Настоящей статьи обзоры методологии глаз отслеживания исследований на понимание языка. Для получения достоверных данных, должны соблюдаться основные этапы протокола. Среди них правильные настройки глаз отслеживания (например, обеспечивая хорошее качество изображений глаз и головы) и точной калибровки.
Настоящая работа является описание и оценку методологии, предназначенных для количественной оценки различных аспектов взаимодействия между обработки языка и восприятие визуальный мир. Запись глаз взгляд шаблоны предоставила веские доказательства для вклада визуальный контекст и лингвистические/мир знаний для понимания языка. Первоначальные исследования оценить эффекты контекст объекта для проверки теории модульность языка обработки. Во введении, мы описываем как последующие расследования взяли роль более широкого контекста визуального языка обработки как темы исследования в своем собственном праве, задавая вопросы такие, как наше визуальное восприятие событий и ораторов способствует понимание, сообщил comprehenders опыт. Среди рассмотренных аспектов визуального контекста являются действия, события, спикер взглядом и эмоциональные выражения лица, а также пространственного объекта конфигурации. После обзора eye отслеживание метода и его различных приложений мы перечислим основные шаги методологии в протоколе, иллюстрирующие как успешно использовать его для изучения восприятия языка визуально расположен. Заключительном разделе представлены три представителя результирующие наборы и иллюстрирует преимущества и ограничения глаз слежения для изучения взаимосвязи между восприятия визуального восприятия мира и языка.
Психолингвистические исследования подчеркнул важность анализа движения глаз в понимании процессов, замешанных в понимании языка. Ядром выведение понимания процессов от взгляда запись является гипотеза, которая связывает познания глаз движения5. Существует три основных вида движений глаз: саккад, вестибуло глазных движений и движений Гладкая гонка преследования. Саккад являются быстрый и баллистических движений, которые происходят в основном бессознательно и были надежно связаны с изменениями в внимание6. Моменты относительной взгляд стабильности между саккад, известный как фиксаций, считаются индекс текущего визуального внимания. Измерения Локус фиксаций и их длительность по отношению к когнитивных процессов известен как метод eye-tracking. Начале реализации этого метода служил для изучения прочитанного в строго лингвистических контекстах (см. Райнер7 для обзора). В этом подходе продолжительность проверки слова или предложения региона связан с обработкой трудности. Глаз слежения однако, также был применен для изучения разговорного языка понимания во время инспекции объектов в мире (или на компьютере дисплей2). В этой версии eye отслеживание «визуальный мир» инспекции объектов руководствуется языка. Когда comprehenders услышать Зебра, например, их осмотр Зебра на экране следует отразить, что они думают о животных. В то, что известно как парадигма визуальный мир, comprehender глаз взглядом берется отражать понимание разговорного языка и активации соответствующих знаний (например, слушатели также инспектировать Зебра, когда они слышат, выпас скота, указывающий действие, выполняемое Зебра)2. Такие инспекции свидетельствуют о систематической связь между язык мировых отношений и движений глаз2. Распространенным способом для количественной оценки этой ссылки является вычисления доли смотрит в разные регионы заранее на экране. Это позволяет исследователям непосредственно сравнить (в разных условиях, участников и элементов) количество внимания различных объектов в конкретное время и как эти значения изменяются в резолюции миллисекунды.
Исследования в психолингвистики эксплуатирует глаз слежения в визуальных миры, чтобы дразнить друг от друга конкурирующих теоретических гипотез относительно архитектуры ум1. Глаз фиксаций изображаемых объектов Кроме того, показали, что comprehenders могут — при условии достаточно ограничительный лингвистический контекст — выполнить добавочное семантической интерпретации8 и даже развивать ожиданий о предстоящих персонажей 9. такие данные взглядом глаз также пролить свет на ряд дальнейшего понимания процессов, таких как лексические двусмысленности резолюции10,11, местоимение резолюции12, значения роли структурные и тематические назначение с помощью информации в визуальный контекст13,14,16и прагматические процессы15, среди многих других4. Очевидно движения глаз для объектов во время понимание языка может быть информативным причастными процессов.
