Name: the honeycomb paradigm for research on collective human behavior
Uploaded: 2019-01-19T14:00:00
Duration: 6 min 48 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about The HoneyComb Paradigm for Research on Collective Human Behavior at JoVE.com

Denna forskning har finansierats av det tyska initiativet of Excellence (institutionella strategi: https://www.uni-goettingen.de/en/32632.html). Vi tackar Margarita Neff-Heinrich för hennes engelska korrekturläsning.

Datainsamling och dataanalys i detta projekt har godkänts av den etiska kommittén av Georg-Elias-Müller Institutet för psykologi vid universitetet i Göttingen (förslag 039/2012).
1. experimentellt ställa in
<ol><li>Välj en plats som är från ett område med hög trafik, som i en dator lab eller andra specificerade område med enskilda arbetsstationer som kan konfigureras som ett LAN (lokalt nätverk).</li>
	<li>Ordna för 10 till 12 bärbara datorer av samma typ som ska användas för experimentet samt en dator för att fungera som server (Figur 6). Den server-programmet samt klientprogram behöver en JAVA runtime environment, som finns på alla gemensamma operativsystem (en Raspberry Pi som klient kan räcka).</li>
	<li>Utrustning konfiguration<ol>
<li>Arrangera anteckningsböcker på enskilda arbetsstationen bord med stolar som visas i figur 7.</li>
		<li>Att ansluta bärbara datorer till server dator via Ethernet-kablar och en nätverks-switch för att skapa ett lokalt nätverk.</li>
		<li>Installera skiljeväggar mellan enskilda arbetsstationer att förhindra visuell sensoriska kommunikation (ögonkontakt, gester, ansiktsuttryck, etc.) mellan angränsande deltagare.</li>
		<li>Förvärva öronproppar (engångsanvändarrättighet) för att fördelas till alla deltagare att förhindra hörbara kommunikation mellan deltagarna.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. deltagare rekrytering
<ol><li>Välj en rekrytering plats där det finns en stor mängd människor, såsom entréhallen i en hörsal.</li>
	<li>Adress potentiella rekryter hjälp av standardiserade text som förklarar syftet och bakgrunden av experiment, experiment varaktighet, maximalt betalning beräknas enligt prestanda och krav för deltagande i ett multiplayer spel på institution-ägda laptops.</li>
	<li>Säkerställa att deltagarna kan förstå engelska och tyska instruktioner och enkäter relaterade till experimenten.</li>
	<li>Om experimentell design inkluderar användning av färger, se till att deltagarna är fria från eventuella färgblindhet som kan hindra dem från att differentiera de färger som används.</li>
	<li>Gör inte rekrytera tidigare deltagare, som deltagarna ska vara naivt att experimentet.</li>
	<li>Leda villig rekryter till ett väntrum från området rekrytering. Vänligen begäran att de inväntar slutförandet av gruppen rekrytering utan att prata med varandra. Förklara att denna begränsning är relaterad till integritet av experimentella resultat.</li>
	<li>När 10 till 12 deltagare har rekryterats, leda dem in i förväg bestämd datorsal eller angivet område där experimentet kommer att äga rum.</li>
	<li>Innan deltagarna ta sina platser i de partition-inneslutet arbetsstationerna, har deltagarna underteckna ett formulär som designerar informerat samtycke.</li>
	<li>Fördela hygieniska, engångs bruk öronproppar till alla deltagare. Informera dem att audiovisuell kommunikation med andra deltagare är förbjudet. Att använda öronproppar och partition-inneslutet arbetsstationer är därför obligatoriska.</li>
	<li>Har deltagarna ta sina platser i de partition-inneslutet arbetsstationerna.</li>
</ol>3. experimentell förfarande
Obs: I denna experimentella förfarandet, spelet används av Boos et al. 1 beskrivs som ett exempel på tillämpning exempel.
<ol><li>Förberedelsefasen<ol>
<li>Själva programmet är formaterad som en zip-fil HC.zip som innehåller 1) runnables HC.jar, (2) tre filer för konfiguration, nämligen hc_server.config, hc_panel.config, och hc_client.config, och (3) två undermappar som heter intro och rawdata.</li>
		<li>Skapa en delad mapp på serverdatorn och packa upp HC.zip i denna mapp.</li>
		<li>På varje klientdator, montera och komma åt den delade mappen och öppna en terminal (Linux, Mac OS X: spotlight | Sök | terminal) eller Kommandotolken (Windows: Sök ”cmd”), respektive. Använd kommandot ”dir” eller ”ls” så att de uppackade filerna visas på varje terminal.</li>
		<li>Köra kommandot ”java-version” på varje terminal för att säkerställa att en java runtime environment är tillgängliga. Om inte, installera java innan du fortsätter.</li>
		<li>Titt i tre konfigurera filer.<ol>
<li>Redigera hc_server.configure för att konfigurera (1) antalet spelare, 2) minsta siffror och maximala antalet drag som varje spelare kan göra, 3) värden av så kallade nuggets och 4) uppfattning radie skick (lokal eller global). Obs: Två uppfattning villkoren är det globala villkoret (spelare kan se positioner av avatarer av alla deltagare) och lokala skick (spelaren kan se bara de avatarer i anslutning till sin avatar, se figur 3)</li>
