注意力负荷对视觉和听觉模态中接近时间估计的影响

《Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting》：The Effect of Attentional Load on Time-To-Contact Estimates in Visual and Auditory Modalities

　　

摘要

行人在决定何时开始过马路时，必须估算迎面驶来的车辆到达自己的时间，即碰撞时间（Time-to-Collision，TTC）。这种TTC估算对行人安全至关重要，并受到多种因素的影响，如注意力需求和视觉及听觉线索的可用性。以往的研究通常在参与者能够将全部注意力集中于视觉刺激（即没有分心或其他注意力需求）的情况下测量TTC估算，而分心等因素已被证实是交通事故的促成因素之一（Yan等人，2011年），也是已知的交通事故促成因素（Baurès等人，2014年）。

此外，以往的研究表明，TTC估算受展示所用的感觉通道的显著影响（DeLucia等人，2016年）。另外，TTC估算的潜在过程在不同感觉通道之间可能存在差异：视觉TTC估算依赖于视觉表象，而听觉TTC估算则依赖于计时机制（DeLucia & Liddell，1998年）。这意味着视觉和听觉的TTC估算可能受到注意力负荷的不同影响。注意力对TTC估算的影响很少被研究，且仅在视觉领域有过探讨。本研究旨在考察引入注意力负荷的第二任务是否会在听觉（A）和视觉（V）通道中对TTC估算产生不同的影响。

四十名参与者观看或收听一段模拟车辆向他们逼近的声音/画面3秒，随后被遮挡1.5秒、3.25秒或5秒。在V条件下，模拟车辆在三维虚拟现实环境中运动（DeLucia等人，2025年），以站在人行道旁的行人的视角呈现，并通过HTC Vive Pro头戴式显示器观看。在A条件下，通过16通道扬声器阵列播放车辆逼近的录音。参与者被要求在认为车辆即将到达时按下按钮。在半数试验中，通过让参与者完成一个第二工作记忆任务来施加注意力负荷。每次试验中，在车辆出现之前，通过外部扬声器呈现一个随机生成的五位数。参与者被要求在最后一位数字呈现后立即开始试验，估算车辆的TTC，并在（提供TTC估算后立即）报告该五位数。

采用线性混合效应模型考察注意力负荷、感觉通道和遮挡持续时间如何影响估算的TTC，包括所有交互作用。V条件下的估算TTC高于A条件（β = 1.49，SE = 0.48，p = .0037）。注意力负荷与感觉通道之间存在交互作用（β = ?.22，SE = 0.06，p < .001），表明在平均遮挡时间下，注意力状态调节了V条件下的TTC估算，但未影响A条件。

注意力负荷、感觉通道和遮挡持续时间之间显著的三阶交互作用（β = ?.10，SE = 0.04，p = .013）表明，注意力负荷选择性地减小了V条件（而非A条件）中估算TTC与遮挡持续时间之间的关系斜率。对估算TTC与遮挡持续时间之间关系斜率的分析显示，视觉通道中注意力负荷条件之间差异显著（Load – NoLoad：Δβ = 0.068，SE = 0.028，p = .016），而在听觉通道中未观察到此类差异（Δβ = ?0.032，SE = 0.029，p = .265）。

只有当刺激以视觉通道呈现时，注意力负荷才随着遮挡时间的增加影响TTC判断。基于这些结果，我们假设参与者在V条件下依赖视觉表象来估算汽车的TTC，而这种认知资源也被数字记忆任务所使用，但在A条件下并未使用。我们还假设注意力负荷影响了外推物体运动过程中视觉表象的更新，且这一影响随时间推移而发生。未来的研究将在听觉和视觉信息同时呈现的情况下测量注意力负荷的影响。

利益冲突声明

作者声明，在本文的研究、撰写和/或出版过程中不存在潜在的利益冲突。

资金支持

作者披露，本文的研究、撰写和/或出版获得了以下财务支持：本研究基于美国国家科学基金会（Grant No. 2241704）资助的工作完成。本材料中表达的任何观点、发现、结论或建议均为作者本人，不必然反映美国国家科学基金会的观点。

ORCID标识符

Patricia R. DeLucia https://orcid.org/0000-0002-1735-9154

Joseph K. Kearney https://orcid.org/0000-0002-0443-8152

Robin Baurès https://orcid.org/0000-0002-5551-5867