Μέχρι σήμερα τα περισσότερα συστήματα έχουν αναπτυχθεί με τη χρήση αισθητήρων που παρέχουν εμπορικές παιχνιδομηχανές όπως το Nintendo Wii, και το Microsoft Kinect Xbox. Παραταύτα τα παιχνίδια που έχουν σχεδιαστεί δεν είναι προσαρμοσμένα για ηλικιωμένους καθώς συχνά παρουσιάζεται δυσκολία τόσο στη χρήση τους όσο και στην κατανόησή τους και έτσι απαιτείται πάντα η παρουσία ενός τρίτου πιο έμπειρου προσώπου ώστε να καθοδηγεί τους χρήστες.
Το έργο GAME2AWE θα αναπτύξει μια νέα πλατφόρμα για εφαρμογές άσκησης μέσω παιχνιδιών κατάλληλη για ηλικιωμένους ενσωματώνοντας καινοτόμα χαρακτηριστικά που συνδυαστικά δεν παρέχονται από κανένα από τα υπάρχοντα εμπορικά ή ερευνητικά συστήματα.
Στόχοι του έργου
Οι στόχοι του έργου υπηρετούνται από τις ακόλουθες δράσεις:
Τη σχεδίαση παιχνιδιών κατάλληλων για ηλικιωμένους ακολουθώντας μια ανθρωποκεντρική σχεδίαση μηχανικής παιχνιδιών που εμπλέκει όλους τους ενδιαφερόμενους (ηλικιωμένους, φροντιστές, ειδικούς υγείας, μηχανικούς συστημάτων) σε όλες τις φάσεις ανάπτυξης.
Το συνδυασμό διαφορετικών τεχνολογιών στην ανάπτυξη των παιχνιδιών ώστε να είναι δυνατή η υποστήριξη πολυτροπικών αλληλεπιδράσεων (φωνή, χειρονομίες, κίνηση, αφή) διευκολύνοντας την υλοποίηση σεναρίων βελτίωσης της φυσικής κατάστασης και του γνωστικού επιπέδου των ηλικιωμένων με έναν τρόπο που να είναι εύχρηστος, να παρακινεί και να ενισχύει την αυτονομία των χρηστών.
Τη σχεδίαση και κατασκευή μιας μήτρας ρομποτικού πλακιδίου ως συστατικό για την κατασκευή ενός αρθρωτού έξυπνου πατώματος το οποίο θα αποτελέσει μια νέα αυτόνομη υπολογιστική πλατφόρμα για την υλοποίηση παιχνιδιών ενίσχυσης κινητικών και γνωστικών λειτουργιών.
Την ενσωμάτωση στη μηχανική των παιχνιδιών δοκιμασιών που έχουν αποδειχθεί ότι μπορούν να προβλέψουν τον κίνδυνο πτώσης όπως η δοκιμασία Choice Step Reaction Time καθιστώντας την πλατφόρμα διαγνωστικό εργαλείο.
Την εφαρμογή αλγορίθμων μηχανικής μάθησης για την ανάλυση των δεδομένων που θα συλλεχθούν κατά την πιλοτική δοκιμή της πλατφόρμας για α) τον καθορισμό αποτελεσματικότερων προγραμμάτων άσκησης με προσαρμογή της δυσκολίας στο προφίλ του κάθε χρήστη και β) την εκπαίδευση ενός μοντέλου ταξινόμησης των χρηστών σε διαγνωστικά επίπεδα ανάλογα με τις επιδόσεις τους με στόχο την αντικατάσταση των παραδοσιακών διαγνωστικών εργαλείων στην κλινική πράξη.
Την αξιολόγηση της πλατφόρμας παιχνιδιών σε τρεις άξονες (κινητικός, γνωστικός και τεχνολογικός) εφαρμόζοντας μια τυχαιοποιημένη ελεγχόμενη διαδικασία με 60 χρήστες και χρησιμοποιώντας έγκυρες σχετικές δοκιμές/κλίμακες.
