CogniStim: Physical and cognitive real-time stimulator using inertial sensors in a virtual reality environment for elderly people

Abstract

O objetivo deste projeto é a promoção do envelhecimento ativo na população idosa, usando sensores para interagir com o ambiente de Realidade Virtual (RV). Desenvolvendo jogos em RV, esperamos aumentar o grau de imersão do utilizador no ambiente virtual. Desta forma, pretendemos tirar vantagem deste ambiente controlado, para explorar uma solução mais eficaz para combater a degeneração cognitiva e física da população idosa, enquanto lhes oferecemos novas experiências através das novas tecnologias. Com este sistema pretende-se extrair métricas que ajudem a avaliar o desempenho cognitivo, assim como o físico. Este projeto está dividido, essencialmente, em três partes: investigação, desenvolvimento da solução proposta, e por fim, os testes ao sistema com utilizadores. Para atingir este objetivo foi desenvolvida uma aplicação com três jogos em RV para estimular as funções cognitivas e físicas dos utilizadores. O utilizador recorre a um sensor inercial para fazer a interação com o mundo virtual e todos os dados gerados nessas sessões são armazenados, para depois serem avaliados. Os testes decorreram com dezasseis participantes, de três faixas etárias diferentes: os jovens adultos (18-35 anos), os adultos de meia-idade (36-55 anos) e os adultos mais velhos (56+ anos). Estes testes tiveram como objetivo a avaliação da aceitação deste tipo de tecnologias entre a população idosa. Foi avaliado o desempenho de cada jogador e os problemas enfrentados para ultrapassar os desafios. Os resultados foram bastante satisfatórios, isto porque, houve bons indicadores da aceitação desta tecnologia por parte da população mais idosa. Apesar de os resultados do desempenho nos jogos ficarem aquém das expectativas, foram satisfatórios para uma primeira interação com este tipo de tecnologia. Os adultos de meia-idade apresentaram um bom desempenho nos jogos, assim como uma boa aceitação desta tecnologia. No que toca aos novos adultos, tiveram um desempenho excelente em cada jogo, como já era de esperar, e foram bastante críticos ao projeto, apresentando boas ideias para melhorar o mesmo no futuro.

The aim of this project is to promote active aging in the elderly people, using sensors to generate real-time interaction with a Virtual Reality (VR) environment. With the development of virtual reality games, we hope to increase user immersiveness in this environment and take advantage of this feature to explore a more effective solution for physical and cognitive stimulation, as well as providing new experiences and contact with new technologies by the elderly people. With this system, we wish to extract metrics for later evaluation of physical and cognitive performance.This project will go through two phases: research and development of the solution and testing directly with groups of users.To achieve this goal it was developed a platform with three VR games to stimulate cognitive and physical functions. The player uses an inertial sensor to interact with the games and all the data is stored for analysis.Sixteen participants tested this project, from three different ages groups referenced as young adults (18-35 years of age), middle-aged adults (36-55 years of age) and older adults (56+ years of age). The goal of these tests was to assess the acceptance of VR technology among the elderly people. It was evaluated the performance of each player and the problems faced through the challenges.The results from this study were very promising as the older adults showed good indicators of acceptance. The performance results were not that good as expected but were satisfactory for the first experience with this type of technology. The middle-aged adults showed great acceptance as well and with better results. While young adults aced in the performance, as expected and provided good ideas for improving the project.