针对在线学习的可穿戴式情感计算设备的设计与研究

发布时间：2024-05-08 00:31

　　在线学习在世界范围内迅速发展,越来越多的人开始使用这种新兴的教育方式学习,但在线学习欠缺情感和互动是一直存在的问题。情感计算是目前新兴的前沿研究课题,能够很好地解决在线学习缺失情感和互动的问题。生理信号被广泛的作为情感计算中情感识别的媒介。在生理信号当中,皮肤电反应被广泛使用。根据心理学和生理学的研究,皮肤电生理信号能够反映个人心理及生理方面的信息。许多研究倾向于使用实验室当中的大型设备探测皮肤电,但这种方式并不适用于实际场景下的在线学习研究。我们期望能够在可穿戴式设备愈来愈普及的基础之上,将皮肤电的采集扩展到可穿戴领域。本研究主要完成了以下工作：在硬件方面,以“研究需求”为导向,自主开发了一款可穿戴式的皮肤电探测设备。该设备的特点是轻巧便携,能够直接穿戴在手腕上。同时该设备具有丰富的硬件接口,根据研究需求,可以非常灵活地扩展其他生理信号传感器,比如心率传感器,脉搏传感器,体温传感器等。同时,设备的数据能够通过蓝牙或无线网络的方式传输到远端主机,这为实现在实际学习情境中研究用户的情感状态提供了可能。在软件方面,本研究以“可视化”,“大数据”和“机器学习”为目标,自主开发了一款可以自动记...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 人机情感计算的研究背景
        1.1.2 可穿戴式设备的发展及研究
        1.1.3 在线学习的发展及研究
        1.1.4 具体工作和研究特色
    1.2 本章小结
第2章 情感计算与在线学习的理论研究
    2.1 基于生理信号的情感识别
        2.1.1 皮肤电信号与情感识别
    2.2 当前在线学习系统的问题
    2.3 在线学习中的情感研究
        2.3.1 使用生理信号探测学习中的情感状态
        2.3.2 针对学习的情感计算研究
    2.4 针对在线学习的可穿戴式情感计算设备的研究意义
    2.5 本章小结
第3章 可穿戴式情感计算硬件的设计与研究
    3.1 可穿戴式设备设计需求
    3.2 可穿戴式设备研发与改进
        3.2.1 可穿戴式设备硬件平台
        3.2.2 皮肤电传感器的选择
        3.2.3 可穿戴式设备整体设计
    3.3 本章小结
第4章 情感计算软件的设计与研究
    4.1 情感计算软件设计需求
    4.2 情感计算软件设计版本1.0
        4.2.1 软件开发目标
        4.2.2 软件特点
        4.2.3 软件功能
        4.2.4 软件开发时间与版本数量
    4.3 情感计算软件设计版本2.0
        4.3.1 软件开发目标
        4.3.2 新增的软件功能需求及改进
    4.4 本章小结
第5章 可穿戴式情感计算设备的实验研究
    5.1 实验研究概述
    5.2 预实验1—通过可穿戴式设备测量不同的情感状态
    5.3 预实验2—通过可穿戴式设备检测学习中的情感状态
        5.3.1 实验设置
        5.3.2 GSR曲线与学习状态的对应关系
        5.3.3 预实验机器学习结果测试
    5.4 正式实验过程及实验结果分析
        5.4.1 实验设置
        5.4.2 实验过程及访谈内容
        5.4.3 机器学习的验证与结果
        5.4.4 实验访谈的分析及结果
    5.5 本章小结
第6章 基于情感计算动态调整在线学习内容的系统设计框架
    6.1 情感调节系统的设计背景
    6.2 基于情感计算调节学习内容的功能和意义
    6.3 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 研究贡献
    7.2 研究局限
    7.3 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间主要的研究成果
致谢



本文编号：3967224