ردیابی چشم (eye tracking) فرآیند اندازه گیری نقطه ای که فرد به دنبال آن است، یا حرکت چشم نسبت به سر است. دستگاه ردیاب چشم، وسیله ای برای اندازه گیری موقعیت های چشم، حرکات چشم و گشاد شدن مردمک است. ردیابی چشم در بسیاری از زمینه ها از جمله روانشناسی، بازی، روانشناسی شناختی، عوامل انسانی، عصب شناسی، روانپزشکی، علوم ورزشی، روانشناسی بالینی، قابلیت استفاده در ارگونومی، تعامل رایانه و انسان، اوتیسم، اختلالات عصبی، علوم اعصاب، استفاده می شود.
ردیاب های چشم مبتنی بر صفحه نمایش
(screen-based eye trackers)
چگونه کار می کنند؟
ردیاب های چشم مبتنی بر صفحه نمایش به طور معمول مکعب های کوچک سیاهی هستند که به مانیتور متصل می شوند، یا دستگاه های مستقل کمی بزرگتر که در جلوی مانیتور قرار می گیرند.
یکی از مهمترین مؤلفه های ردیاب چشم، منبع نور مادون قرمز است که برای برجسته سازی استفاده می شود. این نور – که برای چشم انسان قابل مشاهده نیست – هنگام هدایت به چشم بازتابی با کنتراست بالا ایجاد می کند.
نمونه ای از برخی از مؤلفه هایی که معمولاً در دستگاه ردیابی چشم مشاهده می شوند
نور مادون قرمز به ایجاد (PCCR Pupil Center Corneal Reflection) کمک می کند که شامل دو نقطه مجزا است – مرکز مردمک و بازتاب از قرنیه. فاصله بین این دو نقطه، اطلاع رسانی می کند که چشم ها به کجا نگاه می کنند.
این تصویر توسط دوربین های مادون قرمز درون دستگاه شناسایی می شود. سپس داده ها برای تعیین جهت نگاه، پردازش می شوند و به رایانه ای که به آن متصل است فرستاده می شوند. این داده ها (بردار بین دو نقطه مشخص شده چشم) پس از آن می توانند ثبت شوند – زاویه نقاط می تواند با جهت چشم ها به روشی نسبتاً ساده مرتبط باشد. این اطلاعات همراه با اطلاعاتی درباره مکان ردیاب چشم با توجه به مانیتور (و همچنین ابعاد مانیتور)، می تواند اطلاعاتی را در مورد چشمان شخص در هنگام نگاه به صفحه ارائه دهد.
عینک ردیابی چشم چگونه کار می کند؟
عینک ردیابی چشم از فناوری مشابه با ردیابهای چشم مبتنی بر صفحه نمایش برخوردار است، اما تا حد زیادی در یک قاب و یک واحد پردازش داده ها که به آن وصل شده است، وجود دارد.
این دستگاه ها به روشی مشابه ردیاب های چشم مبتنی بر صفحه کار می کنند، اما تفاوت های اساسی دارند. بدیهی است که نورها و دوربین ها باید در نزدیکی چشم ها قرار گیرند تا در قاب عینک قرار گیرند، اما روش تشخیص و مشخص کردن حرکت چشم تا حد زیادی مشابه است.
جنبه مهم دیگر عینک ردیابی چشم این است که داده ها باید در جایی ذخیره شوند. برای ردیاب های چشم مبتنی بر صفحه نمایش، داده ها را می توان در کامپیوتر وارد کرد، اما برای عینک ردیابی چشم باید داده ها را در لپ تاپ یا تلفن همراه قرار دهید (لپ تاپ را می توان در کوله پشتی حمل کرد)، یا در حافظه ای که در دستگاه عینک ردیابی چشم قرار داده شده است، ذخیره شود.
نمونه ای از برخی از مؤلفه هایی که به طور معمول در عینک ردیابی چشم مشاهده می شوند
عینک ردیابی چشم همچنین دوربینی را در خود جای داده که آنچه را که فرد میبیند، ضبط می کند. با محاسبه موقعیت چشم ها می توان حرکات را روی ویدیوی دنیای واقعی قرار داد.
