Τεχνικές συναισθηματικής υπολογιστικής για τη μοντελοποίηση επιπέδων προσήλωσης κατά την αλληλεπίδραση με παιχνίδι σοβαρού σκοπού για την υγεία

Abstract

Σκοπό της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η διερεύνηση μεθόδων αναγνώρισης των επιπέδων προσήλωσης του χρήστη, κατά τη διάρκεια αλληλεπίδρασής του με παιχνίδι σοβαρού σκοπού για την υγεία, αξιοποιώντας δεδομένα μεταβλητότητας του καρδιακού ρυθμού (ΜΚΡ), με απώτερο στόχο την αυτοματοποιημένη παραγωγή περιεχομένου παιχνιδιού ανάλογα με τις ανάγκες του χρήστη. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν προέκυψαν από πειραματική διαδικασία που πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο Βιοϊατρικών Προσομοιώσεων και Απεικονιστικής Τεχνολογίας το καλοκαίρι του 2018.

Για τις ανάγκες της διπλωματικής εργασίας πραγματοποιήθηκε βιβλιογραφική ανασκόπηση για την αναζήτηση μεθόδων επεξεργασίας και ανάλυσης των δεδομένων ΜΚΡ. Αρχικά, εφαρμόστηκαν δύο διαφορετικές μεθοδολογίες για τη διερεύνηση της δυνατότητας ανάλυσης των δεδομένων της μεταβλητότητας καρδιακού ρυθμού μικρότερων χρονικών διαστημάτων. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκε βραχυπρόθεσμη ανάλυση των δεδομένων της ΜΚΡ για τα τρία διαφορετικά στάδια αλληλεπίδρασης του παιχνιδιού σοβαρού σκοπού, καθώς και σύγκριση της συμπεριφοράς των δεδομένων του χρήστη σε αυτά τα στάδια. Αντίστοιχα, εξήχθησαν χαρακτηριστικά της αυτοαναφοράς του χρήστη και αναλύθηκαν βάσει της σχετικής βιβλιογραφίας. Τέλος, διερευνήθηκε η ικανότητα εφαρμογής μεθόδων μηχανικής μάθησης που αφορούν ομαδοποίηση και ταξινόμηση στα χαρακτηριστικά της μεταβλητότητας καρδιακού ρυθμού και αυτοαναφοράς των χρηστών.

Από τα αποτελέσματα της έρευνας φαίνεται αρχικά ότι ορισμένα χαρακτηριστικά της ΜΚΡ μικρότερης διάρκειας μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υποκατάστατα μεγαλύτερων διαστημάτων. Τόσο η στατιστική ανάλυση των φυσιολογικών χαρακτηριστικών του χρήστη όσο και οι μέθοδοι ομαδοποίησης και ταξινόμησης, αποτυπώνουν τα διαφορετικά επίπεδα προσήλωσης στο παιχνίδι ανάλογα με το είδος της αλληλεπίδρασης του χρήστη με αυτό. Τα ευρήματα αυτά μπορούν να οδηγήσουν στη μοντελοποίηση των επιπέδων προσήλωσης σε πραγματικό χρόνο με αποτέλεσμα την ενίσχυση της ικανότητας τέτοιου είδους παρεμβάσεων να μεταβάλλουν δυναμικά το περιεχόμενο τους για να ταυτίζεται με τις ανάγκες του χρήστη.