Fakultät für Informatik
Stand und Entwicklung von Serious Games im Bereich Prävention und Gesundheit Prof. Dr. Daniel Görlich
STAATLICH ANERKANNTE FACHHOCHSCHULE
Kurzvita
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1979 geboren
1999 Studium Informatik & Psychologie 2005 (Senior) Consultant und Teamleiter, Zentrum für Mensch-Maschine-Interaktion (ZMMI) am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) parallel Promotion (2009) 2010 Manager am Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE)
2011 Berufung an die SRH Hochschule Heidelberg: Fakultät für Informatik Studiendekan „Virtuelle Realitäten“
Virtuelle Realitäten für Serious Games
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voll-immersive VR kaum möglich
Fokus auf Bildprojektion und Bewegungserkennung
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Druck, Vibration, Temperatur? Hindernisse, Bodenunebenheiten? Gerüche und Geschmack?
Konzept einer hochgradig immersiven VR
Virtuelle Realitäten für Serious Games
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geringer Realismus genügt für Therapie-Zwecke
menschliche Vorstellungskraft ergänzt VR Immersion Virtual Reality (Immersion / Exposure) Therapy Arachnophobie
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seit 1999
Projekt „Arachnophobia Therapy Through Virtual Reality“ (1999)
Virtuelle Realitäten für Serious Games
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geringer Realismus genügt für Therapie-Zwecke
menschliche Vorstellungskraft ergänzt VR Immersion Virtual Reality (Immersion / Exposure) Therapy „Telemental Health VR Project“
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„Virtual Iraq“ seit 2005 5 Mio. US-$ Erfolgsrate >70%
Das Telemental Health VR Project konfrontiert Irak-Veteranen mit Post-traumatic Stress Disorder (PTSD) mit der Software „Virtual Iraq“
Virtuelle Realitäten für Serious Games
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Fokusverschiebung: Rehabilitation Prävention, Fitness, …
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Anforderungen:
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Spaßfaktor / Motivation erhöht Erfolg
Privatnutzer & Krankenkassen suchen kostengünstige Lösungen Anwendbarkeit erfordert „Natural User Interfaces“ (NUI) gezielter Einsatz erfordert Personalisierung (z.B. Trainingspläne)
Implikationen:
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Verzicht auf Spezialkleidung & Zusatzgeräte
Trend zu kamerabasierten Systemen + Augmented Reality / Virtuality Allrounder statt Spezialgeräte Spielekonsolen?
Sony
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2003 EyeToy für PS2, 2007 Eye für PS3
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primär Bild- und Videoaufnahme
in-game (z.B. für Tanzspiele) Bewegungs- & Gestenerkennung nur in hell erleuchteten Räumen
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eher Kult als gut
2005: Exergame „EyeToy: Kinetic“
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entwickelt von Sony & Nike Motionsworks Zonen: Cardio, Combat, Toning, Mind & Body Personal Trainer Mode: 12 Wochen, Stufen
Sony
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2010: PlayStation Move Controller hauptsächlich Fitness
Nintendo Wii
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2006 1 Woche nach PS3, 1 Jahr nach Xbox 360
Wiimote + Balance Board Spiele: Wii Sports (2006), Wii Fit (2008), Wii Fit Plus (2009)
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bessere intrinsische Motivation
Spiele kaum individualisierbar
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Fitness spielerisch – statt medizinisch
Trainingspläne? Systeme leicht überlistbar
Deutschland-Start Wii U: 30.11.
Microsoft Kinect
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Release: Nov. 2010
500 Mio. US-$ Marketingkampagne neue Zielgruppen:
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Oprah Winfrey Show Dancing with the Stars
8 Mio. Geräte in 60 Tagen
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People und InStyle
Guinness-Buch-Eintrag als „fastest selling consumer electronics device“
Februar 2011: Kinect SDK für Windows
Microsoft Kinect
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Fakultäten für Informatik & Therapiewissenschaften
Evaluation für Therapiezwecke Balance-Training mit Kinect:
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Leistungsverbesserung lokaler Stabilisatoren Sprunggelenk- & Hüftgelenkstrategien Wiederholung & Geschwindigkeit
Jan Löhr
Microsoft Kinect
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Sichtfeld der Kinect beschränkt Bewegungsfeld:
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theoretisch: 0,8 bis 4,0 Meter praktikabel: 1,2 bis 3,5 Meter
Microsoft Kinect
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Tiefensensor
Tracking States verfolgen verdeckte Joints Messungenauigkeiten
Microsoft Kinect
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Skeleton frame streams
20 Joints pro Person für maximal 2 verfolgbare Personen
Microsoft Kinect
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Skeleton frame streams
20 Joints pro Person für maximal 2 verfolgbare Personen
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RAMSIS: 53 Joints, 104 Freiheitsgrade (DoF) Human Builder: 99 Joints, 148 DoF Jack: 68 Joints, 135 DoF
Zwischenfazit
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Fazit:
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Messungenauigkeiten Feintuning, Einlernen, Algorithmen vereinzelte Spiele statt umfassende individuelle Trainingsprogramme
Empfehlung:
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beschränkte Wahrnehmung (20 joints, Verdeckung, keine Objekte)
Reiz-Reaktions-Training, wiederholte Übungen, Sport ungeeignet für präzise Bewegungen (lokale Stabilisatoren, Feinmotorik, …)
Bedarf:
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zusätzliche Sensorik Autorenwerkzeuge, Trainingsplan-Generierung Datenerfassung und -übermittlung
Weiterführende Projekte
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Motivotion60+ (09/2009 – 08/2012 mit 4,1 Mio. €)
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BMBF-gefördertes AAL-Verbundprojekt Anbindung verschiedenster Vitaldaten-Sensoren
basierend auf Projekten wie HugMe oder Sierra
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Trainingspläne mittels Autorenwerkzeug StoryTec (für Lernspiele)
Weiterführende Projekte
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Fraunhofer FIRST: Projekt MyRehab (08/2009 – 07/2012)
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Kinect zur Datenerfassung zusätzliche Box „Reha@Home“
Auswertung zusätzlicher Sensoren: Herzfrequenz, … Daten-Speicherung & ggfs. Weiterleitung an Therapeut oder Arzt
VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT!
ZUSATZFOLIEN
Virtuelle Realität
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virtuelle, augmentierte und gemischte Realitäten
breite Anwendung technische Hilfsmittel: Head-Mounted Displays und Retinal Displays
Das große Sarah Wiener Kochspiel
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Entwicklung unterstützt von der TK
nominiert als Bestes Serious Game (Dt. Computerspielpreis 2010) Lernspiel für gesunde & abwechslungsreiche Ernährung
Microsoft Kinect
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Kinect als 3D-Scanner
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Microsoft Research: Projekt „Kinect Fusion“ Software „ReconstructMe“ der PROFACTOR GmbH:
XaviX® Port
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2004 Newcomer: SSD COMPANY LIMITED, www.xavix.com Datenhandschuhe, Bewegungserkennung virtuelle Repräsentation der Spielerbewegungen Immersion sehr schnell Fokus auf Sportspiele
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Tennis- & Baseballschläger, Boxhandschuhe, Golfschläger, Angeln u.v.a.