ردیاب های چشم مبتنی بر صفحه نمایش اغلب می توانند توسط افرادی که عینک اصلاحی دارند بدون اینکه اثرات مضر بر عملکرد داشته باشد، استفاده شوند. عینک ردیابی چشم از این نظر تفاوتی ندارد، فقط این که لنزهای اصلاحی باید با عینک ردیابی چشم (که اغلب به عنوان یک افزودنی در دسترس است) پوشیده شوند.
ردیابی چشم در VR چگونه کار می کند؟
مانند هر دو ردیاب چشم مبتنی بر صفحه نمایش و عینک ردیابی چشم، ردیابی چشم در VR به طور معمول با ایجاد نور مادون قرمز روی چشم ها، و با استفاده از بازتاب نور برای تعیین جهت نگاه ایجاد می شود. مانند عینک ردیابی چشم، نور ها و دوربین ها نزدیک به چشم قرار گرفته اند.
اگرچه، بسیار شبیه هستند، با این وجود تفاوت های اساسی نیز وجود دارد. مهمتر از همه در مورد محیط های سه بعدی (مانند بازی های VR) با ویدیو 360 که در VR ارائه شده است. به نظر می رسد که کاربر می تواند در محیطهایی که دارای عمق است حرکت کند و در تعامل باشد. اما ویدئوی 360، ویدئویی بدون عمق است ولی از هر زاویه ای می توان به آن نگاه کرد به طوری که انگار واقعاً شخص در محیط ایستاده است.
بنابراین، در حالی که ممکن است دنیای مجازی به نظر ما عمق غنی و متنوعی داشته باشد، لزوماً اینگونه نیست. دنیای مجازی ممکن است یک فیلم یا تصویری باشد که ما آنرا عمیق می دانیم – اما کامپیوتر، بدون این اطلاعات، محیط را دو بعدی در نظر می گیرد. برای محیط های VR که از ردیابی چشم استفاده می کنند، این اطلاعات می تواند بسیار مهم باشد.
ردیابی چشم وب کم
از وب کم داخلی یا خارجی متصل به لپ تاپ یا مانیتور برای جمع آوری اطلاعات مربوط به مکان مورد نظر استفاده می کند. در این روش از پرتوهای نور مادون قرمز یا دوربین های تخصصی استفاده نمی شود، در عوض به تصویر ایجاد شده از وب کم متکی است. سپس از یک الگوریتم برای محاسبه موقعیت سر و چشم استفاده می شود و با یک تصویر روی صفحه در ارتباط است.
در حالی که عمق و صحت اطلاعاتی که می توانید با استفاده از این روش بدست آورید محدود است، ردیابی چشم در وب کم باعث می شود مطالعات در مقیاس بزرگ و چرخش سریع انجام شود که برای تحقیقات کمی ایده آل است. این روش معمولاً در مراحل اولیه طراحی مانند آزمایش A / B وب سایت یا طراحی محصول استفاده می شود.
چگونه می توانید با استفاده از نرم افزار ردیابی چشم نتایج را بدست آورید؟
اولین قدم در هر مطالعه تعیین سؤالی است که می خواهید به آن پاسخ داده باشید. از نرم افزار تخصصی تجزیه و تحلیل ردیابی چشم برای جمع آوری داده ها استفاده می شود و اطلاعات مورد نظر را به شما می دهد. برنامه های بسیاری وجود دارند که می توانید از آنها استفاده کنید، اما مهم است که مطالعه را از ابتدا به درستی تنظیم کنید.
سطح اطلاعاتی که می توانید از یک مطالعه ردیابی چشم به دست آورید، با توجه به نوع ردیاب مورد استفاده، برنامه مورد استفاده برای تجزیه و تحلیل داده ها و ماهیت آزمایش شما تعیین می شود.
مزایای ردیابی چشم eye tracking در تحقیقات چیست؟
یکی از مهمترین مزایای ردیابی چشم این است، این تنها روشی است که می توان برای ضبط دقیق رفتار بصری استفاده کرد. غیرممکن است که بتوانید از کسی بخواهید که راهروهای یک سوپر مارکت را برای شما اسکن کند، چه رسد به اینکه اطلاعات دقیقی را راجع به کمیت مقدار زمانی که در جستجوی هر کالایی صرف کرده است، یا حتی دقیقاً به کجا نگاه کرده یا چه تبلیغی بیشتر از قبل توجه او را جلب کرده، در اختیار شما قرار دهد.
