Wetenskaplikes hack Pac-Man om fisiese terapie minder van 'n karwei te maak

Tabel van skakels

• Abstrakte en 1 Inleiding
• 2 Verwante werk en 2.1 Wysigingsspeletjies vir rehabilitasie
  • 2.2 Insetbeheer prestasiemeting en modellering en 2.3 Opsomming
• 3 Motivering vanuit 'n rehabilitasiekonteks en 3.1 Waarnemings en dinkskrumwerkswinkels
  • 3.2 Stelselbeskrywing
  • 3.3 Interaksieparameterisering
  • 3.4 Opsomming
• 4 Eksperimentele Studie
• 5 Modellering van gebruikersgedrag en 5.1 gedragskenmerke
  • 5.2 Spelverwysingsmodel
  • 5.3 Vergelyk NLL met NSCORE
  • 5.4 Effek van ontwerpparameters op NLL
  • 5.5 Steekproefperiode
• 6 Bespreking en 6.1 Ontwerpwerkswinkel en gereedskap vir modellering
  • 6.2 Aanpassing van interaksieparameters
  • 6.3 Modellering van spel
  • 6.4 Beperkings en toekomstige werk
• 7 Gevolgtrekking
  • 8 Erkennings en verwysings

OPSOMMING

Gemodifiseerde digitale speletjies slaag daarin om motivering te dryf in herhalende oefeninge wat nodig is vir motoriese rehabilitasie, maar die ontwerp van modifikasies wat beide rehabilitasie- en betrokkenheidsdoelwitte bevredig, is uitdagend. Ons bied 'n metode aan waarin 'n statistiese model van basislynspel ontwerpkonfigurasies identifiseer wat gedrag naboots wat versoenbaar is met ongewysigde spel. Ons illustreer hierdie benadering deur 'n gevallestudie wat bo-ledemaatrehabilitasie met 'n pasgemaakte kontroleerder vir 'n PacMan-speletjie behels. 'n Deelnemende ontwerpwerkswinkel met arbeidsterapeute het twee interaksieparameters vir spel- en rehabilitasie-aanpassings gedefinieer. Die parameters se effek op die interaksie is eksperimenteel met 12 deelnemers gemeet. Ons wys dat 'n lae-latency-model, wat beide gebruikersinvoergedrag en interne speltoestand gebruik, waardes identifiseer vir interaksieparameters wat basislynspel weergee onder gedegradeerde beheer. Ons bespreek hoe hierdie metode toegepas kan word om stelselmatig gamification-probleme te balanseer wat afwegings tussen fisiese vereistes en subjektief innemende ervarings behels.

Sleutelwoorde Spel; Rehabilitasie; Interaksie-ontwerp; Gebruikersmodellering.

1 Inleiding

Die innemende aard van interaktiewe stelsels, veral speletjies, het die potensiaal om rehabilitasiesessies te verbeter, solank hul interaksie-ontwerp in lyn is met pasiënte se behoeftes en vermoëns. ’n Mens moet die relevante interaksie-ontwerpparameters vind en assesseer wat aangepas kan word om by die rehabilitasievereistes en spesifikasies te pas (Lopes en Bidarra, 2011).

