ERRATUM NOTICE
Important: There has been an erratum issued for this article. Read more …
Summary
يصف هذا البروتوكول استخدام جهاز محاكاة المشي الذي يعمل كطريقة آمنة وصالحة بيئيا لدراسة سلوك المشاة في وجود حركة المرور المتحركة.
Abstract
لعبور الطريق بنجاح، يجب على الأفراد تنسيق تحركاتهم مع المركبات المتحركة. تصف هذه الورقة استخدام جهاز محاكاة للمشي يمشي فيه الناس على جهاز المشي لاعتراض الفجوات بين سيارتين متحركتين في بيئة افتراضية غامرة. الواقع الافتراضي يسمح لتحقيق آمن ومتنوع بيئيا من سلوك عبور الفجوة. التلاعب في المسافة الأولية بدءا يمكن أن تزيد من فهم تنظيم سرعة المشارك في حين تقترب من الفجوة. يمكن تقييم ملف السرعة لمختلف متغيرات عبور الفجوة، مثل المسافة الأولية وحجم السيارة وحجم الفجوة. كل محاكاة المشي النتائج في موقف / سلسلة زمنية يمكن أن تنير كيف يتم ضبط السرعة بشكل مختلف اعتمادا على خصائص الفجوة. يمكن استخدام هذه المنهجية من قبل الباحثين الذين يحققون في سلوك المشاة والديناميات السلوكية مع توظيف المشاركين البشريين في بيئة آمنة وواقعية.
Introduction
الفجوة عبور ، وهو سلوك اعتراضي ، يتطلب التحرك نفسه بالنسبة لفجوة بين سيارتين متحركة1،2،3،4. ويشمل عبور الفجوة إدراك المركبات القادمة والسيطرة على الحركة فيما يتعلق بحركة المرور. وهذا يتطلب أن تكون الإجراءات مقترنة على وجه التحديد بالمعلومات المتصورة. وقد درست العديد من الدراسات السابقة الحكم الإدراكي وسلوك عبور الفجوة باستخدام الطرق الاصطناعية، والمحاكاة على جانب الطريق، والبيئات الافتراضية الإسقاط الشاشة5،6. ومع ذلك ، فإن الأدب السابق لعبور الطرق لديه فهم غير كامل لهذا السلوك ، وقد تم التشكيك في الصحة البيئية لهذه الدراسات7،8،9.
يقدم هذا البروتوكول نموذجًا بحثيًا لدراسة سلوك عبور الفجوة في الواقع الافتراضي ، وبالتالي تعظيم الصلاحية البيئية. يتم استخدام جهاز محاكاة المشي لفحص إدراك وتصرفات سلوك عبور الفجوة. يوفر جهاز المحاكاة بيئة آمنة للمشي للمشاركين ، ويسمح المشي الفعلي في بيئة المحاكاة للباحثين بالتقاط العلاقة المتبادلة بين الإدراك والعمل بشكل كامل. ومن المعروف أن الأفراد الذين يعبرون فعلا الطريق للحكم على الفجوة الزمنية بدقة أكثر من أولئك الذين يقررون لفظيا فقط لعبور10. البيئة الافتراضية صالحة من الناحية الإيكولوجية وتسمح للباحثين بتغيير المتغيرات المتعلقة بـ المهام بسهولة عن طريق تغيير معلمات البرنامج.
في هذه الدراسة، يتم التلاعب موقع البداية الأولي للمشارك لتقييم التحكم في السرعة أثناء الاقتراب من الفجوة. يسمح هذا البروتوكول بالتحقيق في التحكم في الحركة للمشاة أثناء اعتراض فجوة. تحليل سرعة المشارك المتغيرة مع مرور الوقت يسمح تفسير وظيفي لتعديلات السرعة في حين انه او انها تقترب من الفجوة.
وبالإضافة إلى ذلك، تحدد الخصائص المكانية والزمانية للكائنات المعترضة كيف يمكن للشخص أن يتحرك. في بيئة عبور الفجوة، يجب أن يؤثر تغيير حجم الفجوة (المسافات بين المركبات) وحجم السيارة على كيفية تغيير الحركة للمشاة. وبناءً على ذلك، فإن التلاعب بخصائص الفجوة من المرجح أن يسبب تعديلات في السرعة في سلوك المشارك المقترب. وهكذا، فإن التلاعب بخصائص الفجوة (أي حجم الفجوة وحجم السيارة) يوفر معلومات قيمة لفهم تغيرات سلوك العبور وفقًا لخصائص الفجوة المختلفة. تبحث هذه الدراسة كيف يقوم الأطفال والشباب بتنظيم سرعتهم عند عبور الفجوات في بيئات العبور المختلفة. ويمكن تقييم ملف تنظيم السرعة لمختلف بيئات عبور الفجوة مع مواقع انطلاق مختلفة، والمسافات بين المركبات، وأحجام المركبات.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
هذا البروتوكول التجريبي يشمل البشر. وقد وافق مجلس البحوث بجامعة كونسان الوطنية على هذا الاجراء .
