Dikkatli bilişim sistemlerinde istem dışı baş hareketleriyle bilişsel durum değerlendirilmesi
Cognitive state assessment using involuntary head movements in attentive computing systems
Yazar: AHMET CENGİZHAN DİRİCAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET GÖKTÜRK
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Arayüz tasarımı = Interface design ; İnsan-makine arabağı = Man-machine interface ; İnsan-makine ilişkisi = Human-machine relationship

Özet:
90'lı yılların başından bu yana İnsan Bilgisayar Etkileşimi'nde (İBE'de), kullanıcı ve görev duyarlı arayüz veya sistem tasarım yaklaşımlarıyla birlikte kapalı iletişim kanallarına artan bir ilgi görülmektedir. Bu tasarım yaklaşımlarından biri de Dikkatli Bilişim Sistemleridir (DBS'ler). DBS'ler kullanıcı dikkatini başlıca giriş kanalı olarak ele almakla birlikte kullanıcının bilişsel durumuna karşı hassas bilişim sistemleridir.Her ne kadar klasik girdi/çıktı kanallarından yararlansa da DBS'ler, kullanıcı dikkati ve bilişsel durumuyla birlikte ilgi, amaç ve görevlerinin tespit edilebilmesini mümkün kılabilecek zengin bir girdi bilgisine ihtiyaç duymaktadır. Bu tezde böyle bir ihtiyaca çözüm olarak, insanların bilişsel değişimlere karşı gösterdikleri istem dışı postürel tepkiler önerilmekte ve özellikle istem dışı baş hareketleri üzerine odaklanılmaktadır.Bu amaçla tezde ilk olarak; oturan kullanıcıların bilişsel değişimlere karşı gösterdikleri istem dışı postürel tepkiler incelendikten sonra bilişsel değişimlerden kaynaklanan istem dışı baş hareketleri deneysel olarak araştırılmıştır. 31 katılımcıyla gerçekleştirilen bir deneyle görev bağlanması ve değişen görev zorluğunun baş tepkisi ve hızı ölçütlerine olan etkisi incelenmiştir.Tekrarlı ölçümler varyans analizleri baş tepkisi ve hızının görev bağlanması sonucu anlamlı örüntüler sergilediğini göstermiştir. Değişen görev zorluğunun baş tepkisine etkisi ise sınırlı kalırken, baş hızı sonuçları baş tepkisine kıyasla daha umut verici çıkmıştır.İstem dışı postürel tepkilerle kullanıcı bilişsel durumunun değerlendirilmesi, İBE kapsamında pek çok alana veya probleme uygulanmaya elverişli bir konudur. Bu tezde yeni ve umut verici bilişsel durum ölçütleri olarak önerilen istem dışı postürel tepkiler, dolayısıyla pek çok ileri çalışmayı teşvik etmektedir.

Abstract:
Since the beginnings of 90?s, user or task sensitive interface and system design approaches and, implicit communication channels have been receiving an increasing interest in Human Computer Interaction (HCI). One of these design approaches is Attentive Computing Systems (ACSs). ACSs can be defined as systems that consider user attention as primary input channel and sensitive to user?s cognitive states. Although ACSs take advantage of classical input/output channels, they need richer input information that make possible to determine users? attention, cognitive state, interests, goals and tasks. In this thesis, in order to meet such a need, humans? involuntary postural responses to cognitive changes are suggested and specifically focused on involuntary head movements.This thesis first investigated the involuntary postural responses of seated users to cognitive changes. It then experimentally examined the involuntary head movements originating from cognitive changes. An experiment conducted with 31 participants analyzed the effects of task engagement and changing task difficulty on head response and speed.The results of repeated measures analysis of variances indicated that head response and speed exhibited meaningful patterns during task engagement. While the influence of changing task difficulty on head response was limited, head speed responded better to changing task difficulty than head response.The assessment of user?s cognitive state using involuntary postural responses is convenient to be applied to many fields and problems within HCI. Involuntary postural responses that are suggested as as new and promising cognitive state measures in this thesis therefore motivate many future works.