Wikiversity:Fellow-Programm Freies Wissen/Einreichungen/Ersatz für den Parallelen Port: Open Hardware für die Markierung von Ereignissen in Experimenten

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Ersatz für den Parallelen Port: Open Hardware für die Markierung von Ereignissen in Experimenten For an English abstract, see here. See also the preprint that resulted from this project: https://doi.org/10.31234/osf.io/x5dnb or the published article directly: https://doi.org/10.3758/s13428-021-01571-z Projektbeschreibung Viele Sparten der Wissenschaft arbeiten mit Experimenten, in denen Versuchspersonen sich mit Stimulus-Ereignissen auseinandersetzen müssen: In der Psychologie wird einem Menschen ein Bild auf dem Computermonitor gezeigt In den Neurowissenschaften wird einem Labortier eine Nahrungsbelohnung zugeteilt In der Robotik wird das Licht ausgeschaltet, während ein autonomes Fahrzeug sich durch einen Raum bewegt Alle diese Beispiele haben eine Notwendigkeit gemeinsam: Die Stimulus-Ereignisse müssen zuverlässig zusammen mit anderen experimentellen Daten erhoben werden. Diese Herausforderung ist besonders akut in Experimenten, in denen viele verschiedene Daten auf einmal aufgenommen werden wie zum Beispiel das Elektroenzephalogramm und Elektrokardiogramm eines Menschen. Für die Analyse müssen alle Datenquellen zeitlich synchronisiert werden. Dies geschieht anhand der zeitlich markierten Stimulus-Ereignisse. Traditionell wurde die zeitliche Markierung von Ereignissen über den Parallelen Port eines Computers durchgeführt, denn Parallele Ports waren einfach verfügbar, schnell und zuverlässig. Ein zunehmendes Problem ist jedoch, dass Parallele Ports in modernen Computern durch den USB-Port ersetzt werden. Gleichzeitig benötigt spezialisierte Hardware für Experimente, wie zum Beispiel Verstärker für ein Elektroenzephalogramm, jedoch noch immer einen Parallelen Port. Somit wird es für Forscher zunehmend schwierig, moderne Hardware für Experimente zusammenzustellen. Diese Situation führt dazu, dass viele Forscher veraltete Computer horten oder zu Notlösungen wie nachträglich eingebauten Parallelen Ports greifen. Diese Notlösungen können zu gefährlichen Ungenauigkeiten führen, die ganze Analysen von Daten zunichtemachen und im schlimmsten Fall zu falschen Ergebnissen führen, deren Ursache nicht einmal bemerkt wird. In dem hier vorgeschlagenen Projekt werde ich mich mit Lösungen für die Markierung von Ereignissen über den USB-Port beschäftigen. Ich werde offen und nachvollziehbar dokumentieren, welche Alternativen zum Parallelen Port es gibt und wie man sie selbst mit Open Hardware nachbauen kann. Ich werde diese Alternativen in den direkten Vergleich mit dem Parallelen Port stellen und zeigen, dass die Alternativen genauso zuverlässig sind. Ziele Dokumentation des Problems in Form einer Webseite, die über GitHub gehostet wird. Die Dokumentation kann mit Mkdocs erstellt werden Anfertigung diverser Prototypen mit Open Hardware (z.B. Arduino, Teensy) um das Problem zu lösen, sowie entsprechender freie Sourcecode in verschiedenen Sprachen (Python, Matlab) und Nutzungsbeispiele für die Hardware Tests der Prototypen und anschließende Veröffentlichung der Daten und des Reports in der genannten Dokumentation Bauanleitungen für Prototypen mit Fotos, Materialliste, und Einzelschritten Schreiben und Veröffentlichung eines wissenschaftlichen Manuskripts mit Open Access, um zusätzliche Zielgruppen zu erreichen (Preprint bei PsyArXiv und eine peer-reviewed open access Publikation zum Beispiel bei Behavior Research Methods oder Journal of Open Hardware) Umsetzung und Betreuung von Experimenten im Labor meines Institutes, und Vorträge und Workshops zum Thema an anderen Instituten Datenmanagementplan Datenmanagementplan Zwischenbericht Zwischenbericht Abschlussbericht Abschlussbericht siehe auch: https://sappelhoff.github.io/usb-to-ttl sowie den preprint: https://doi.org/10.31234/osf.io/x5dnb und den publizierten Artikel: https://doi.org/10.3758/s13428-021-01571-z Autor/in Name: Stefan Appelhoff Institution: Max Planck Institut für Bildungsforschung Kontakt: stefan.appelhoff@mailbox.org GitHub: @sappelhoff Website: stefanappelhoff.com Referenzen