Overview
Fonte: Laboratório de Jonathan Flombaum - Universidade Johns Hopkins
Como as pessoas encontram objetos em cenas visuais desordenadas? Pense, por exemplo, em procurar chaves em uma mesa bagunçada, encontrar a fruta mais bonita no supermercado, localizar seu carro quando você não consegue lembrar onde você estacionou, ou encontrar um velho amigo em um portão de saída do aeroporto. Claramente, a compreensão da percepção visual vai desempenhar um papel em quaisquer respostas, e mais especificamente, uma compreensão da atenção visual será crucial.
A atenção visual refere-se à capacidade de se concentrar em apenas uma parte de uma imagem, reunindo recursos de processamento seletivamente para determinar se a coisa que está sendo procurada — o alvo, no jargão experimental padrão — está presente. Para estudar a busca e a atenção, psicólogos experimentais desenvolveram um paradigma amplamente utilizado conhecido (sem surpresa) como busca visual.
Psicólogos também motivaram uma grande quantidade de pesquisas pela intuição que qualquer boa teoria da busca terá, para explicar por que algumas coisas são fáceis de encontrar e outras são difíceis de encontrar. Assim, no contexto do paradigma de busca visual, psicólogos perceptivos muitas vezes se concentraram em contrastar buscas fáceis com as mais difíceis. O contraste mais influente está entre o que os pesquisadores chamam de pesquisa de recursos e uma busca por conjunção.
Procedure
1. Projeto de estímulo
- O experimento inclui dois tipos de ensaios. Em metade dos testes — os testes de pesquisa de recursos — os participantes serão convidados a encontrar uma barra vermelha entre as azuis. Então, renderete um conjunto de 40 displays, colocando a barra vermelha aleatoriamente em cada um, e colocando aleatoriamente 3, 6, 9 ou 12 barras azuis também. O número de barras azuis é a carga distraída. Haverá igual número de ensaios (10 neste caso) para cada carga.
- O experimento também requer testes sem alvo, ensaios que não incluem o alvo de busca, neste caso, a barra vermelha. Faça 40 destes também, novamente, incluindo 10 para cada carga distraída. Os ensaios alvo presentes e ausentes, por carga, devem se parecer com os exemplos mostrados na Figura 1.
Figura 1: Exibições de amostras para pesquisa visual pop-out. A primeira fila mostra testes com um alvo, uma única barra vermelha, presente. A linha inferior mostra ensaios sem um alvo, ou alvo ausente. O número de não alvos, que são distratores, aumenta da esquerda para a direita. - A outra metade dos testes envolverá busca de conjunção. Neste caso, os observadores procurarão por uma barra vermelha orientada a -45°(ou seja,inclinada para a esquerda, em vez de para a direita). Novamente, a carga distrativa varia, incluindo 3, 6, 9 ou 12. Mas, neste caso, os distratores virão em dois tipos: barras azuis em um ângulo de -45°, e barras vermelhas em um ângulo de +45° (ou seja,inclinadas para a direita). Cada teste incluirá ambos os tipos de distratores, e novamente, haverá testes sem alvo, também(Figura 2).
Figura 2: Exibições de amostras para pesquisa visual de conjunção. A primeira fila mostra ensaios com um alvo, uma barra vermelha orientada para a esquerda, presente. A linha inferior mostra ensaios sem um alvo, ou alvo ausente. O número de não alvos, que são distratores, aumenta da esquerda para a direita.
2. Procedimento
- Execute os testes de pesquisa de recurso e conjunção em blocos separados. Alguns participantes realizam o primeiro recurso, e os outros fazem conjunção primeiro. O procedimento básico é o mesmo para ambos os tipos de ensaios.
- Para sequenciar o experimento, interligar aleatoriamente ensaios presentes/ausentes e cargas de distração, de modo que o experimento comporá uma sequência de ensaios imprevisíveis.
- Em cada ensaio, mostre estímulos até que o participante indique se um alvo está presente ou ausente nesse ensaio. Atribua uma chave, a tecla 'M' para apresentar respostas e a tecla 'Z' para respostas ausentes.
- Mande o participante responder o mais rápido possível, mas sem cometer erros.