Глаз отслеживание метод является неинвазивным и может быть использован с грудных детей, молодых и старых язык пользователей. Ключевым преимуществом является то, что, в отличие от пунктата ответы на зондов или ответ кнопки нажимает в проверки задач, он обеспечивает идеи с течением времени в резолюции МС в как язык руководства внимание и как визуальный контекст (в форме объектов, действия, события, спикер взглядом и эмоциональные выражения лица, а также пространственного объекта конфигурации) способствует обработки языка. Непрерывность измерения во время понимания предложения дополняет хорошо с другими после приговора и после эксперимента такие меры, как от явной проверки изображение/видео приговор, понимание вопросов и памяти напомнить задачи. Открытые ответы в решении этих задач может обогатить интерпретации запись взглядом глаз, обеспечивая понимание результатов процесса восприятия, памяти и обучения2. Сочетая глаз слежения с этими задачами обнаружила в какой степени различные аспекты визуального контекста модулировать визуального внимания и восприятия (немедленно, а также задержкой) по всей жизни.
Представление языка (устной или письменной форме) и сцен может быть одновременно или последовательно. Например Knoeferle и коллаборационистов17 представлены сцены 1000 мс до устного предложения, и он оставался во время понимания. Они сообщили доказательства того, что clipart изображения событий действий способствуют урегулированию местных структурные неопределенности в немецкой субъект глагол объект (SVO) по сравнению с предложениями, объект глагол тема (ОВС). Knoeferle и Крокер18 представил клипарт сцены перед письменные предложения и испытания дополнительных интеграции клипарт событий во время понимания предложения. Они отметили добавочных конгруентность эффекты, означает, что участников раз чтение приговора составляющих были длиннее, когда эти несоответствия (против соответствием) событием, изображается в предыдущей сцене. В другой вариант презентации стимул участники сначала прочитать описание пространственных отношений и затем увидел сцену особое пространственное расположение с участием объектов чертежей19. Это исследование оценку предсказания вычислительной пространственных языковые модели, задавая участникам оценить fit приговоров к сцене, с движениями глаз, записанная во время допроса сцены. Участников взгляд шаблоны были модулированные форму объекта, что они сталкиваются с — частично подтверждающее модель предсказания и предоставление данных для уточнения модели.
Хотя многие исследования использовали clipart изображения17,18,19,20,21,22,23, это также возможно комбинировать реального мира объекты, видео этих объектов или статических фотографий с разговорного языка1,21,24,25,26,46. Knoeferle и коллеги использовали реальные параметр24 и Абашидзе и коллеги использовали формат видеозаписи представления для изучения событий действий и напряженной эффекты25. Точное содержание различных сцен (например, изображением действия или нет)22,27,38 возможен и может также выявить контексте визуальные эффекты. Смежное исследование Родригес и коллаборационистов26 исследовано влияние видеозапись визуальных полов сигналы на постижение впоследствии представил говорят приговоров. Участники смотрели видео, отображение мужского или женского пола руки, действия, стереотипно связанных с гендерной проблематикой. Затем они услышали приговор о либо стереотипно мужского или женского пола действий событий при осмотре одновременно дисплея показаны две фотографии бок о бок, один мужчина и женщина. Это богатые визуальные и языковой среды позволили авторы дразнить врозь эффекты языка опосредованной стереотипных знаний на понимание от последствий подсказки пола визуально представлены (рука).
Дальнейшее применение этой парадигмы ориентировала развития изменения языка обработки. Движения глаз для объектов во время понимание разговорного языка показали эффекты изображены события в 4 – 5 – летних27,28 и в старых взрослых29 в режиме реального времени, но несколько задерживается по сравнению с молодых взрослых. Крёгер и коллаборационистов22 рассмотрел последствия просодических подсказки и маркировки в качестве эксперимента и сравнить эти через эксперименты у взрослых и детей. Участники осмотрела неоднозначные события действия сцены во время прослушивания смежных однозначно отмечен случай немецкий приговора. Движения глаз показали, что собственный просодических шаблоны помог ни взрослых, ни 4 – или 5-летнего возраста при устранении неоднозначности кто ли что к кого. Приговор первоначальный случае маркировки, однако, влияние взрослых, но не детей движения глаз. Это свидетельствует о том, что 5-летних понимание случае маркировка не является достаточно надежными, чтобы назначение роли тематический (см. исследование Özge и коллаборационистов30), по крайней мере не когда события сделали не однозначного определения тематических роль отношений. Эти результаты являются интересно, учитывая, что они являются в отличие от предыдущих результатов просодических воздействия на тематических роль назначение31. Крёгер и коллаборационистов22 предложил, что визуальный контекст (более или менее благоприятной) отвечает за контрастные выводы. В той степени, в какой эти интерпретации держат, они подчеркивают роль контекста в понимании языка по всей жизни.
