شماره ركورد
33608
پديد آورنده
غزل خيرالدين
عنوان
ارائه رويكردي به منظور بهبود تطبيق به وسيله شخصيسازي در بازيهاي شناختي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
بازيهاي رايانهاي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/04/31
استاد راهنما
مهرداد آشتياني
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
كامپيوتر
چكيده
در طراحي بازيهاي ديجيتال، ايجاد تعادل بين چالش و مهارت بازيكن يكي از عوامل كليدي در
افزايش جذابيت و درگيري ذهني بازيكنان است. روشهاي سنتي تنظيم دشواري اغلب ثابت يا
بهصورت دستي تنظيم ميشوند كه اين امر ميتواند باعث كاهش تعامل بازيكنان، افزايش نرخ
ترك بازي و كاهش ميزان يادگيري شناختي شود. در اين پژوهش، يك سيستم تنظيم دشواري پويا
مبتني بر يادگيري انتقالي و شبكههاي حافظهي كوتاهمدت و بلندمدت ارائه شده است كه توانايي
شخصيسازي تجربهي بازي را بر اساس عملكرد و سبك بازي بازيكن دارد. در اين پژوهش،
دادههاي مربوط به عملكرد بازيكن از بازي PinGun جمعآوري شد كه شامل اطلاعاتي مانند تعداد
شليكها در هر موج، نوع رويداد و زمان اتفاق افتادن هر رويداد است. سيستم پيشنهادي از يك مدل
مبتني بر حافطهي كوتاهمدت بلند مدت استفاده ميكند كه ابتدا با دادههاي بازيكنان آموزش ديده و
الگوهاي عملكرد و رفتار آنها را در طول زمان ياد ميگيرد. پس از آموزش اوليه، يك رويكرد
يادگيري انتقالي بهكار گرفته ميشود تا مدل از دادههاي از پيشآموختهشده استفاده كرده و خود را
متناسب با بازيكنان جديد تنظيم كند. اين روش امكان تنظيم پويا و شخصيسازي سطح دشواري را
فراهم ميكند. براي ارزيابي روش، آزمايشي بر روي 15 بازيكن با سطوح مهارتي مختلف انجام شد
كه هر بازيكن قبل و بعد از اعمال سيستم تنظيم دشواري پويا بازي را تجربه كرد. بازيكنان تازهكار
پس از اعمال اين سيستم، دقت شليك خود را 23 درصد افزايش دادند، درحاليكه زمان واكنش
آنها به تهديدات 18 درصد كاهش يافت. علاوه بر اين، نرخ تكميل مراحل آنها 17 درصد بهبود
پيدا كرد كه نشاندهندهي افزايش توانايي آنها در مديريت چالشهاي بازي است. بازيكنان با
مهارت متوسط نيز توانستند نرخ تغيير وظايف خود را 15 درصد بهبود دهند و نرخ موفقيتشان در
امواج دشوار بازي 14 درصد افزايش يافت. اين نشان ميدهد كه سيستم پيشنهادي به آنها كمك
كرده است تا بهتر با چالشهاي متغير بازي سازگار شوند. اگرچه بهبود در سرعت واكنش اين
بازيكنان تنها 5 درصد بود، اما درگيري ذهني آنها با بازي باقي ماند. بهطور كلي، نتايج اين
پژوهش نشان داد كه تنظيم دشواري پويا نهتنها تجربهي بازي را بهبود بخشيده، بلكه باعث تقويت
تواناييهاي شناختي بازيكنان نيز شده است. پيشنهاد ميشود كه در پژوهشهاي آتي، اين روش در
سبكهاي مختلف بازي آزمايش شده و همچنين دادههاي فيزيولوژيكي مانند ضربان قلب و سطح
استرس بازيكنان براي بهينهسازي بيشتر سيستم مورد بررسي قرار گيرد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/06/15
عنوان به انگليسي
An Approach to Improve Adaptation through Personalization in Cognitive Games
تاريخ بهره برداري
7/22/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
غزل خيرالدين
چكيده به لاتين
In digital game design, balancing challenge and player skill is a key factor in enhancing
engagement, cognitive involvement, and overall player satisfaction. Traditional difficulty
adjustment methods are often static or manually set, which can lead to reduced player retention,
increased frustration, and diminished cognitive learning outcomes. Static difficulty settings fail
to accommodate the diverse skill levels of players, making the experience either too difficult
for some or too easy for others, ultimately decreasing motivation and engagement. To address
this challenge, this research proposes a dynamic difficulty adjustment system based on transfer
learning and long short-term memory networks, designed to personalize the gaming experience
by adapting difficulty levels dynamically based on player performance and behavior. In this
study, player performance data was collected from the PinGun game, a third-person shooter
designed for cognitive training and adaptive gameplay research. The collected metrics included
successful shot rate, reaction time to threats, level completion rate, and task-switching
efficiency. The proposed system utilizes a transfer learning model, initially trained on gameplay
data from previous players and later fine-tuned to dynamically adjust the difficulty for new
players. This enables the system to leverage prior knowledge while continuously adapting to
the unique playstyle and skill level of each individual. Additionally, an LSTM-based model
was employed to analyze player behavior patterns over time and optimize game parameters
such as enemy spawn rates, rest periods between waves, and enemy reaction speed. By
modeling temporal dependencies in player behavior, the system ensures a more fluid and
responsive difficulty adjustment mechanism. To evaluate the effectiveness of the proposed
system, an experiment was conducted with 15 players of varying skill levels. Each participant
played the game under two conditions: a fixed-difficulty mode and an adaptive difficulty mode.
Results demonstrated that novice and intermediate players experienced significant
improvements in their success rate and reaction speed, while expert players maintained a
balanced challenge without excessive difficulty reduction. Furthermore, the adaptive system
prevented cognitive overload by ensuring a gradual increase in difficulty, thereby fostering skill
development and sustained engagement. Subjective feedback from players indicated a greater
sense of immersion, fairness, and motivation in the adaptive mode compared to the fixed-
difficulty mode. Findings from this study highlight the potential of dynamic difficulty
adjustment in enhancing both gameplay experience and cognitive skill development. By
continuously adapting the game environment to player abilities, the proposed system ensures a
more engaging and rewarding experience while promoting cognitive growth. Future research
should explore the implementation of this system across different game genres, investigate the
integration of additional behavioral and physiological data—such as heart rate variability and
stress levels—to refine the adaptation process, and examine long-term effects on player learning
and performance. The insights from this research contribute to the advancement of adaptive
game design and open new possibilities for personalized gaming experiences in educational,
training, and entertainment contexts.
كليدواژه هاي فارسي
تنظيم دشواري پويا , يادگيري انتقالي , شبكههاي حافظه بلندمدت كوتاهمدت , شخصيسازي بازي , بازيهاي شناختي , تحليل عملكرد بازيكن , هوش مصنوعي در بازيها
كليدواژه هاي لاتين
Dynamic difficulty adjustment, Transfer learning, Long short-term memory, Game personalization, Cognitive games, Player performance analysis, AI in game
Author
Ghazal Kheyroddin
SuperVisor
Mehrdad Ashtiani