ردیابی چشم به محققان اجازه می دهد حرکات چشمان یک شرکت کننده را در طیف وسیعی از فعالیت ها مطالعه کنند. این بینش به فرآیندهای شناختی در زمینه طیف گسترده ای از رفتارهای انسانی می پردازد و می تواند مواردی مانند شیوه های یادگیری و روش های تعامل اجتماعی را آشکار کند.
همچنین امکان غربالگری عصبی در رشد غیرعادی و ناتوانی های شناختی یا ادراکی را فراهم می کند. فناوری ردیابی چشم همچنین راهی برای کودکان خردسال و کسانی که دارای اختلالات عصبی هستند اما قادر به توضیح روندهای اندیشه خود نیستند، می تواند در مطالعات باز کند.
برای اطلاعات بیشتر در مورد این دستگاه و چگونگی دسترسی به آن، به موسسسه سلامت مغز دانا مراجعه کنید.
ردیابی چشم (eye tracking)
- رفتارهای ناخودآگاه را آشکار می کند – محققان می توانند از رفتارهایی که به طور غریزی انجام می شود، توسط این وسیله اطلاعات کسب کنند.
- داده های بی طرفانه، عینی و کمی را ارائه می دهد – این نیاز را برای به خاطر سپردن جایی که به آن نگاه کرده ایم و توضیح و یادآوری جزئیات آن را از بین می برد. همچنین، مشکل اطلاعات نادرستی که شرکت کنندگان در یک تحقیق یا مطالعه گزارش می کنند، برطرف می کند.
- اجازه می دهد کارها و انجام تست بدون حواس پرتی و به صورت عادی انجام شوند.
- قابل حمل است – تقریباً در هر محیطی قابل استفاده می باشد.
- سطح بالایی از جزئیات را ارائه می دهد – بسته به دستگاه و نرم افزار، نتایج می توانند سطح بسیار بالایی از جزئیات را برای تجزیه و تحلیل عمیق ارائه دهند.
- اطلاعات زمان واقعی را ارائه می دهد – با پخش مستقیم می توانید نگاه فوری شخص را همزمان مشاهده کنید.
- توضیحی است – می تواند فرآیندها و اقداماتی را توصیف و توضیح دهد.
- نمایشی بصری ارائه می دهد – نقشه های AOI، نقشه های گرمایی و “نقشه های زلزله” نتایج ردیابی چشم را نشان می دهد و اینکه چگونه مردم با یک محیط ارتباط برقرار کرده اند یا به یک محرک پاسخ داده اند.
- به سایر داده های بیومتریک ارزش افزوده می دهد – می توان آن را با EEG ، ECG ، EMG ، GSR NIRS و موارد دیگر ترکیب کرد. ردیابی چشم می تواند با ارائه اطلاعات اضافی در مورد آنچه منجر به پاسخ های فیزیولوژیکی شده، استفاده از این دستگاه ها را ارتقا بخشد.
کاربردهای اصلی ردیابی چشم در تحقیقات چیست؟
در حالی که تقریباً زمینه های بی پایانی وجود دارند که می توان از این فناوری و روش تحقیق در آن ها استفاده کرد، چندین مورد وجود دارند که از ردیابی چشم بیشتراستفاده می کنند. آنها شامل موارد زیر هستند:
تحقیقات بازاری – ردیابی چشم اطلاعات کاملی و بی طرفانه ای راجع به رفتارهای مصرف کننده و فرایندهای تصمیم گیری ارائه می دهد. این اجازه می دهد تا محققان بازار و صاحبان برند بتوانند فرایندی را که مصرف کنندگان هنگام مشاهده و انتخاب یک محصول انجام می دهند، مطالعه کنند.
این به آنها نشان می دهد که چه عناصری به طور طبیعی بیشترین توجه را به خود جلب می کنند و چه نواحی نادیده گرفته می شوند. برخلاف نظرسنجی ها یا پرسشنامه ها، ردیابی چشم رفتار دقیق و واقعی افراد را که درباره ی طراحی تبلیغات، مارک تجاری، بسته بندی ومکان قرار دادن محصول مفید است،ارائه میدهد.
