Cette étude présente une configuration expérimentale naturaliste qui permet aux chercheurs de présenter des stimuli d’action en temps réel, d’obtenir des données de temps de réponse et de suivi de la souris pendant que les participants répondent après chaque affichage de stimulus, et de changer les acteurs entre les conditions expérimentales avec un système unique comprenant un écran spécial à diodes électroluminescentes organiques transparentes (OLED) et une manipulation de la lumière.
La perception des actions des autres est cruciale pour la survie, l’interaction et la communication. Malgré des décennies de recherche en neurosciences cognitives consacrées à la compréhension de la perception des actions, nous sommes encore loin de développer un système de vision par ordinateur inspiré par les neurones qui se rapproche de la perception de l’action humaine. Un défi majeur est que les actions dans le monde réel consistent en des événements temporels qui se déroulent dans l’espace et qui se produisent « ici et maintenant » et sont réalisables. En revanche, la perception visuelle et la recherche en neurosciences cognitives à ce jour ont largement étudié la perception de l’action à travers des affichages 2D (par exemple, des images ou des vidéos) qui manquent de la présence d’acteurs dans l’espace et le temps, d’où ces affichages sont limités dans l’actabilité. Malgré l’ensemble croissant des connaissances dans le domaine, ces défis doivent être surmontés pour une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux de la perception des actions des autres dans le monde réel. Le but de cette étude est d’introduire une nouvelle configuration pour mener des expériences de laboratoire naturalistes avec des acteurs vivants dans des scénarios qui se rapprochent des paramètres du monde réel. L’élément central de la configuration utilisée dans cette étude est un écran transparent à diodes électroluminescentes organiques (OLED) à travers lequel les participants peuvent regarder les actions en direct d’un acteur physiquement présent tout en contrôlant avec précision le moment de leur présentation. Dans ce travail, cette configuration a été testée dans une expérience comportementale. Nous pensons que la configuration aidera les chercheurs à révéler les mécanismes cognitifs et neuronaux fondamentaux et auparavant inaccessibles de la perception de l’action et constituera une base pour de futures études sur la perception sociale et la cognition dans des contextes naturalistes.
Une compétence fondamentale pour la survie et l’interaction sociale est la capacité de percevoir et de donner un sens aux actions des autres et d’interagir avec eux dans l’environnement environnant. Des recherches antérieures au cours des dernières décennies ont apporté des contributions significatives à la compréhension des principes fondamentaux de la façon dont les individus perçoivent et comprennent les actions des autres 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 . Néanmoins, compte tenu de la complexité des interactions et des circonstances dans lesquelles elles se produisent, il est évident qu’il est nécessaire de développer davantage l’ensemble des connaissances dans les milieux naturalistes afin de parvenir à une compréhension plus complète de cette compétence complexe dans les contextes de la vie quotidienne.
Dans les environnements naturels tels que notre vie quotidienne, la perception et la cognition présentent des caractéristiques incarnées, intégrées, étendues et énactives12. Contrairement aux récits internalistes des fonctions cérébrales qui tendent à sous-estimer les rôles du corps et de l’environnement, les approches contemporaines de la cognition incarnée se concentrent sur le couplage dynamique du cerveau, du corps et de l’environnement. D’autre part, la plupart des recherches en psychologie sociale, en psychologie cognitive et en neurosciences sur la perception de l’action ont tendance à supposer que l’utilisation de plans d’expériences bien contrôlés et simplifiés dans des conditions de laboratoire (par exemple, des images ou des vidéos dans des tâches informatisées) donne des résultats qui peuvent être généralisés à des scénarios plus complexes tels que les interactions du monde réel 1,2,3,4,5,6,7 ,8,9,10,11. Cette hypothèse garantit que des données robustes et fiables peuvent être obtenues dans de nombreuses circonstances. Néanmoins, un défi bien connu est que la validité des modèles dérivés d’expériences soigneusement contrôlées est limitée lorsqu’ils sont testés dans un contexte réel13. Par conséquent, d’autres recherches 13,14,15,16,17,18,19,20,21,22 ont été menées pour examiner la validité écologique et externe des stimuli et des plans expérimentaux dans divers domaines de recherche.
