Mapeo tridimensional de la rotación de objetos virtuales interactivos con datos de seguimiento ocular

Resumen

Hemos desarrollado un método simple, personalizable y eficiente para registrar datos procesuales cuantitativos de tareas espaciales interactivas y mapear estos datos de rotación con datos de seguimiento ocular.

Resumen

Presentamos un método para el registro en tiempo real de la interacción humana con objetos virtuales tridimensionales (3D). El enfoque consiste en asociar los datos de rotación del objeto manipulado con medidas de comportamiento, como el seguimiento ocular, para hacer mejores inferencias sobre los procesos cognitivos subyacentes.

La tarea consiste en mostrar dos modelos idénticos del mismo objeto 3D (una molécula), presentados en la pantalla de un ordenador: un objeto interactivo giratorio (iObj) y un objeto objetivo estático (tObj). Los participantes deben rotar iObj con el ratón hasta que consideren que su orientación es idéntica a la de tObj. La computadora rastrea todos los datos de interacción en tiempo real. Los datos de la mirada del participante también se registran mediante un rastreador ocular. La frecuencia de medición es de 10 Hz en el ordenador y de 60 Hz en el rastreador ocular.

Los datos de orientación de iObj con respecto a tObj se registran en cuaterniones de rotación. Los datos de mirada se sincronizan con la orientación de iObj y se referencian mediante este mismo sistema. Este método nos permite obtener las siguientes visualizaciones del proceso de interacción humana con iObj y tObj: (1) disparidad angular sincronizada con otros datos dependientes del tiempo; (2) Trayectoria de rotación en 3D dentro de lo que decidimos llamar una "bola de rotaciones"; (3) Mapa de calor de fijación 3D. En todos los pasos del protocolo se ha utilizado software libre, como GNU Octave y Jmol, y todos los scripts están disponibles como material complementario.

Con este enfoque, podemos realizar estudios cuantitativos detallados del proceso de resolución de tareas que involucran rotaciones mentales o físicas, en lugar de solo el resultado alcanzado. Es posible medir con precisión la importancia de cada parte de los modelos 3D para el participante en la resolución de tareas y, por lo tanto, relacionar los modelos con variables relevantes como las características de los objetos, las habilidades cognitivas de los individuos y las características de la interfaz hombre-máquina.

Introducción

La rotación mental (RM) es una capacidad cognitiva que permite a las personas manipular y rotar objetos mentalmente, lo que facilita una mejor comprensión de sus características y relaciones espaciales. Es una de las habilidades visoespaciales, un grupo cognitivo fundamental que se estudió ya en 1890¹. Las habilidades visoespaciales son un componente importante del repertorio cognitivo de un individuo que está influenciado tanto por factores hereditarios como ambientales 2,3,4,5. El i....

Protocolo

1. Preparación de herramientas de recopilación de datos

1. Configure la recopilación de datos en línea (opcional).
   NOTA: Este paso describe cómo configurar un clon personalizable del código del proyecto y la página web de trabajo (consulte Archivo Complementario 1). Este paso fue adaptado de los tutoriales disponibles en https://pages.github.com/ y https://github.com/jamiewilson/form-to-google-sheets. Si los usuarios solo están interesados en el método de procesamiento de datos y no en el registro de datos, pueden utilizar la página web https://rodrigocnstest.github.io/iRT_JoVE.html, junto c....

Discusión

Como se indicó anteriormente, este artículo tiene como objetivo presentar un procedimiento detallado de mapeo en tiempo real de datos de fijación y movimiento sacádico en objetos 3D interactivos, que es fácilmente personalizable y solo utiliza software disponible de forma gratuita, que proporciona instrucciones paso a paso para que todo funcione.

Si bien esta configuración experimental implicó una tarea altamente interactiva, como mover un objeto 3D par.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Firefox	Mozilla Foundation (Open Source)		Any updated modern browser that is compatible with WebGL (https://caniuse.com/webgl), and in turn with Jmol, can be used
GNU Octave	Open Source		https://octave.org/
Google Apps Script	Google LLC		script.google.com
Google Sheets	Google LLC		https://www.google.com/sheets/about/
Laptop			Any computer that can run the eye tracking system software.
Mangold Software Suite	Mangold		Software interface used for the Eye tracking device. Any Software that outputs the data with system time values can be used.
Mouse			Any mouse capable of clicking and dragging with simple movements should be compatible. Human interfaces analogous to a mouse with the same capabilities, such as a touchscreen or pointer, should be compatible, but may behave differently.
Vt3mini	EyeTech Digital Systems		60 Hz. Any working Eye Tracking device should be compatible.