針對(duì)在線學(xué)習(xí)的可穿戴式情感計(jì)算設(shè)備的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、在線學(xué)習(xí)在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展，越來(lái)越多的人開始使用這種新興的教育方式學(xué)習(xí)，但在線學(xué)習(xí)欠缺情感和互動(dòng)是一直存在的問(wèn)題。情感計(jì)算是目前新興的前沿研究課題，能夠很好地解決在線學(xué)習(xí)缺失情感和互動(dòng)的問(wèn)題。生理信號(hào)被廣泛的作為情感計(jì)算中情感識(shí)別的媒介。在生理信號(hào)當(dāng)中，皮膚電反應(yīng)被廣泛使用。根據(jù)心理學(xué)和生理學(xué)的研究，皮膚電生理信號(hào)能夠反映個(gè)人心理及生理方面的信息。許多研究?jī)A向于使用實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中的大型設(shè)備探測(cè)皮膚電，但這種方式并不適用于實(shí)際場(chǎng)景下的在線學(xué)

2、習(xí)研究。期望能夠在可穿戴式設(shè)備愈來(lái)愈普及的基礎(chǔ)之上，將皮膚電的采集擴(kuò)展到可穿戴領(lǐng)域。本研究主要完成了以下工作:
　　在硬件方面，以“研究需求”為導(dǎo)向，自主開發(fā)了一款可穿戴式的皮膚電探測(cè)設(shè)備。該設(shè)備的特點(diǎn)是輕巧便攜，能夠直接穿戴在手腕上。同時(shí)該設(shè)備具有豐富的硬件接口，根據(jù)研究需求，可以非常靈活地?cái)U(kuò)展其他生理信號(hào)傳感器，比如心率傳感器，脈搏傳感器，體溫傳感器等。同時(shí)，設(shè)備的數(shù)據(jù)能夠通過(guò)藍(lán)牙或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式傳輸?shù)竭h(yuǎn)端主機(jī)，這為實(shí)現(xiàn)在實(shí)際

3、學(xué)習(xí)情境中研究用戶的情感狀態(tài)提供了可能。
　　在軟件方面，本研究以“可視化”，“大數(shù)據(jù)”和“機(jī)器學(xué)習(xí)”為目標(biāo)，自主開發(fā)了一款可以自動(dòng)記錄存儲(chǔ)皮膚電信號(hào)并實(shí)現(xiàn)情感計(jì)算的軟件平臺(tái)。軟件基于Matlab計(jì)算軟件開發(fā)，以圖形化的方式操作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生理信號(hào)的保存、觀察、特征提取與情感計(jì)算。同時(shí)本研究通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)對(duì)自主開發(fā)的軟件和硬件的表現(xiàn)進(jìn)行了測(cè)試。
　　在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，基于自主開發(fā)的可穿戴軟硬件系統(tǒng)，提取皮電信號(hào)的特征，使用機(jī)器學(xué)習(xí)