Sin ttulo de diapositiva

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Percepció de la velocitat de la psicofísica a
la seguretat viària
Dr. Alejandro Maiche Marini Laboratori de
Percepció Area de Psicologia Bàsica Universitat
Autònoma de Barcelona
http//psicol93.uab.es/visio
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Plan de la charla
Contenidos teóricos sobre Percepción del
Movimiento

• La Importancia de detectar movimiento
• El movimiento como dimensión primaria codificada
  directamente por el S.V (Evidencias Empíricas)

Cómo se computa el movimiento? Y Qué es la
velocidad para nuestro Sistema Visual?
Efectos de Velocidad Percibida La ilusión de
Barber Pole CONCEPCIÓN FILOSÓFICA las
ilusiones visuales son errores?
DATOS EXPERIMENTALES es posible que veamos que
las líneas inclinadas se mueven más lentamente
que las verticales?
Qué variables intervienen a nivel sensorial en
el cómputo de la velocidad?
Medición de los tiempos de reacción
Respuestas más rápido que
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La importancia de detectar movimiento
El principal objetivo del movimiento es el de
crear una representación útil para guiarnos en
el entorno y relacionarnos con otros organismos
y objetos
P.e Reconocimiento de objetos y formas
movimiento biológico
Para guiarnos en el entorno el Sistema Visual
construye la percepción de movimiento global a
partir de la integración de múltiples
informaciones locales.
Según Nakayama (1985), el movimiento es una
dimensión fundamental de la visión y no
representa un proceso cognitivo, sino que es una
dimensión sensorial primaria irreducible.
Evidencias empíricas
Nakayama, K. (1985). Biological image motion
processing a review. Vision Research, 25,
625-660.
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Movimiento Aparente
Experiencia de movimiento inducida por
estimulación lumínica con determinados parámetros
espaciales y temporales
El primer experimento que abordó dicha cuestión
fue llevado a cabo por Exner (1875), quién
demostró que los observadores humanos somos
capaces de percibir movimiento a partir de dos
chispazos separados en el espacio y el tiempo.
Cuando la separación espacial y temporal es
óptima (en torno a los 60 milisegundos), se
percibe movimiento aparente puro o movimiento
phi
x1
x2
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Post-efectos de movimiento
Experiencia no-verídica de movimiento que sigue a
una exposición prolongada a movimiento físico
CONCLUSIÓN El sistema está capacitado para
codificar directamente el movimiento, sin pasar
previamente por el cómputo de la distancia, lo
que posibilita la ejecución de ciertas tareas en
los tiempos adecuados para garantizar nuestra
supervivencia.
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Cómo se computa el movimiento? Y qué es la
velocidad para el S.V?
Procesamiento Temprano de la Información
MODELOS ESPACIO-TEMPORALES El sistema visual
recupera la información de movimiento a partir de
la variación de la imagen en el gradiente
temporal. El movimiento es orientación en el
plano espacio-temporal (Watson y Ahumada, 1985).
Entradas del S.V imágenes 2D
Todo movimiento se traduce en una secuencia de
imágenes 2D a lo largo del tiempo (todo
movimiento es aparente)
Se pasa de una representación bidimensional de
las imágenes (x,y) a una tridimensional (x, y, z)
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En esta representación tridimensional, el
movimiento queda determinado por la orientación
y, específicamente, por la orientación en el
plano (x,t) al cual denominaremos
espacio-temporal.
El movimiento es orientación en el dominio
espacio temporal
A mayor velocidad, mayor inclinación del trazo en
el plano espacio temporal
Estos modelos consideran a la imagen espacio
temporal como la entrada fundamental del sistema
visual (Bruce et al., 1996). Y proponen que el
S.V recuperará la información sobre movimiento a
partir de la imagen espacio temporal.
Campo receptivo espacio temporal (Adelson y
Bergen, 1985)
Se comprueba la plausibilidad fisiológica de esta
idea. Varios trabajos señalan la existencia de
neuronas corticales con campos receptivos con
orientación espacio-temporal (Hamilton, Albrecht
y Geisler, 1989 McLean y Palmer, 1989)
Desde esta concepción, el detectar la velocidad
del movimiento queda reducido al análisis de la
orientación en el plano (x, t). Sin embargo...
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En las etapas iniciales del procesamiento de la
información de movimiento ...
La recuperación de la velocidad de una imagen en
movimiento no es una tarea simple para el sistema
visual.
El problema de la Apertura
Descrito por primera vez por P. Stumpf en 1911
El sistema visual extrae la información de
movimiento local a través de los campos
receptivos de las neuronas de V1. Estos
detectores sólo señalarán el movimiento en la
dirección perpendicular al contorno. Diferentes
movimientos físicos resultan indistinguibles.
Debido al problema de la apertura se introducen
variaciones en la medida de las propiedades más
básicas del movimiento (p.e. la velocidad)
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La señal en V1 informa sobre uno sólo de los
componentes del vector velocidad el
perpendicular a la orientación del contorno.
Vector que codifica el detector de movimiento
Sin embargo...
El propósito del sistema visual no es el de
computar movimiento local, sino el de crear una
representación útil para manejarnos en el
entorno. Por lo que tiene que computar el
movimiento global. Se necesita de una segunda
etapa de procesamiento de la información.
ÁREA MT
Campos receptivos mucho más grandes (1)
Se combinan e integran las señales locales de
movimiento para computar el movimiento global.
1 Los campos receptivos de las neuronas en MT
podrían oscilar entre los 6 y los 10 grados
visuales, mientras que los campos en V1 se estima
que no sobrepasan el medio grado (Braddick y
Qian, 2001)
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Esta combinación de señales puede hacerse de
diversas maneras...