1- إعداد المعدات
ملاحظة: تتضمن المعدات ما يلي: جهاز كمبيوتر شخصي (كمبيوتر شخصي، 3.3 جيجاهرتز مع 8 جنرال موتورز) مع ماوس ولوحة مفاتيح وشاشة؛ برنامج "محاكي المشي" المثبت على كمبيوتر سطح المكتب؛ جهاز المشي المخصص (العرض: 0.67 متر، الطول: 1.26 متر، الارتفاع: 1.10 م) مجهز بدرازين وحزام وشفّار مغناطيسي مع كبل USB؛ وجهاز أوكولوس ريفت الواقع الافتراضي (DK1، الولايات المتحدة، 1280 × 800 بكسل). وتشمل المعدات أيضا جهاز المشي اليدوي المخصص. تدور حلقة المشي عبر حركات المشي للمشاركين ولا تستخدم محركًا داخليًا.
- قم بإعداد مساحة كافية لجهاز المشي ومكتب قريب للكمبيوتر. وتظهر صورة للإعداد التجريبي في الشكل 1A.
- توصيل المعدات كما هو مبين في الشكل 2.
- قم بتوصيل أداة التشفير المغناطيسية لجهاز المشي عبر منفذ USB.
- قم بتوصيل جهاز المشي بمصدر طاقة.
- قم بتوصيل سماعة الرأس بالكمبيوتر عبر منافذ DVI/HDMI ومنافذ USB.
2. إعداد تكوينات محاكاة المشي
- الوصول إلى دليل محاكاة المشي على جهاز الكمبيوتر وفتح الدليل "التكوين".
ملاحظة: يتم حفظ كل تكوين كملف نصي في الدليل "التكوين" مع أسماء الملفات من "config001" أو "config002" الخ. هنا ، 001 ، 002 ، الخ هي أرقام التكوين. تصف الخطوات 2.2-2.8 كيفية إنشاء ملفات التكوين بحيث تكون قابلة للقراءة من قبل برنامج المحاكاة. ويظهر في الشكل 3مخطط لحالة عبور سيارتين تظهر مسافات أولية قابلة للتخصيص . يتم عرض ملف تكوين مثال مع التنسيق المناسب في الشكل 4. تستخدم عناوين أقسام ملف التكوين أقواساً مربعة (على سبيل المثال، "[ووكر]"). - أكمل القسم [ووكر] الذي يحتوي على المعلمة المتعلقة بنقطة البداية للمشاركين.
- تعيين المعلمة "المسافة"، التي تشير إلى مسافة البداية للمشارك من نقطة البداية في متر (م).
- إكمال القسم [CAR] الذي يحتوي على المعلمات المتعلقة بالمركبة الأولى.
- تعيين المعلمة "نوع" (الذي يشير إلى نوع السيارة) إلى "1" لسيدان، "2" للحافلة، أو "0" لإزالة السيارة.
- تعيين المعلمة "السرعة" (الذي يشير إلى سرعة السيارة) إلى القيمة المطلوبة في كم / ساعة.
- تعيين المعلمة "المسافة" (الذي يشير إلى المسافة الأولية للسيارة من نقطة العبور) إلى القيمة المطلوبة في متر.
- أكمل القسم [SECONDCAR] الذي يحتوي على المعلمات المتعلقة بالمركبة الثانية. المعلمات مماثلة لتلك الخاصة بـ [CAR].
ملاحظة: في دراسات سيارتين، يتم تعريف الفجوة كمساحة فارغة بين السيارتين. حجم الفجوة، الذي يُعرَّف بأنه طول الفترة الزمنية التي تكون خلالها الفجوة على طول مسار المشي الخاص بالمشترك، هو دالة لبارامترات "المسافة" و"السرعة" و"النوع" لـ [CAR] و [SECONDCAR]. - أكمل القسم [NEXTCAR] الذي يحتوي على معلمات تتعلق بالمركبات الإضافية. المعلمات هي مماثلة لتلك التي [CAR].
ملاحظة: يمكن استخدام هذا الخيار للتحقق من سلوك المشاة ضمن تدفق حركة المرور المستمر. لم تتم مناقشة هذا الخيار في قسم النتائج التمثيلية. - أكمل المقطع [ROAD] الذي يحتوي على معلمة تحديد المسار. تعيين المعلمة "حارة" إلى "1" لاستخدام حارة أقرب إلى موقف بدء المشاة، أو "2" للممر أبعد. [OBSTACLE] يشير إلى المعلمات التي تكوين مركبة السفر في الممر الثاني في نفس سرعة السيارة الأولى.
ملاحظة: عند استخدام الممر الأقرب كممر أساسي، يمكن استخدام هذا الخيار لوضع مركبات إضافية على الممر الأبعد في نفس الاتجاه. وبالتالي، يمكن استخدامه لدراسة مقاومة منظر السيارة بواسطة مركبة موازية. يحتوي هذا القسم على معلمات "النوع" و "المسافة" مع نفس التعريفات المذكورة أعلاه. لم تتم مناقشة هذا الخيار في قسم النتائج التمثيلية. جميع النتائج المعروضة تنطوي على سيارتين القيادة في حارة أقرب إلى المشاة. - أكمل المقطع [SAVE] الذي يحتوي على المعلمة المتعلقة بتردد أخذ العينات. تعيين المعلمة "رقم الرقم ثانية" إلى القيمة المطلوبة في هرتز.
- حفظ ملف التكوين والخروج.
- كرر المقاطع 2.2-2.8 لجميع التكوينات المطلوبة وإعداد أوراق البيانات مع قائمة التكوينات (في ترتيب عشوائي) لاستخدامها في التجربة.
