Busca visual por recursos e conjunções

Fonte: Laboratório de Jonathan Flombaum - Universidade Johns Hopkins

Como as pessoas encontram objetos em cenas visuais desordenadas? Pense, por exemplo, em procurar chaves em uma mesa bagunçada, encontrar a fruta mais bonita no supermercado, localizar seu carro quando você não consegue lembrar onde você estacionou, ou encontrar um velho amigo em um portão de saída do aeroporto. Claramente, a compreensão da percepção visual vai desempenhar um papel em quaisquer respostas, e mais especificamente, uma compreensão da atenção visual será crucial.

A atenção visual refere-se à capacidade de se concentrar em apenas uma parte de uma imagem, reunindo recursos de processamento seletivamente para determinar se a coisa que está sendo procurada — o alvo, no jargão experimental padrão — está presente. Para estudar a busca e a atenção, psicólogos experimentais desenvolveram um paradigma amplamente utilizado conhecido (sem surpresa) como busca visual.

Psicólogos também motivaram uma grande quantidade de pesquisas pela intuição que qualquer boa teoria da busca terá, para explicar por que algumas coisas são fáceis de encontrar e outras são difíceis de encontrar. Assim, no contexto do paradigma de busca visual, psicólogos perceptivos muitas vezes se concentraram em contrastar buscas fáceis com as mais difíceis. O contraste mais influente está entre o que os pesquisadores chamam de pesquisa de recursos e uma busca por conjunção.

1. Projeto de estímulo

1. O experimento inclui dois tipos de ensaios. Em metade dos testes — os testes de pesquisa de recursos — os participantes serão convidados a encontrar uma barra vermelha entre as azuis. Então, renderete um conjunto de 40 displays, colocando a barra vermelha aleatoriamente em cada um, e colocando aleatoriamente 3, 6, 9 ou 12 barras azuis também. O número de barras azuis é a carga distraída. Haverá igual número de ensaios (10 neste caso) para cada carga.
2. O experimento também requer testes sem alvo, ensaios que não incluem o alvo de busca, neste caso, a barra vermelha. Faça 40 destes também, novamente, incluindo 10 para cada carga distraída. Os ensaios alvo presentes e ausentes, por carga, devem se parecer com os exemplos mostrados na Figura 1.
   
   Figura 1: Exibições de amostras para pesquisa visual pop-out. A primeira fila mostra testes com um alvo, uma única barra vermelha, presente. A linha inferior mostra ensaios sem um alvo, ou alvo ausente. O número de não alvos, que são distratores, aumenta da esquerda para a direita.
3. A outra metade dos testes envolverá busca de conjunção. Neste caso, os observadores procurarão por uma barra vermelha orientada a -45°(ou seja,inclinada para a esquerda, em vez de para a direita). Novamente, a carga distrativa varia, incluindo 3, 6, 9 ou 12. Mas, neste caso, os distratores virão em dois tipos: barras azuis em um ângulo de -45°, e barras vermelhas em um ângulo de +45° (ou seja,inclinadas para a direita). Cada teste incluirá ambos os tipos de distratores, e novamente, haverá testes sem alvo, também(Figura 2).
   
   Figura 2: Exibições de amostras para pesquisa visual de conjunção. A primeira fila mostra ensaios com um alvo, uma barra vermelha orientada para a esquerda, presente. A linha inferior mostra ensaios sem um alvo, ou alvo ausente. O número de não alvos, que são distratores, aumenta da esquerda para a direita.

2. Procedimento

1. Execute os testes de pesquisa de recurso e conjunção em blocos separados. Alguns participantes realizam o primeiro recurso, e os outros fazem conjunção primeiro. O procedimento básico é o mesmo para ambos os tipos de ensaios.
2. Para sequenciar o experimento, interligar aleatoriamente ensaios presentes/ausentes e cargas de distração, de modo que o experimento comporá uma sequência de ensaios imprevisíveis.
3. Em cada ensaio, mostre estímulos até que o participante indique se um alvo está presente ou ausente nesse ensaio. Atribua uma chave, a tecla 'M' para apresentar respostas e a tecla 'Z' para respostas ausentes.
4. Mande o participante responder o mais rápido possível, mas sem cometer erros.
5. Usando um pacote de software experimental, como o ePrime, ou um ambiente de programação como o MATLAB, registo a resposta do participante em cada teste, juntamente com seu tempo de resposta. Dessa forma, você pode verificar se o participante respondeu corretamente, e também ver quanto tempo eles levaram.

3. Análise

1. No final do experimento, produza os dados em uma planilha. Inclua se os participantes responderam corretamente, seu tempo de resposta e os parâmetros de cada ensaio, ouseja, foi um presente ou um teste ausente, no bloco de pesquisa de recurso ou conjunção, e com quantos distratores.
2. Em média, os tempos de resposta do participante em todos os ensaios apresentados pelo alvo, em função da condição (recurso versus conjunção) e da carga de distração.
3. Observe que os resultados dos ensaios ausentes do alvo não são analisados. Essas estão incluídas porque, caso contrário, o participante poderia simplesmente acertar 'presente' em cada teste sem nunca encontrar o alvo. Veja o desempenho geral, porém, para ter certeza de que o participante estava prestando atenção e dando o seu melhor. Geralmente, se um participante está menos de 75% correto em ensaios ausentes, seus dados de tempo de resposta não são analisados.
4. As principais questões analíticas dizem respeito às diferenças no tempo de resposta entre os ensaios de conjunção e de pesquisa de recursos. Os tempos de resposta devem se tornar consideravelmente mais longos para testes de pesquisa de conjunção à medida que a carga de distração aumenta. Mas eles devem ser relativamente afetados em testes de pesquisa de recursos.

Observe que os tempos de resposta em testes de pesquisa de recursos são relativamente não afetados pela carga de distração(Figura 3). Em contraste, os tempos de resposta à pesquisa de conjunção aumentam linearmente. Na verdade, a inclinação dessa função descreve a quantidade de tempo extra de pesquisa que leva, em média, para cada distrator adicional na cena. Neste caso, parece cerca de 50 ms por item. Da mesma forma, ambas as pesquisas levam cerca de 200 ms com apenas três distratores presentes. Isso sugere que uma quantidade uniforme de tempo é necessária para começar uma busca e fazer uma resposta.

A diferença entre a pesquisa de características e conjunção sugere como um dos desafios enfrentados pelo sistema visual humano envolve juntar diferentes tipos de informações. Encontrar uma barra vermelha entre todas as azuis é fácil — ela aparece — porque apenas um tipo de informação é relevante: cor. Mas encontrar algo que é definido por vários tipos diferentes de recursos — neste caso, orientação e cor — precisa de atenção focada para ajudar a unir esses recursos.

Figura 3: Tempos de resposta em função da carga distraída em ensaios atuais de destino. As condições de pesquisa de recursos e conjunção são mostradas em círculos verdes e triângulos amarelos, respectivamente.

No mundo real, entender como funciona a pesquisa visual tem muitas aplicações importantes. Por exemplo, os principais programas de pesquisa estão atualmente aplicando uma compreensão da pesquisa visual em laboratório para entender e melhorar a forma como os médicos buscam certas assinaturas revelados quando olham para um raio-x ou ressonância magnética. Programas de pesquisa semelhantes analisam como o pessoal da TSA pesquisa através de varreduras de bagagem de passageiros no aeroporto, e até mesmo como os atletas localizam seus companheiros de equipe em um campo.