Dans cette étude, une nouvelle méthode est suggérée pour étudier comment les individus perçoivent et évaluent les actions des autres en utilisant des actions réelles effectuées par un acteur réel et physiquement présent. Des scénarios similaires à des contextes réels sont utilisés, tandis que les expérimentateurs ont le contrôle sur les facteurs de confusion possibles. Cette étude est une forme de « recherche naturaliste en laboratoire », dans le cadre de Matusz et al.14 qui peut être conçue comme une étape intermédiaire entre la « recherche de laboratoire classique », qui utilise un contrôle maximal sur les stimuli et l’environnement, souvent au détriment du naturel, et la « recherche entièrement naturaliste du monde réel », qui vise à maximiser la naturalité au détriment du contrôle de la stimulation et de l’environnement 14. L’étude vise à répondre au besoin d’enquêtes empiriques à ce niveau dans la recherche sur la perception en action afin de combler l’écart entre les résultats obtenus dans les expériences de laboratoire traditionnelles avec un degré élevé de contrôle expérimental et les résultats obtenus dans des études menées dans des environnements naturels entièrement non contraints.
Expériences contrôlées versus expériences non contraintes
Le contrôle expérimental est une stratégie efficace pour concevoir des expériences visant à tester une hypothèse spécifique, car il permet aux chercheurs d’isoler les variables cibles des facteurs de confusion probables. Il permet également de revoir la même hypothèse avec certains niveaux d’amendements, tels que l’utilisation de stimuli légèrement ou totalement différents dans la même conception ou le test des mêmes stimuli dans des configurations expérimentales alternatives. L’investigation systématique par des expériences contrôlées est une forme traditionnelle de méthodologie dans la recherche en sciences cognitives et dans les domaines pertinents. Les expériences contrôlées aident encore à établir l’ensemble des connaissances sur les principes fondamentaux des processus cognitifs dans divers domaines de recherche, tels que l’attention, la mémoire et la perception. Cependant, des recherches récentes ont également reconnu les limites des expériences de laboratoire traditionnelles en termes de généralisation des résultats à des contextes réels, et les chercheurs ont été encouragés à mener des études dans des milieux écologiques améliorés 13,14,15,16,17,18,19,20,21 . Ce changement vise à résoudre deux problèmes importants concernant l’écart entre les expériences de laboratoire traditionnelles et les environnements réels. Premièrement, le monde extérieur au laboratoire est moins déterministe que dans les expériences, ce qui limite le pouvoir représentatif des manipulations expérimentales systématiques. Deuxièmement, le cerveau humain est très adaptatif, ce qui est souvent sous-estimé en raison des limites pratiques de la conception et de la conduite d’études expérimentales22. Le concept de « validité écologique »23,24 a été utilisé pour trouver des méthodes permettant de résoudre ce problème. Le terme est généralement utilisé pour désigner une condition préalable à la généralisation des résultats expérimentaux au monde réel en dehors du contexte du laboratoire. La validité écologique a également été interprétée comme faisant référence à la validation de configurations expérimentales pratiquement naturalistes avec des stimuli sans contrainte pour s’assurer que le plan d’étude est analogue aux scénarios réels25. En raison du degré élevé de variance dans l’interprétation de ce terme, il est nécessaire de comprendre les avantages et les limites des méthodologies alternatives et de la sélection des stimulits.
Niveaux de naturalisme dans les stimuli et la conception d’expériences
Des travaux antérieurs en psychologie expérimentale et en neurosciences cognitives ont utilisé un large éventail de stimuli avec différents niveaux de naturalisme26. La plupart des chercheurs préfèrent utiliser des images statiques ou de courtes vidéos dynamiques parce que ces stimuli sont plus faciles à préparer que ceux qui pourraient simuler une action réelle ou un événement. Malgré leurs avantages, ces stimuli ne permettent pas aux chercheurs de mesurer les comportements contingents des agents sociaux. En d’autres termes, ils ne sont pas réalisables et n’ont pas d’affordance sociale27. Ces dernières années, une alternative à ces stimuli non interactifs a été développée : des animations en temps réel d’avatars virtuels. Ces avatars permettent d’enquêter sur les interactions entre les avatars et leurs utilisateurs. Cependant, l’utilisation d’avatars virtuels est sujette à une appréhension réduite des utilisateurs, en particulier lorsqu’ils ne semblent pas particulièrement engageants en termes de comportements réalistes etcontingents26. Par conséquent, il y a maintenant plus d’intérêt à utiliser des stimuli sociaux réels dans les études expérimentales. Bien que leur conception, leur enregistrement de données et leur analyse puissent nécessiter un équipement de pointe et une analyse de données complexe, ils sont les meilleurs candidats pour comprendre le comportement humain naturaliste et la cognition.
