一种可靠预测高效视觉搜索的新方法

工作记忆负荷是指我们在一段时间内为记忆信息而付出的精神努力。官方manbetx手机版研究人员使用眼动仪作为被动内隐输入设备来测量眼动作为工作记忆负荷的指标。尽管这些设备很精确,但有许多因素可能会给测量增加噪音,比如注意力,以及执行其他任务,如搜索、计数等。眼动仪就是这样一种设备,用于在视觉搜索任务中测量瞳孔大小,作为测量工作记忆负荷的一种手段。先前的研究表明,观察者的瞳孔会因环境和焦点亮度、认知努力、情绪刺激内容和工作记忆负荷等变量而放大和缩小。学生的记忆负荷反应是特别有趣的,因为它可以用来估计观察者在执行复杂任务时的记忆负荷。

两种实验条件的试验原理图。这两种情况都使用了典型的视觉搜索显示,但通过呈现间歇性的屏幕来中断搜索过程,以进行无偏瞳孔大小测量。左:在视觉搜索(记忆)条件下的试验,整个试验期间呈现相同的搜索显示;右图:控制任务(无记忆)试验,每次间歇屏幕后显示不同的搜索结果

两种实验条件的试验原理图。这两种情况都使用了典型的视觉搜索显示,但通过呈现间歇性的屏幕来中断搜索过程,以进行无偏瞳孔大小测量。左:在视觉搜索(记忆)条件下的试验,整个试验期间呈现相同的搜索显示;右图:控制任务(无记忆)试验,每次间歇屏幕后显示不同的搜索结果

一个涉及到工作记忆的重要任务是视觉搜索。也就是说,在屏幕上不同的物体(干扰物)中寻找目标的过程。先前的一个实验(Porter et al, 2007)分析了观察者在搜索过程中的瞳孔大小,以研究工作记忆负荷。他们发现的结果表明,在搜索过程中,瞳孔大小从试验开始就增加了,作者解释说,这表明随着搜索的进行,工作记忆负荷也在增加。然而,虽然这个结论是合理的,但由于影响瞳孔大小的因素很多,他们的数据并不能完全保证这个结论。例如,观察者在搜索过程中花费在寻找目标上的努力量可能是一个促成因素。此外,学生对工作记忆负荷变化的反应较慢。因此,在搜索试验中,工作记忆负荷可能没有增加,而是保持不变,而观察到的瞳孔大小逐渐增加只是由于瞳孔反应延迟。

在正式的方式上,本研究提出了一种新的范式来研究内存负载增加与搜索性能之间的关系。更非正式的是,这种范式使得将搜索任务和注意力从记忆场景的过程中分离出来成为可能。这样我们就可以更好地测量工作记忆负荷。

我们的研究估计了间歇性注视屏幕(中间有一个加号的空白屏幕)时视觉搜索的工作记忆负荷,这被认为会引起低水平的、稳定的唤醒和认知努力。使用标准的视觉搜索和控制任务,该范式减少了非记忆相关因素对瞳孔大小的影响。在视觉搜索任务中,在每个间歇屏幕之后,相同的搜索刺激再次出现。因此,受试者可以使用他们从之前的屏幕中记忆的任何信息,例如已经检查过的项目集。在控制任务中,每隔一个间歇注视画面后都会出现一个新的搜索刺激。因此,在同一试验中,受试者不需要在搜索显示中记忆任何信息,因为它在下一次搜索显示中是无用的。

我们发现工作记忆负荷的早期增加与更有效的搜索有关,这表明工作记忆在搜索过程中起着重要作用。这意味着在搜索开始时瞳孔越大,被试者最有可能在短时间内找到目标。

预测用户的搜索效率将有助于开发用户和计算机系统之间更好的交互。同时,该范式可以使研究人员更好、更可靠地测量用户在执行任何给定任务时的工作记忆负荷。官方manbetx手机版

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麻省大学波士顿分校,美国

出版

工作记忆负荷预测视觉搜索效率:来自一个新的瞳孔反应范式的证据。
Attar N, Schneps MH, Pomplun M
2016年10月

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