; A Figura 4).
Figura 4 : Significa a frequência cardíaca e da variabilidade da frequência cardíaca nas quatro condições diferentes origens auditivo. (A) frequência cardíaca média. Variabilidade da frequência cardíaca média (B). Barras de erro representam erros-padrão. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
O tempo médio entre veicular foi significativamente diferente para fundo sem música e música (t(23) = 2,53; p < 0,01; A Figura 5). O desvio padrão do tempo inter veicular não foi significativamente afetado pela condição de fundo (t(23) =-0.11; p = 0,55; A Figura 5).
Figura 5 : Quer dizer tempo inter veicular e desvio-padrão tempo inter veicular sob nenhuma música e condições de fundo. (A) tempo médio de inter veicular. (B) tempo inter veicular média desvio-padrão. Barras de erro representam erros-padrão. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
O tempo médio entre veicular não foi significativamente diferente nas quatro condições fundo auditivo (F(3,69) = 1,88; p = 0,14; A Figura 6). Da mesma forma, o desvio padrão do tempo inter veicular não foi significativamente afetado pela condição de fundo (F(3,69) = 1,57; p = 0,20; A Figura 6).
Figura 6 : Quer dizer tempo inter veicular e desvio-padrão tempo inter veicular nas quatro condições diferentes origens auditivo. (A) tempo médio de inter veicular. (B) tempo inter veicular média desvio-padrão. Barras de erro representam erros-padrão. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Ouvir música ou não (não música contra condições de música) enquanto dirigindo foi encontrado para ter um efeito significativo no humor subjetiva, a nível fisiológico de excitação e performances de condução. Mais detalhadamente, ouvindo música favorita ao volante foi encontrado para o impacto positivo sobre o humor, levando a um nível mais elevado de agradabilidade, excitação e um humor mais positivo (Figura 1). A comparação entre sem música e música fundos revelou uma influência significativa da música escuta na frequência cardíaca média de pilotos. Música aumentou a frequência cardíaca média. Em consonância com dados subjetivos, este aumento pode ser interpretado como um acréscimo de excitação induzido pela música que escuta (Figura 3). Presume-se que o aumento de excitação produzida por ouvir música traduz em modificações de comportamento de condução. A tarefa de seguimento de carro, motoristas divertiram menor inter veicular enquanto ouve música em comparação com a condição de controle sem música para ouvir (Figura 5). Isto pode ser interpretado como uma redução da margem de segurança dos motoristas com o veículo a seguir em uma perspectiva de avaliação externa (ou seja, margem de segurança absoluta). No entanto, na perspectiva dos motoristas, a redução do tempo de inter veicular mais provavelmente é ajustada dependendo de suas próprias capacidades de percepção. Com um maior nível de excitação, podem ser feitas mais rápido as detecções e respostas para acompanhar as mudanças de velocidade do veículo da frente. Ainda na perspectiva dos condutores, uma redução do tempo entre veicular é necessária para manter a mesma margem de segurança (ou seja, margem de segurança relativa). Em suma, o protocolo experimental relatou aqui foi encontrado para ser sensível o suficiente para revelar alterações de humor, mudanças fisiológicas e alterações de comportamento de condução para a comparação entre sem condições de música e música. A manipulação do ritmo de música (ou seja, a comparação de quatro diferentes origens auditivas) não traduzem o mesmo padrão de resultados. Se todas as quatro dimensões de humor subjetiva e excitação fisiologicamente avaliada foram encontradas para ser significativamente influenciado pelo fundo auditivo, nenhum impacto evidente do ritmo de música foi encontrado. De fato, música, música + 10 e música -10 condições tinham um efeito insignificanta diferente na disposição subjetiva dos motoristas e excitação fisiológica (Figura 2 e Figura 4). Além disso, essas quatro condições consideradas em conjunto não alterou significativamente, como revelado pelo tempo inter veicular (Figura 6) comportamentos de condução.
