Multi-variable analysis of gaze and interaction for real time user proling in cognitive intelligent therapies based on serious games

Resumen

La popularidad de los videojuegos es una tendencia consolidada en los hogares europeos. La buena salud de la que goza esta industria actualmente, junto con la variedad de géneros y tecnologías disponibles implica que los diferentes desarrollos tecnológicos, disciplinas y estrategias de diseño aplicadas en el mundo de los videojuegos se están utilizando ampliamente para potenciar otras disciplinas. El auge de los videojuegos como una corriente de entretenimiento popular y extendida plantea la cuestión de cómo tomar ventaja de esta tendencia de juegos digitales con fines más allá del entretenimiento, tendencia conocida como juegos serios. Crear juegos serios que sean lo suficientemente flexibles y customizables para adaptarse de manera autónoma e inteligente a las diferentes necesidades de cada jugador es un avance clave en el diseño y desarrollo de experiencias de aprendizaje basadas en juegos. Estos juegos adaptativos y educativos capaces de customizar la interacción de los usuarios y su experiencia de acuerdo al rendimiento individual de cada usuario pueden mejorar la experiencia de juego y los resultados obtenidos tras la interacción, haciendo cada desarrollo más único y personal. Los desarrollos de juegos educativos dentro de esta nueva tendencia proveen a los sistemas con un modo de aprendizaje novedoso y eficiente basado en los propios usuarios, permitiendo la personalización de la experiencia de principio a fin, potenciando los efectos del aprendizaje. Tradicionalmente, para obtener esta adaptabilidad en el ámbito de los juegos serios y las simulaciones, los desarrolladores tendían a utilizar el balance entre la habilidad de los jugadores y el nivel de dificultad de juego, utilizando posteriormente otro tipo de características extraídas durante la interacción con el juego, como son el uso de grabaciones de medidas biológicas objetivas de los usuarios, mientras éstos interactúan con el videojuego. Una de estas soluciones potenciales para la evaluación objetiva de los jugadores durante su interacción, es la utilización de los patrones de interacción y atención visual. Aunque el uso de estos sistemas de seguimiento visual o eyetracking se han incrementado recientemente, estos dispositivos son principalmente utilizados como un sistema de entrada adicional para el sistema, es decir, generalmente se utilizan como una manera de interactuar con el sistema, potenciando la usabilidad de los desarrollos finales. Esta tesis, sin embargo, se centra en el análisis de los patrones de atención e interacción visual en conjunto con la interacción de los usuarios con el sistema para generar sistemas de interacción inteligentes que modelizan el comportamiento de los usuarios, permitiendo el desarrollo de algoritmos adaptativos que permitan a las mecánicas internas del sistema de intervención cognitiva basado en juegos serious utilizado, la customización total de la experiencia. Esta tesis se presenta en la modalidad de compendio de publicaciones y se ha centrado en el estudio y difusión del efecto de los comportamientos de atención visual y la interacción de jugadores en un enfoque de intervención cognitiva inteligente basada en juegos serios. Esta tesis presenta también como contribución el diseño de un framework de adaptación de terapias cognitivas inteligentes basadas en serious games, evaluando las consecuencias de la utilización de patrones de comportamiento de la mirada y la atención visual junto con los datos de interacción, para la adaptación de terapias de intervención cognitiva basadas en juegos serios, creando desarrollos totalmente personalizados a las distintas necesidades de los usuarios finales.