- إعداد ثلاثة ملفات التكوين لاستخدامها في التجارب الممارسة.
ملاحظة: التكوين التدريب الأول يجب أن يكون لم مركبات (أي، كافة معلمات "نوع" تعيين إلى "0"). يجب أن يكون ملفات التكوين التدريب الثاني والثالث مركبات. وينبغي أن يكون للتشكيل الثالث ظروف متساهلة للعبور. ويمكن استخدام نفس التكوين في تجارب الممارستين الثانية والثالثة، تبعاً للتصميم التجريبي.
3- فحص وإعداد المشاركة
- تعيين المشاركين الذين يعانون من رؤية طبيعية أو مصححة إلى عادية.
ملاحظة: يجب أن يكون جميع المشاركين خاليين من أي شروط تمنع المشي العادي. يجب أن تكون خالية من أي دوخة أثناء المشي، ويجب أن لا يكون لها أي تاريخ من حوادث المرور الخطيرة. - اطلب من المشارك التوقيع على نموذج موافقة كتابية مستنيرة قبل كل تجربة.
- إعداد تسجيل صوتي مع تعليمات شفهية من المهمة وتشغيل التسجيل للمشارك.
ملاحظة: يجب أن تروي التعليمات الشفهية الإجراء الأساسي الموضح أدناه وتعطي أي مطالبات محددة مطلوبة من قبل التصميم التجريبي. - تشجيع المشارك على طرح أي أسئلة حول التجربة.
- قيادة المشارك على الوقوف على حلقة مفرغة عندما تكون جاهزة.
- تسخير حزام الاستقرار إلى الخصر المشارك. قم بإرشاد المشارك إلى الاحتفاظ بالدرابزين في جميع الأوقات أثناء التجربة.
4. تشغيل المحاكمات الممارسة
- إرشاد المشارك إلى ممارسة المشي على جهاز المشي، مع الحزام على، في حين عقد الدرابزين.
- ابدأ برنامج محاكاة المشي بالنقر المزدوج على برنامج المحاكاة القابل للتنفيذ بمجرد أن يتمكن المشارك من السير على جهاز المشي بشكل مريح.
ملاحظة: يتم عرض ممر الكرتون الأسود والأبيض المعروض في الشكل 1B بين التجارب العابرة. عند هذه النقطة، يجب أن تظهر على شاشة الكمبيوتر. - إرشاد المشارك إلى ارتداء سماعة الرأس. تقديم المساعدة حسب الحاجة. تحقق من كل من الراحة والاستقرار فيما يتعلق بالرأس.
- قم بمعايرة سماعة الرأس بحيث يتم محاذاة ممر الكرتون الأبيض والأسود بشكل صحيح مع وجهة نظر المشارك.
ملاحظة: تصف الأقسام 4.5-4.7 ثلاث تجارب الممارسة، والتي تم تصميمها للسماح تدريجيا للمشارك أن تصبح معتادة على بيئة محاكاة. إذا فشل المشارك في أي تجربة بسبب سوء فهم التعليمات، ينبغي إجراء ما يصل إلى تجربتين إضافيتين إضافيتين حتى يفهم المشارك التعليمات. ولا يتم إجراء محاكمات إضافية في حالات عدم العبور لأسباب أخرى غير سوء فهم القواعد (على سبيل المثال، في حالة حدوث تصادم). - ابدأ تجربة التدريب الأولى.
ملاحظة: يجب أن تكون تجربة الممارسة الأولى بدون أي مركبات للمشارك ليعتاد على المشي في إعداد الواقع الافتراضي.- إبلاغ المشارك بأن التجربة الأولى الممارسة سوف تحدث دون أي مركبات.
- إرشاد المشارك إلى النظر مباشرة إلى الأمام.
- أدخل رقم تكوين تجربة التدريب الأولى في مربع النص الموجود أسفل الشاشة.
- انقر فوق الزر "ابدأ" في أسفل الشاشة.
ملاحظة: يجب أن يعرض البرنامج الإعداد الواقعي الذي تم تصويره في الشكل 1C على الشاشة. - إبلاغ المشارك أن يستعد عند سماع "جاهز" وأن يبدأ المشي عند سماع "اذهب". إعطاء العظة اللفظية "جاهزة" و "الذهاب".
- تجربة الممارسة الثانية
ملاحظة: يجب أن تقدم تجربة الممارسة الثانية المركبات دون المشي. يتحول اتجاه عرض الواقع الافتراضي مع تحول رأس المشارك.- تعليمات المشارك في هذه المحاكمة، في جديلة اللفظية "الذهاب"، أن ننظر إلى اليسار وفي وقت واحد اتخاذ خطوة صغيرة إلى الأمام، ولكن لا على المضي قدما أي أبعد من ذلك. وينبغي أن يشاهد المشارك بدلا من ذلك المركبات تمر بها.
- اكتب رقم تكوين الإصدار التجريبي الثاني في مربع النص وانقر فوق "ابدأ" من خلال توفير الإشارات اللفظية.
ملاحظة: تبدأ المركبات في التحرك مع بدء المشارك في التحرك.
