Spatial Augmented Reality in Serious Games for Cognitive Rehabilitation of the Elderly

Abstract

Over the years, the average life expectancy has been increasing. As a consequence, the increase in the elderly population leads to the emergence of age-related diseases. These conditions greatly impact the autonomy and, therefore, the quality of life of the elderly since there is a reduction in motor and cognitive capacities. It is known that there are therapies that can help prevent or delay the onset of cognitive and motor deficits. However, most of these are based on repetitions, which can cause a lack of motivation. For the therapy to have the best possible effect, the literature shows that it is necessary to develop therapeutic tools that balance repetitions, effectiveness, and keep the user motivated.Thus, the possibility of creating a platform that allows the development of serious games based on spatial augmented reality (SAR) arose. SAR was thought of as a good solution since it uses physical space and objects to create its interaction, and, in this manner, it is more adaptable to audiences with various deficits. In line with the reality of the increase in average life expectancy and the reduction in capacities resulting from it, it was considered pertinent that the platform's development should be aimed at the elderly population.Hence, it was proposed to develop two serious games (SGs) in order to test the platform to be created, which can contribute positively to the involvement in therapies. In addition, it is hoped that this application will be adaptable to serve various objectives and not only what will be addressed throughout this dissertation.The creation of the two SGs based on SAR, with the possibility of being adapted to the user, had the approval of a superior educational technician. It should be noted that the application in a real context is central to being able to understand if the games are adapted to the real needs of each patient and to make the necessary changes. Therefore, this intervention is presented as future work, both for elderly people with cognitive deficits and those who do not have diagnosed deficits. It is also suggested the development of other games using SAR and the inclusion of dynamic difficulty adjustments.

Ao longo dos anos a esperança média de vida tem vindo a aumentar. Como consequência, o aumento da população idosa leva ao surgimento de doenças relacionadas com a velhice. Estas doenças têm um grande impacto na autonomia e, por conseguinte, na qualidade de vida dos idosos, uma vez que existe uma redução das capacidades motoras e cognitivas. Sabe-se que existem terapias que podem ajudar a prevenir ou a atrasar o aparecimento de défices cognitivos e motores. No entanto, a maioria destas são baseadas em repetições o que pode desencadear falta de motivação. Para que a terapia tenha o melhor efeito possível, a literatura mostra que é necessário elaborar ferramentas terapêuticas que equilibrem as repetições e a eficácia e, também, que mantenham o utilizador motivado. Surgiu assim a possibilidade de ser elaborada uma plataforma que permita o desenvolvimento de jogos sérios baseados em realidade aumentada espacial (RAE). Pensou-se na RAE, uma vez que utiliza o espaço e objectos físicos para fazer a interação e, desta forma, se torna mais adaptável aos públicos com diversos défices. Aleando à realidade do aumento crescente da esperança média de vida e à reducação das capacidades que daí advém, considerou-se pertinente que o desenvolvimento da plataforma descrita acima fosse direccionada à população idosa.Assim, propôs-se a elaboração de dois jogos sérios com o objectivo de testar a plataforma a desenvolver, jogos estes que contribuam de forma positiva para o envolvimento nas terapias. Para além disso, ambiciona-se que esta aplicação seja adaptável para servir vários objectivos e não só o que será abordado ao longo desta dissertação.A criação dos dois jogos sérios baseados em REA, com a possibilidade de serem adaptados ao utilizador, teve a aprovação de uma técnica superior de educação. De salientar que a aplicação em contexto real é fulcral para que se consiga perceber se os jogos são adaptados às necessidades reais de cada um e para fazer as alterações necessárias. Assim, apresenta-se como trabalho futuro esta intervenção, tanto a idosos com défices cognitivos como a idosos que não tenham défices diagnosticados. Para além disso, sugere-se o desenvolvimento de outros jogos utilizando REA e a inclusão de mecanismos de ajuste dinâmico de dificuldades automáticos.