検索タスクにおける目と手の動きの比較
研究が、目と手の動きが検索パフォーマンスや意思決定にどう影響するかを明らかにした。
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目次
私たちの目は、どこでも同じように見ることができるわけじゃないよ。一番良い視力が出るのは、中心にある小さな部分、黄斑って呼ばれるところ。いろんなものを見るために、サッケードっていう素早い目の動きをするんだ。この動きのおかげで、一度に一つの物に集中できて、はっきり見ることができるんだ。普段の活動では、だいたい毎秒2回くらいこういう動きをすることが多いみたい。
サッケードは速くて、あんまりエネルギーを使わないと思われがちだけど、実際には目の動きが脳にどんな情報が入るかに影響を与えて、物の見え方にも影響を及ぼすかもしれないよ。
例えば、サッケードをするとき、視界がぼやけるから、目が動いている間は大事な細部を見逃しちゃうことがあるんだ。それに、一度に一つの対象にしか集中できないから、周りで起こっていることを見失っちゃうかもしれない。また、脳は目を動かすのにどれくらいの努力がかかるか、見たものをどれくらい覚えられるか、注意が散漫なときにどれくらいの速さで物を見つけられるかも考えてるんだ。
時には、この努力が目の動きに影響を与えることもある。たとえば、研究者たちは、人々がターゲットを見つけるのにどれくらい時間がかかるかに基づいて目の動きや判断を調整することを発見したんだ。簡単なターゲットを探そうとするけど、見つけるのに時間がかかると、難しいものは簡単なものが見えにくくなったときだけ探すみたい。
これで疑問が生まれるのは、目の動きに関してこのコストと利益のバランスが特有なものなのか、それとも他の探し方にも当てはまるのかってこと。いくつかの研究では、目を使った探し方が手を使うのと似ていることが示されているんだ。ある研究では、人々が画像を見るために目を使ったり、ぼやけた画像の一部に集中するために指で画面をタップしたりしてたんだけど、驚くことに、両方の動きで検索のパターンが似ていることが分かったんだ。
でも、別の研究グループは大きな違いを示した。手を動かすのは目を動かすよりも通常、時間と労力がかかるから、手の動きの計画は目の動きよりも慎重になるんだ。
いくつかの研究では、コストがどのように物を探す方法に影響を与えるかを詳しく調べたけど、異なるタイプの動きのコストと利益のバランスを見た研究はあんまりなかった。また、コストと利益のバランスが情報を見つける効率を助けるかどうかもわからないままなんだ。
この研究では、目と手を使って物を探す方法を比較するつもりだ。意思決定がどのように働くのか、目の動きで見つけたそのほぼ完璧なバランスが手の動きでも表れるのかを見てみるよ。
方法
参加者
22人の学生から情報を集めた。タスクを理解できなかったり技術的な問題があったりした参加者は除外されたので、最終的には19人、19歳から29歳で、平均年齢は約24歳だった。全員が普通の視力か、矯正視力だった。参加者は時間に対して報酬をもらい、パフォーマンスに応じたボーナスも受け取ったよ。
タスク
タスクは薄暗い部屋で行った。目を使う探し方、眼球運動タスクと、タブレットでスタイラスを使う手の動きのタスクを設けた。
どちらのタスクも似たような画像と設定を使ったから、両方の状況での行動を見ることができたんだ。
眼球運動タスク
このタスクでは、特別なソフトウェアを使って画面に画像を表示し、目の動きを記録した。参加者は注視点を見つめて、画像が現れたら、いろんな気を散らすものの中からターゲットを探さなきゃいけなかった。
手の動きのタスク
このタスクでは、参加者はタブレットとスタイラスを使って画面上のターゲットをタッチした。目の動きのタスクと同じ目標で、気を散らすものの中から特定のターゲットを見つけなきゃいけなかったんだ。
刺激と手続き
両方のタスクで似たような画像を使用したんだけど、色付きの円の中に置かれた長方形だった。いくつかのターゲットは見つけやすかったけど、他のは難しかった。タスクには、参加者が一つのターゲットを見つける条件や、同時に二つのターゲットを見つける条件があったんだ。
両方のタスクで、参加者には何をするか説明され、実際の試行が始まる前に練習の試行が与えられたよ。
結果
一つのターゲットの状態でのパフォーマンス
私たちの研究では、参加者が簡単なターゲットと難しいターゲットの違いをどれくらい正確に見分けられるかを見たんだ。一つのターゲットの状態では、参加者は簡単なターゲットを難しいターゲットよりもうまく見つけていたよ。
眼球運動タスク
参加者はほとんどの場合、簡単なターゲットを正しく識別し、高得点を得て、難しいターゲットよりも早く反応した。ただ、計画にかかった時間と検査にかかった時間は、二つのターゲットのタイプであまり違いはなかったんだ。
手の動きのタスク
手の動きのタスクでも、参加者は簡単なターゲットを難しいターゲットよりもよく見分けていた。眼球運動タスクよりも反応が少し遅かったけど、計画と検査の時間は両方のターゲットのタイプで似ていたよ。
タスク間の比較
二つのタスクを比較すると、異なる傾向に気づいた。眼球運動タスクの参加者は、手の動きのタスクよりも多くの試行を完了し、より多くのボーナスを獲得していた。つまり、目を使う方が速くて、全体的にパフォーマンスが良かったんだ。
ダブルターゲットの状態での意思決定
参加者が二つのターゲットの中から選ぶ必要があったダブルターゲットの状態での行動も見たよ。
全体的に、この状態では参加者は一つのターゲットの状態よりも多くの試行を完了し、ボーナスもたくさん獲得していた。ターゲットを選ぶとき、参加者は自分の強みと弱みを意識し、時間を管理し、ターゲットの難しさに基づいて選択を最適化していた。
情報サンプリング行動の評価
参加者がタスク中に情報をどうサンプリングしたかを分析したんだ。眼球運動タスクでは、人々は最初はランダムにターゲットを選んだけど、進むにつれて選ぶ傾向が強くなった。一方、手の動きのタスクでは、参加者は最初から選んだターゲットに一貫して焦点を当てていたよ。
目の動きのノイズに関する洞察
参加者は一般的に理想的な観察者モデルに従っていた。でも、時々、自分の収入を最大化しないような選択をすることがあった、特に眼球運動タスクではね。これは、目の動きがノイズを生む余計な要因の影響を受けていることを示唆している。
予測されたパフォーマンスと実際のパフォーマンスの違いは、眼球運動タスクでより明確だった。目の動きは手の動きに比べて、意思決定ノイズとサンプリングノイズの影響を受けることが多かったんだ。
最後の考え
目の動きと手の動作は、探索タスクでの意思決定中に似たようなパターンに従っているみたいだけど、動きの性質が人々のパフォーマンスの最適化の効率に影響を与えているんだ。目の動きは速いけどノイズが多くて、手の動きは遅いけど、より良い制御と計画ができるってわけ。
