The biomechanics and variability of two motion-controlled video games with visual feedback
Creators: name: Μυλωνάς, Βασίλειος Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Εμβιομηχανική
Κινητική Μάθηση
Δειγματική Εντροπία
Biomechanics
Motor Learning
Sample Entropy

description: The purpose of this thesis was to develop a motion-controlled video game using center of pressure (CoP) displacement or using trunk rotations as input; and to investigate transfer of motor learning between these two gaming conditions. For this purpose, the FLIGHT game was designed in which participants controlled an aircraft in vertical and horizontal axes and had to fly through 100 targets. Twenty-two participants were randomly split into two experimental groups. The first group (FP-IMU) played the CoP game first and then the trunk game and the second group (IMU-FP) played the games in reverse order. The spatial error, CoP travel distance and interquartile range as well as the angular displacement of the trunk were calculated. Sample Entropy (SE) of the CoP and of the angular displacement was also calculated. Finally, correlations between the trunk rotation and the CoP were investigated for each game condition. Each gaming session was split into four quartiles to investigate within session performance changes. A three-way analysis of variance model was used (group: FP-IMU, IMU-FP; controller: FP, IMU; quartile: q1, q2, q3, q4). Significant interaction was noticed for spatial error variable. Spatial error was lower in the FP compared to IMU game and lower in the FP for the IMU-FP compared to the FP-IMU group. This result was also demonstrated in the CoP SE. The correlation between trunk and CoP was higher for the IMU game for both groups. The results suggested a directional transfer of learning from IMU to FP. The interaction noticed in the SE may suggest that a more stable pattern was formed in the FP game only for the IMU-FP group. The freezing of degrees of freedom may suggest prior exploratory behavior for an optimal solution in the IMU game.
description: Σκοπός της εργασίας ήταν η δημιουργία ενός βιντεοπαιχνιδιού καθοδηγούμενου από την κίνηση του Κέντρου Πίεσης (ΚΠ) και της γωνίας του κορμού, καθώς και να διερευνήσει την μεταφορά κινητικής μάθησης μεταξύ των δύο συνθηκών καθοδήγησης. Για τον σκοπό αυτό δημιουργήθηκε το παιχνίδι FLIGHT, στο οποίο οι συμμετέχοντες έλεγχαν ένα αεροσκάφος στον κάθετο και οριζόντιο άξονες με στόχο να περάσει μέσα από 100 στόχους. Είκοσι-δύο συμμετέχοντες χωρίστηκαν τυχαία σε δύο πειραματικές ομάδες. Η πρώτη ομάδα (FP-IMU) έπαιξε πρώτα το παιχνίδι ΚΠ και μετά το παιχνίδι κορμού και η δεύτερη ομάδα (IMU-FP) έπαιξε τα παιχνίδια με αντίστροφη σειρά. Υπολογίστηκαν το χωρικό σφάλμα, η συνολική απόσταση διαδρομής ΚΠ, το ενδοτεταρτημοριακό εύρος και η γωνιακή μετατόπιση του κορμού. Υπολογίστηκε επίσης η δειγματική εντροπία (ΔΕ) του ΚΠ και της γωνιακής μετατόπισης. Τέλος, διερευνήθηκαν οι συσχετίσεις μεταξύ της περιστροφής του κορμού και του ΚΠ για την κάθε συνθήκη παιχνιδιού. Η κάθε συνεδρία παιχνιδιού χωρίστηκε σε τέσσερα τεταρτημόρια για να διερευνηθούν οι αλλαγές στην απόδοση εντός της συνεδρίας. Χρησιμοποιήθηκε μοντέλο ανάλυσης διακύμανσης τριών παραγόντων (ομάδα: FP-IMU/IMU-FP, ελεγκτής: FP/IMU, τεταρτημόριο: q1/q2/q3/q4). Σημαντική αλληλεπίδραση παρατηρήθηκε για τη μεταβλητή του χωρικού σφάλματος. Το χωρικό σφάλμα ήταν χαμηλότερο στο παιχνίδι FP σε σύγκριση με το παιχνίδι IMU και χαμηλότερο στο FP για την ομάδα IMU-FP σε σύγκριση με την ομάδα FP-IMU. Αυτό το αποτέλεσμα αναδείχτηκε επίσης στην ΔΕ του ΚΠ. Η συσχέτιση μεταξύ κορμού και ΚΠ ήταν υψηλότερη για το παιχνίδι IMU και στις δύο ομάδες. Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν μεταφορά της μάθησης από την IMU στο FP. Η αλληλεπίδραση που παρατηρήθηκε στην ΔΕ μπορεί να υποδηλώνει ότι ένα πιο σταθερό μοτίβο κίνησης σχηματίστηκε στο παιχνίδι FP μόνο για την ομάδα IMU-FP. Η σταθεροποίηση των βαθμών ελευθερίας μπορεί να υποδηλώνει προηγούμενη διερευνητική συμπεριφορά για μια βέλτιστη λύση στο παιχνίδι IMU.