			<li>Redigera hc_client.configure för att berätta för kunderna serverns IP.</li>
			<li>I hc_panel.config, justera storleken på hexagoner enligt skärmens upplösning.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Först, starta serverprogrammet HC_Gui.jar (figur 8) med kommandot ”java-jar HC_Gui.jar”. Starta sedan klientprogrammen på varje arbetsstation med kommandot ”java-jar HC_ClientAppl.jar”. Obs: Kundernas skärmar bör visa meddelandet, ”var snäll och vänta. Datorn ansluter till servern ”. I server GUI visas en linje med IP-adressen till var och en av klienterna. När alla klienter är anslutna, serverprogrammet visar meddelandet, ”alla klienter är anslutna. Redo att börja ”? Obs: Försöksledaren kan förbereda sessionen fram till denna punkt.</li>
		<li>När alla deltagare har tagit deras platser, ge de slutliga instruktionerna innan de sätter i öronproppar.</li>
		<li>Klicka på ”OK” för att starta sessionen. Härefter, styrs experimentet endast av anvisningarna på skärmarna som visas för deltagarna. Anvisningar för en enda experiment kräver flera skärm sidor och avläsningen görs möjligt av deltagarna personsökning och tillbaka vid behov. Obs: Varje deltagare anger, genom att klicka en utsedda på skärmen, att han eller hon har läst instruktionerna. Experimentet kan inte inledas förrän alla deltagare är klar läser instruktionerna.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Testfasen<ol>
<li>Observera om deltagarna mus-styr sin avatar dot (dubbelt så stor som synliga avatar prickar av andra deltagare) på HoneyComb virtuella 97-hexagon spelplanen (se figur 1).</li>
		<li>Har deltagarna börjar testfasen i mitten av fältet och sedan flytta på HoneyComb virtuella spelplanen enligt tidigare angivna instruktionerna på skärmen.<ol>
<li>Alla instruktioner om hur man spelar spelet placeras som redigerbar html-filer i programmappen av HoneyComb spelet. Se undermappar intro-de och intro/sv för tyska och engelska instruktioner, respektive.</li>
			<li>Har spelare vänsterklicka i intilliggande små hexagon av deras val att flytta sin avatar pricken. Endast angränsande fält kan väljas för inledande och efterföljande flyttar. Obs: Efter varje drag visas en liten svans för 4000 ms för varje deltagare, som anger den senaste riktning som han eller hon hyllas.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Låt varje deltagare att delta endast en gång för att undvika eventuella fördomar. Obs: Spelet som beskrivs här kräver 5-10 min, inklusive läsning av instruktioner. Övergripande, 400 deltagare i 40 tio-person grupper testades av Boos et al. 1.</li>
		<li>Starta inte om experimentet med samma deltagare om det finns ett tekniskt fel eller om en deltagare misslyckas.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. post-test fas
<ol><li>När spelet är avslutat, har deltagarna fylla i frågeformulär bedömning av demografiska data, fem stora personlighet faktorer, upplevda nivåer av stress eller lugn och betala tillfredsställelse (som ska betalas vid slutförandet av experimentet). Dessa enkäter kan erbjudas som fristående html-filer.</li>
	<li>Medan deltagarna fyller i enkäter, förbereda anonyma kuvert med lämplig mängd pengar i HoneyComb spelet just avslutat. Spelets HoneyComb-beräknat belopp att betalas ut till varje spelare anges på skärmen server.</li>
	<li>Fördela de intjänade ersättningarna till deltagarna när de lämnar provområde.</li>
	<li>Stänga av serverprogrammet och sedan stänga klientprogrammen när serverprogrammet är klar stängning.</li>
	<li>Överföra data, i form av 2 textfiler som märkt av dag - och time-stämpel av experimentet, till ett USB-minne.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Boos, M., Pritz, J., Lange, S., Belz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leadership+in+Moving+Human+Groups.">Leadership in Moving Human Groups.</a> PLoS Computational Biology. 10 (4), e1003541 (2014).</li><li>Moussaid, M., Garnier, S., Theraulaz, G., Helbing, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collective+information+processing+and+pattern+formation+in+swarms,+flocks,+and+crowds.">Collective information processing and pattern formation in swarms, flocks, and crowds.</a> Topics in Cognitive Science. 1 (3), 469-497 (2009).</li><li>Sumpter, D. J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Collective Animal Behavior. , (2010).</li><li>Krause, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fish+shoal+composition:+mechanisms+and+constraints.">Fish shoal composition: mechanisms and constraints.</a> Proceedings - Royal Society. Biological Sciences. 267 (1456), 2011-2017 (2000).</li><li>Camazine, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Self-Organization in Biological Systems. , (2003).</li><li>King, A. J., Sueur, C., Huchard, E., Cowlishaw, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rule-of-thumb+based+on+social+affiliation+explains+collective+movements+in+desert+baboons.">A rule-of-thumb based on social affiliation explains collective movements in desert baboons.