Συσκευή βιο-ανάδρασης για αναγνώριση συναισθημάτων

1. Συσκευή βιο-ανάδρασης για αναγνώριση συναισθημάτων Θρασύβουλος Τσιάτσος, Ιπποκράτης Αποστολίδης, Παναγιώτης Στυλιανίδηςtsiatsos@csd.auth.gr,aposti@csd.auth.gr,pastylia@csd.auth.gr Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

2. Περιεχόμενα Εισαγωγή Στόχος Ερευνητική περιοχή Η συσκευήκαι η εφαρμογή βιο-ανάδρασης Δραστηριότητες αξιολόγησης και αξιολόγηση Συμπεράσματα και μελλοντικοί στόχοι ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

3. Εισαγωγή (1/2) • Συναισθηματική υπολογιστική (affective computing) ορίζεται η ανάπτυξη και ο σχεδιασμός συστημάτων και συσκευών που μπορούν να ερμηνεύουνκαι να ανταποκρίνονταισεανθρώπινα συναισθήματα. • Συλλέγονται αναγνωρίζονται και αξιοποιούνται βιο-σήματα σαν αποτελέσματα φυσιολογικών αντιδράσεων σε συναισθηματικές καταστάσεις. • Επιδερμική εφίδρωση. • Επιδερμική θερμοκρασία. • Καρδιακός παλμός. ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

4. Εισαγωγή (2/2) • Οι έντονες συναισθηματικές καταστάσεις όπως το άγχος προκαλούν φυσιολογικά φαινόμενα τα οποία έχουν συχνά σαν αποτελέσματα: • Αυξάνεται η υγρασία στο ανθρώπινο δέρμα και ειδικότερα στα άκρα του ανθρώπινου σώματος. • Μειώνεται η επιδερμική θερμοκρασία του σώματος. • Προκαλείται ταχυπαλμία. ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

5. Στόχος • Υλοποίηση και χρήση συσκευής μέτρησης και αναγνώρισης βιο-σημάτων σεάτομα που εμπλέκονται σε εκπαιδευτικές δραστηριότητες. • Με αυξημένο δείκτη δυσκολίας και πολυπλοκότητας. • Με υψηλούς στόχους και απαιτήσεις. • Ανίχνευση του άγχους. • Η ρύθμιση του άγχους μπορεί να αποδειχθεί: • Σημαντικός παράγοντας αποκατάστασης της ηρεμίας. • Αποφασιστικός παράγοντας που οπωσδήποτε συμβάλλει στην καλύτερη απόδοση. ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

6. Τα συναισθήματα των μαθητών • Τα συναισθήματα των μαθητών επηρεάζουν: • Τα γνωστικά τους κίνητρα. • Την συμπεριφορά τους. • Τις επιδόσεις τους. • Ο εκπαιδευτής μπορεί να συμβάλει στα ακόλουθα: • Γνωστική ποιότητα της διδασκαλίας. Το άγχος επιτείνεται στις περιπτώσεις. • Έλλειψη δομής, σαφήνειας. • Υπερβολικές απαιτήσεις. • Ποιότητα κινήτρων διδασκαλίας. • Το μαθησιακό περιβάλλον ανταποκρίνεται στις ανάγκες των σπουδαστών. • Στήριξη της αυτονομίας και της αυτό-ρυθμιζόμενης μάθησης , ενίσχυση θετικών συναισθημάτων. • Δημιουργία κατάλληλων δομών για την επίτευξη των στόχων. • Δομές συνεργασίας. ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

7. H συσκευή βιο-ανάδρασης • Αρχική μορφή συσκευής (προηγούμενο πρωτότυπο) • Δυσκολία σύνδεσης και καλής εφαρμογής στους αισθητήρες. • Δυσκολία ταυτόχρονης σύνδεσης στην συσκευή και χρήσης πληκτρολογίου ή ποντικιού κατά την συμμετοχή σε εκπαιδευτική δραστηριότητα. • Εξελιγμένο πρωτότυπο της συσκευής • Κατόπιν συνέντευξης με τους συμμετέχοντες δεν είχαν κανένα προβληματισμό στην χρήση της συσκευής. ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

8. Εφαρμογή βιο-ανάδρασης (1/2) • Κάθε σπουδαστής που υποβάλλεται σε μέτρηση έχει την δυνατότητα παρακολούθησης των επιπέδων άγχους του μέσω σχετικής εφαρμογής. • Όταν ανιχνευθεί άγχος εμφανίζεται προτροπή για την χρησιμοποίηση τεχνικής χαλάρωσης μέσω δια-φραγματικής αναπνοής. • Κάθε σπουδαστής με την βοήθεια ειδικευμένης ψυχολόγου έχει επιλέξει μία φράση που όταν την σκέφτεται τον ηρεμεί. • Η φράση αυτή αναγράφεται στο παράθυρο της εφαρμογής του σπουδαστή όταν υποβάλλεται στην μέτρηση και είναι σε κατάσταση άγχους. ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

9. Εφαρμογή βιο-ανάδρασης (2/2) • Η εφαρμογή παρακολούθησης των μετρήσεων λειτουργείως εξής: • Ο καθηγητής μέσω εξειδικευμένης εφαρμογής είναι ενήμερος σε πραγματικό χρόνο για το επίπεδο άγχους των σπουδαστών. • Το κόκκινο χρώμα αναπαριστά το άγχος. • Το πράσινο χρώμα αντιστοιχίζεται στην ηρεμία. • Για την ενδιάμεση κατάσταση χρησιμοποιήθηκε το πορτοκαλί. ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