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Discussion
O método proposto é adequado para investigações de ergonomia cognitivas, que oferece um excelente compromisso entre controle experimental e ecológica de vailidity16. Se um forte controle experimental é necessário para garantir que os resultados coletados estão relacionados com as manipulações experimentais, sem resultados são de interesse se restritos às condições experimentais. Com efeito, resultados científicos são de interesse se transferível para situações da vida real. Essas afirmações não significam que as experiências da vida real só são valiosas, mas prefiro sublinhar que a validade ecológica de um método depende dos objectivos da pesquisa16. O método relatado deve ser favorecido por pesquisadores que estão interessados em cognição humana e comportamentos em situações da vida real (ou seja, condução de carro) e que necessitam de um bom controle experimental. Claro, o método relatado não está reproduzindo a vida real conduzir situações, onde uma variedade de sons/ruídos pode interferir com o impacto da música escutando em comportamentos de condução. Em real conduzir situações, como a segurança dos motoristas está envolvida, isto também poderia impactar nos resultados. No entanto, com o método proposto aqui, a tarefa de condução não é quebrada para baixo e o motorista pode conduzir como eles costumam fazer em um ambiente simulado onde os eventos (ou seja, carro para acompanhar as mudanças de velocidade) podem ser reproduzidos com precisão de uma condição para a outra e de um participante para o outro. O método proposto também tem limitações. Dirigir é uma atividade complexa e a tarefa de carro-seguir reproduzida aqui é apenas uma tarefa de condução entre muitos outros possíveis tarefas de condução. Na tarefa seguinte de carro, o foco é definido no controle de velocidade, mas controle lateral, bem como tarefas táticas e estratégicas, que envolver diferentes níveis de controle cognitivo e circuitos neurais não são investigaram23. Além disso, a breve duração do protocolo não é suficiente para investigar o cansaço, a distração ou a mente vagando questões por exemplo.
Felizmente, o método proposto pode ser ajustado dependendo das necessidades de experimentais. Aqui e em consonância com estudos anteriores sobre o impacto da condução com música24,25, foi usado apenas o conhecido carro-seguinte tarefa26 . No futuro, estudos, outras situações de condução, implicando diferentes explorações visual estratégias27 também poderiam ser considerados e adicionados ao protocolo experimental.
Independentemente destas possíveis adaptações do protocolo, um período de familiarização com o simulador de condução é necessário para assegurar que os participantes estão familiarizados com a dinâmica do veículo e devidamente instalada. Na mesma linha, a qualidade e intensidade de faixas de música, bem como a qualidade do alto-falante são críticos para o incerto a reprodutibilidade do método.
As emoções humanas são classicamente consideradas como uma combinação de dois ortogonais dimensões28,29,30,31: valence (de afeto negativo para positivo afetam) e excitação (de desativação de ativação). Por exemplo, a tristeza está associada com uma Valência altamente negativa (ou seja, desagradável) mas é neutra em termos de ativação31. Uma direção futura pesquisa seria investigar essas duas dimensões de emoções usando a ouvir música. Além disso, a música é um estímulo complexo que poderia ser descrito com base em suas próprias propriedades (por exemplo, intensidade, ritmo, ritmo, modo). Música também pode ser descrita com base em seus efeitos sobre os ouvintes. Como tal uma faixa de determinada música pode ter um impacto diferente em cada ouvinte individual. Aqui investigamos a influência de ouvir a música favorita, juntamente com a manipulação de um compasso, na condução de apresentações. No futuro, outras dimensões da música poderiam ser investigados junto com impacto diferencial dependendo do ouvinte.
Futuras aplicações do método também poderiam ser feitas além de investigações escuta música. Como tal, tópicos de pesquisa tais como mensagens de texto enquanto dirige32, mente vagando por trás da roda,33e condução automação34,35,36,37 poderiam beneficiar o método proposto .
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Disclosures
Os autores não têm nada para divulgar.
Acknowledgments
Este estudo foi suportado pelo CÓRTEX LABEX (ANR-11-LABX-0042) da Université de Lyon, dentro do programa ' Investissements d'Avenir ' (ANR-11-IDEX-0007) operado pela Agência de pesquisa nacional francês (ANR).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Audacity software | Audacity | Open source | https://www.audacityteam.org |
| Driving simulator | Université de Sherbrooke | BB sim | |
| Polar watch with heart rate monitor | Polar | RC3 | https://www.polar.com/fr |
| Speakers | Yamaha | MSP3 | |
| Steering wheel and pedals | Logitech | G27 |
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