[論文レビュー] Development of Biofeedback Mechanisms in a Procedural Environment Using Biometric Sensors

Vasco Torres|arXiv (Cornell University)|Oct 8, 2013

Artificial Intelligence in Games参考文献 36被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、心拍数や皮膚電気反応などの生体センサーを用いて、手続き的ビデオゲームにおける間接的バイオフィードバックメカニズムをテストするゲームに依存しないフレームワークを提示する。生理的信号を難易度や環境のダイナミクスなどのゲーム内パラメータにマッピングすることにより、没入感と没入感が向上し、評価では生物学的に情報化されたゲームの適応によりユーザー体験が向上したことが示された。

ABSTRACT

Before the computer age, games were played in the physical world where players would have to interact with real objects and each other, triggering a series of emotions. Nowadays, the computer games have become one of the most popular forms of entertainment due to their high-level of attraction and accessibility. However, the game industry is always trying to find new ways of making games more interactive and exciting in order to attract new players, and one of the recent trends on the area of human-computer interaction is Biofeedback. The goal of this dissertation is to study different approaches on the use of indirect biofeedback within videogames, with the purpose of creating a better human-computer interaction, and provide a more appealing and immersive user experience. For this, we focused on the development of a framework capable of testing different indirect biofeedback models within a specified game, in order to assess the effect of each of these variations on the user experience. This framework is game independent, with the intention of being used on further studies.

研究の動機と目的

• 手続き的ビデオゲームにおける生体センサーからの間接的バイオフィードバックが、ユーザーの関与度と没入感にどのように向上するかを調査すること。
• さまざまなバイオフィードバックモデルを制御された環境でテストできる、柔軟でゲームに依存しないフレームワークを開発すること。
• 異なるバイオフィードバックマッピングがプレイヤー体験および感情反応に与える影響を評価すること。
• 将来の適応型ゲーム研究を可能にするために、再利用可能で拡張可能なテストプラットフォームを提供すること。

提案手法

• 生体センサー（例：ECG、GSR）を手続き的ゲーム生成システムと統合するモジュラー・フレームワークの設計。
• 心拍変動や皮膚電気反応レベルなどの特徴を抽出するためのリアルタイム生理的信号処理の実装。
• 敵の出現頻度、環境の照明、パズルの難易度などの動的ゲームパラメータへの生体データのマッピング。
• 各ユーザーごとに独自のゲームセッションを生成する手続き的ゲームエンジンの使用により、テスト条件を多様化。
• プレイヤーの生理的状態に応じてゲーム状態が進化するフィードバックループの統合。
• 被験者の関与度、感情の覚醒度、ゲームの楽しさを測定する制御されたユーザースタディによる評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 生体信号に基づく間接的バイオフィードバックは、手続き的ゲームにおけるプレイヤーの没入感にどのように影響するか？
• RQ2 生理的信号をゲームパラメータにマッピングする際、どの方法がユーザー体験の向上に最も顕著な効果をもたらすか？
• RQ3 ゲームに依存しないフレームワークは、さまざまな手続き的ゲームの文脈において、多様なバイオフィードバックモデルをどの程度サポートできるか？
• RQ4 信号処理の違いやフィードバックのタイミングが、プレイヤーの関与度および感情反応にどのように影響するか？

主な発見

• フレームワークは、生体入力に基づくゲームパラメータのリアルタイム適応を成功裏に実現し、技術的妥当性を示した。
• バイオフィードバックが適用された際、被験者はベースライン条件と比較して、より高い没入感と感情的関与度を報告した。
• 心拍変動と環境照明を結びつける最適なフィードバックマッピングが、ゲームの楽しさの主観的評価を最も顕著に向上させた。
• システムのモularityにより、ゲームの再実装なしに、多数のバイオフィードバック戦略を迅速にプロトタイピングおよびテスト可能となった。