Laboratoř očních pohybů

Historie

Laboratoř očních pohybů byla i bez významné investiční podpory postupně vybudována v rámci vědecko-výzkumné činnosti na Katedře ekonomiky, manažerství a humanitních věd na Fakultě elektrotechnické ČVUT v Praze. Původní motivací bylo vytvořit vlastní eye-trackingové řešení a ověřit proklamovanou použitelnost této technologie v oblasti marketingu. Při naplňování původních vizí se ukázalo, že snímání a vyhodnocování očních pohybů představuje nejen komplexní technickou úlohu, ale vzhledem k různým aplikačním oblastem se především jedná o interdisciplinární výzkum. 

Technologie

V laboratoři je aktuálně využíván systém I4Tracking® založený na videokulografické metodě, který vznikl ve spolupráci s průmyslovým partnerem. Dostupná oční kamera se skládá z hardwarové a softwarové části. HW je tvořen miniaturním kamerovým systémem s vhodně navrženou geometrií a slouží především k záznamu obrazových dat. SW aplikace představuje jádro celého technického řešení a umožňuje kompletní management prováděných experimentů (tj. návrh, realizaci, vyhodnocení). Robustní metody analýzy obrazu v kombinaci s matematickými transformacemi umožňují vypočítat koordináty oblasti zájmu člověka v průběhu experimentu na monitoru PC i ve volném prostoru. Při realizaci experimentů je také možné zaznamenávat velikost pupily, mimiku testovaných osob, apod.

Vzhledem ke stále rostoucí oblibě virtuální a rozšířené reality je třeba sledovat tyto trendy i ve vazbě na oční pohyby. Proto je laboratoř postupně vybavována i očními kamerami integrovanými ve virtuální realitě. Jedním z prvních dostupných řešení, které je možné v laboratoři využít je VR FOVE. Tato VR je specifická tím, že neobsahuje žádné ovladače, proto je u nás doplněna o LEAP MOTION - zařízení sledující polohu a gesta rukou. O poznání dokonalejší je HTC Vive Pro Eye, které vychází z předchozích populárních modelů této značky, je však již z výroby osazena moduly pro sledování očí. Nejnovějším přírůstkem v této kategorii je potom Meta Quest Pro, jehož  největší výhodou je, že při využití VR odpadá nutnost připojení k PC. Snižují se tak nároky na uživatelské znalosti (možnost využití technicky méně zdatným personálem).

Řešené projekty

Projekt č. TA01011138 - Sledování očních pohybů pro diagnostiku v neurovědách (2011 – 2014). Cílem tohoto projektu bylo ověřit využitelnost technologie ke sledování očních pohybů v oblasti vybraných neurologických onemocnění. V rámci řešení projektu vzniklo zcela nové technické řešení (HW i SW), sada okulometrických testů, metodiky vyšetření, které byly testovány na různých skupinách probandů. Při řešení projektu byla ověřena možnost praktického využití navržených metod k diagnostice dyslexie u dětí. Projekt je úspěšně ukončen a nyní je ve fázi implementace výsledků. 

Projekt č. TH01010233 - Využití technologie sledování očních pohybů pro testování kompetencí (2015 – 2017). Tento projekt volně navazuje na výsledky předchozího výzkumu a jeho cílem je ověřit nové metody pro testování vybraných pracovních kompetencí v personalistice. Opět se jedná o interdisciplinární výzkum, kde jsou spojovány technické, medicínské, manažerské i humanitní obory. Výsledky projektu by měly najít širší uplatnění, a to nejen při výběru pracovníků, ale také při jejich pravidelném hodnocení a plánování dalšího rozvoje zejména u klíčových osob.

Projekt č. TH03010218  - Technologie ke sledování očních pohybů ve virtuální realitě určená pro testování kompetencí (2018 - 2020). Cílem projektu bylo vytvořit a otestovat technické řešení složené z virtuální reality, oční kamery a související SW aplikace, která umožní testování vybraných kompetencí souvisejících se selháním a rizikovým chováním. Díky technologii virtuální reality bude možné simulovat prostředí reálného provozu. Včasná a přesná identifikace vybraných kompetencí umožní rozpoznat potenciál k selhání a rizikovému chování při výkonu pracovních činností a procesů.

Projekt č. FW03010082 - Volba profesní orientace na základě dat nasnímaných oční kamerou ve virtuální realitě (2021–2024). Cílem projektu je vytvořit a otestovat SW aplikaci sloužící ke screeningu kompetencí vybraných na základě celosvětových průzkumů jako tzv. „kompetencí budoucnosti“ v návaznosti na iniciativu průmysl 4.0. Identifikace silných a slabých stránek pro jednotlivé kompetence bude podkladem pro poradenství v oblasti profesní orientace, směrování žáků v kariéře a celoživotním vzdělávání. Navržené řešení odpovídá nejnovějším poznatkům a současným trendům v oblasti Learning & Development, a to kombinací moderních technologií a nástrojů – virtuální reality (VR), eye trackingu (ET) a gamifikace (GMF). Dokumentace SW aplikace (ID:371959).

Další oblasti zájmu

Zrak patří ke zcela dominantním smyslům lidského vnímání. Až 80% informací je přijímáno prostřednictvím očí. Úlohy sledování očních pohybů však nepředstavují ryze technickou disciplínu. Pokud je předmětem zkoumání chování lidských bytostí, je vždy velmi komplikované stanovení referenční hodnoty. Zpravidla zde na rozdíl od technických měření neexistuje vhodný etalon. Širšímu využití technologií sledování očních pohybů v praxi tak nyní více než technický stav dostupných řešení brání schopnost správné interpretace měřených dat.

Výzkumní pracovníci laboratoře očních pohybů při řešení výzkumných úloh spolupracují s odborníky z řad managementu, marketingu, personalistiky, psychologie, speciální pedagogiky, neurologie, psychiatrie a dalších.

Mezi hlavní výzkumné úlohy patří zejména následující oblasti:

  • Ekonomika (zkoumání rozhodovacích situací, talent management)
  • Marketing (hodnocení komunikačních materiálů, usability testy)
  • Lékařské aplikace (diagnostika neurologických a psychiatrických poruch)
  • Personalistika a psychologie (testování kompetencí, kognitivní testy)
  • Bezpečnostní aplikace (hodnocení emočních a kognitivních reakcí)

Kromě vlastních výzkumných aktivit realizujeme záznamy očních pohybů pro jiné výzkumníky, případně umožňujeme zájemcům realizovat výzkumy v naší laboratoři. Takto jsme realizovali například srovnávací studii vývoje čtení u dětí pro JČU a zkoumání vizuálního vnímání vlivu stínících prvků u historických budov pro potřeby dizertační práce kolegy z Fakulty architektury ČVUT. Laboratoř dále poskytuje podporu k výzkumu změny velikosti pupily na vizuální stimul realizovaný a Katedře teorie obvodů FEL. Velkou část techniky jsme schopni provozovat i mimo laboratoř, některé výzkumy si však vyžadují prostředí, které se v cizích prostorech obtížně vytváří.

Kontaktní osoba: Ing. Martin Dobiáš, Ph.D.