- Usando um pacote de software experimental, como o ePrime, ou um ambiente de programação como o MATLAB, registo a resposta do participante em cada teste, juntamente com seu tempo de resposta. Dessa forma, você pode verificar se o participante respondeu corretamente, e também ver quanto tempo eles levaram.
3. Análise
- No final do experimento, produza os dados em uma planilha. Inclua se os participantes responderam corretamente, seu tempo de resposta e os parâmetros de cada ensaio, ouseja, foi um presente ou um teste ausente, no bloco de pesquisa de recurso ou conjunção, e com quantos distratores.
- Em média, os tempos de resposta do participante em todos os ensaios apresentados pelo alvo, em função da condição (recurso versus conjunção) e da carga de distração.
- Observe que os resultados dos ensaios ausentes do alvo não são analisados. Essas estão incluídas porque, caso contrário, o participante poderia simplesmente acertar 'presente' em cada teste sem nunca encontrar o alvo. Veja o desempenho geral, porém, para ter certeza de que o participante estava prestando atenção e dando o seu melhor. Geralmente, se um participante está menos de 75% correto em ensaios ausentes, seus dados de tempo de resposta não são analisados.
- As principais questões analíticas dizem respeito às diferenças no tempo de resposta entre os ensaios de conjunção e de pesquisa de recursos. Os tempos de resposta devem se tornar consideravelmente mais longos para testes de pesquisa de conjunção à medida que a carga de distração aumenta. Mas eles devem ser relativamente afetados em testes de pesquisa de recursos.
Atenção visual refere-se à capacidade de se concentrar em apenas uma parte de uma imagem. Para estudar como as pessoas atendem objetos em cenas visuais desordenadas, os psicólogos utilizam um paradigma conhecido como busca visual.
Muitas vezes, experimentos de pesquisa visual podem ajudar os pesquisadores a explicar por que alguns objetos são fáceis de encontrar e outros mais difíceis.
Usando o paradigma de pesquisa visual, este vídeo demonstrará como projetar e identificar estímulos para experimentos, bem como realizar, analisar e interpretar resultados.
Para projetar os estímulos, componha um par de condições que são muito semelhantes em termos de conteúdo de exibição, mas variam em termos de dificuldade de pesquisa. Considere o exemplo clássico contrastante entre 'Pesquisa de recursos' e 'Pesquisa de Conjunção'.
Na condição de Pesquisa de Recursos, testes de design em que um único recurso distingue um alvo entre seus vizinhos, conhecidos como distratores. Aqui, o alvo é uma barra vermelha, e todos os distratores são barras azuis. O participante deve encontrar o alvo de forma eficiente, pois ele "sai" rapidamente, mesmo quando a carga distraída aumenta de três, seis, nove ou 12 barras azuis.
Na condição de Pesquisa de Conjunção, testes de design em que o alvo compartilha semelhanças com distratores. Aqui, uma barra de alvo vermelha é orientada a -45°, e tanto os distratores vermelhos quanto azuis são orientados a +45°. Neste caso, o participante deve achar a busca mais difícil porque as semelhanças não proporcionam um efeito "pop out".
Dentro de cada condição de pesquisa, crie dois conjuntos de 40 ensaios onde o alvo está presente ou ausente. Certifique-se de incluir 10 ensaios com cada carga distraída de três, seis, nove ou 12 barras. Entremule aleatoriamente todos os ensaios para garantir sequências imprevisíveis para cada tipo de pesquisa.
Para iniciar o experimento, comece executando as tarefas de pesquisa de recursos e pesquisa de conjunção. Use um design contrabalanceado, para que alguns participantes comecem com o Feature Search, enquanto outros concluirão a Pesquisa de Conjunção primeiro.
Com o participante sentado no computador, atribua a tecla 'M' para representar as respostas presentes de destino e a tecla 'Z' para respostas ausentes do alvo. Indique ao participante que ele ou ela deve pressionar as respectivas chaves para concluir cada ensaio o mais rápido possível, tentando não cometer erros.
Durante cada ensaio, capture se a resposta do participante estava correta ou incorreta, bem como o tempo de resposta. Desa com a produção dos resultados em uma planilha.