10. Δραστηριότητες αξιολόγησης (1/3) • Κάθε υποκείμενο μέτρησης έχει τις δικές του συναισθηματικές περιοχές γι αυτό προηγήθηκε των κανονικών μετρήσεων, δοκιμαστική μέτρηση υπό την ευθύνη ειδικού ψυχολόγου. • Συνέντευξη με ερωτήσεις που υπέβαλλαν τον φοιτητή σε κατάσταση έντασης δημιουργώντας μία προσομοίωση του άγχους. • Δύο σημαντικές συναισθηματικές περιοχές: • Οι χαμηλότερες τιμές θα μπορούσαν να χαρακτηρισθούν σαν περιοχή ηρεμίας. • Οι υψηλότερες θα μπορούσαν να χαρακτηρισθούν σαν συναισθηματική ένταση (άγχος). • Ορίσθηκαν προκαθορισμένα σύνολα τιμώνξεχωριστά για κάθε υποκείμενο μέτρησης, προκειμένου να αξιοποιηθούν στην ταξινόμηση (classification)των τιμών που συλλέγονται σε πραγματικό χρόνο. ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

11. Δραστηριότητες αξιολόγησης (2/3) ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ • Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σύγχρονα και εντός του εργαστηρίου κατά την διάρκεια εξέτασης. • Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σύγχρονες από απόσταση μέσω τηλεδιάσκεψης και διαμοίρασης εφαρμογής με ταυτόχρονη εξέταση των φοιτητών. • Κάποιες από τις δραστηριότητες από απόσταση υποστηριζόταν από το εργαλείο ανοικτού λογισμικού Big Blue Button. Big Blue Button GSR - HR GSR - HR GSR - HR GSR - HR ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

12. Δραστηριότητες αξιολόγησης (3/3) • Άλλες δραστηριότητες από απόσταση υποστηριζόταν από το εικονικό τρισδιάστατο περιβάλλον ανοικτού λογισμικού Opensim. • Κάθε φοιτητής που υποβαλλόταν σε μέτρηση είχε προσαρμόσει στο avatar του ένα βραχιόλι που άλλαζε χρώμα ανάλογα με την συναισθηματική του κατάσταση. • Το χρώμα του βραχιολιού ήταν: • Πράσινο για κατάσταση ηρεμίας. • Πορτοκαλί για λίγο άγχος. • Κόκκινο για το άγχος. ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

13. Αξιολόγηση • Επίγνωση της συναισθηματικής κατάστασης της τάξης, τόσο εξ αποστάσεως όσο και εκ του σύνεγγυς. Στις εξ’ αποστάσεως εκπαιδευτικές δραστηριότητες η επίγνωση της συναισθηματικής κατάστασης της τάξης φαίνεται να είναι αρκετά χρήσιμη και μειώνει την διδακτική απόσταση ανάμεσα στον καθηγητή και τους μαθητές. • Αυτο-ρύθμιση του καθηγητή. • Υποστήριξη εκτόνωσηςτων φοιτητών. • Δημιουργία καλύτερου κλίματος. • Αντικείμενο περαιτέρω διερεύνησης η συσχέτιση του άγχους με ένδειξη πιθανής αδυναμίας του φοιτητή να ανταποκριθεί στην εξέταση. • Αυτό-ρύθμιση του μαθητή. • Η αξιολόγηση της διεπαφής ήταν πολύ θετική. ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

14. Συμπεράσματα • Δημιουργήθηκε η αίσθηση ότι η ανίχνευση συναισθημάτων κατά την διάρκεια εκπαιδευτικών δοκιμασιών είναι μια πολύ χρήσιμη πληροφόρηση για τον εκπαιδευτή. • Ο καθηγητής παρακολουθώντας σε πραγματικό χρόνο τις ενδείξεις των μετρήσεων είχε μια επιπλέον εικόνα των φοιτητών του η οποία είναι λιγότερο προφανής, αυτή των αντιδράσεων του συναισθηματικού τους κόσμου. • Οι φοιτητές δεν προβληματίστηκαν ιδιαίτερα εξαιτίας της παράλληλης με την δοκιμασία, σύνδεσής τους στην συσκευή μέτρησης. ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

15. Μελλοντικοί στόχοι • Η συγκεκριμένη ερευνητική προσπάθεια έχει σκοπό να συνεχιστεί εφαρμόζοντας τις μετρήσεις σε περισσότερους φοιτητές. • Πρόκειται να προστεθούν περισσότερες τεχνικές ανίχνευσης συναισθημάτων. • Να εφαρμοσθούν αυτές οι μετρήσεις σε συνεργατικές δραστηριότητες, ιδίως όταν η συνεργασία γίνεται ταυτόχρονα από απόσταση. • Να ενσωματωθεί στο εργαλείο συνεργασίας ένας έξυπνος πράκτορας με ενσυναίσθηση ώστε να παρέχει υποστήριξη στον μαθητή. • Να ενσωματωθεί ένδειξη επιπέδου άγχους στην πλατφόρμα τηλεδιάσκεψης. ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

16. ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ (E-mail): tsiatsos@csd.auth.gr Τμήμα Πληροφορικής, Α.Π.Θ.: http://www.csd.auth.gr Εργαστήριο Πολυμέσων: http://mlab.csd.auth.gr/ ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013