تجربه کاربران – هیچ روشی بهتر از به دست آوردن اطلاعات از تجربه ی یک کاربر از طریق چشمان خود کاربر وجود ندارد. از ردیابی چشم می توان برای مطالعه ی نحوه استفاده از سیستم عامل ها و خدمات و چگونگی دستیابی به اهداف خود استفاده کرد. ردیابی چشم می تواند نقایص طراحی و حتی روش های استفاده را نشان دهد که ممکن است در روند خلاق مشهود نبوده باشد.
تحقیقات دانشگاهی – با مطالعه رفتار بصری می توان بینش ارزشمندی از پیشرفت، الگوهای یادگیری و علائم اختلال عملکرد شناختی یا بیماری مانند مواردی که در بیماران مبتلا به آلزایمر، پارکینسون، اسکیزوفرنی، اوتیسم، افسردگی، آسیب مغزی و موارد دیگر دیده می شود، کسب کرد. به همین ترتیب ، dyslexia و سایر مشکلات خواندن یا یادگیری با استفاده از ردیابی چشم قابل شناسایی و مطالعه هستند.
عملکرد حرفه ای – ردیابی چشم می تواند به روشها در انجام وظایف و فرآیندهای انجام شده، بینشی ارزشمند می بخشد. ردیابی چشم توسط مشاغل برای شناسایی خطرات ایمنی، ناکارآمدی عملیاتی و ساده سازی آموزش استفاده می شود.
صرفه جویی در مقدار قابل توجهی از زمان و بهبود بهره وری. به همین ترتیب، متخصصان و مربیان ورزشی می توانند از روش ردیابی چشم برای شناسایی مهارت ها و استراتژی ها در بهبود عملکرد استفاده کنند. ردیابی چشم یک اسکن فوری منحصر به فرد از کارهایی می دهد که به سرعت و اغلب به صورت ناخودآگاه انجام می شوند. با پخش ویدیو و نقشه برداری از نگاه شخص، می توان فرآیندهای پیچیده و سریع را به اطلاعات قابل هضم تبدیل کرد که می توانند مورد مطالعه و به صورت مواد آموزشی، قرار گیرند.
همچنین پروژه های تحقیقاتی مختلف نشان می دهند که حرکت چشم ها همچنین به پزشکان امکان می دهد تشخیص سریع و دقیقی از اختلالاتی مانند اوتیسم، اسکیزوفرنی یا نقص توجه بیش فعالی داشته باشند.
درباره نویسنده
دکتر علی محمد کمالی فارغ التحصیل دکترای تخصصی علوم اعصاب از دانشگاه علوم پزشکی شیراز، بیش از 15 سال است که در زمینه پژوهش، تدریس و فعالیت های اجرایی در حوزه علوم اعصاب فعالیت و تجربه دارد. وی همچنین در ارتقا عملکرد های شناختی با استفاده از نوروتکنولوژی و مطالعات خواب تخصص ویژه ای دارد. او یکی از بنیانگذاران انستیتو سلامت مغز دانا است، (گروهی که سلامت مغز را اولویت جامعه می داند).
دکتر کمالی بیش از 50 مقاله پژوهشی (h-index 13) در مجلات معتبر علمی به چاپ رسانده و در حال حاضر مدیر عامل انستیتو سلامت مغز دانا است. بعلاوه به عنوان پژوهشگر ارشد واحد مغز، شناخت و رفتار دپارتمان علوم اعصاب دانشگاه علوم پزشکی شیراز مشغول فعالیت می باشد. می توانید پژوهش او را در Google Scholar دنبال کنید.
دکتر کمالی علاوه بر تخصص در زمینه علوم اعصاب، سال ها است که به عنوان مدیر اجرایی مجله علوم پزشکی پیشرفته و فناوری های کاربردی (JAMSAT) مشغول به فعالیت است. همچنین به عنوان دبیر اجرایی انجمن علوم اعصاب ایران شاخه فارس فعالیت می کند.