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

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Περιεχόμενα Εισαγωγή Στόχος Ερευνητική περιοχή Η συσκευή και η εφαρμογή βιο-ανάδρασης Δραστηριότητες αξιολόγησης και αξιολόγηση Συμπεράσματα και μελλοντικοί στόχοι Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

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

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. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Στόχος Υλοποίηση και χρήση συσκευής μέτρησης και αναγνώρισης βιο-σημάτων σε άτομα 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. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

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. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

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. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

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. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

Εφαρμογή βιο-ανάδρασης (2/2) Η εφαρμογή παρακολούθησης των μετρήσεων λειτουργεί ως 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. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

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 τιμών ξεχωριστά για κάθε υποκείμενο μέτρησης, προκειμένου να αξιοποιηθούν στην ταξινόμηση (classification) των τιμών που συλλέγονται σε πραγματικό χρόνο. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

Δραστηριότητες αξιολόγησης (2/3) 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. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Big Blue Button GSR - HR GSR - HR GSR - HR GSR - HR Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

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. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 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 εκτόνωσης των 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. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 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. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 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. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 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/ Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης 2013