La présente étude propose une méthodologie pour utiliser des stimuli sociaux réels dans un environnement de laboratoire. Cette étude vise à étudier comment les gens perçoivent et évaluent les actions des autres dans un contexte avec une validité écologique améliorée par rapport aux expériences de laboratoire traditionnelles. Nous avons développé et décrit une nouvelle configuration dans laquelle les participants sont exposés à des acteurs réels qui sont physiquement présents et partagent le même environnement avec eux. Dans ce protocole, les temps de réponse et les trajectoires des souris des participants sont mesurés, ce qui nécessite un timing précis de la présentation des stimuli et un contrôle strict des conditions expérimentales dans ce cadre écologique amélioré. Par conséquent, le paradigme expérimental se démarque parmi les cadres présents dans la littérature puisque le caractère naturel des stimuli est maximisé sans sacrifier le contrôle sur l’environnement. Ci-dessous, le protocole présente les étapes pour établir un tel système, puis continue avec les résultats représentatifs pour les données de l’échantillon. Enfin, une discussion sur l’importance du paradigme, ses limites et ses plans de modifications est présentée.
Conception expérimentale
Avant de passer à la section du protocole, nous décrivons les paramètres utilisés dans la présente étude et présentons les détails des stimuli ainsi que la conception expérimentale.
Paramètres de l’étude
Cette étude vise à mesurer comment le type d’acteur et la classe d’actions qu’ils effectuent affectent les processus de perception de l’esprit des participants. Dans le protocole, le processus de perception de l’esprit est mesuré dans deux dimensions principales, à savoir l’agence et l’expérience, comme proposé par des recherches antérieures28. Les extrémités haute et basse de ces deux dimensions sont également incluses, comme l’ont récemment introduit Li et al.29.
La structure de l’étude a été inspirée par la version30 à catégorie unique de la tâche d’association implicite (SIA)31 couramment utilisée. Dans cette tâche, les temps de réponse des participants lorsqu’ils font correspondre un concept d’attribut avec le concept cible sont utilisés comme une indication de la force de leurs associations implicites pour ces deux concepts. Dans l’adaptation de cette tâche implicite, les participants sont présentés des actions en direct effectuées par des acteurs réels et doivent les faire correspondre à des concepts cibles. Les concepts cibles sont les extrémités hautes et basses des dimensions de l’agence ou de l’expérience, en fonction du bloc de l’expérience.
Pour résumer, les variables indépendantes sont le type d’acteur et la classe d’action. Le type d’acteur comporte deux niveaux (c.-à-d. deux acteurs différents, Actor1 et Actor2, jouant dans l’étude). La classe Action comporte deux niveaux : Action Class1 et Action Class2, et chaque classe contient quatre actions. Les participants évaluent les deux acteurs séparément en quatre blocs (un acteur dans chaque bloc), et dans chaque bloc, les acteurs effectuent toutes les actions dans un ordre contrebalancé. Les participants effectuent des évaluations par rapport à deux dimensions prédéfinies et forcées: l’agence et l’expérience. Les quatre blocs de l’expérience sont (1) Actor1 dans Agency Block, (2) Actor2 dans Agency Block, (3) Actor1 dans Experience Block et (4) Actor2 dans Experience Block. L’ordre des blocs est également contrebalancé entre les participants afin que les blocs avec le même agent ne se suivent jamais.
Outre les réponses des participants, les temps de réponse et les coordonnées x-y de la souris sans fil qu’ils utilisent lorsqu’ils se déplacent vers l’une des deux alternatives de réponse sont enregistrés. Ainsi, les variables dépendantes sont la réponse et le temps de réponse (RT) des participants, ainsi que les mesures de l’écart maximal (DM) et de l’aire sous la courbe (AUC), dérivées du suivi de la souris par ordinateur. La réponse de la variable est catégorique; il peut être élevé ou faible, et puisque les évaluations sont effectuées dans l’un des blocs donnés, les réponses peuvent également être étiquetées comme haute agence, faible agence, haute expérience ou faible expérience. Le temps de réponse est une variable continue; Son unité est en secondes, et elle fait référence au temps écoulé entre le début de la présentation d’une action et l’occurrence d’un clic de souris sur l’une des alternatives de réponse. Le DM d’une trajectoire est une variable continue, et il se réfère à la plus grande déviation perpendiculaire entre la trajectoire du ou des participants et la trajectoire idéalisée (ligne droite). L’ASC d’une trajectoire est également une variable continue, et elle fait référence à la zone géométrique entre la trajectoire du ou des participants et la trajectoire idéalisée32.
Stimuli et conception de l’expérience
Une expérience en trois étapes est utilisée dans la présente étude. Les mesures de la troisième partie sont utilisées pour les analyses; Les deux premières parties servent de préparation pour la partie finale. Ci-dessous, nous décrivons chaque partie de l’expérience avec les stimuli et hypothèses expérimentaux.