Gamification (Raczkowski, 2014) poog om "videospeletjie-elemente in nie-speletjiestelsels in te sluit om gebruikerservaring en gebruikersbetrokkenheid te verbeter" (Deterding et al., 2011). Die gebruik van speletjies is voordelig getoon vir pasiënte in 'n wye verskeidenheid rehabilitasiekontekste. Met die fokus op die boonste ledemaat, Sietsema et al. (Sietsema et al., 1993) het getoon dat 'n interaksie met 'n Simon-speletjie aansienlik meer bewegingsreeks opgelewer het as 'n standaard oefening vir pasiënte met traumatiese breinbesering. Wanneer speletjies egter aanvanklik nie vir oefendoeleindes bedoel is nie, moet die interaksie tussen die speletjie en die speler dikwels verander word om rehabilitasiedoelwitte te bereik. Half-life 2 (Valve Corporation, 2004) is byvoorbeeld gedeeltelik beheer deur 'n ligfiets, deur die trapspoed te koppel aan die vorentoe aksie van die speelbare karakter (Ketcheson et al., 2016), vir doeleindes van spelerinspanning. Dan is addisionele parameterisering van die interaksie tipies nodig om spesifieke pasiënt se vermoë te akkommodeer (Barrett et al., 2016). Byvoorbeeld, inhoud uit die spel Fruit-Ninja (Halfbrick Studios, 2010) is verwyder om voorsiening te maak vir pasiënte se verminderde mobiliteit tydens armrehabilitasie (Khademi et al., 2014). Hierdie wysigings word dikwels ingestel deur gebruik te maak van heuristieke (Pirovano et al., 2016; Munoz et al., 2018) of voorafinstellings (Ketcheson et al., 2016; Chatta et al., 2015), maar ˜ die mate waarin dit spel beïnvloed, is moeilik te voorspel.

In hierdie vraestel stel ons voor om modelle van basislynspel te ontwikkel, vasgelê deur speletjiesessies van 'n kontrolespelergroep, om te dien as 'n verwysing waarteen interaksiemodifikasies geëvalueer kan word, wat die afhanklikheid van heuristieke of voorafinstellings verlig.

Ons bydraes is tweeledig. Eerstens ontwerp ons 'n stelsel vir bo-ledemaatrehabilitasie gebaseer op minimale spelveranderinge en parametriese interaksie-ontwerp. Tweedens bekragtig ons 'n nuwe maatstaf vir die voorspelling van spelprobleme deur die ontwerpte stelsel te gebruik, gebaseer op modelle van basislynspel. Hierdie bydraes bevoordeel die veld van spelontwerp vir rehabilitasie deur 'n nuwe metode te verskaf vir die balansering van spelveranderings wat versoenbaar is met 'n rekenaarbenadering.

Hierdie navorsing word gemotiveer deur veldwerk met arbeidsterapeute wat lei tot die ontwikkeling van 'n stelsel vir bewegingsgebaseerde rehabilitasie deur die spel van Pac-Man te gebruik. 'n Reeks werkswinkel- en toetssessies het ons ontwerpkeuses gegrond: interaksie-aanpassing word uitgevoer met die wysigings aan die speletjie se tydtempo en die optimalisering van 'n nuut ontwerpte insettoestel se fisiese eienskappe. Daarbenewens bevoordeel ons bydraes tot die veld van Rekenaarinteraksie in HCI (Oulasvirta et al.), wat staatmaak op modelle om insig in interaktiewe stelsels te verkry. Ons stel 'n model van basislynspel voor, saamgestel uit laevlakveranderlikes, wat met in-speletjie-telling korreleer. Ons wys dat algemene maatstawwe van prestasie, soos in-speletjie-telling, geneig is tot hoë latensie en wisselvalligheid tussen gebruikers, en stel voor om eerder 'n statistiese model van normatiewe beheergedrag te leer.

Die vraestel is soos volg gestruktureer. In die volgende afdeling bied ons vorige werk in die wysiging van speletjies vir rehabilitasie en verwante navorsing aan om insetaanpassing en gebruikerprestasiemodellering te beheer. Ons rapporteer dan die werk wat uitgevoer is vanaf 'n deelnemende werkswinkel met arbeidsterapeute en die gevolglike ontwerpte stelsels. 'n Eksperimentele studie wat 12 deelnemers betrek, volg waarin ons ondersoek hoe 'n nuwe invoermodaliteit die gebruikerservaring en gebruikers se bewegings beïnvloed. Ten slotte, om 'n lae-latentie-instaanbediener vir interaksie-moeilikheid te ontwikkel, gee ons 'n statistiese modellering van versamelde data wat getoon word om te korreleer met speltelling.