• Intersección de restricciones (IOC)
• Seguimiento de burbujas

• El promedio de vectores

Hipótesis del promedio ponderado (Castet,
Lorenceau, Shiffrar y Bonnet 1993) La velocidad
percibida resulta de una media ponderada entre
las señales locales (VL) y las señales que
provienen de los terminadores (VT) que indican el
movimiento global.
terminador
Señal Global VT
Siendo a b 1
Señal Local VL
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La información proveniente de los terminadores
resulta esencial para el cómputo de la velocidad
El peso de los terminadores en la percepción del
movimiento puede verse claramente a través de la
siguiente ilusión
La ilusión de Barber-Pole En qué dirección se
mueven las líneas?
Ahora bien qué son las ilusiones visuales? ?
CONCEPCIÓN
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Las ilusiones visuales son errores del sistema?
Sistema visual
La percepción se debe concebir como tratamiento
de información y no como un reflejo de la
realidad física, ya que el sistema visual efectúa
muchas operaciones de transformación, de
análisis, de síntesis, y de activación de
conocimientos que son operaciones de tratamiento
de la información. Por tanto, la percepción en
este caso de la velocidad- responderá a una de
las tantas posibles descripciones que se pueden
hacer del mundo físico.
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Percibimos más rápido una línea vertical que
líneas inclinadas?
EXPERIMENTO mediante tareas de estimación de la
velocidad Se presentaban dos estímulos
secuencialmente y los sujetos tenían que indicar
mediante dos botones de una caja de respuestas si
el estímulo que se le mostraba primero, era más
rápido que el segundo o no.
Estímulos
67.5º
90º
0º
22.5º
45º
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Experimento 1
OBJETIVO Evaluar el cambio en la velocidad
percibida producido por las diferentes
orientaciones del estímulo.
SUJETOS 3 sujetos entrenados con visión normal
sin corregir Sujeto A de 29 años
Sujeto J de 35 años Sujeto P de 25 años

• PROCEDIMIENTO
• EF2A con el método de los estímulos constantes
  con bloques puros por cada orientación.
• 2 condiciones experimentales velocidad baja
  2º/seg. (condición experimental 1) velocidad
  alta 16º/seg. (condición experimental 2)
• 5 orientaciones ? 7 velocidades del estímulo de
  comparación ? 80 repeticiones 2800 ensayos para
  cada condición experimental por sujeto.