</a> Animal Behavior. 82 (6), 1337-1345 (2011).</li><li>Fischer, J., Zinner, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Communication+and+cognition+in+primate+group+movement.">Communication and cognition in primate group movement.</a> International Journal of Primatology. 32 (6), 1279-1295 (2011).</li><li>Couzin, I. D., Krause, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-organization+and+collective+behavior+in+vertebrates.">Self-organization and collective behavior in vertebrates.</a> Advances in the Study of Behavior. 32, 1-75 (2003).</li><li>Katz, Y., Tunstr&#248;m, K., Ioannou, C. C., Huepe, C., Couzin, I. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inferring+the+structure+and+dynamics+of+interactions+in+schooling+fish.">Inferring the structure and dynamics of interactions in schooling fish.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (46), 18720-18725 (2011).</li><li>Guy, S. J., Curtis, S., Lin, M. C., Manocha, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Least-effort+trajectories+lead+to+emergent+crowd+behaviors.">Least-effort trajectories lead to emergent crowd behaviors.</a> Physical Review E: Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 85 (1), 016110 (2012).</li><li>Shao, W., Terzopoulos, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autonomous+pedestrians.">Autonomous pedestrians.</a> Proceedings of the 2005 ACM SIGGRAPH/Eurographics Symposium on Computer Animation. , (2005).</li><li>Reynolds, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flocks,+herds+and+schools:+A+distributed+behavioral+model.">Flocks, herds and schools: A distributed behavioral model.</a> Seminal Graphics. , 273-282 (1987).</li><li>Pelechano, N., Allbeck, J. M., Badler, N. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+individual+agents+in+high-density+crowd+simulation.">Controlling individual agents in high-density crowd simulation.</a> Proceedings of the 2007 ACM SIGGRAPH/Eurographics Symposium on Computer Animation. , 99-108 (2007).</li><li>Helbing, D., Moln&#225;r, P., Farkas, I. J., Bolay, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-organizing+pedestrian+movement.">Self-organizing pedestrian movement.</a> Environment and Planning B: Planning and Design. 28 (3), 361-383 (2001).</li><li>Dyer, J. R. G., Johansson, A., Helbing, D., Couzin, I. D., Krause, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leadership,+consensus+decision+making+and+collective+behavior+in+humans.">Leadership, consensus decision making and collective behavior in humans.</a> Philosophical Transactions - Royal Society. Biological Sciences. 364 (1518), 781-789 (2009).</li><li>Moussaid, M., Schinazi, V. R., Kapadia, M., Thrash, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Virtual+Sensing+and+Virtual+Reality:+How+New+Technologies+can+Boost+Research+on+Crowd+Dynamics.">Virtual Sensing and Virtual Reality: How New Technologies can Boost Research on Crowd Dynamics.</a> Frontiers in Robotics and AI. , (2018).</li><li>Belz, M., Pyritz, L. W., Boos, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+flocking+in+human+groups.">Spontaneous flocking in human groups.</a> Behavioral Processes. 92, 6-14 (2013).</li><li>Boos, M., Franiel, X., Belz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Competition+in+human+groups+-+Impact+on+group+cohesion,+perceived+stress+and+outcome+satisfaction.">Competition in human groups - Impact on group cohesion, perceived stress and outcome satisfaction.</a> Behavioral Processes. 120, 64-68 (2015).</li><li>Boos, M., Li, W., Pritz, J., Fu, X., Luo, J. -. D., Boos, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterns+of+Group+Movement+on+a+Virtual+Playfield:+Empirical+and+Simulation+Approaches.">Patterns of Group Movement on a Virtual Playfield: Empirical and Simulation Approaches.</a> Social Network Analysis: Interdisciplinary Approaches and Case Studies. , 197-223 (2017).</li><li>Dyer, J. R. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consensus+decision+making+in+human+crowds.">Consensus decision making in human crowds.</a> Animal Behavior. 75 (2), 461-470 (2008).</li><li>Faria, J. J., Dyer, J. R. G., Tosh, C. R., Krause, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leadership+and+social+information+use+in+human+crowds.">Leadership and social information use in human crowds.</a> Animal Behavior. 79 (4), 895-901 (2010).</li><li>Conradt, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Models+in+animal+collective+decision-making:+information+uncertainty+and+conflicting+preferences.">Models in animal collective decision-making: information uncertainty and conflicting preferences.</a> Interface Focus. 2 (2), 226-240 (2011).</li><li>Couzin, I. D., Krause, J., Franks, N. R., Levin, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effective+leadership+and+decision-making+in+animal+groups+on+the+move.">Effective leadership and decision-making in animal groups on the move.</a> Nature. 433, 513-516 (2005).</li></ol>