- تجربة الممارسة الثالثة
ملاحظة: يجب أن تكون تجربة الممارسة الثالثة مشابهة للتكوينات التجريبية، ولكن بشروط عبور متساهلة.- إبلاغ المشارك بأن 1) تجربة الممارسة الثالثة سوف تنطوي على سيارتين قادمة من الجانب الأيسر، و 2) انه / انها يجب أن تحاول عبور الطريق بين السيارتين.
- أدخل رقم تجريبي التدريب العملي الثالث في مربع النص عن طريق توفير الإشارة اللفظية.
- انقر فوق الزر "ابدأ" وابدأ التجربة من خلال توفير الإشارات اللفظية.
5. تجربة المشي الظاهري
- تأكد من أن المشارك يفهم المهمة التجريبية وقادر على تنفيذها.
- عندما يكون المشارك جاهزًا، اكتب رقم التكوين الأول من ورقة البيانات في مربع النص وانقر فوق "ابدأ".
- تنفيذ المحاكاة كما فعلت في محاكمة الممارسة النهائية.
ملاحظة: في نهاية كل تجربة عبور، يعرض البرنامج "S" أو "F" أو "C"، اعتمادًا على ما إذا كانت النتيجة عبورًا ناجحًا (أي يعبر المشارك إلى الجانب الآخر من الشارع بدون تصادم)، أو لا يعبر (لا يعبر المشارك إلى الجانب الآخر)، أو تصادم (يتصل المشارك بمركبة)، على التوالي. - تسجيل النتيجة إلى جانب رقم التكوين على ورقة البيانات.
- كرر كافة التكوينات على ورقة البيانات وأكمل التجربة.
6 - تصدير البيانات وتحليلها
- استرداد ملفات البيانات للتحليل. برنامج محاكاة المشي يحفظ كل تشغيل كملف جدول بيانات في مجلد "البيانات".
- تحليل البيانات باستخدام الأدوات المفضلة. بيانات الإخراج سجلات مواقع وسرعات ووكر والمركبات كسلسلة زمنية. استخدم هذه البيانات لتحليل تحركات المشاركين والاعتماد على ظروف المرور.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
يمكن استخدام جهاز محاكاة المشي لفحص سلوك عبور المشاة أثناء التلاعب بالمسافة الأولية من الرصيف إلى نقطة الاعتراض وخصائص الفجوة (أي الفجوة وأحجام المركبات). تسمح طريقة البيئة الافتراضية بمعالجة خصائص الفجوة لفهم كيفية تأثير بيئات العبور المتغيرة بشكل ديناميكي على سلوكيات عبور الطرق للأطفال والشباب.
لمحة عن السرعة كمياً ووضع عبور داخل الفجوة المستخدمة لمقارنة سلوك عبور مختلف مجموعات المشاة. نحن evalutated الوقت من اعتراض (TOI) والتأثير الفوري للتعديل السرعة على موقف المشاركين داخل الفجوة. وتستخدم هذه النتائج التمثيلية بيانات من 16 من البالغين الصغار (متوسط العمر = 22.75 سنة، و SD = 2.56) و16 طفلاً (متوسط العمر = 12.18 سنة، و SD = 0.83). عموما، الأطفال 12 عاما الخضوع للتغييرات في النمو في القدرة على تنسيق الحركات مع الأجسام المتحركة3،4،11،12،13،14، لذلك اختلاف المسافة الأولية وفرت فرصة لمقارنة التكيف الوظيفي من سرعة الاقتراب في الأطفال مقابل الشباب. تم تعيين المشاركين عبر منشور على وسائل التواصل الاجتماعي الجامعية. ومن بين المشاركين المعينين، تعرض شابان من البالغين لغثيان الحركة، حيث تم إيقاف التجارب على الفور، وتم استبعادهما من الدراسة.
وكانت نسبة النجاح 98.95 في المائة بين الأطفال و99.48 في المائة بين الشباب. ولم يُدرج في التحليل سوى التجارب الناجحة. وللوصول إلى بيانات السرعة، فإن 3 × 2 × 2 × 4 (المسافة الأولية [القريبة والمتوسطة والبعيدة]؛ وحجم الفجوة [3 s, 4 s]؛ وحجم السيارة [سيارة، حافلة]؛ والوقت [3.5 s، 2.5 s، 1.5 s، 0.5 s]) التدابير المتكررة ANOVA تم تنفيذها باستخدام المسافة الأولية، وحجم الفجوة، وحجم السيارة، والوقت في إطار المتغيرات العوامل. تم تحليل بيانات التوقيت من خلال إجراء 3 × 2 × 2 (المسافة الأولية [القريبة والمتوسطة والبعيدة]؛ حجم الفجوة [3 s، 4 s]؛ حجم السيارة [سيارة، حافلة]) يقيس ANOVA مع المسافة الأولية، وحجم الفجوة، وحجم السيارة ضمن متغيرات العوامل. لتقدير حجم التأثير، تم استخدام مربع إيتا الجزئي (η2p). وبالنسبة لجميع التحليلات اللاحقة للزواوج، استخدمت أقل الوسائل المربعة.
آثار المسافة الأولية
وكانت الفرضية التي اختبرت أولاً هي أن التلاعب بالمسافة الأولية من الرصيف إلى نقطة الاعتراض سيؤثر على سرعة الاقتراب من المشاركين. أثر التغير المنهجي في المسافة الأولية على كل من البالغين الصغار والأطفال في التعديلات على السرعة: F (2, 30) = 29.62, p < 0.0001, η2p = .66; و F(2, 30) = 207.32, p < 0.0001, η2p = .93 على التوالي.
