Visually guided actions of urban traffic users: towards an affordance-based approach

Abstract

Esta tese investiga ações guiadas visualmente de usuários do tráfego urbano, especificamente motoristas e ciclistas, através de diferentes estruturas teóricas. Está dividida em duas partes, cada uma empregando guias distintos para a descoberta. Parte 1: O foco está no comportamento do olhar dos motoristas durante a navegação virtual, fundamentado em abordagens cognitivistas. Três experimentos investigam a relação entre atenção visual e desempenho na condução entre grupos vulneráveis de motoristas. O Estudo 1 explora o impacto da ansiedade na atenção e no desempenho na direção, revelando que, enquanto a ansiedade prejudica a eficiência do processamento e a eficácia do desempenho tanto para motoristas inexperientes quanto experientes, mostra que os deslocamentos atencionais diferem com base no nível de experiência. O Estudo 2 investiga como a experiência em jogos de corrida influencia o comportamento do olhar e o desempenho na direção, mostrando que motoristas com experiência em jogos dedicam mais atenção a fontes de informação relevantes para a tarefa, destacando como a experiência virtual pode ser usada como um bom treinamento para melhorar o comportamento do olhar e o desempenho na direção. O Estudo 3 examina o comportamento do olhar e o desempenho na direção entre motoristas com doença de Parkinson (DP) e adultos mais velhos e mais jovens saudáveis, constatando que a DP afeta negativamente o desempenho e o comportamento do olhar. Motoristas com DP tiveram mais colisões e passaram menos tempo dentro da zona de velocidade. Seu comportamento do olhar foi mais aleatório, com fixações aumentadas em áreas irrelevantes e maior entropia visual. Motoristas mais velhos concentraram sua busca visual na pista para detectar ameaças. Parte 2: Eu mudo meu guia de descoberta para o conceito ecológico de affordances, investigando o papel da percepção de affordances no controle do movimento. O Estudo 4 investiga se o controle visual da frenagem no ciclismo é baseado em affordances. A desaceleração máxima atingível foi manipulada adicionando pesos à bicicleta, e duas distâncias de aproximação foram usadas para variar a velocidade. Os participantes aumentaram os ajustes de frenagem à medida que se aproximavam do limite de ação, indicando uma estratégia de controle baseada em affordances. Ciclistas ativos usaram predominantemente o estilo agressivo, sugerindo que a experiência influencia as estratégias de frenagem. Finalmente, o Estudo 5 explora a escala de ação na frenagem relativa à desaceleração preferida e máxima no ciclismo em diferentes inclinações de terreno. Os participantes começaram a frear mais cedo com menor desaceleração na inclinação descendente. O estilo de frenagem agressivo foi mais prevalente durante a inclinação ascendente do que na descendente. Ambos os estilos ajustam a magnitude da frenagem à medida que a desaceleração aumenta, apoiando a abordagem baseada em affordances. Em resumo, esta tese avança nossa compreensão das ações guiadas visualmente no tráfego urbano através do estudo de diferentes estruturas teóricas. Devido à sua maior representatividade ecológica e explicação mais parcimoniosa, a abordagem de controle baseada em affordances emerge como a perspectiva mais apropriada para investigar o acoplamento percepção-ação visual na navegação do tráfego.

This thesis investigates visually guided actions of urban traffic users, specifically drivers and cyclists, through different theoretical frameworks. It is divided into two parts, each employing distinct guides to discovery. Part 1: The focus is on drivers' gaze behaviour during virtual navigation grounded in cognitivist approaches. Three experiments investigate the relationship between visual attention and driving performance among vulnerable driver groups. Study 1 explores the impact of anxiety on attention and performance in driving, revealing that while anxiety impairs processing efficiency and performance effectiveness for both inexperienced and experienced drivers, it shows that attentional shifts differ based on experience level. Study 2 investigates how race gaming experience influences gaze behaviour and driving performance, showing that drivers with gaming experience allocate more attention to task-relevant source of information, highlighting how virtual experience can be used as good training for enhancing gaze behaviour and driving performance. Study 3 examines gaze behaviour and driving performance among drivers with Parkinson's disease (PD) and healthy older and younger adults, finding that PD affects performance and gaze behaviour negatively. PD drivers had more collisions and spent less time within the speed zone. Their gaze behaviour was more random, with increased fixations on irrelevant areas and higher visual entropy. Older drivers concentrated their visual search on the lane to detect threats. Part 2: I shift my guide to discovery to the ecological concept of affordances, investigating the role of perceiving affordances in movement control. Study 4 investigates whether the visual control of braking in cycling is affordance-based. Maximum achievable deceleration was manipulated by adding weights to the bike, and two approach distances are used to vary speed. Participants increased brake adjustments as they approached the action boundary, indicating an affordance-based control strategy. Active cyclists predominantly used the aggressive style, suggesting experience influences braking strategies. Finally, Study 5 explores action scaling in braking relative to preferred and maximum deceleration in cycling on different terrain slopes. Participants began braking earlier with lower deceleration on the downhill slope. Aggressive braking style was more prevalent during the uphill than the downhill slope. Both styles adjust braking magnitude as deceleration increases, supporting the affordance-based approach. In summary, this thesis advances our understanding of visually guided actions in urban traffic through the study of different theoretical frameworks. Due to its greater ecological representativity and more parsimonious explanation, the affordance-based control approach emerges as the most appropriate perspective for investigating visual perception-action coupling in traffic navigation.