Eye Tracking zur Analyse des Blickverhaltens von Surfern

Unter dem Namen Vision in Motion (VIM) haben mehrere Forscher aus verschiedenen Bereichen der Sportwissenschaft ihre bestehenden Forschungskonstrukte kombiniert, um die wahrnehmungs-kognitive Kompetenz beim Surfen mit Hilfe von Eye Tracking und Bewegungsanalyse zu untersuchen. Die gewonnenen Erkenntnisse können dazu beitragen, die Leistung von Sportlern zu verbessern, indem ihre Wahrnehmungs- und Handlungsmuster optimiert werden.

Hintergrund

Surfen findet in einer dynamischen Umgebung statt, in der der Fokus der Aufmerksamkeit des Sportlers einen erheblichen Einfluss auf das Leistungsergebnis hat. Die Anzahl der Fixationen und die Dauer der Fixationen auf den interessierenden Bereichen (Areas of Interest, AoI) haben sich in der Sportforschung als erfolgreiche Methoden zur Quantifizierung und Visualisierung von Blickverhaltensmustern erwiesen.

Über einen Zeitraum von zweieinhalb Jahren wurden fünf Experimente mit Eye Tracking-Systemen von Tobii unter verschiedenen Bedingungen und mit unterschiedlichen Surfertypen durchgeführt, um Einblicke in die perzeptuell-kognitive Kompetenz beim Surfen zu gewinnen. Die Studie verfolgte zwei Ziele: Zum einen sollte eine qualitative Beschreibung des Blickverhaltens sowohl von Experten als auch von Freizeitsurfern gewonnen werden. Zweitens wollten die Forscher die Funktionsfähigkeit eines Wassergehäuses testen, das sie für Tobii Pro Glasses gebaut hatten.

Die am VIM-Projekt beteiligten Institutionen waren der Fachbereich Medienmanagement (Hochschule Macromedia - MHMK) und der Lehrstuhl für Sportpsychologie (Technische Universität München - TUM). Darüber hinaus waren das Surfing Australia High Performance Center in Casuarina Beach (NSW, Australien) und die School of Exercise and Health Science (Edith Cowan University, WA, Australien) an diesem wissenschaftlichen Gemeinschaftsprojekt beteiligt. Geleitet wurde die Studie von Prof. Dr. Guido Ellert (MHMK), Dr. Tom-Nicolas Kossak (TUM), Dr. Jeremy Sheppard (HPC- ECU), Martin Walz (TUM), Simon Dallwig (MHMK) und Paul Günther (MHMK B.A. Student).

Methode

Die Tobii Pro Glasses wurden für diese Studie ausgewählt, weil sie die Wahrnehmung der Athleten während der Bewegung in einer realen Umgebung unauffällig erfassen können. Zusätzlich wurde ein Wassergehäuse gebaut, um den Eye Tracker während der Trainingseinheiten im Wasser zu schützen* . Ein bildschirmbasierter Eye Tracker von Tobii Pro wurde verwendet, um Einblicke in die Wahrnehmungs- und Antizipationsmuster bei der visuellen Suche von Anfängern, Fortgeschrittenen und Spitzensurfern zu erhalten.

*Haftungsausschluss: Die Verwendung der Tobii Pro Glasses im Freien ist nicht immer eine "Plug-and-Play"-Lösung und kann bei bestimmten Wetterbedingungen eine zusätzliche Einrichtung erfordern. Die Brille ist NICHT wasserdicht und ihre Verwendung in nassen Umgebungen erfordert, dass der Benutzer ein eigenes Gehäuse für das Gerät erstellt, für dessen Zuverlässigkeit Tobii keine Verantwortung übernimmt.

Die ersten Tests wurden im Wavegarden in San Sebastian, Spanien, durchgeführt. Diese künstliche und gleichmäßige künstliche Welle bot unvergleichliche Bedingungen für die Durchführung der ersten Tests mit dem wasserdichten Gehäuse der Tobii Pro Glasses.