بالنسبة للبالغين الصغار، كان التفاعل بين المسافة والزمن الأول كبيرًا: F(6, 90) = 11.88, p < 0.0001, η2p = 0.44. وأظهر اختبار تأثيرات بسيطة تأثير كبير من الوقت: المسافة الأولية القريبة, F(3, 45) = 140.34, p < 0.0001, η2p = 0.90; المسافة الأولية المتوسطة، F(3، 45) = 29.93، p < 0.0001، η2p = 0.67؛ والمسافة الأولية البعيدة، F(3، 45) = 184.46، p < 0.0001، η2p = 0.93. ووجد من التحليل اللاحق المخصص أن الشباب البالغين زادوا في سرعتهم طوال النهج (p < 0.0001). ومع ذلك، عندما كانت المسافة الأولية قصيرة، تباطأ المشاركون (p < 0.0001) في بداية التجارب وأسرعوا بشكل مستمر. وهذا يمثل التعديل الوظيفي. ويتم رسم متوسط السرعات أثناء النهج عبر الفئات العمرية(الشكل 5).
بالنسبة للأطفال، كان التفاعل بين المسافة والزمن الأوليين كبيرًا أيضًا: F(6, 90) = 53.51, p < 0.0001, η2p = 0.78. تم التقاط هذا التأثير التفاعل من خلال التفاعل الثلاثي. كان حجم السيارة، المسافة الأولى، والتفاعل الزمني كبيرة: F (6، 90) = 2.12، p < 0.05، η2p = 0.12. وتشير النتائج إلى أن التغيرات في سرعة الأطفال الناجمة عن المسافة الأولية تأثرت بحجم المركبة.
آثار حجم السيارة في الأطفال
وبعد ذلك، تم اختبار الفرضية القائلة بأن التلاعب بحجم السيارة سيؤثر على ملامح السرعة ووقت عبور الأطفال والشباب. وتبين أن حجم المركبة في الأطفال يؤثر على ملامح السرعة وموقع العبور الناجم عن المسافة الأولية.
في الأطفال، كان حجم السيارة، المسافة الأولية، والتفاعل الزمني كبير: F(6، 90) = 2.12، p < 0.05، η2p = 0.12. وكشف تحليل آخر أن المسافة الأولية للتفاعل الزمني x بين السيارات كانت كبيرة، F(6، 90) = 33.55، p < 0.0001، η2p = 0.69. أظهر اختبار تأثيرات بسيط تأثير كبير للوقت للمسافة الأولية القريبة، F(3، 45) = 132.54، p < 0.0001، η2p = 0.90؛ المسافة الأولية المتوسطة، F(3، 45) = 173.83، p < 0.0001، η2p = 0.92؛ والمسافة الأولية البعيدة، F(3، 45) = 272.78، p < 0.0001، η2p = 0.95. وأظهر التحليل اللاحق على هذا النهج أن الأطفال أسرعوا في جميع مراحل النهج (p < 0001)؛ ومع ذلك، عندما عبرت بين السيارات، تباطأ أنها في بداية النهج للمسافة الأولية القريبة (p < 0.0002)،
ومع ذلك، عندما عبرت الأطفال بين الحافلات، كان التفاعل المسافة والوقت الأولي كبير أيضا: F(6، 90) = 18.70، p < 0.0001، η2p = 0.55. وأظهر اختبار تأثيرات بسيطة تأثير كبير من الوقت للمسافة الأولية القريبة: F(3, 45) = 124.41, p < 0.0001, η2p = 0.89; المسافة الأولية المتوسطة، F(3، 45) = 132.79، p < 0.0001، η2p = 0.90؛ والمسافة الأولية البعيدة، F(3، 45) = 331.16، p < 0.0001، η2p = 0.96. وأظهر التحليل اللاحق للمخصص أنه عندما يعبر الأطفال بين الحافلات، لم تتزايد سرعتهم أو تنخفض في بداية الاقتراب من المسافة الأولية القريبة. يتم رسم متوسط السرعات أثناء النهج عبر الفئات العمرية في الشكل 6.
ومن الواضح أن حجم السيارة أثر على سلوك عبور الأطفال كما هو مستحث من المسافة الأولية. انحرفت أوقات عبور الأطفال بشكل منهجي عن مركز الفجوة اعتمادًا على المسافة الأولية التي عبروا بها بين المركبات الصغيرة. ومع ذلك، لم ينحرف الأطفال على أساس المسافة الأولية عندما عبروا بين المركبات الكبيرة.
كما أن حجم السيارة قد أثر بشكل كبير على موقع عبور الأطفال داخل الفجوة الناجمة عن المسافة الأولية. كان حجم السيارة والتفاعل عن بعد الأولية كبيرة: F (2, 30) = 18.13, p < 0.0001, η2p = 0.55. أظهر اختبار تأثيرات بسيطة تأثير كبير من المسافة الأولية بين السيارات، F(2, 30) = 62.30, p < 0.0001, η2p = 0.81, وبين الحافلات, F(2, 30) = 6.15, p & 0.005, η2p = 0.30. وتبين أن أوقات اعتراض الأطفال زادت بشكل كبير (p < 0.0001) مع زيادة المسافة الأولية من مسافات قريبة إلى مسافات أولية بعيدة. ومع ذلك، عند العبور بين الحافلات، لم تكن أوقات اعتراض الأطفال مختلفة بشكل كبير بين المسافات الأولية القريبة والمتوسطة. متوسط موقف العبور أثناء النهج يتم رسمه عبر الفئات العمرية(الشكل 7).