Författarna har något att avslöja.

En grundläggande fråga i använda multi client virtuella miljöer som ett forskningsparadigm för att undersöka människors kollektiva beteendet är huruvida resultaten är tillämpliga på verkliga scenarier. Med andra ord, den metodologiska ansatsen ger resultat med tillräckliga ekologiska eller extern giltighet? Som representerar mänskliga deltagare som avatarer på en virtuell spelplanen och låta dem flytta via musklick minskar sociala signaler. Dessutom hålla kommunikation till ett minimum kan praktiker att undersöka vilka underförstått beteendemässiga cues överförs bland människor som kan påverka människors gruppbeteende samordning och ledarskap och under vilka miljömässiga affordance (t.ex. räddning, konkurrens, evakuering) dessa beteenden påverkas av mer och i vilken utsträckning. Så länge det finns strikt följsamhet till de två pre-provande faserna i protokollet och testförfaranden, garanterar denna reduktionistiska strategi inre giltighet. För att möjliggöra överföring av resultaten till ”riktiga” grupp och crowd dynamics, de experimentella setup och testfaser gradvis kan ändras för att bli mer komplex (t.ex., vilket möjliggör ytterligare kommunikation bortom enbart sänder/läsning rörelse beteende, att lägga till information på individuella egenskaper inbäddade semantiskt i olika verkliga scenarier, etc.) och beskrivs i den på skärmen instruktioner Läs av deltagarna innan spelet startar.
För att lösa frågan om extern validitet, kan hexagon spelplanen [initialt valt att standardisera spelarens rörelser till standardiserade, tvådimensionell sexkantiga koordinater på grund av (förtestade) användbarhet och reduktion av störande faktorer] varieras. Ett tvådimensionellt rutnät med fria val skulle göra det möjligt för spelare att skapa mer fortlöpande och komplex rörelse data. En tredimensionell miljö skapad av Unity - eller Unreal-motorn, exempelvis kan också förhöja ekologiska/extern giltighet. Med varje steg mot lessoning begränsning av rörelse, uppstår emellertid ett problem. Med stigande komplexitet av frihet-i-rörelse i det simulerade scenariot, påverkan av störande faktorer (t.ex. interpersonella skillnader såsom datorvana, förtrogenhet med rumslig orientering i tredimensionella spel) ökar, vilket kan leda till partisk resultat och minska inre giltighet.
Fördelen med den metod som anges i protokollet HoneyComb är att det kan kombineras med dator simuleringsmodeller och används som ett paradigm för att empiriskt testa om kollektiva mönster finns i datorsimuleringar också hålla för beteende i grupper av människor. För att förbättra den externa giltigheten av sådana tester, bör deltagarna tillfrågas i post-test fas frågeformuläret om de kände sig tillräckligt och mänskligt representeras av sina avatarer och huruvida de skulle kunna uppfatta deras medaktörer som mänskliga aktörer. Protokollet anger samtidig spelarna sitter i arbetsstationer bredvid varandra (även om protokollparametrar utesluter sensoriska auditiv eller visuell kommunikation) för att förbättra dessa känslor av mänskligt förkroppsligande fysiska närvaro.
Sammanfattningsvis, de metoder som tillämpas av det HoneyComb synsätt som beskrivs i protokollet före prov, prov och post-test faser ger ett nytt paradigm för att undersöka grundläggande mekanismer av kollektiva fenomen såsom gruppen samordning, ledarskap, och koncerninterna differentiation. Metodens viktigaste begränsningen är dess sårbarhet för mänskliga fel av rekryterare, särskilt om de inte är tillräckligt stränga för att säkerställa att deltagarna inte kommunicerar med varandra under de förtest och testfaser.