Eine weitere VIM-Studie fand an der Eisbachwelle statt, einem beliebten Fluss-Surfspot in München, Deutschland. An dieser Untersuchung nahmen zwei Elitesurfer (Experten) und zwei Freizeitsurfer (Anfänger) teil, die jeweils zwei Surfdurchgänge absolvierten. Sie hatten die Aufgabe, fünf "Carve"-Drehungen pro Durchgang auszuführen. Für die Datenerfassung wurde die Tobii Pro Glasses verwendet, und die Datenanalyse erfolgte mit der Tobii Pro Glasses Analyzer Software. Der Tobii I-VT Fixationsfilter half bei der Verarbeitung und Klassifizierung der aufgezeichneten Blickdatenproben in Fixationen und andere Augenbewegungskategorien.

Schlussfolgerung

Tragbares Eye Tracking offenbart unterschiedliche Blickmuster

Die Forscher sammelten alle Blickdaten am Ende einer jeden Surfsession. Anhand dieser Informationen konnten sie sehen, worauf die Surfer ihre Aufmerksamkeit während der Surfmanöver am meisten richteten.

Eye Tracking ergab eine starke Korrelation zwischen dem Erfahrungsniveau der Surfer und ihrer Fixationsdauer und -anzahl. Die Interpretation ist, dass je erfahrener die Surfer sind, desto besser und schneller sind sie in der Lage, handlungsrelevante Bereiche für die Surfleistung wahrzunehmen und zu antizipieren. Diese gewonnenen Erkenntnisse sind für neue Leistungsdiagnostik- und Interventionsmethoden beim Einsatz des Eye Trackers von Tobii interessant.

In diesem Stück wirkt der Experte selbstbewusster. Wenn er auf das Brett springt, schaut er sofort nach vorne zu dem Abschnitt der Welle, in dem er das Manöver ausführen wird. Dies ist sowohl im externen Video (seine Kopfposition) als auch in der Blickwiedergabe von Pro Glasses zu sehen.

Der Neuling scheint weniger selbstbewusst zu sein. Wenn er auf sein Brett springt, schaut er sofort nach unten und konzentriert sich in erster Linie auf sein Gleichgewicht und nicht auf den Sport. Im externen Video schaut der Freizeitsurfer immer wieder nach unten, was auch in der Blickwiederholung zu sehen ist.

Einige Beispiele für die während der Studie gewonnenen Visualisierungen

Die Blickdiagramme der Surfanfänger zeigten mehr Fixationen und ein unkoordiniertes Blickmuster im Vergleich zu den erfahrenen Surfern, deren Blicke koordinierter und 'fokussiert' waren.

Aus den Blickdiagrammen und Heatmaps der beiden Surfexperten, die Kurven fahren, ist ersichtlich, dass beide ein ähnliches Blickmuster haben.

Schlussfolgerung

Das tragbare Eye Tracking von Tobii Pro Glasses war ein effektives Instrument, um neue Erkenntnisse über das Blickverhalten von erfahrenen und unerfahrenen Surfern zu gewinnen. Die gewonnenen qualitativen Daten sollen dazu beitragen, völlig neue Techniken zu entwickeln, die Lernkurve zu optimieren und die Qualität des Trainings für Hochleistungssurfen insgesamt zu verbessern. Die Forscher fanden heraus, dass die Surfer ihre Technik verbessern konnten, indem sie ihren Blick systematischer auf geeignete, spezifische Wellenabschnitte richteten, bevor sie mit den Manövern begannen.

Das für diese Studie gebaute Wassergehäuse wurde erfolgreich getestet und ermöglichte die Erfassung von Eye Tracking-Daten. Anhand der Studienergebnisse konnten die Forscher nachweisen, dass die Eye Tracking-Technologie mit Hilfe eines wasserdichten Gehäuses für Aktivitäten im Wasser eingesetzt werden kann.

Mit den Erkenntnissen aus dem Einsatz der Hard- und Software von Tobii können neue Mental- und Entscheidungstrainingsmethoden für Elite- und Fortgeschrittene Surfer umgesetzt werden. Tobii Pro Glasses war ein großartiges qualitatives Videoanalysetool sowohl für die erfahrenen Leistungsdiagnostiker als auch für die Sportpsychologen im angewandten Bereich. Die Ergebnisse des Tobii Eye Trackers ermöglichten die Implementierung eines neuen Talentdiagnose- und Interventionswerkzeugs zur Steigerung der wahrnehmungs-kognitiven Kompetenz im professionellen Surfen sowie in anderen offenen Sportarten mit komplexen Umgebungen.

Verwandte Informationen

• Macromedia Hochschule