آثار التفاعل لحجم السيارة وحجم الفجوة في الأطفال
وأخيراً، تم فحص آثار التفاعل لحجم السيارة وحجم الفجوة في الأطفال. حجم السيارة وحجم الفجوة التفاعل كبير: F(1, 15) = 4.26, p < 0.05, η2p = 0.22. وأظهر اختبار تأثيرات بسيطة تأثير كبير من حجم الفجوة بين السيارات: F(1, 15) = 7.42, p < .02, η2p = 0.33; وبين الحافلات، F(1، 15) = 35.93، p < 0.001، η2p = 0.71. وأظهر تحليل ما بعد المخصص أنه عند العبور بين السيارات، عبر الأطفال الفجوة بشكل كبير قبل مركز الفجوة في الفجوة 4 ق من الفجوة 3 S (p < 0.01). عند العبور بين الحافلات، عبر الأطفال أيضا الفجوة في وقت سابق من الفجوة 4 ق من الفجوة 3 S (p < 0.0001). الأطفال عبروا الفجوة أكثر قبل مركز الفجوة في الفجوة 4 ق من 3 S الفجوة، بغض النظر عن حجم السيارة(الجدول 1).
الشكل 1: صور تصور تجربة محاكاة المشي. (أ) صورة لمشارك يمشي على جهاز المشي ومجرب يشاهد برنامج محاكاة المشي. (B) صورة من الكرتون ممر عرض قبل تحميل التكوين. (C) صورة البيئة الافتراضية الواقعية التي تجري فيها المحاكاة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: رسم تخطيطي تجريبي. يتم توضيح مكونات الإعداد التجريبي واتصالاتهم. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: رسم بياني لحالة العبور. يتم عرض معلمات المسافة التي يمكن تكوينها لكل تجربة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: مثال ملف التكوين. مثال على ملف نصي تكوين منسق بشكل صحيح لبرنامج المحاكاة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 5: اعتماد السرعة على المسافة الأولية. متوسط السرعات لكل مسافة أولية في الأطفال والشباب (القريبة والمتوسطة والبعيدة المعرفة بأنها 3.5 متر و4.5 متر و5.5 متر من نقطة الاعتراض) كدالة للوقت قبل الوصول إلى نقطة الاعتراض. تم متوسط السرعة المقترب إلى فواصل 1 s (-3.5 s و-2.5 s و-1.5 s و-0.5 s)، والعد إلى الوراء من نقطة الاعتراض. وتمثل العلامات النجمية فروقاً هامة إحصائياً بين المسافات الأولية بين المسافات في كل نقطة زمنية. تمثل العلامة النجمية واحدة بين الوسم واثنين من العلامات النجمية تمثل اثنين أو أكثر من الاختلافات بين الوسطين. تشير أشرطة الخطأ إلى SD. وقد أعيد طبع هذا الرقم بإذن من تشونغ وآخرون15. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 6: اعتماد الأطفال على السرعة على المسافة الأولية على أساس حجمين مختلفين للمركبات. يتم رسم ملامح متوسط سرعة الأطفال قبل الوصول إلى نقطة اعتراض لكل مسافة أولية للسيارات (أعلى) والحافلات (أسفل). تم متوسط سرعة الاقتراب في فواصل زمنية 1 s، العد العكسي من نقطة الاعتراض. وتمثل العلامات النجمية فروقاً هامة إحصائياً بين المسافات الأولية بين المسافات في كل نقطة زمنية. تمثل العلامة النجمية واحدة بين الوسم واثنين من العلامات النجمية تمثل اثنين أو أكثر من الاختلافات بين الوسطين. تشير أشرطة الخطأ إلى SD. وقد أعيد طبع هذا الرقم بإذن من تشونغ وآخرون15. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 7: تأثير حجم السيارة على TOI للأطفال. يتم عرض متوسط TOI لمجموعة الأطفال لكل مسافة أولية كدالة لحجم السيارة (السيارة والحافلات). يشير TOI إلى المسافة الزمنية بالنسبة لمركز الفجوة في لحظة العبور، بحيث تشير 0.2 s إلى 1.6 متر عندما تكون سرعة السيارة 30 كم/ساعة (8.3 م/س). وتمثل العلامات النجمية فروقاً هامة إحصائياً بين متوسطات المركبات في كل مسافات أولية. تمثل العلامة النجمية واحدة بين الوسم واثنين من العلامات النجمية تمثل اثنين أو أكثر من الاختلافات بين الوسطين. تشير أشرطة الخطأ إلى SD. وقد أعيد طبع هذا الرقم بإذن من تشونغ وآخرون15. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| حجم السيارة | حجم الفجوة | |
| 3-s | 4-s | |
| السياره | 0.06 (0.07) | -0.14 (0.07) |
| الحافله | 0.12 (0.04) | -0.12 (0.04) |
الجدول 1: آثار التفاعل لحجم السيارة وحجم الفجوة في الأطفال. يعني الأطفال TOI كدالة من حجم السيارة وحجم الفجوة ملاحظة. يتم إعطاء القيم في الوسائل (الانحرافات المعيارية). . الرجاء النقر هنا لتحميل هذا الجدول.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
وقد استخدمت الدراسات السابقة المحاكاة مع شاشاتالمتوقعة 16،17، ولكن هذا البروتوكول يحسن الصحة البيئية عن طريق عرض افتراضي غامرة تماما (أي 360 درجة). بالإضافة إلى ذلك، فإن مطالبة المشاركين بالسير على جهاز المشي يتيح فحص كيفية معايرة الأطفال والشباب أفعالهم مع بيئة متغيرة. يتغير المشهد الافتراضي لهذا التصميم التجريبي في وقت واحد مع حركات المشاركين ، وتصل المركبات إلى خط عبور المشاة في نقطة زمنية محددة. وهذا يمنع المشاركين من تأخير أوقات عبورهم بسبب القرارات أو الاستعدادات للتحرك. في هذه الدراسة، المشاركين بالفعل في الحركة عند محاولة عبور الطريق6، حتى يتمكن الباحثون من الوصول بوضوح إلى السيطرة على الحركة أثناء العبور.
