Summary

נוף משלהם: לכידת מהנוף אגוצנטרי של תינוקות ופעוטות עם מצלמות נישאת על הראש

Published: October 05, 2018
doi:

Summary

תינוקות ופעוטות להציג את העולם באופן שונה באופן מהותי מן ההורים שלהם. מצלמות נישאת על הראש לספק מנגנון צייתן כדי להבין את הסביבה חזותי תינוקות. פרוטוקול זה מספק העקרונות המנחים לניסויים בבית או מעבדה כדי ללכוד את התצוגה אגוצנטרי של פעוטות ותינוקות.

Abstract

תינוקות ופעוטות להציג את העולם, ברמה החושית בסיסי, באופן שונה באופן מהותי מן ההורים שלהם. זאת בעיקר בשל אילוצים ביולוגיים: תינוקות בעלי פרופורציות גוף שונים מאשר הוריהם ואת יכולת השליטה שלהם תנועות ראש פחות מפותחת. כזה אילוצי להגביל את הקלט החזותי זמינים. פרוטוקול זה שואפת לספק את העקרונות המנחים לחוקרים באמצעות מצלמות נישאת על הראש כדי להבין את הקלט החזותי המשתנים שחווה התינוק המתפתח. שימוש מוצלח של פרוטוקול זה יאפשר לחוקרים עיצוב וביצוע מחקרים של סביבה חזותית של הילד המתפתח להגדיר בבית או מעבדה. של שיטה זו, חוקרים יכולים לבצע קומפילציה תצוגה של צבירה של כל הפריטים אפשרי שדה ראייה של ילד. שיטה זו לא ישירות למדוד בדיוק הילד על מה אתה מסתכל. ע י שילוב של גישה זו עם למידה חישובית, אלגוריתמים ראייה המחשב, קידוד ידני, חוקרים יכולים לייצר dataset בצפיפות גבוהה כדי להמחיש את האקולוגיה ויזואלי משתנה של התינוק המתפתח.

Introduction

במשך עשורים, פסיכולוגים ניסו להבין את הסביבה של התינוק המתפתח, אשר ויליאם ג’יימס בתארו כמו “מלבלב, זמזום בלבול1.” חוויות היומיום של הפעוט נלמדים בדרך כלל על ידי צילום נטורליסטי לשחק עם שותפים חברתיים מנקודת מבט בגוף שלישי. תצוגות אלה מהצד או מעל הצג בדרך כלל עמוס סביבות ומספר מרתיעה של referents פוטנציאליים עבור כל מילה חדשה שהתינוק שומע2. בעיני הצופה מבחוץ, תיאור של ג’יימס הוא מתאים, אך מבט נייח, האדם השלישי זו אינה הדרך שתינוק. רואה את העולם. התינוק קרוב יותר לקרקע, יוכלו לעבור את עולמם, מביא חפצים קרוב לחקר חזותי. נוף האדם השלישי של האינטראקציה הורה-תינוק מודגם באיור1. מודגש הם ההבדלים הבסיסיים בין פרספקטיבות שלהם. . אולי, הקלט המקבלים תינוקות הוא לא קרוב כמו שהאנגלים הצפוי על ידי הורים וחוקרים. המטרה של שיטות עם מצלמות נישאת על הראש היא ללכוד את חוויית התינוק מבט בגוף ראשון על מנת להבין את הסביבה חזותי העומדים לרשותם במהלך הפיתוח.

