13050

13050

تحليل فرآيندهاي شناختي درك، توجه ويادگيري به كمك حركات چشم

كارشناسي ارشد

برق - مهندسي پزشكي - بيوالكتريك

اسفند ماه 1392

اسفند ماه 1392

دكتر سيد حجت سبزپوشان

چكيده پژوهش مورد نظر با تاكيد بر حركات چشم انسان و بهره گيري از اين حركات براي نشان دادن فرايندهاي ذهني است كه امروزه به عنوان يكي از مهمترين زمينه¬هاي فعاليت، بيان مي¬شود. چشم انسان به عنوان، مهمترين و در دسترس¬ترين منبع اطلاعاتي در زمينه¬ي علوم شناختي و در رابطه با هر يك از فرآيندهاي شناختي شامل حافظه، توجه، يادگيري و... مي¬تواند مورد استفاده قرار گيرد. تحليل حركات چشم يكي از راه¬هاي مناسب براي استفاده از اطلاعاتي كه چشم در اختيار ما قرار مي¬دهد، قابل ذكر مي¬باشد كه در اين راه،ساده¬ترين و كم¬هزينه¬ترين روش با هدف جمع آوري اطلاعات، دريافت سيگنال¬هاي ناشي از حركات چشم به كمك روشي موسوم به الكترواكولوگرافي است. در اين پژوهش،با پردازش برون¬خط سيگنال¬هاي الكترواكولوگرام(EOG) به بررسي فرآيند شناختي يادگيري و پاسخ¬گويي افراد پرداختيم.نمونه مورد مطالعه در اين پژوهش 9 نفربوده¬اند كه از آنها در يك محيط تاريك و آرام و با رعايت شرايط يكسان با پخش اسلايد¬هايي حاوي محرك¬هاي صوتي و تصويري، سيگنال EOG دريافت وثبت شد. محتواي اسلايدهاي نمايش داده شده، مطالبيبراي آموزش افراد درسه مرحله¬ي 1) خواندن متون ،2) محاسبات رياضي و 3) توانايي¬هاي ذهني، بود و شامل 2 آزمايش بوده است. در آزمايش اول از آنها خواسته شد تا جمعا به36 پرسش كه شامل 12 پرسش به ازاي هر مرحله¬،پاسخ دهندو هدف از آن ، پيش¬بينيپاسخ افراد به پرسش¬هايي كه بعد از يادگيري به صورت اسلايد ارائه مي¬شد، بود. در آزمايش دوم از آنها خواسته شد تا به 16 پرسش ديگر از مرحله¬ي سوم كه با نشانه¬هاي تصويري و بدون نشانه-هاي تصويري بود پاسخ دهند. و در اين آزمايش نيز هدف بررسي نشانه¬هاي تصويري بر هدايت توجه و بر دسته¬بندي داده¬هاي ناشي از حركات چشم به دو دسته پاسخ صحيح يا غلط افراد بود. براي دسته¬بندي سيگنال¬هاي EOG در مواجهه با پاسخ¬گويي به پرسش¬ها، ابتدا بر روي سيگنال پيش¬پردازش انجام شده و سپس 31 ويژگي از آن استخراج و 15 ويژگي برتر به روش mRMR انتخاب شد. به عنوان برچسب، هم از پاسخ شفاهي افراد به پرسش¬ها، كه در فواصل زماني مشخص اعلام مي¬كردند، استفاده شد. و در نهايت براي دسته¬بندي از كلاسيفايرها¬ي SVMو KNNاستفاده شد. نتيجه¬ي آزمايش اول دسته¬بندي پاسخ درست يا نادرست افراددرپاسخ¬گويي به پرسش¬هابا روش آموزش مستقل از شخص ¬¬ داراي ميانگينكارايي75.6% (89.1%=TPRو42%= FPR) با كلاسيفاير SVMو 82.2% (97.2%=TPRو38.1%= FPR)با كلاسيفاير KNNبود. در آزمايش دوم هم ميانگين كارايي در پرسش¬هاي بدون نشانه¬هاي تصويري77.7%(74.4%=TPRو29.8%= FPR)و همينطور ميانگين كارايي در پرسش¬هايي با نشانه¬هاي¬ تصويري 87.5% (88.1%=TPRو18.8%= FPR) شده است. كه اين نتايج افزايش در ميزان كارايي دسته¬بندي را نشان مي¬دهد. همينطور نشانه¬هاي تصويري باعث هدايت افراد به نقاط هدف شده و از توجه آنها به نقاط بي¬اهميت و كم اهميت جلوگيري كرده و موجب افزايش سطح يادگيري شده است. در اين آزمايش ديده شد كه افراد به پرسش¬هايي با نشانه¬هاي تصويري نسبت به پرسش¬هاي بدون نشانه¬هاي تصويري پاسخ¬هاي صحيح¬تري داده¬اند. همانطور كه از اين نتايج پيداستما مي¬توانيم اين نتيجه¬گيري را داشته باشيم كه سيگنال EOGمي¬تواند اين امكان را براي ما فراهم كند تا به عنوان يك بيوسيگنال ناشي از حركات چشم، بتوان با استفاده از آن به توجيه فرآيند شناختي يادگيري افراد پرداخت. واژه‌هاي كليدي:فرآيندهاي شناختي، الكترواكولوگرافي، درك، توجه ، يادگيري و نشانه¬هاي تصويري