شماره ركورد
34709
پديد آورنده
پارسا محمودي كشتيبان
عنوان
طراحي و توسعه بازي واقعيت مجازي با تمركز بر قواي شناختي تطبيقپذيري
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر- بازيهاي رايانهاي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/11/12
استاد راهنما
دكتر مهرداد آشتياني
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
مهندسي كامپيوتر
چكيده
امروزه بازيهاي جدي و محيطهاي واقعيت مجازي نقش مهمي در آموزش و توسعه مهارتهاي فردي ايفا ميكنند. هدف بنيادين اين پژوهش، طراحي و پيادهسازي يك بازي جدي تطبيقي در بستر واقعيت مجازي با رويكرد هوشمند، جهت سنجش و ارتقاي مهارت انطباقپذيري شناختي در كاربران است. چالش اصلي در سيستمهاي آموزشي رايج، ايستا بودن آنها و ضعف در تشخيص وضعيتهاي ذهني پنهان يادگيرنده و ارائه واكنش مناسب به شرايط لحظهاي كاربر است. اين پژوهش براي رفع اين چالش، يك معماري نوين تركيبي را بر پايه اصول نظريه بار شناختي توسعه داده است. هسته هوشمند اين سيستم كه در بستر موتور بازيسازي يونيتي پيادهسازي شده، از دو مدل محاسباتي تشكيل ميشود: نخست، يك مدل تشخيصگر (مبتني بر معماري تركيبي از متخصصان) كه با تحليل آني دادههاي عملكردي بازيكن، وضعيت شناختي وي را در سه حالت «سردرگم»، «در چالش بهينه» يا «مسلط» طبقهبندي ميكند. دوم، يك عامل تصميمگيرنده (مبتني بر يادگيري تقويتي) كه سياست تطبيق پويا را اعمال مينمايد. بدين ترتيب، در وضعيت سردرگمي، محيط و رابط كاربري سادهسازي ميشود؛ در وضعيت چالش بهينه، شرايط براي تداوم يادگيري تثبيت ميگردد؛ و با تشخيص حالت تسلط، سيستم با تغيير ناگهاني قواعد بازي، چالشهاي نويني را براي تحريك انطباقپذيري شناختي معرفي ميكند. نتايج ارزيابي تجربي حاكي از آن است كه اين سامانه با تعديل هوشمند دشواري، مانع از بروز اضطراب و كسالت شده و كاربران گروه آزمايش در مقايسه با سيستمهاي ايستا، بهبود قابلتوجهي در سرعت انطباق با قوانين جديد نشان دادند. دستاورد نهايي، ارائه يك چارچوب عملياتي است كه با شخصيسازي دقيق مسير يادگيري و مديريت بار شناختي، بستري كارآمد براي تمرين و بهبود مهارتهاي فراشناختي فراهم ميآورد.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/06
عنوان به انگليسي
Designing a Cognitive Virtual Reality-Based Game With a Focus on Enhancing Adaptibility
تاريخ بهره برداري
2/1/2027 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
پارسا محمودي كشتيبان
چكيده به لاتين
Today, serious games and virtual reality (VR) environments play a crucial role in education and the development of individual skills. The fundamental objective of this research is to design and implement an adaptive serious game within a VR environment using an intelligent approach, aimed at assessing and enhancing usersʹ cognitive adaptability. The primary challenge in conventional educational systems lies in their static nature, alongside a deficiency in detecting the learnerʹs hidden mental states and providing appropriate responses to their momentary conditions. To address this challenge, this research has developed a novel hybrid architecture based on the principles of Cognitive Load Theory. The intelligent core of this system, implemented in the Unity game engine, consists of two computational models. First, a diagnostic model—based on a Mixture of Experts (MoE) architecture—analyzes the playerʹs real-time performance data to classify their cognitive state into one of three conditions: "confused," "optimally challenged," or "mastered." Second, a decision-making agent—based on Reinforcement Learning (RL)—applies a dynamic adaptation policy. Accordingly, in a state of confusion, the environment and user interface are simplified; in an optimally challenged state, conditions are stabilized to sustain learning; and upon detecting mastery, the system introduces novel challenges by abruptly altering game rules to stimulate cognitive adaptability. Empirical evaluation results indicate that this system, through intelligent difficulty adjustment, successfully prevented the onset of anxiety and boredom. Furthermore, users in the experimental group demonstrated a significant improvement in adaptation speed to new rules compared to those using static systems. The ultimate contribution of this research is providing an operational framework that creates an efficient platform for practicing and improving metacognitive skills through precise personalization of the learning path and intelligent management of cognitive load.
كليدواژه هاي فارسي
انطباقپذيري شناختي , بازي جدي , نظريه بار شناختي , مدل تركيبي از متخصصان , يادگيري تقويتي
كليدواژه هاي لاتين
Cognitive Adaptability , Serious Game , Cognitive Load Theory , Mixture of Experts Model , Reinforcement Learning
Author
Parsa Mahmoodi Keshtiban
SuperVisor
Mehrdad Ashtiani