Dissertação

{en_GB=NeuroExplore - Visualizing Brain Patterns - A Physiological Computing InfoVis} {} EVALUATED

{pt=O objectivo deste projecto é a criação de uma interface InfoVis para Computação Fisiológica, através da qual, interactivamente, os utilizadores consigam decifrar, visualmente, emoções intrínsecas e complexos estado de mente.Para este fim, trabalhamos consistentemente em proximidade com especialistas em Neurosciencia do IBEB. Consequentemente, construímos uma Brain Computer Interface (BCI), usando um kit de hardware DIY Bitalino, para a visualização retrospectiva ou em tempo-real de biosinais. O biosensor wearable resultante foi empregue, com sucesso, num extenso processo de aquisição de base de dados, dividido em actividades concretas cujas correlações com padrões cerebrais foram estudadas. A magnitude destes dados - fundação do nosso InfoVis - associada à possível saturação destes justifica a implementação de preprocessamento. De facto, a nossa solução - NeuroExplore - filtra, deriva e apresenta este enorme número de dados fisiológicos em idiomas visuais mais facilmente reconhecíveis. A interacção com o sistema foi desenhada, intencionalmente, para aumentar as descobertas e raciocínio do utilizador - explicitamente - ao reconhecimento visual de métricas, bem como outros padrões - subsequentemente - visualmente deriváveis. Fortalecendo esta intenção, adoptamos um método iterativo de desenvolvimento onde, recorrentemente, equacionamos as necessidades de experts bem como sugestões de utilizadores como linhas mestras. Tudo isto culminou num protótipo, considerado apto para uma extensa validação de funcionalidade e utilidade por parte de utilizadores e experts. No final, alcançámos notas de usabilidade excelentes bem como interesse por parte de especialistas, alguns dos quais já utilizam a nossa solução para a sua própria investigação., en=The objective of this project is the creation of a Physiological Computing InfoVis interface through which, interactively, users can visually decipher one's intricate emotions and complex mind-state. To this end, we cooperated closely with Neuroscience experts from IBEB throughout our work. Consequently, we assembled a Brain Computer Interface (BCI), from a Bitalino \DIY hardware kit, for retrospective and real-time biosignals visualization alike. The resulting wearable biosensor was successfully deployed in an extensive database acquisition process, consisting of activities with concrete, studied brain-pattern correlations. This big-data InfoVis foundation's magnitude and its, at times saturated, physical signal accredited the development of a data-processing pipeline. Indeed, our solution - entitled NeuroExplore - converts and presents this large number of digitalized, raw biosignal items into more recognizable visual idioms. The system interaction was intentionally designed in order to augment users' discoveries and reasoning regarding visually recognizable metrics, as well as subsequently derived trends, outliers and other brain patters. Strengthening this intent, we adopted an iterative development process in which, recurrently, expert needs and user suggestions were equated as orienting guidelines. This all culminated in a final version we deemed worthy of extensive functional and utility user testing and expert validation. In the end, our project achieved both excellent user usability scores as well as expert interest, some already relying on our solution for their own research.}
{pt=Visualização de Informação, Computação Fisiológica, Computação Afectiva, Interface Cérebro Computador, Biosinais, Eletroencefalografia Quantitativa, en=InfoVis, Physiological Computing, Affective Computing, Brain-Computer Interface, biosignals, qEEG}

Novembro 10, 2017, 16:45

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Sandra Pereira Gama

Departamento de Engenharia Informática (DEI)

Prof Auxiliar Convidado

ORIENTADOR

Hugo Alexandre Teixeira Duarte Ferreira

Departamento de Física, Faculdade de Ciências da Univ. de Lisboa

Professor Auxiliar