Dans la partie 1 de l’expérience (partie formation lexicale), les participants suivent une session de formation pour comprendre les concepts d’agence et d’expérience et les niveaux de capacité représentés par les mots High et Low. Pour sélectionner les concepts (n = 12) à utiliser dans cette session de formation, certains des auteurs des travaux en cours ont mené une étude normative33. Étant donné que la présente étude devait être menée dans les langues maternelles des participants, les concepts ont également été traduits en turc avant d’être normalisés. Les concepts ont été choisis parmi ceux qui étaient fortement associés aux extrémités haute (n = 3) et faible (n = 3) des deux dimensions (six concepts pour chacune). Cette partie est cruciale puisque la compréhension des concepts par les participants devrait guider leurs processus d’évaluation.
Dans la partie 2 de l’expérience (partie identification de l’action), les participants regardent les huit mêmes actions effectuées par Actor1 et Actor2 l’une après l’autre et rapportent quelle est l’action à l’expérimentateur. Cette section sert de vérification de la manipulation ; En présentant toutes les actions lorsque les deux acteurs les exécutent, il est possible de s’assurer que les participants comprennent les actions et sont familiers avec les acteurs avant de commencer le test implicite, où ils doivent faire des évaluations rapides. Les actions sélectionnées pour la classe d’action1 et la classe d’action2 sont celles qui ont obtenu les scores H et les niveaux de confiance les plus élevés (quatre exemples d’action différents dans chaque classe d’action) selon les résultats des deux études normatives (N = 219) pour chaque condition d’acteur menées par certains des auteurs (manuscrit en préparation). Toutes les actions sont effectuées dans un délai égal de 6 s.
Il s’agit d’une étude en cours, qui comporte d’autres volets; Cependant, les hypothèses pour les sections décrites ci-dessus sont les suivantes: (i) le type d’acteur affectera les variables dépendantes; Actor2 produira des TR plus longs, des DM plus élevés et des ASC plus importantes par rapport à Actor1 ; ii) le type d’action aura une incidence sur les mesures dépendantes; La classe d’action 1 produira des RT plus longs, des DM plus élevées et des ASC plus importantes par rapport à la classe d’action 2; (iii) les mesures dépendantes des réponses High et Low pour le même acteur et la même classe d’action différeront selon les dimensions du bloc : Agence et Expérience.
L’objectif global de la présente étude est de contribuer à notre compréhension du fonctionnement de la perception visuelle et de la cognition humaines de haut niveau dans des situations réelles. Cette étude s’est concentrée sur la perception de l’action et a suggéré un paradigme expérimental naturaliste mais contrôlable qui permet aux chercheurs de tester la façon dont les individus perçoivent et évaluent les actions des autres en présentant des acteurs réels dans un cadre de laboratoire.
<p cla…The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu par des subventions accordées à Burcu A. Urgen par le Conseil de la recherche scientifique et technologique de Türkiye (numéro de projet: 120K913) et l’Université Bilkent. Nous remercions notre participant pilote Sena Er Elmas d’avoir apporté l’idée d’ajouter du bruit de fond entre les changements d’acteurs, Süleyman Akı pour la mise en place du circuit lumineux et Tuvana Karaduman pour l’idée d’utiliser une caméra de sécurité dans les coulisses et sa contribution en tant qu’acteur de l’étude.