Datorbaserade multi-agent spelet HoneyComb1 erbjuder ett metodologiska paradigm för att undersöka hur kollektiv mänsklig rörelse mönster och koncernstrukturer ur individuella beteende. Mänskliga deltagare är visuellt representeras av avatarer (svarta prickar) på en sexkantig virtuella spelplanen som liknar en honeycomb (figur 1). Deltagarna flytta sina avatarer via -musklick för att nå målet hexagoner, spendera flytta resurser (Video 1) och maximera sina monetära belöningar genom att bygga sammanhängande grupper (Video 2). Rumsliga villkor (t.ex. vision radius), belöning strukturer (t.ex. monetära mål fält) och kommunikationskanaler kan manipuleras för att upptäcka vilka och i vilken utsträckning dessa villkor regler påverka samordning och ledarskap i kollektiv rörelse.
Spelets processuella/skick regler, mål och belöning motivationsfaktorer har designats av socialpsykologer att undersöka människans kollektiva rörelse. I djurens svärmar samt mänskliga folkmassorna, kan en Observera emergent fenomen (dvs globala mönster) transpiring från individuella beteende som följer lokala regler. Till exempel verkar fiskstim och flockar av fåglar flytta som sammanhängande enheter mot en rumslig mål2,3,4, trots stor gruppstorlekar som minskar deras kapacitet för globala eller Inter-individuella kommunikation. Empirisk forskning5,6,7, beteendemässiga modellering8,9,10, och datorn simuleringar11,12, 13 har visat att hos olika arter, inklusive människor14,15,16, komplexa mönster på gruppnivå utvecklas utan intern kontroll eller extern övervakning. Lokala enskilda rörelse och ofta gånger, enkla regler på mikroskopisk nivå är tillräcklig för att generera ordnad rörelse på makroskopisk nivå. Sådana experiment bidrar till ökande bevis2,6 att inte bara stora svärmar utan också små grupper (mänskliga grupper samt andra djurgrupper) samordnas av lokal samverkan regler1.
Vår nya tillvägagångssätt och använda datorbaserade fleranvändarsystem avatar spel visar en främsta fördel i forska dynamiska mänskliga kollektiva fenomen. Använda HoneyComb avatar plattform1,17,18,19, plats och tid av enskilda rörelse beteende (rörelse styrs av faktiska individer) kan helt samlas av servern, och utvecklingen av beteendemönster och kollektiva strukturer kan analyseras med en noggrannhet på 50 ms (tabell 1). Som visuell och auditiv sensoriska kommunikation kan begränsas genom att kräva kommer deltagarna att använda öronproppar och innesluta sina arbetsstationer med mellanväggar, svärm och övriga publiken beteende kan approximeras experimentellt. I flera experiment1,17,18,19manipuleras vi vision radie (global vs lokala, figur 2), monetära incitament (figur 3a, b ), undergrupper (figur 4) och samtidig förekomst av andra spelare (figur 5) för att testa effekterna av dessa variabler på uppkomsten av kollektiva beteendemönster som mänskliga flockas beteende17, ledarskap 1och konkurrens18. Samla in data, en installation av tio till tolv anteckningsböcker och en server användes (figur 6).
Självorganiserade samordning av enskilda aktiviteter i grupp-levande arter har lockade mycket vetenskaplig uppmärksamhet, särskilt inom det senaste decenniet. Undersökningarna är omfattande, från enkla leden bildning och sökvägen urval i myror till komplexa uppkomsten av vortex strukturer i fiskstim, och även segregeringen av dubbelriktad flöden av fotgängare2.
Med våra HoneyComb paradigm bidrar vi en metod för att empiriskt undersöka effekterna av varierad situationsanpassat alternativ/begränsningar, skiftande beteende regler och individuella egenskaper på mikroskopisk nivå på uppkomsten av makroskopiska beteende strukturer hos människor. En viktig fördel är att paradigmet erbjuder strängt kontrollerbar experimentella inställningarna som har definierats av praktiker, vilket gör det möjligt för manipulation att mäta resultaten av en enda experiment eller jämför flera experiment. Virtuella spelplanen kan konfigureras enligt kraven i studiedesign och sensoriska kommunikationskanaler mellan deltagarna kan elimineras eller minskas enligt experiment parametrar. Dessutom kan miljömässiga affordances formas (t.ex. konkurrenskraftiga, icke-konkurrerande samförstånd och rescue inställningar). Sålunda, vår plattform framtvingar inre giltighet (dvs, matchande studiedesign så nära som möjligt till forskningsfrågorna) genom att erbjuda möjligheten att manipulera/kontroll variabler som är relevanta för den specifika frågeställningen, använder mänskliga styrd rörelse data att undersöka mänsklig rörelse. Fältexperiment återge fördelar när det gäller extern validitet (generaliserbarhet) resultat15,20,21 till den verkliga världen, eftersom de inte utgör hinder för effekterna av okänd okontrollerbara/insuppressible-sociala signaler samt icke - och para-verbala beteenden i människor1.
Datorbaserade multi-agent spelet honungskaka har varit att undersöka uppkomsten av samordning och ledarskap mönster av mänskliga spelare flyttar sina avatarer på virtuella spelplanen. Deltagarna gavs endast lokal information om monetära incitament kan erhållas på målet hexagoner, som inkluderade incitamentet för gruppen sammanhållning baserad på multiplikation av monetära belöningar av antalet medaktörer som också hamnade på samma mål Hexagon. I vår första serie av studier, vi begränsad experiment setup till två enkla parametrar av svärmande beteende (justering och sammanhållning) och reducerad ömsesidigt informationsöverföring till ”läsning/överföra” endast rörelse beteende av de andra deltagarna. Vi har sedan varierade syn radie av andra deltagare rörelse beteende till antingen en global eller lokal vy av virtuella spelplanen, som består av 97 mindre hexagoner och begränsade avvaras rörelsen resurser (möjliga drag) av spelarna.
Formen och delar av virtuell plattform och försöksledaren definierade parametrar för spel kan spelas på nämnda plattform kan utformas enligt de specifika forskningsfrågorna. Beroende på forskning målet, kan storleken på spelplanen ändras; färger, former och betydelser av avatarer kan anpassas; resurser kan genomföras; och belöning struktur och innehåll kan variera. Mer eller mindre kan information, osäkerhet och motstridiga inställningar också genomföras22. Varierande globala spelare-Visa information och kontroll är också möjliga. Via experimentella instruktioner, de miljömässiga affordances av experimentet kan därför ändras (t.ex. ett samförstånd vs. fly scenario). I nästa avsnitt, kommer vi att klargöra hur dessa variabler kan tillämpas genom att beskriva en riktig studie som använde några av dessa parametrar för att besvara specifika instuderingsfrågor.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:572px;" width="573">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Notebooks</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Partition walls between work stations</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Earplugs</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Equipment for LAN installation</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the honeycomb paradigm for research on collective human behavior