وتشمل الخطوات الحاسمة بشكل صحيح تعيين المعلمات لتعكس التصميم التجريبي، ووقف التجربة عند حدوث دوار الحركة، وإجراء التجارب الممارسة بحيث يكون المشاركون مرتاحين مع بيئة جهاز المشي. وهناك مجموعة واسعة من تدفقات حركة المرور وراء تلك التي نوقشت في النتائج هو شكلي مع البرنامج الحالي. ويمكن أيضاً توسيع نطاق البرنامج ليشمل نطاقاً أوسع من حالات العبور (أي بإضافة المزيد من الممرات أو أنواع أكثر من المركبات).
يسمح البروتوكول بالتحقيق في كيفية تنظيم الأطفال والشباب لحركتهم وفقًا لبيئات متغيرة ديناميكيًا. وعلى وجه التحديد، فإن تغيير موقع البدء الأولي بشكل منهجي يسمح بفحص التعديلات في السرعة لدى الأطفال والشباب. كما يسمح البروتوكول بتحديد ما إذا كانت التغيرات في خصائص الفجوة تؤدي إلى أنماط محددة للتحكم في السرعة في الإجراءات الاعتراضية. وتبين النتائج أن اختلاف المسافات الأولية وخصائص الفجوة أمر مهم لتحديد عمليات التكيف المنهجية في سلوك العبور التي تعكس نوع التحكم في عبور الطرق. وتشير النتائج إلى آثار التفاعل للمسافة الأولية وحجم السيارة في الأطفال؛ على وجه التحديد، تأثرت تعديلات سرعتها في حين تقترب من اعتراض من خصائص الفجوة.
على النقيض من النتائج السابقة على الآثار الضعيفة لحجم السيارة على سلوكيات عبور البالغين ، وجدت هذه الدراسة أن الأطفال ضبط بشكل سيئ السرعات الاقتراب وفقا للمسافة الأولية عند مواجهة سيارة كبيرة من مسافة قريبة. وتشير النتائج إلى أن القدرة على ضبط الحركات الحركية بدقة باستخدام المعلومات البصرية في مهام الاعتراض المعقدة تخضع لتغيرات في النمو. ومع ذلك، ينبغي أن البحوث المستقبلية التمييز بين أنواع وأحجام المركبات باستخدام أحجام مختلفة من نفس نوع السيارة. سيسمح هذا الإعداد بإجابة أكثر دقة يتم استخدام المعلومات المرئية للتحكم في إجراءات العبور في بيئة ديناميكية.
وعلاوة على ذلك، فإن التلاعب بحجم الفجوة وحجم السيارة معاً لم يرد على خصائص بيئة الفجوة الديناميكية التي تؤثر مباشرة على تعديل الحركة. وتشير النتائج إلى أن الأطفال يقللون من شأن وقت وصول السيارة ويحاولون العبور بسرعة أكبر أمام المركبات الكبيرة. وتجدر الإشارة إلى أن الأطفال يعبرون الفجوات بين الحافلات في وقت أبكر مما كان متوقعاً في الفجوة 4 S. قد يكون هذا بسبب مسافة LV أقرب في الفجوة 4 ق. أحد القيود على هذا التصميم هو أن آثار حجم الفجوة مشوشة من آثار الحواف الخارجية للسيارة. قد تغير التصاميم التجريبية المستقبلية حجم الفجوة دون تغيير الحواف الخارجية للسيارة.