Πρόοδος πέραν της “Τεχνολογικής Στάθμισης”
Η καινοτομία της προτεινόμενης πλατφόρμας εντοπίζεται στο συνδυασμό τριών τεχνολογιών: του έξυπνου πατώματος, της αναγνώρισης κινήσεων και χειρονομιών και της εικονικής πραγματικότητας. Ακόμη με την χρήση καινοτόμων αλγόριθμων μηχανικής μάθησης και σύγχρονης τεχνολογίας τεχνητής νοημοσύνης (π.χ. MS Azure AI) για την καταγραφή των χαρακτηριστικών του περιβάλλοντος και του χρήστη, θα είναι εφικτή η δυναμική προσαρμογή (auto adaptation) του συστήματος σε αυτά τα χαρακτηριστικά (π.χ. προσαρμογή δυσκολίας ασκήσεων). Τα παραπάνω χαρακτηριστικά καθιστούν την πλατφόρμα GAME2AWE μια μοναδική πλατφόρμα για εφαρμογές άσκησης μέσω παιχνιδιών.
Μεθοδολογία Υλοποίησης του Έργου
Για την ανάπτυξη των εφαρμογών ασκήσεων-παιχνιδιών ακολουθείται η ανθρωποκεντρική σχεδίαση (human-centered design) σύμφωνα με το πρότυπo ISO 13407 για αλληλεπιδραστικές εφαρμογές. Ο σχεδιασμός βασίζεται σε μια επαναληπτική διαδικασία όπου στο αρχικό στάδιο πραγματοποιούνται δια ζώσης συναντήσεις μεταξύ της ομάδας ανάπτυξης των εφαρμογών, των ηλικιωμένων και ειδικών υγείας (φυσιοθεραπευτές, ορθοπεδικοί, ψυχολόγοι) οι οποίοι καλούνται να προσδιορίσουν τις πιθανές δραστηριότητες αλληλεπίδρασης και τους βασικούς μηχανισμούς που σχετίζονται με τους παρεμβατικούς σκοπούς κάθε παιχνιδιού. Θα δημιουργηθεί μια ομάδα εστίασης (focus group), η οποία θα βοηθήσει στην εκλέπτυνση των χαρακτηριστικών του κάθε παιχνιδιού και των κινήσεων του σώματος που θα χρησιμοποιηθούν για την ενδυνάμωση των ηλικιωμένων κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού. Με την αποτύπωση του αρχικού πλάνου της εφαρμογής, υλοποιείται ένα γρήγορο πρωτότυπο της ιδέας του παιχνιδιού, το οποίο δίνεται στους χρήστες για αξιολόγηση. Στο στάδιο αυτό ενεργό ρόλο αναλαμβάνει η ομάδα ανάπτυξης με αρμοδιότητα την ανάλυση των αξιολογήσεων των χρηστών και την επιβεβαίωση της καταλληλότητας χρήσης του πρωτοτύπου. Ακολουθεί ένα στάδιο επανασχεδιασμού με βελτιωμένους κανόνες παιχνιδιού και αλληλεπιδράσεις πριν την τελική ανάπτυξη του πρωτότυπου.
Το σύστημα θα ενσωματώνει τεχνολογίες εικονικής πραγματικότητας και αναγνώρισης κινήσεων με τη χρήση αισθητήρων ανίχνευσης κίνησης. Η τεχνολογία της εικονικής πραγματικότητας θα προσφέρει στον χρήστη ένα ρεαλιστικό περιβάλλον ανοικτού κόσμου το οποίο θα σχεδιαστεί με τη χρήση μηχανής ανάπτυξης γραφικών (Unity Graphics Engine). Επίσης ο συνδυασμός της εικονικής πραγματικότητας με τον αισθητήρα κίνησης καταργεί την ανάγκη ύπαρξης επιπλέον τηλεχειριστήριων παρέχοντας μεγαλύτερη ελευθερία κινήσεων στο χρήστη.
Η υλοποίηση και ενσωμάτωση αλγορίθμων μηχανικής μάθησης με στόχο την εκπαίδευση του συστήματος για την αναγνώριση πολύπλοκων κινήσεων επιτρέπει τη δημιουργία ποικιλίας ασκήσεων για τη βελτίωση της φυσικής κατάστασης και του γνωστικού επιπέδου του χρήστη. Επιπλέον το σύστημα θα υποστηρίζει την ταυτόχρονη χρήση του από δύο ή και περισσότερους χρήστες επιτρέποντας έτσι τη συνεργασία με στόχο ένα καλύτερο ομαδικό αποτέλεσμα ή τον θεμιτό ανταγωνισμό.
Για την εκτέλεση των ασκήσεων πέρα από τις κινήσεις του σώματος που θα γίνονται αντιληπτές από τον αισθητήρα κίνησης θα κατασκευαστεί ένα έξυπνο πάτωμα το οποίο θα αποτελείται από αυτόνομα ρομποτικά πλακίδια