O uso de Interfaces Cérebro-Computador (ICCs) para transformar sinais elétricos do cérebro em comandos digitais é o foco da pesquisa conduzida pelo professor Gabriel Alves Vasiljevic Mendes, do Instituto Santos Dumont (ISD), egresso do Programa de Pós-graduação em Sistemas e Computação (PPgSC) da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN).
A partir de uma revisão sistemática de mais de 800 artigos científicos, a pesquisa resultou no desenvolvimento de dois jogos utilizando dispositivos comerciais de eletroencefalografia (EEG). Com base nos experimentos realizados, o estudo apresenta três contribuições principais para o campo: a criação de um modelo conceitual para desenvolvimento de jogos com ICCs; a taxonomia CoDIS, que organiza pesquisas da área em múltiplas dimensões; e a metodologia PIERSE, voltada ao planejamento e execução de estudos científicos com jogos baseados em ICCs.
“Os próximos passos envolvem criar modelos matemáticos, técnicas de Inteligência Artificial e interfaces mais robustas para representar e decodificar a atividade cerebral com maior facilidade; diminuir o tempo de treinamento para seu uso, possivelmente com técnicas de gamificação; e diminuir o custo com equipamentos”, afirmou Gabriel Vasiljevic.
O estudo recebeu destaque nacional e internacional, sendo reconhecido com o 1º lugar na categoria Doutorado do SBGames 2023, 3º lugar no Prêmio Jovem Cientista, e o prêmio de Melhor Tese de Doutorado no Concurso de Teses e Dissertações em Interação Humano-Computador, entre outros. Até o momento, já acumula 238 citações no Google Scholar e mais de 10 mil visualizações e downloads dos artigos derivados.
Desenvolvimento e experimentação de jogos com ICC
Os jogos desenvolvidos para a pesquisa, Mental War e Zen Cat, foram testados em estudos-piloto e experimentos controlados. O primeiro, baseado em arquitetura cliente-servidor, permite partidas contra inteligência artificial ou entre grupos online. O segundo, centrado na avaliação do relaxamento mental dos usuários por meio de EEG, utiliza neurofeedback para avançar o personagem na tela.
Os experimentos realizados demonstraram que, com o tempo, o desempenho dos participantes aumentou, ao passo que a carga de trabalho mental diminuiu. Não foram observadas alterações significativas nos níveis de atenção em função da interface visual ou da presença de estímulos sonoros. Também foram analisadas as diferenças entre interações colaborativas e competitivas, sendo constatado que a prática constante impacta mais o desempenho do que o tipo de interação entre os jogadores.
Propostas metodológicas e científicas
Com base nos experimentos e nas análises de literatura, foi elaborado um modelo funcional para desenvolvimento de jogos controlados por EEG. A proposta visa padronizar conceitos e permitir comparações entre estudos da área.
A taxonomia CoDIS, também criada a partir da pesquisa, permite classificar publicações científicas em quatro grandes áreas: conceito, design, implementação e estudo, abrangendo 48 dimensões distintas. Essa estrutura amplia a representatividade do modelo e facilita a organização e avaliação de experimentos com ICCs.
Já a metodologia PIERSE (Planning, Implementation, Execution and Reporting of Scientific Experiments) fornece um guia estruturado para pesquisadores que desejam desenvolver jogos baseados em EEG como instrumento de investigação científica.
O estudo foi desenvolvido junto ao Grupo de Pesquisa em Artefatos Físicos de Interação (PAIRG) da UFRN e está disponível no Repositório Institucional da Universidade.
*Com Informações de UFRN
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