Kollektiva mänskliga beteende såsom gruppen rörlighet visar ofta överraskande mönster och regularities, såsom uppkomsten av ledarskap. Nyare litteratur har visat att dessa mönster, ofta synliga på global nivå av gruppen baseras på självorganiserade, individuella beteenden som följer flera enkla lokala parametrar. Förstå dynamiken i mänskligt kollektiva beteende kan bidra till att förbättra samordningen och ledningen i gruppen och publiken scenarier, till exempel identifiera idealisk placering och antal nödutgångar i byggnader.
I denna artikel presenterar vi experimentella paradigm HoneyComb, som kan användas för att systematiskt undersöka förutsättningar och effekter av mänskliga kollektiva beteendet. Detta paradigm använder en datorbaserad fleranvändarsystem plattform, som tillhandahåller en inställning som kan formas och anpassas till olika typer av frågeställningar. Situationsanpassat villkor (t.ex. kostnads-nyckeltal för specifika beteende, monetära incitament och resurser, olika grader av osäkerhet) kan bestämmas av praktiker, beroende på forskningsfrågan. Varje deltagares rörelser registreras av servern som sexkantiga koordinater med tidsstämplar på en noggrannhet på 50 ms och med enskilda IDs. Således ett mätvärde kan definieras på spelplanen, och rörelsen parametrar (t.ex. avstånd, hastighet, klustring, etc.) av deltagare kan mätas över tiden. Rörelse data kan i sin tur kombineras med icke-datoriserade data från enkäter samlat inom samma experiment setup.
HoneyComb paradigm banar väg för nya typer av mänsklig rörelse experiment. Här visar vi att dessa experiment kan återge resultaten med tillräcklig intern giltighet meaningfully fördjupa vår förståelse av människors kollektiva beteende.

Watch this Scientific Journal Video about The HoneyComb Paradigm for Research on Collective Human Behavior at JoVE.com

The HoneyComb Paradigm for Research on Collective Human Behavior

Här presenterar vi den datorbaserade, multi-agent spelet HoneyComb, som möjliggör experimentella undersökningar av kollektiv mänsklig rörelse beteende via svart-dot-avatarer på en virtuell 2D sexkantiga spelplanen. Olika experimentella betingelser, som variabel incitament på målet fält eller vision radie, kan ställas in, och deras effekter på mänsklig rörelse beteende kan undersökas.