Глаз отслеживание метод хорошо сочетается с меры из картина – (или видео-) предложение проверки задачи18,20,26, фотография фотография проверки задачи32, корпус исследования24, Рейтинг задачи19, или после экспериментальной напомнить задачи25,33. Абашидзе и коллаборационистов34 Kreysa и коллаборационистов33 расследование и взаимодействие взгляд оратора и реальных действий видео34 и спикер взглядом и действий изображения33, соответственно, в качестве подсказки для будущие предложения содержание. Объединив отслеживания глаз взглядом на сцене во время понимание языка с задачей после экспериментальной памяти, они получили более глубокое понимание способа в котором восприятие слушателей взгляд оратора и изображены действия взаимодействуют и влияют на оба немедленной языка обработки и памяти вспомнить. Результаты показали собственный вклад действия против спикера взглядом в реальном времени понимание против памяти после эксперимента напомнить процессы.
В то время как метод глаз слежения могут быть использованы с большой гибкостью, определенные стандарты являются ключевыми. Следующий протокол кратко обобщенной процедуры, которая может быть скорректирована для различных типов вопросов исследования зависимости от конкретных потребностей исследователей. Этот протокол является стандартизированной процедурой, используемой в лаборатории психолингвистики Humboldt-Universität цу Берлин, а также в бывшей язык и познание лаборатория в когнитивной взаимодействия технологии совершенства кластера (CITEC) на Университет Билефельда. Протокол описывает рабочий стол и удаленной установки. Последний рекомендуется для использования в исследованиях с детей или пожилых людей. Все эксперименты, упомянутых в Представитель результаты использования глаз трекер устройство, которое имеет дискретизации 1000 Гц и используется вместе с головы стабилизатор, для тестирования участники (дисплея ПК) и ПК для мониторинга эксперимент и Участники движения глаз (Host-ПК). Основное отличие этого устройства его предшественника является, что она позволяет для бинокулярного глаз отслеживания. Протокол призван быть достаточно общим для использования с другими устройствами глаз слежения, которые включают головы стабилизатор и использовать двойной ПК установки (хост + дисплей). Однако важно иметь в виду, что другие настройки, вероятно, будет иметь различные методы для обработки таких проблем, как калибровка сбоев или потери трек, в котором случае экспериментатора должны относиться к пользователю вручную их конкретного устройства.
В целом рассмотрены варианты глаз слежения в визуальные контекстах обнаружили много способов, в которых визуальной сцены может повлиять на понимание языка. Этот метод обеспечивает решающую преимущества по сравнению с методами, например измерение времени реакции. Например движения текущей глаз обеспечивают нас с окном в языке понимания процессов и как они взаимодействуют с нашим восприятием визуальный мир со временем. Кроме того участники, не обязательно выполнять явное задание во время понимание языка (например, судя Грамматичность приговор через нажатие кнопки). Это позволяет исследователям использовать метод с населением, которые могут бороться с открытой поведенческие реакции, за исключением глаз взглядом, как младенцев, детей и, в некоторых случаях, пожилые люди. Глаз слежения экологически допустимым в том, что он отражает внимание ответы участников — не в отличие от визуального допросов людей коммуникации соответствующих вещей в мире вокруг них в течение более или менее внимательныя(ый) слушать разворачивается высказываний.
Одна из границ (или возможно характеристики) визуальный мир парадигмы является, что не все события могут быть изображены прямо и недвусмысленно. Можно конечно, изображены конкретные объекты и события. Но как абстрактные понятия являются лучшими изображена менее ясно. Это может ограничить (или определить) понимание взаимодействия между обработки языка и восприятие визуальный мир, используя визуальный мир глаз отслеживания парадигмы. Дополнительные проблемы касаются ссылок гипотезы между наблюдаемым поведением и понимания процессов. Глаз записей представляют собой единый поведенческих ответ, который вероятно отражает многие подпроцессы во время понимание языка (например, лексические доступ, ссылочной процессов, язык опосредованной ожиданий, визуальный контекст эффекты, среди прочих). Учитывая это понимание, исследователи должны быть осторожны, чтобы не более – или неверно истолковать наблюдаемые взгляд шаблон. Для решения этой проблемы, предварительного исследования подчеркнул роль понимания подзадач для уточнения толкования взгляд записи40.
Одним из способов повышения интерпретируемости движений глаз является интегрировать их с другими мерами, например мозга, связанных с событиями потенциалов (ФПЗ). Исследуя то же явление с двумя методами, которые сопоставимы по их временной детализации и дополняют друг друга в их увязки гипотезы, исследователи могут исключать альтернативные объяснения их результатов и обогатить интерпретации каждого отдельные меры41. Этот подход осуществлялась через эксперименты43, но, более недавно, также в пределах одного эксперимента (хотя и в строго лингвистических контекстах)44. Будущие исследования могли бы извлечь большую пользу из таких методологических интеграции и продолжил комбинации с послесудебного и после экспериментальных задач.