Após o participante ter concluído ambos os tipos de pesquisa, examine o desempenho geral dos ensaios ausentes do alvo para ter certeza de que o participante estava prestando atenção. Exclua qualquer participante que tenha menos de 75% de acerto nesses ensaios.
Uma vez verificado o desempenho do critério, o desempenho médio de cada participante é o tempo de resposta de cada participante para todos os ensaios presentes de destino, em função da condição de pesquisa (Recurso vs. Conjunção) e da carga de distração.
Os dados são então gráficos plotando os tempos médios de resposta através de cargas de distração para as condições de pesquisa de recurso e conjunção. Os tempos de resposta da tarefa 'Pesquisa de recursos' não são afetados pela carga de distração. Em contraste, os tempos de resposta da Pesquisa de Conjunção aumentam linearmente com a carga de distração. Além disso, ambas as buscas levam cerca de 200 ms com o mínimo de três distratores presentes. Isso sugere que uma quantidade uniforme de tempo é necessária para começar a procurar e fazer uma resposta.
Agora que você está familiarizado com a criação de um experimento de pesquisa visual, você pode aplicar essa abordagem para responder a perguntas de pesquisa mais específicas.
Um dos principais desafios enfrentados pelo nosso sistema visual envolve a complexa integração de múltiplas características visuais. Encontrar uma barra vermelha entre todas as azuis é fácil porque apenas informações de cores são relevantes.
No entanto, ao encontrar um objeto que tenha várias características diferentes, como orientação e cor, mais atenção deve ser usada para unir essas características.
Por exemplo, os pesquisadores aplicam propriedades de pesquisa visual para melhorar a forma como os médicos procuram certos sinais reveladores quando olham para um raio-x ou ressonância magnética.
Além disso, a abordagem de busca visual afeta a forma como o pessoal da TSA busca através de varreduras de bagagem de passageiros no aeroporto.
Você acabou de assistir a introdução de JoVE na realização de um experimento de busca visual. Agora você deve ter uma boa compreensão de como fazer estímulos de pesquisa visual para dois tipos diferentes de condições de pesquisa visual, como conduzir o experimento e, finalmente, como analisar e interpretar os resultados.
Você também deve ter uma ideia sobre o tipo de atenção que é necessária quando você está procurando por chaves em uma mesa bagunçada ou encontrar a fruta mais bonita no supermercado.
Obrigado por assistir!
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Results
Observe que os tempos de resposta em testes de pesquisa de recursos são relativamente não afetados pela carga de distração(Figura 3). Em contraste, os tempos de resposta à pesquisa de conjunção aumentam linearmente. Na verdade, a inclinação dessa função descreve a quantidade de tempo extra de pesquisa que leva, em média, para cada distrator adicional na cena. Neste caso, parece cerca de 50 ms por item. Da mesma forma, ambas as pesquisas levam cerca de 200 ms com apenas três distratores presentes. Isso sugere que uma quantidade uniforme de tempo é necessária para começar uma busca e fazer uma resposta.
A diferença entre a pesquisa de características e conjunção sugere como um dos desafios enfrentados pelo sistema visual humano envolve juntar diferentes tipos de informações. Encontrar uma barra vermelha entre todas as azuis é fácil — ela aparece — porque apenas um tipo de informação é relevante: cor. Mas encontrar algo que é definido por vários tipos diferentes de recursos — neste caso, orientação e cor — precisa de atenção focada para ajudar a unir esses recursos.
Figura 3: Tempos de resposta em função da carga distraída em ensaios atuais de destino. As condições de pesquisa de recursos e conjunção são mostradas em círculos verdes e triângulos amarelos, respectivamente.
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Applications and Summary
No mundo real, entender como funciona a pesquisa visual tem muitas aplicações importantes. Por exemplo, os principais programas de pesquisa estão atualmente aplicando uma compreensão da pesquisa visual em laboratório para entender e melhorar a forma como os médicos buscam certas assinaturas revelados quando olham para um raio-x ou ressonância magnética. Programas de pesquisa semelhantes analisam como o pessoal da TSA pesquisa através de varreduras de bagagem de passageiros no aeroporto, e até mesmo como os atletas localizam seus companheiros de equipe em um campo.
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