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Resultados
Obtenemos las funciones psicofísicas para cada
sujeto y por cada orientación.
El PIS aumenta con la orientación para la
condición de velocidad baja mientras que para la
condición de velocidad alta el efecto no aparece.
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Resultados
1 ambos se perciben con igual velocidad. ?1
el estándar se percibe más lento que el de
comparación. lt1 el estándar se percibe más
rápido que el de comparación. (las cruces se
perciben más lentas que la línea vertical)
Velocidad Relativa
magnitud del efecto
Se comprueba que la orientación de las líneas
produce un efecto de disminución sobre la
velocidad percibida para la condición de
velocidad baja 2º/segundo.
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Discusión

• El efecto de la orientación es diferente para las
  velocidades bajas que para las altas
• Dos sistemas visuales para el movimiento DAS
  (velocidades bajas) y MAS (velocidades
  altas)(Bonnet, 1984)
• Las tareas de estimación son suficientemente
  sensibles como para medir pequeñas variaciones de
  velocidad percibida?

Experimento 2 tareas de detección del inicio del
movimiento (TR)
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Psicofísica de los TR

• La ambición de la psicofísica es medir la
  sensación, pero no podemos medir directamente la
  sensación sino la respuesta del sujeto (ventajas
  del TR)
• El TR nos permite estudiar la duración del
  procesamiento Modelos para la separación de los
  componentes sensoriales de los decisionales en la
  respuesta (Bonnet y Link, 1998)
• Generalmente la sensación aumenta al aumentar la
  Intensidad del estimulo y el TR?Cómo debe
  variar el TR con la Intensidad?
• Qué otros factores influyen en el TR?

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Tareas de discriminación de la dirección
La tarea de los sujetos consistía en indicar la
dirección del movimiento ante el mismo tipo de
estímulos que en el experimento 1. Se miden los
TR al inicio del movimiento.

• Ventajas de las tareas de discriminación del
  movimiento
• No requiere juicios de velocidad por parte de los
  sujetos
• Aborda un estadio más temprano del procesamiento
• Mediante los TR disponemos de un modelo capaz de
  separar diferentes componentes de la respuesta
  (Maiche, Fauquet, Estaun y Bonnet (en prensa)

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Experimento 2 TR al inicio del movimiento
OBJETIVO Estudiar la velocidad percibida a
través de una metodología basada en el análisis
de los TR a la detección del inicio del
movimiento.
SUJETOS 4 sujetos entrenados Sujeto P (25)
Sujeto A (29) Sujeto J (35) y Sujeto S (59)

• PROCEDIMIENTO
• Estímulos constantes con bloques mezclados por
  cada 25 presentaciones del estímulo
• 5 velocidades 1 2 4 8 y 16º/seg. Y 5
  orientaciones 0 22.5 45 67.5 y 90º
• ? 100 repeticiones 2500 ensayos por sujeto.

Relación entre el TR y la velocidad El TR al
inicio del movimiento decrece con la velocidad
física describiendo una función de Piéron (1914)
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Resultados
El efecto de la orientación sobre el TR El
análisis visual de los resultados revela un
incremento medio de los TR a medida que las
líneas componentes del estímulo se aproximan a la
horizontal.
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Aplicaciones de estos resultados a la Seguridad
Vial

• La orientación de las líneas es uno de los
  determinantes físicos del estímulo que considera
  el sistema visual de un sujeto en una etapa
  temprana del procesamiento de la velocidad. (la
  longitud de las líneas también interviene en la
  Percepción de velocidad véase Maiche, 2002)

Qué información de velocidad es más precisa para
el conductor?
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GRACIAS..... Aquest treball ha estat realitzat
amb la collaboració de Raúl Jiménez i Miquel
Lluís Mestre al Laboratori de Percepció Àrea
de Psicologia Bàsica, U.A.B
http//psicol93.uab.es/visio