Adjustable Height Table | Custom-made | N/A | Width: 60 cm, Height: 62 cm, Depth: 40 cm |
Ardunio UNO | Smart Projects | A000066 | Microcontroller used for switching the state of the LEDs from the script running on the operator PC |
Black Pants | No brand | N/A | Relaxed-fit pants of actors with no apparent brand name or logo. |
Case | Xigmatek | EN43224 | XIGMATEK HELIOS RAINBOW LED USB 3.0 MidT ATX GAMING CASE |
CPU | AMD | YD1600BBAFBOX | AMD Ryzen 5 1600 Soket AM4 3.2 GHz – 3.6 GHz 16 MB 65 W 12 nm Processor |
Curtains | Custom-made | N/A | Width: Part 1: 110 cm width from the wall (left) side, Part 2: 123 cm width above OLED display, Part 3: 170 cm from OLED display to right side, Cabin depth: 100 cm, Inside cabin depth: 100 cm, all heights 230 cm except for Part 2 (75 cm height) |
Experimenter Adjustable/Swivel Chair | No brand | N/A | Any brand |
Experimenter Table | Custom | N/A | Width: 160 cm, Height: 75 cm, Depth: 80 cm |
GPU | MSI | GT 1030 2GHD4 LP OC | MSI GEFORCE GT 1030 2GHD4 LP OC 2GB DDR4 64bit NVIDIA GPU |
Grey-color blackout curtain | Custom-made | N/A | Width: 330 cm, Height: 230 cm, used for covering the background |
Hard Disk | Kioxia | LTC10Z240GG8 | Kioxia 240 GB Exceria Sata 3.0 SSD (555 MB Read/540 MB Write) |
Hard Disk | Toshiba | HDWK105UZSVA | Toshiba 2,5'' 500 GB L200 SATA 3.0 8 MB Cache 5400 Rpm 7 mm Harddisk |
High-Power MOSFET Module | N/A | N/A | Heating Controller MKS MOSFET Module |
Laptop | Apple | S/N: C02P916ZG3QT | MacBook Pro 11.1 Intel Core i7 (Used as the actor PC) |
Laptop | Asus | UX410U | Used for monitoring the security camera in real-time. |
LED lights | No brand | N/A | |
LED Strip Power Supply | No brand | N/A | AC to DC voltage converter used for supplying DC voltage to the lighting circuit |
MATLAB | The MathWorks Inc., Natick, MA, USA | Version: R2022a | Used for programming the experiment. Required Toolboxes: MATLAB Support Package for Arduino Hardware (version 22.1.2) Instrument Control Toolbox (version 4.6) Psychtoolbox (version 3) |
Monitor | Philips | UHB2051005145 | Model ID: 242V8A/00, PHILIPS 23.8" 242V8A 4ms 75 Hz Freesync DP-HDMI+VGA IPS Gaming Monitor |
Motherboard | MSI | B450M-A PRO MAX | MSI B450M-A PRO MAX Amd B450 Socket AM4 DDR4 3466(OC) M.2 Motherboard |
Mouse Pad for participant | Monster | 78185721101502042 / 8699266781857 | Pusat Gaming Mouse Pad XL |
Night lamp | Aukes | ES620-0.5W 6500K-IP 20 | Used for helping the actors see around when the lights are off in the backstage. |
Participant Adjustable/Swivel Chair | No brand | N/A | |
Participant Table | IKEA | Sandsberg 294.203.93 | Width: 110 cm, Height: 75 cm, Depth: 67 cm |
Power Extension Cable | Viko | 9011760Y | 250 V (6 inlets) Black |
Power Extension Cable | Viko | 9011730Y | 250 V (3 inlets) Black |
Power Extension Cable | Viko | 9011330Y | 250 V (3 inlets) White |
Power Extension Cable | s-link | Model No: SPG3-J-10 | AC – 250 V 3 meter (5 inlets) |
Power Supply | THERMALTAKE | PS-LTP-0550NHSANE-1 | THERMALTAKE LITEPOWER RGB 550W APFC 12 cm FAN PSU |
Professional Gaming Mouse | Rampage | 8680096 | Model No: SMX-R50 |
RAM | GSKILL | F4-3000C16S-8GVRB | GSKILL 8GB (1x8GB) RipjawsV Red DDR4 3000 MHz CL16 1.35 V Single Ram |
Reception bell | No brand | N/A | Used for helping the communication between the experimenter and the actors. |
Security Camera | Brion Vega | 2-20204210 | Model:BV6000 |
Speakers | Logitech | P/N: 880-000-405 PID: WD528XM | Used for playing the background music. |
Survey Software | Qualtrics | N/A | |
Switching Module | No brand | N/A | F5305S PMOS Switch Module |
Table under the OLED display | Custom-made | N/A | Width: 123 cm, Height: 75 cm, Depth: 50 cm |
Transparent OLED Display | Planar | PN: 998-1483-01 S/N:195210075 | A 55-inch transparent display that showcases dynamic information, enabled the opaque and transparent usage during the experiment. |
UPS | EAG | K200610100087 | EAG 110 |
UPS | EAG | 210312030507 | EAG 103 |
USB 2.0 Cable Type A/B for Arduino UNO (Blue) | Smart Projects | M000006 | Used to connect the microcontroller to the experimenter PC. |
USB to RS232 Converter | s-link | 8680096082559 | Model: SW-U610 |
White Long-Sleeved Blouse (2) | H&M (cotton) | N/A | Relaxed-fit blouses with a round neckline and without ant apparent brand name or logo. |
Wireless Keyboard | Logitech | P/N: 820-003488 S/N: 1719CE0856D8 | Model: K360 |
Wireless Mouse | Logitech | S/N: 2147LZ96BGQ9 | Model: M190 (Used as the response device) |