מצלמות נישאת על הראש, משוחק על כובע או המצח לספק חלון לתוך החוויות חזותי–לרגע של התינוק המתפתח. מנקודת מבט זו, המחקר של מבנה וסדירויות המבנית בסביבה של התינוק הופך נראית לעין. נישאת על הראש המצלמות חשפו חוויות תינוקות חזותי כדי להיות נשלט ברובו על ידי ידיים, הן שלהם בעצמו, חברתי של בת הזוג, את פניו-נראה, פעם אחת נחשב הכרחי להקמת תשומת לב משותף, הם scarcer הרבה יותר הצפויה 3. מצלמות נישאת על הראש גם הראו כי תינוקות ומטפלים שלהם ליצור רגעים כאשר אובייקטים הם חזותי דומיננטי, ממורכזת בתוך התצוגה של שדה של התינוק (FOV), צמצום חוסר הודאות המאפיינים אובייקט בעל תווית מיפוי4.

מצלמות נישאת על הראש ללכוד האדם הראשון תצוגה התינוקות המבוססת על תנועות הראש. תצוגה זו אינה מושלמת סינכרוני עם, או מייצגת, תנועות תינוק עיניים, אשר ניתן ללכוד רק בשילוב עם גשש-עין. למשל, שינוי רק העיניים ולהשאיר את הראש נייח, או שינוי של הראש תוך שמירת העיניים נעוצות אובייקט, ייצור של אי-התאמות בין FOV בפועל התינוקות זה נתפס על ידי המצלמה ראש. למרות זאת, במהלך צעצוע לשחק, תינוקות בדרך כלל למרכז את האובייקטים שהם משתתפים, יישור הראש, עיניים, ואת המיקום של הצעצוע עם קו האמצע של הגוף שלהם5. Misalignments נדירים, והן נוצרות בדרך כלל כתוצאה מעיכובים רגעית בין משמרת עין המלווה את ראש התור3. לכן, מצלמות-ראש הם לא מתאימה לתפיסת הדינמיקה המהירה של משמרות תשומת לב. הכוח של מצלמות נישאת על הראש טמון לכידת הסביבה חזותי רגילים, חשיפת של התוכן החזותי זמין לתינוקות.

התוצאות הבאות של פרוטוקול ונציג תדגים כיצד נישאת על הראש מצלמות יכול לשמש כדי לחקור את הסביבה חזותי של תינוקות ופעוטות.

Protocol

ההליך הבא כדי לאסוף נתונים על התינוק של הפעוט חזותי חוויות במעבדה ובבית אושרה על ידי אוניברסיטת אינדיאנה מוסדיים לוועדת בדיקה. הסכמה מדעת הושג בין למטפל התינוק. 1. לבחור מצלמה הראש הערה: יש מצלמות רבות קטן, קל משקל ונייד זמינים לרכישה (איור 2…

Representative Results

ניתוח פשוט, אך אינפורמטיבי, אחד הוא לספור את מספר האובייקטים בתצוגה על כל נקודה בזמן. מאז מצלמת ראש מייצרת נתונים כ 30 הרץ (30 תמונות לשנייה), ולמטה דגימה הנתונים 1 תמונה כל מסייע s 5 כדי לייצר dataset יותר לניהול תוך שמירה על רזולוציה מתאים להבנת סוגי סצינות ילדים לראות. מחקר קודם …

Discussion

מאמר זה מתאר הבסיסיים להחלת מצלמות נישאת על הראש לתינוקות כדי ללכוד בסצינה חזותי אגוצנטרי. מצלמות ראש זמינים מסחרית מספיקים עבור הרוב המכריע של מחקרים. קטן, קל משקל ונייד מצלמות צריכים להיות משולבים לתוך כובע בד רך או בגימור, חלה על ראשו של הילד. פעם בהצלחה מעוצב, מיושמים, מגוון ניסויים נית?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