最終的に、この研究は、異なる種類の動きが情報を探して特定する能力にどのように影響を与えるかを考慮する必要があることを強調しているよ。これらのダイナミクスを理解することで、目を使うときも手を使うときも、さまざまな文脈で決定的な戦略を改善する方法を学ぶことができるんだ。
この研究は、これらのダイナミクスがより複雑な環境や現実の状況でどのように展開されるかについてのさらなる探求の道を開いているよ。理解できることで、日常生活の中で効果的に情報を探し、情報に基づいて決定を下す能力をうまく活用できるようになるんだ。
タイトル: Trade-off between search costs and accuracy in oculomotor and manual search tasks
概要: Humans must weigh various factors when choosing between competing courses of action. In case of eye movements, for example, a recent study demonstrated that the human oculomotor system trades off the temporal costs of eye movements against their perceptual benefits, when choosing between competing visual search targets. Here, we compared such trade-offs between different effectors. Participants were shown search displays with targets and distractors from two stimulus sets. In each trial, they chose which target to search for, and, after finding it, discriminated a target feature. Targets differed in their search costs (how many target-similar distractors were shown) and discrimination difficulty. Participants were rewarded or penalized based on whether the targets feature was discriminated correctly. Additionally, participants were given limited time to complete trials. Critically, they inspected search items either by eye movements only or by manual actions (tapping a stylus on a tablet). Results show that participants traded off search costs and discrimination difficulty of competing targets for both effectors, allowing them to perform close to the predictions of an ideal observer model. However, behavioral analysis and computational modelling revealed that oculomotor search performance was more strongly constrained by decision-noise (what target to choose) and sampling-noise (what information to sample during search) than manual search. We conclude that the trade-off between search costs and discrimination accuracy constitutes a general mechanism to optimize decision-making, regardless of the effector used. However, slow-paced manual actions are more robust against the detrimental influence of noise, compared to fast-paced eye movements. New & NoteworthyHumans trade off costs and perceptual benefits of eye movements for decision-making. Is this trade-off effector-specific or does it constitute a general decision-making principle? Here, we investigated this question by contrasting eye movements and manual actions (tapping a stylus on a tablet) in a search task. We found evidence for a costs-benefits trade-off in both effectors, however, eye movements were more strongly compromised by noise at different levels of decision-making.
著者: Alexander C Schutz, I. Wagner, J. Tunnermann, A. Schubo
最終更新: 2024-10-16 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.14.618170
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.14.618170.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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