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通过Tobii眼动追踪了解认知负荷

眼动追踪为洞察人类行为打开了一扇新窗口。无论你是在探索注意力、决策过程还是互动模式,它都能提供强大的洞察力,帮助你理解人们如何与周围的世界互动。

什么是认知负荷? 

认知负荷是衡量某人在特定时刻所投入的心理努力程度的指标。理解认知负荷能为眼动追踪研究增添新的视角,也可将其作为一项独立指标来运用——它不仅能显示人们的视线落点,还能反映其大脑的运转强度。认知负荷能凸显人们在导航过程中产生的困惑或精神压力,揭示可用性测试中的关键压力点,以及体育竞技和专业训练中需要大量决策的关键时刻。 

将认知负荷融入Tobii工作流程 

我们一直与SOMAREALITY的Aware平台合作,将认知负荷洞察整合到现有的Tobii工作流程中。本概述将解释认知负荷的测量方法、如何借助Tobii眼动仪将其应用于实际场景,以及它为我们的客户和合作伙伴带来的价值。

为何认知负荷至关重要

 工作记忆的容量有限。当一项任务的要求超出其处理能力时,表现就会下降。

该图表阐释了认知负荷与任务表现之间的关系。
该图表阐释了认知负荷与任务表现之间的关系。

研究表明,工作负荷与表现之间呈倒U型关系:负荷过低会导致无聊和困倦,负荷适中时表现最佳,而负荷过高则会导致错误、压力和疲劳。

这两种极端情况都存在风险。负荷不足会降低注意力,特别是在监控任务、驾驶、飞行或操作机械时。负荷过重则会增加错误率,并可能引发长期压力。保持最佳的认知负荷状态对于提高效率和保障安全至关重要。

眼动追踪与认知负荷 

传统上,认知负荷是通过自我报告、绩效指标或脑电图(EEG)来测量的。这些方法往往具有侵入性或事后性。眼动追踪则提供了一种自然、实时且客观的替代方案。

关键指标包括瞳孔直径、眨眼动态、注视模式和PERCLOS(眼睛闭合百分比)。这些信号可以单独或结合使用,以在现实环境中持续追踪工作负荷。SOMAREALITY利用瞳孔直径,并通过场景摄像头分析来补偿光线变化。 

SOMAREALITY的Aware平台 

SOMA Aware平台将注视和瞳孔数据处理成所谓的生物标志物,目前专注于随时间推移而标准化的认知负荷(即心理努力程度)。未来的更新将包括扩展的注视指标和意识感知指数。

输出结果可以CSV格式、视频叠加形式呈现,或通过Unity软件开发工具包(SDK)实时获取。SOMA的模型基于实证且透明,已在航空、医疗培训和体育领域得到验证。

数据经处理后,SOMA Aware平台会提供一个仪表盘视图,用户可通过多种方式查看视频全过程中不同时段的认知负荷情况,还能查看汇总的趋势数据与指标。图片由SOMAREALITY提供。
数据经处理后,SOMA Aware平台会提供一个仪表盘视图,用户可通过多种方式查看视频全过程中不同时段的认知负荷情况,还能查看汇总的趋势数据与指标。图片由SOMAREALITY提供。

现实应用场景 

认知负荷与驾驶、路径导航、购物及体育竞技等场景中需要高度投入精力的时刻密切相关。

  • 驾驶: 在变道和通过复杂路口时,认知负荷会急剧上升。

  • 寻路: 两名受访者在机场导航时,在同一易混淆的路口均出现认知负荷峰值,且这一结果在后续访谈中得到证实。

  • 可用性与消费者研究: 认知负荷峰值与决策负担过重或布局混乱的情况相吻合。

  • 体育运动: 在关键决策时刻,认知负荷会显著升高。

在路径导航研究中,研究人员使用Glasses Explore来对比旅行者的注意力情况,这体现在认知负荷图表中的峰值变化上。
在路径导航研究中,研究人员使用Glasses Explore来对比旅行者的注意力情况,这体现在认知负荷图表中的峰值变化上。
Eye tracking offers a natural, real-time and objective alternative that can replace more invasive, biased or time consuming alternatives.

Tobii Pro Glasses 3 引入认知负荷指标的工作流程 

由于Tobii Pro Lab本身不支持直接导入第三方指标数据,我们开发了一套利用SOMA Aware平台CSV输出结果的工作流程。具体操作是,通过我们开发的一款小型实验应用程序,将这些CSV数据注入到Tobii Pro Glasses 3的眼动数据中,用认知负荷值替换原有的瞳孔数据。随后,分析师便可以直接在Tobii Pro Lab中查看并对比不同工作负荷水平的数据。目前,该工作流程仅适用于Tobii Pro Glasses 3的记录数据。如果您目前使用的是Tobii Pro Glasses 2,不妨了解一下我们的升级优惠方案

在驾驶场景中,可借助Tobii Pro Glasses 3眼动仪与Tobii Pro Lab软件来获取认知负荷数据。
在驾驶场景中,可借助Tobii Pro Glasses 3眼动仪与Tobii Pro Lab软件来获取认知负荷数据。


为客户和合作伙伴带来的价值 

认知负荷测量在培训、安全保障、产品设计、导航、体育竞技和医疗保健等多个领域均能发挥重要作用。它有助于根据个体情况调整任务难度、监测疲劳状态、评估操作人员表现,并识别决策瓶颈或认知负荷峰值出现的时刻。

我们与SOMAREALITY的合作,通过将眼动追踪技术与认知指标相结合,进一步增强了Tobii产品的竞争力。这有助于我们的客户利用他们熟悉的工具,基于心理努力数据做出更明智的决策。

后续计划 

SOMAREALITY将在即将举行的网络研讨会上展示其解决方案。针对Tobii Glasses X,我们正在探索新的方法,包括在Glasses Explore中提供直接支持。与此同时,我们针对Tobii Pro Glasses 3开发的工作流程已经证明了Tobii与合作伙伴技术相结合能够立即为客户创造价值。

报名参加我们关于认知负荷与眼动追踪的网络研讨会

认知科学领域的专家借助眼动追踪技术,探究如何通过基于眼部的信号来测量认知负荷。

作者

  • Laurens Van Den Broek

    Laurens Van Den Broek

    Global Solutions Architect, Tobii

    Laurens is an eye tracking expert with over 15 years of experience. As Global Solutions Architect, Laurens designs and delivers tailored solutions, integrating advanced eye-tracking technology across various sectors and applications. Laurens bridges technical and strategic goals, supports sales activities, and ensures seamless customer integrations. He is passionate about understanding human behavior through technology and driving innovation.

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