HoneyComb Paradigm för forskning om kollektiva mänskliga beteendet

Collective human behavior such as group movement frequently shows surprising patterns and regularities, such as the emergence of leadership. Recent ...

Det datorbaserade multiagentspelet HoneyComb, ger ett experimentellt paradigm för att undersöka mänsklig rörelsekoordination, ledarskap och andra typer av kollektivt beteende. Med hjälp av HoneyComb-paradigmet kan rumsliga temporala data av individuellt rörelsebeteende samlas in och utvecklingen av beteendemönster och kollektiva strukturer kan analyseras. Vår vision är att HoneyComb skulle ge nya strategier för att skydda folkmassor, till exempel kan det ha snabb respondence identifiera affektiva metoder för att leda en folkmassa till säkerhet.Så länge en stabil LAN och Java run-time miljöer är installerade för varje arbetsstation, bör det inte finnas några problem operativsystem alla arbetsstation datorer. En visuell demonstration av HoneyComb spelet som kommer att göra det möjligt för potentiella användare att kartlägga hela processen med att inrätta och köra experiment till färdigställande. Demonstrerar proceduren blir Marie Ritter, en doktorand från mitt laboratorium.Välj en plats bort från ett område med hög trafik, till exempel i datorlabbet eller annat angivet område med enskilda arbetsstationer som kan konfigureras som ett lokalt nätverk. Ordna så att en 10 till 12 bärbara datorer av samma typ som ska användas för experimentet på enskilda arbetsstationsbord med stolar. Med en centralt lokaliserad dator för att fungera som servern.Anslut de bärbara datorerna till serverdatorn via ethernet-kablar och en nätverkssvÃ¥nder om du vill skapa ett lokalt nätverk som illustreras. Serverprogrammet och klientprogrammen behöver en JAVA-körningsmiljö som är tillgänglig på alla vanliga operativsystem. Installera skiljeväggar mellan de enskilda arbetsstationerna för att förhindra visuell sensorisk kommunikation mellan angränsande deltagare.Skaffa en öronproppar för tidsanvändning som ska distribueras till alla deltagare för att förhindra hörbar kommunikation mellan deltagarna. På dagen för proceduren, tilldela deltagarna till sina arbetsstationer och ge de slutliga anvisningarna innan deltagarna sätter in sina öronproppar. Det är avgörande för experimentet att deltagarna inte pratar eller på annat sätt kommunicerar med varandra i väntan på att komma in i arbetsstationsrummet eller medan de spelar HoneyComb-spelet.Klicka sedan på okej, för att starta sessionen. Experimentet kommer nu endast att kontrolleras av instruktionerna på skärmarna som är synliga för deltagarna. När alla deltagare har klickat för att visa att de har läst klart instruktionerna, observera om deltagarna är musen styra sina avatar prickar på deras HoneyComb virtuella 97 hexagon spela fält.Låt deltagarna starta testfasen i den centrala delen av fältet och sedan vänsterklicka in i den intilliggande lilla hexagon som de själv väljer att flytta sin avatarpunkt till HoneyCombs virtuella spelplan enligt de tidigare medföljande anvisningarna på skärmen. Endast intilliggande fält kan väljas. Efter varje drag en liten svans kommer att visas för 4000 millisekunder som anger den sista riktningen från vilken varje deltagare tailed.Tillåt varje deltagare att delta i experimentet bara en gång för att undvika möjliga fördomar. När spelet har slutförts, har deltagarna fylla i enkäter bedöma deras demografiska status. Stora fem personty faktorer, upplevda nivåer av stress eller lugn och betala tillfredsställelse.Medan deltagarna fyller i sina frågeformulär, förbereda anonyma kuvert med lämplig summa pengar som intjänats i HoneyComb spel enligt de belopp som beräknas på serverskärmen. Fördela sedan de intjänade betalningarna till deltagarna när de går ut ur testområdet och stänger serverprogrammet. När serverprogrammet har avslutats överför du data till två textfiler, markerade med dag- och tidsstämpel för experimentet till ett USB-minne.I det representativa experimentet informerades två minoritetsgruppmedlemmar om var en, två europris hexagon och fem, en euro pris hexagoner. De åtta medlemmarna i majoritetsgruppen informerades inte om de två europriset hexagon och i stället visades platserna för sex lika belönade en euro guld hexagoner. Inga deltagare fick veta att det fanns två olika undergrupper.Under loppet av detta experiment som enbart bygger på deras rörelser utan visuell eller hörbar kommunikation. Minoritetsgruppen för två personer ledde framgångsrikt de övriga 80 procenten av deltagarna till två europriset trots att deltagarnas uppfattning var begränsad till endast intilliggande avatarer på spelplanen. Överraskande varken personalty variabler eller datakunskap bland minoritetsdeltagarna spelade en avgörande roll för deras framgång.Här är de viktigaste avstånden mellan gruppmedlemmar övertid för hela gruppen, jämfört med både spelare som var informerade om placeringen av den höga belöningen två euro guldfältet och åtta okunniga spelare visas. I slutet av spelet, en okunnig spelare hade förlorat gruppen och kom på en enda euro guld fält. Det är viktigt att hitta en plats med tillräckligt med utrymme för de 10 till 12 deltagarna och deras arbetsstationer och låta deltagarna inte kommunicera i väntan på spelet eller under spelets gång.Spelet skulle kunna ändras med miljöinformation, såsom olika omslagsberättelser, distinkta deltagare avatarer eller kommunikation via signalering för att analysera kollektiva beteenden i olika inställningar. Vårt nya tillvägagångssätt för att bedriva ledarskapsforskning kan användas för att bedöma hur ledare i en grupp växer fram. Och bero på andras efterföljare för ett framgångsrikt ledarskap.