המחברים תודה ד ר Chen Yu הדרכתו ליצירת של כתב יד זה ועבור הנתונים המשמשים במקטע תוצאות נציג. אנו מודים המשפחות המשתתפות הסכימו להיות בשימוש הדמויות, צילומים של פרוטוקול, כמו גם לידיה Hoffstaetter עבור שלה קריאה זהירה של כתב היד הזה. מחקר זה נתמך על ידי המכונים הלאומיים לבריאות מענקים T32HD007475-22 (J.I.B., D.H.A.), HD074601 R01 (ומסווגים), R01 HD028675 (ס. ב, L.B.S.), ו- F32HD093280 (L.K.S.). הקרן הלאומית למדע מעניקה BCS-1523982 (ס. ב, L.B.S) ואת הקריירה IIS-1253549 (ומסווגים, D.J.C.), הלאומית למדע קרן בוגר מחקר מלגת תוכנית #1342962 (S.E.S.), ועל -ידי אוניברסיטת אינדיאנה דרך אזור המתעוררים של המחקר היוזמה – למידה: המוח, מכונות וילדים (J.I.B., ומסווגים, L.B.S.).

Materials

Head-camera Looxcie Looxcie 3
Head-camera Watec WAT-230A
Head-camera Supercircuits PC207XP
Head-camera KT&C VSN500N
Head-camera SereneLife HD Clip-On
Head-camera Conbrov Pen TD88
Head-camera Mvowizon Smiley Face Spy Button
Head-camera Narrative Clip 2
Head-camera MeCam DM06

References

  1. James, W. . The Principles of Psychology. , (1890).
  2. Quine, W., Van, O. . Word and object: An inquiry into the linguistic mechanisms of objective reference. , (1960).
  3. Yoshida, H., Smith, L. B. What’s in view for toddlers? Using a head camera to study visual experience. Infancy. 13 (3), 229-248 (2008).
  4. Yu, C., Smith, L. B. Embodied attention and word learning by toddlers. Cognition. 125 (2), 244-262 (2012).
  5. Bambach, S., Smith, L. B., Crandall, D. J., Yu, C. Objects in the center: How the infant’s body constrains infant scenes. Joint IEEE International Conference on Development and Learning and Epigenetic Robotics 2016. , 132-137 (2016).
  6. Adolph, K. E., Gilmore, R. O., Freeman, C., Sanderson, P., Millman, D. Toward open behavioral science. Psychological Inquiry. 23 (3), 244-247 (2012).
  7. Sanderson, P. M., Scott, J. J. P., Johnston, T., Mainzer, J., Wantanbe, L. M., James, J. M. MacSHAPA and the enterprise of exploratory sequential data analysis (ESDA). International Journal of Human-Computer Studies. 41 (5), 633-681 (1994).
  8. Pereira, A. F., Smith, L. B., Yu, C. A bottom-up view of toddler word learning. Psychonomic Bulletin & Review. 21 (1), 178-185 (2014).
  9. Yu, C., Smith, L. B. Joint Attention without Gaze Following: Human Infants and Their Parents Coordinate Visual Attention to Objects through Eye-Hand Coordination. PLOS ONE. 8 (11), e79659 (2013).
  10. Jayaraman, S., Fausey, C. M., Smith, L. B. The faces in infant-perspective scenes change over the first year of life. PlOS ONE. 10 (5), e0123780 (2015).
  11. Fausey, C. M., Jayaraman, S., Smith, L. B. From faces to hands: Changing visual input in the first two years. Cognition. 152, 101-107 (2016).
  12. Jayaraman, S., Fausey, C. M., Smith, L. B. Why are faces denser in the visual experiences of younger than older infants?. Developmental Psychology. 53 (1), 38 (2017).
  13. Clerkin, E. M., Hart, E., Rehg, J. M., Yu, C., Smith, L. B. Real-world visual statistics and infants’ first-learned object names. Philosophical Transactions of the Royal Society B, Biological Sciences. 372, 20160055 (2017).

Play Video

Cite This Article
Borjon, J. I., Schroer, S. E., Bambach, S., Slone, L. K., Abney, D. H., Crandall, D. J., Smith, L. B. A View of Their Own: Capturing the Egocentric View of Infants and Toddlers with Head-Mounted Cameras. J. Vis. Exp. (140), e58445, doi:10.3791/58445 (2018).

View Video