بالمقارنة مع أبحاث الواقع الافتراضي السابقة ، يوفر تصميم هذه التجربة بيئة آمنة للتحقيق في سلوك العبور. ومع ذلك، فإن الجهاز يسبب دوار الحركة في بعض المشاركين. الأدب على دوار الحركة يكشف عن وجود علاقة بين حركة المرض والسيطرة الوضعية، لذلك ينبغي استبعاد الناس الذين لديهم ضعف التحكم في التوازن18،19،20. بالإضافة إلى ذلك، يحمل المشاركون الدرابزين أثناء المشي، وهذا قد يقطع حركة المشي الطبيعية، والتي قد تكون قيدًا على الطريقة. وخلاصة القول إن هذه الدراسة تسهم في فهم سلوك عبور الطرق لدى الأطفال فيما يتعلق بالخصائص الزمانية والمكانية للفجوة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
Acknowledgments
وقد موّل المعهد الكوري هذا العمل من أجل النهوض بالتكنولوجيا ووزارة التجارة والصناعة والطاقة (منحة رقمها 10044775).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Customized treadmill | Kunsan National University | Treadmill built for this study | |
| Desktop PC | Multiple companies | Standard Desktop PC | |
| Oculus Rift Development Kit | Oculus VR, LLC | DK1 | Virtual reality headset |
| Walking Simulator Software | Kunsan National University | Software deloped for this experiment |
References
- Bastin, J., Craig, C., Montagne, G. Prospective strategies underlie the control of interceptive actions. Human Movement Science. 25 (6), 718-732 (2006).
- Bastin, J., Fajen, B., Montagne, G. Controlling speed and direction during interception: An affordance-based approach. Experimental Brain Research. 201 (4), 763-780 (2010).
- Chardenon, A., Montagne, G., Laurent, M., Bootsma, R. J. A Robust Solution for Dealing With Environmental Changes in Intercepting Moving Balls. Journal of Motor Behavior. 37 (1), 52-64 (2005).
- Lenoir, M., Musch, E., Thiery, E., Savelsbergh, G. J. P. Rate of change of angular bearing as the relevant property in a horizontal intercepting task during locomotion. Journal of Motor Behavior. 34 (4), 385-401 (2002).
- Oxley, J. A., Ihsen, E., Fildes, B. N., Charlton, J. L., Day, R. H. Crossing roads safely: an experimental study of age differences in gap selection by pedestrians. Accident Analysis & Prevention. 37 (5), 962-971 (2005).
- Chihak, B. J., et al. Synchronizing self and object movement: How child and adult cyclists intercept moving gaps in a virtual environment. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 36, 1535-1552 (2010).
- te Velde, A. F., van der Kamp, J., Savelsbergh, G. J. Five-to twelve-year-olds' control of movement velocity in a dynamic collision avoidance task. British Journal of Developmental Psychology. 26 (1), 33-50 (2008).
- Simpson, G., Johnston, L., Richardson, M. An investigation of road crossing in a virtual environment. Accident Analysis & Prevention. 35 (5), 787-796 (2003).
- Lee, D. N., Young, D. S., McLaughlin, C. M. A roadside simulation of road crossing for children. Ergonomics. 27 (12), 1271-1281 (1984).
- Oudejans, R. R., Michaels, C. F., van Dort, B., Frissen, E. J. To cross or not to cross: The effect of locomotion on street-crossing behavior. Ecological Psychology. 8 (3), 259-267 (1996).
- Grechkin, T. Y., Chihak, B. J., Cremer, J. F., Kearney, J. K., Plumert, J. M. Perceiving and acting on complex affordances: How children and adults bicycle across two lanes of opposing traffic. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 39 (1), 23-36 (2013).
- O'Neal, E. E., et al. Changes in perception-action tuning over long time scales: How children and adults perceive and act on dynamic affordances when crossing roads. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 44 (1), 18-26 (2018).
- Savelsbergh, G. J. P., Rosengren, K. S., Van der Kamp, J., Verheul, M. H., et al. Catching action development. The development of movement coordination in children. Application in the field of sport, ergonomics and health sciences. Savelsbergh, G. J. P., et al. , Taylor & Francis Group. 191-212 (2003).
- Plumert, J. M., Kearney, J. K. Timing Is Almost Everything: How Children Perceive and Act on Dynamic Affordances. Advances in child development and behavior. 55, 173-204 (2018).
- Chung, H. C., Choi, G., Azam, M. Effects of Initial Starting Distance and Gap Characteristics on Children’s and Young Adults' Velocity Regulation When Intercepting Moving Gaps. Human Factors. , (2019).
- Lobjois, R., Cavallo, V. Age-related differences in street-crossing decisions: The effects of vehicle speed and time constraints on gap selection in an estimation task. Accident Analysis & Prevention. 39 (5), 934-943 (2007).
- Lobjois, R., Cavallo, V. The effects of aging on street-crossing behavior: from estimation to actual crossing. Accident Analysis & Prevention. 41 (2), 259-267 (2009).
- Yu, Y., Chung, H. C., Hemingway, L., Stoffregen, T. A. Standing body sway in women with and without morning sickness in pregnancy. Gait & Posture. 37 (1), 103-107 (2013).
- Stoffregen, T. A., Smart, L. J. Postural instability precedes motion sickness. Brain Research Bulletin. 47 (5), 437-448 (1998).
- Stoffregen, T. A., Villard, S., Chen, F. C., Yu, Y. Standing posture on land and at sea. Ecological Psychology. 23 (1), 19-36 (2011).
Tags
السلوك، العدد 160، السلوك، المشاة، السلامة المرورية، الواقع الافتراضي، الإدراك، العمل، علم النفس البيئيErratum
Formal Correction: Erratum: Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior
Posted by JoVE Editors on 10/08/2020.
Citeable Link.
An erratum was issued for: Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior. An affiliation was updated.
The first affiliation was updated from:
Department of Sports Science, Kunsan National University
to:
Department of Sport and Exercise Sciences, Kunsan National University