Глаз отслеживание метод может реплицировать установленные результаты, а также испытания новых гипотез о взаимодействии визуального внимания в сценах с понимания языка. Изложенных в протоколе должны быть тщательно процедура поскольку экспериментатор даже незначительные ошибки могут повлиять на качество данных. В чтении исследования, например, в регионах соответствующего анализа зачастую отдельных слов или даже письма, означает, что даже небольшие калибровки ошибки может исказить результаты (см. статью42Рани и коллеги). Шаги 1.4 и 1.5 протокола, калибровка трекер глаз и дрейфа чек/дрейф правильно, имеют особое значение, поскольку они непосредственно влияют на точность записи. Неспособность правильно откалибровать трекер глаз может привести к трекер не точно отслеживания движения глаз в установленных областях, представляющих интерес. Такая неудача отслеживания приведет к отсутствующие точки данных и потерю в статистической мощности, что может быть проблематичным при расследовании отношения язык мира, которые являются очень тонкие и принести небольшой статистический эффект размеров (описание см. эксперименты по Герра и Knoeferle32 и37 Мюнстер и коллеги среди Представитель результаты).
Учитывая необходимость увеличить мощность и чувствительность оборудования, важно, что экспериментаторов знают, как бороться с проблемами, которые регулярно происходят во время экспериментальной сессии. Например ученик положение и движения участников очках может привести к калибровки трудности из-за отражения света на линзы очки участника. Одним из способов решения этой проблемы заключается в зеркало изображение участника глаз на экран ПК и поощрять их для перемещения их головы до тех пор, пока отражение света на очки больше не видны на экране, означает, что он больше не захвачен камеры. Еще одной причиной отказа калибровки может быть сужение зрачка, которая может быть следствием чрезмерного к свету. В этом случае диммирование света в лаборатории будет увеличить дилатация зрачка и, таким образом, помочь глаз tracker в точно обнаружение ученика.
Как последняя мысль мы хотели бы рассмотреть потенциал visual мире парадигма имеет по изучению второго языка обучения. Парадигма уже успешно используется в Психолингвистические исследования расследовать такие явления, как кросс языковых лексические и фонологические взаимодействия46,47,48. Кроме того в литературе прикладной лингвистики на приобретение второго языка49,,5051часто была подчеркнута тесная связь между визуального внимания и изучения языка. Будущие исследования по второго языка обучения, скорее всего, продолжит пользоваться выгодное положение глаз слежения, как метод, который обеспечивает индекс визуального внимания в резолюции миллисекунды.
The authors have nothing to disclose.
Это исследование финансировалось Зуко (передового опыта инициатива, Гумбольдт-Universität цу Берлин), 277 кластера Excellence «Когнитивных взаимодействия технологии» (Немецкий исследовательский совет, DFG) и седьмой рамочной программы Европейского союза для проведения исследований, технологическое развитие и демонстрация под Грант соглашение n ° 316748 (LanPercept). Авторы также отметить поддержку от базальной фондов для центров передового опыта, проект FB0003 от ассоциативного исследования программа НКНТИ (правительство Чили) и от проекта «FoTeRo» в центре внимания XPrag (DFG). Пиа Knoeferle условии первый проект статьи протоколом лабораторных сообщил, что Helene Kreysa создан в университете Билефельд и что по-прежнему использоваться в Humboldt-Universität цу Берлин. Все авторы способствовали содержимое, обеспечивая ввод о методах и результатах в той или иной форме. Камило Родригес рондерос и Пиа Knoeferle координировал от авторов и в двух итераций, существенно пересмотрел первоначальный проект. Эрнесто Guerra производится на рисунках 2 – 4 на основе ввода от Katja Münster, Альба Родригес и Эрнесто Герра. Helene Kreysa условии, что это обновление Рисунок 1 и Пиа Knoeferle. Части полученные результаты были опубликованы в работе ежегодного совещания общества когнитивной науки.
Desktop mounted eye-tracker including head/chin rest | SR Research Ltd. | EyeLink 1000 plus | http://www.sr-research.com/eyelink1000plus.html |
Software for the design and execution of an eye-tracking experiment | SR Research Ltd. | Experiment Builder | http://www.sr-research.com/eb.html |