Research

JoVE Journal

Behavior

The Resident-intruder Paradigm: A Standardized Test for Aggression, Violence and Social Stress

Den Resident-inkräktaren Paradigm: ett standardiserat test för Aggression, våld och social stress

This video publication explains in detail the experimental protocol of the resident-intruder paradigm in rats. This test is a standardized method to ...

Examining Recall Memory in Infancy and Early Childhood Using the Elicited Imitation Paradigm

Undersöka Recall minne spädbarnsåldern och tidig barndom Använda framkallade Imitation Paradigm

The ability to recall the past allows us to report on details of previous experiences, from the everyday to the significant. Because recall memory is ...

Task Interruption and Resumption Paradigm for Testing the Activation and Pursuit of an Abstract Thinking Goal

Task Avbrott och återupptagande Paradigm för att testa aktivering och driva ett abstrakt tänkande Mål

This protocol is based on the task interruption and resumption paradigm, the premise of which is that active goals lead to persistent behavior and thus a ...

The Modified Temptation Resistance Task: A Paradigm to Elicit Children's Strategic Lie-telling

Modifierade frestelsen motstånd uppgiften: Ett Paradigm att framkalla barnens strategiska lögn-berätta

The protocol for the temptation resistance paradigm was designed to elicit 2- to 8-year-old children's strategic lie-telling behaviors. The reward of ...

Using Eye Movements Recorded in the Visual World Paradigm to Explore the Online Processing of Spoken Language

Med ögonrörelser registreras i den visuella värld paradigmen att utforska Online bearbetning av talat språk

In a typical eye tracking study using the visual world paradigm, participants' eye movements to objects or pictures in the visual workspace are recorded ...

Using a Classroom-Based Deese Roediger McDermott Paradigm to Assess the Effects of Imagery on False Memories

Med ett klassrumsbaserade Deese Roediger McDermott Paradigm att bedöma effekterna av bilderna på falska minnen

Associated word list procedures can elicit false memories in predictable ways by inducing associative processing, thus making it harder to monitor the ...

Using the Visual World Paradigm to Study Sentence Comprehension in Mandarin-Speaking Children with Autism

Med den visuella världen paradigmen att studera meningen förståelse i Mandarin-talande barn med Autism

Sentence comprehension relies on the ability to rapidly integrate different types of linguistic and non-linguistic information. However, there is ...

Experimental Paradigm for Measuring the Effects of Self-distancing in Young Children

Experimentella Paradigm för att mäta effekterna av själv avståndstagande hos unga barn

Self-distancing (i.e., creating mental distance between the self and a stimulus by adopting a less egocentric perspective) has been studied as a way to ...

Exploring Infant Sensitivity to Visual Language using Eye Tracking and the Preferential Looking Paradigm

Exploring spädbarns känslighet för visuellt språk med hjälp av ögonspårning och preferens utseende paradigm

We discuss the use of the preferential looking paradigm in eye tracking studies in order to study how infants develop, understand, and attend to the world ...

An Experimental Paradigm for Measuring the Effects of Ageing on Sentence Processing

Ett experimentellt paradigm för mätning av åldrandets effekter på menings förädling

Previous studies have found that older adults have greater difficulties in processing syntactically complex sentences than younger adults. However, the ...