Ανάπτυξη συστήματος άσκησης μέσω παιχνιδιών στην τρίτη ηλικία με δυναμική προσαρμογή δυσκολίας

Abstract

Η συγκεκριμένη εργασία εντάσσεται στο ευρύτερο πλαίσιο ανάπτυξης της πλατφόρμας παιχνιδιών σοβαρού σκοπού Game2AWE. Η εν λόγω πλατφόρμα απευθύνεται σε χρήστες τρίτης ηλικίας και έχει ως σκοπό την σωματική και γνωστική βελτίωση και συντήρηση των χρηστών της. Η πλατφόρμα, χρησιμοποιεί τεχνολογίες Kinect V2, Virtual Reality, και έξυπνο πάτωμα (μία συσκευή που δημιουργήθηκε για τις ανάγκες του έργου και επιτρέπει στον χρήστη να παίξει παιχνίδια μέσω της μετακίνησης του βάρους του) για την υλοποίηση των παιχνιδιών της. Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία εστιάζει στην ανάπτυξη και λειτουργία των παιχνιδιών που χρησιμοποιούν την τεχνολογία Kinect V2 καθώς είναι τα παιχνίδια που αφορούν στη δική μας συμμετοχή στην ανάπτυξη των παιχνιδιών. Επίσης διαθέτει ένα εκτεταμένο σύστημα αποθήκευσης δεδομένων, με τη χρήση του οποίου κατά την πιλοτική μελέτη που διεξήχθη στα πλαίσια του ομώνυμου με την πλατφόρμα έργου “Game2AWE”, δημιουργήθηκε ένα σύνολο δεδομένων που περιείχε ένα μεγάλο αριθμό εγγραφών από συμβάντα και ενέργειες που καταγράφηκαν κατά την διάρκεια παιχνιδιού. Αυτό σύνολο δεδομένων χρησιμοποιήθηκε αργότερα για την ανάπτυξη δύο επιπλέον συστημάτων της πλατφόρμας μέσω χρήσης αλγορίθμων Μηχανικής Μάθησης. Το πρώτο σύστημα που αναπτύχθηκε αφορά σε ένα μηχανισμό αυτόματης αξιολόγησης της κινητικής και γνωστικής κατάστασης του χρήστη την ώρα που αυτός χρησιμοποιεί κάποιο παιχνίδι της πλατφόρμας. Το δεύτερο σύστημα αφορά στην προσθήκη Δυναμικής Προσαρμογής Δυσκολίας μέσω της χρήσης μοντέλων Μηχανικής Μάθησης τα οποία προβλέπουν στοιχεία του παιχνιδιού παρέχοντας έτσι πληροφορίες για τις βέλτιστες τιμές των παραμέτρων δυσκολίας του παιχνιδιού. Στο παρόν κείμενο αναλύεται ο σχεδιασμός και η υλοποίηση της πλατφόρμας, η ανάπτυξη μοντέλων μηχανικής μάθησης για αυτόματη αξιολόγηση γνωστικών και σωματικών λειτουργιών του χρήστη, καθώς και για υλοποίηση της Δυναμικής Προσαρμογής Δυσκολίας, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα της πιλοτικής έρευνας που διεξήχθη.