Naučnici su hakovali Pac-Man-a kako bi fizikalna terapija bila manje naporna

Tabela veza

• Sažetak i 1 Uvod
• 2 Povezani rad i 2.1 Modifikovane igre za rehabilitaciju
  • 2.2 Mjera i modeliranje performansi kontrole ulaza i 2.3 Sažetak
• 3 Motivacija iz konteksta rehabilitacije i 3.1 Radionice zapažanja i Brainstorminga
  • 3.2 Opis sistema
  • 3.3 Parameterizacija interakcije
  • 3.4 Sažetak
• 4 Eksperimentalna studija
• 5 Modeliranje ponašanja korisnika i 5.1 Karakteristike ponašanja
  • 5.2 Referentni model igranja
  • 5.3 Poređenje NLL-a sa NSCORE-om
  • 5.4 Utjecaj parametara dizajna na NLL
  • 5.5 Period uzorkovanja
• 6 Diskusija i 6.1 Dizajn radionica i alati za modeliranje
  • 6.2 Adaptacija parametara interakcije
  • 6.3 Modeliranje igre
  • 6.4 Ograničenja i budući rad
• 7 Zaključak
  • 8 Zahvale i reference

SAŽETAK

Modificirane digitalne igre uspijevaju potaknuti motivaciju u ponavljajućim vježbama potrebnim za motoričku rehabilitaciju, međutim dizajniranje modifikacija koje zadovoljavaju i ciljeve rehabilitacije i angažmana je izazov. Predstavljamo metodu u kojoj statistički model osnovnog igranja identificira konfiguracije dizajna koje oponašaju ponašanja kompatibilna s nepromijenjenom igrom. Ovaj pristup ilustrujemo kroz studiju slučaja koja uključuje rehabilitaciju gornjih ekstremiteta sa prilagođenim kontrolerom za PacMan igru. Radionica participativnog dizajna s radnim terapeutima definirala je dva parametra interakcije za prilagođavanje igranja i rehabilitacije. Uticaj parametara na interakciju eksperimentalno je mjeren sa 12 učesnika. Pokazali smo da model niske latencije, koristeći i ponašanje korisničkog unosa i interno stanje igre, identificira vrijednosti za parametre interakcije koji reproduciraju osnovnu igru pod smanjenom kontrolom. Razgovaramo o tome kako se ova metoda može primijeniti na sistematski balansirati probleme gejmifikacije koji uključuju kompromise između fizičkih zahtjeva i subjektivno angažovanih iskustava.

Ključne riječi Igra; Rehabilitacija; Interaction Design; Modeliranje korisnika.

1 Uvod

Angažirajuća priroda interaktivnih sistema, posebno igara, ima potencijal da poboljša sesije rehabilitacije, sve dok je njihov dizajn interakcije usklađen s potrebama i kapacitetima pacijenata. Potrebno je pronaći i procijeniti relevantne parametre dizajna interakcije koji bi se mogli prilagoditi zahtjevima i specifikacijama rehabilitacije (Lopes i Bidarra, 2011).

Gamifikacija (Raczkowski, 2014) nastoji da inkorporira „elemente video igara u sisteme bez igara kako bi se poboljšalo korisničko iskustvo i angažman korisnika“ (Deterding et al., 2011). Korištenje igara pokazalo se korisnim za pacijente u širokom spektru rehabilitacijskih konteksta. Fokusirajući se na gornji ekstremitet, Sietsema et al. (Sietsema et al., 1993.) su pokazali da je interakcija sa Simon igrom proizvela znatno veći raspon pokreta nego standardna vježba napamet za pacijente s traumatskom ozljedom mozga. Međutim, kada igre u početku nisu namijenjene za potrebe treninga, interakcija između igre i igrača se često mora mijenjati kako bi se ispunili ciljevi rehabilitacije. Na primjer, Half-life 2 (Valve Corporation, 2004.) je djelomično kontroliran preko ležećih bicikla, povezujući brzinu pedaliranja s akcijom kretanja naprijed lika koji se može igrati (Ketcheson et al., 2016.), u svrhu napora igrača. Tada je tipično potrebno dodatno parametriranje interakcije kako bi se prilagodile sposobnosti specifičnih pacijenata (Barrett et al., 2016). Na primjer, sadržaj iz igre Fruit-Ninja (Halfbrick Studios, 2010) je uklonjen kako bi se osigurala smanjena pokretljivost pacijenata tokom rehabilitacije ruku (Khademi et al., 2014). Ove se modifikacije često uvode pomoću heuristike (Pirovano et al., 2016.; Munoz et al., 2018.) ili unaprijed postavljenih postavki (Ketcheson et al., 2016.; Chatta et al., 2015.), ali ˜ stepen do kojeg utiču na igru je težak predvidjeti.

U ovom radu predlažemo da se razviju modeli osnovnog igranja, snimljeni kroz sesije igre od strane kontrolne grupe igrača, kako bi poslužili kao referenca prema kojoj se mogu procijeniti modifikacije interakcije, ublažavajući oslanjanje na heuristiku ili unaprijed postavljene postavke.

Naš doprinos je dvostruk. Prvo, dizajniramo sistem za rehabilitaciju gornjih ekstremiteta baziran na minimalnim izmjenama igre i dizajnu parametarske interakcije. Drugo, potvrđujemo novu metriku za predviđanje težine igre koristeći dizajnirani sistem, zasnovan na modelima osnovnog igranja. Ovi doprinosi imaju koristi za područje dizajna igara za rehabilitaciju tako što pružaju novu metodu za balansiranje izmjena igre kompatibilnu s računskim pristupom.

Ovo istraživanje je motivisano terenskim radom sa radnim terapeutima koji je doveo do razvoja sistema za rehabilitaciju zasnovanu na pokretu koristeći igru Pac-Man. Niz radionica i sesija testiranja utemeljio je naše izbore dizajna: adaptacija interakcije se izvodi sa modifikacijama brzine igre i optimizacijom fizičkih svojstava novodizajniranog ulaznog uređaja. Pored toga, naši doprinosi imaju koristi za oblast računarske interakcije u HCI (Oulasvirta et al.), koja se oslanja na modele za sticanje uvida u interaktivne sisteme. Predlažemo model osnovnog igranja, konstruisan od varijabli niskog nivoa, koji je u korelaciji sa rezultatom u igri. Pokazujemo da su uobičajene mjere performansi, kao što je rezultat u igri, sklone visokoj latenciji i varijabilnosti među korisnicima, te umjesto toga predlažemo učenje statističkog modela normativnog kontrolnog ponašanja.

Rad je strukturiran na sljedeći način. U sljedećem odjeljku predstavljamo prethodni rad na modificiranju igara za rehabilitaciju i srodna istraživanja za kontrolu adaptacije ulaza i modeliranja performansi korisnika. Zatim izvještavamo o obavljenom radu iz participativnih radionica sa radnim terapeutima i rezultirajućim dizajniranim sistemima. Slijedi eksperimentalna studija koja uključuje 12 sudionika u kojoj istražujemo kako novi modalitet unosa utječe na korisničko iskustvo i pokrete korisnika. Konačno, da bismo razvili proxy s malom kašnjenjem za poteškoće u interakciji, detaljno smo prikazali statističko modeliranje prikupljenih podataka za koje se pokazalo da koreliraju sa rezultatom igre.