학술논문
퍼지 종합평가 기반 자폐아를 위한 공동 게임 매칭 모델 설계 / A Design of Cooperative Game Matching Model for Autistic Children Based on Fuzzy Comprehensive Evaluation Method
Document Type
Dissertation/ Thesis
Source
Subject
Language
English
Abstract
With the development and popularization of science and technology, all aspects of children's lives in the new era are affected by electronic products, and they also enjoy the convenience brought by the electronic industry in the growing process. The research shows that autistic children show a strong interest in cartoon animation and digital games, which makes more and more subjects begin to explore the impact of video games on the improvement of the social skills of autistic children. Abundant game elements can stimulate the learning initiative and enthusiasm of autistic children, and reduce the occurrence of tension, anxiety and problem behaviors of typical autistic children. At the same time, the introduction of cooperative video games can further build a bridge between autistic children and normal children, to improve their social barriers in a low social constraint environment.Due to the IQ deficiency of low-function autistic children, it is difficult to understand the rules of play, while the high-function autistic children retain most of the cognitive ability and language expression ability, and there is no obstacle in rule cognition. In this study, high-function autistic children are taken as the research object, and the matching between autistic children and cooperative video games and between autistic children and normal children's playmates are studied.First of all, three types of features are summarized for the feature extraction of high-function autistic children: defects and personality factors (social barriers, language barriers, stereotyped behavior), general attributes (IQ, curiosity, concentration, and hyperactivity), and age characteristics. At the same time, after investigating the existing cooperative video games and their characteristics, it is divided into business, competitive, adventure and educational categories. Based on the principle of cooperative play to help improve the corresponding defects of autistic children and balance the fairness of players, multiple features of normal children are also extracted for matching with autistic children. Also, according to the expert evaluation method, the features of autistic children, cooperative video games and normal children were quantified.Then, a game interaction model of autistic children, cooperative video games and playmate matching are established. Considering that the characteristics of high-function autistic children's disorder and personality are fuzzy variables, it is difficult to carry out the quantitative matching calculation. The fuzzy comprehensive evaluation and analysis method can evaluate the things or phenomena affected by many factors with the help of fuzzy mathematics. It is especially suitable for the investigation and extraction of some difficult to quantify values. Also, the mathematical model of this method is simple, and the evaluation effect of the multi-factor and multi-level complex problems is good. Therefore, the fuzzy comprehensive evaluation method of fuzzy logic is used to design child-games (children and cooperative video games) matching. Based on the evaluation criteria of highlighting the advantages of autistic children and improving the obstacles of autistic children, and improved multi-level fuzzy comprehensive evaluation algorithm is proposed. The abstract matching problem is simplified into a specific attribute membership problem by two levels of evaluation factors with membership relationship, and finally, the child-games comprehensive matching degree considering each attribute is obtained. Also, considering that the matching problem of playmates is non-linear, a cosine similarity matching algorithm based on feature mapping is proposed to transform the matching problem of playmates from non-linear multi-dimensional matching problems to linear multi-dimensional matching problem. The matching degree between playmates is designed and calculated by calculating the similarity between normal children and autistic children.As the cooperative educational games provided in the market are aimed at all children groups, there are some problems such as no pertinence and monotonous mode, unable to completely archive the game information of autistic children, and no guardian system is set at the game end. Based on this, an APP educational cooperative electronic game, Fruit King, is designed with multimedia devices such as mobile phones and tablet computers as carriers, which is specially used for assisting autistic children interested in educational games. The game uses big data and cloud storage technology and can match autistic children with normal children according to historical records. At the same time, it can establish personal information files for autistic children and store all their information in real-time. Besides, the game is also equipped with a guardian system. The guardian staff and parents of the rehabilitation center can bind the accounts of autistic children and can read all the game information of autistic children under guardianship at any time, to facilitate tracking and tracing the treatment process.Finally, tracking experiments are used to verify the rationality of designing matching models and puzzle games and the effect of adjuvant therapy. Through cooperation with the autism rehabilitation center to obtain case information, 10 high-function autistic children were tested respectively. After 7 months of follow-up observation and behavioral assessment of autistic children after game intervention, the results show that: (1) through cooperative games with designated playmates, the defect characteristics of 10 children have improved to a certain extent; (2) The cooperation willingness of autistic children has been significantly improved, and the evaluation results verify the feasibility of the constructed cooperative interaction model and the proposed matching algorithm. (3) Compared with the traditional puzzle games, the "Fruit King" game has a better auxiliary treatment effect, and the whole process can be traced back to cloud storage and personal files can be established, which is more convenient to formulate long-term and effective intervention plans. The cooperative game matching model for autistic children designed in this study has proved in theory, experimental application, and other aspects that it can help improve the efficiency of improving autistic children's disorder. It has important practical significance and academic value for the research of rehabilitation methods for autistic children's disorder and also provides a reference for future research on autistic children.
과학기술이 발전되고 보급됨에 따라, 새 시대 어린이들의 생활은 각 방면에서 보두 전자제품이 가져다 주는 영향을 받게 되었고, 성장하는 과정속 에서도 지속적으로 전자제품이 가져다주는 편리함을 향수하고 있다. 자폐 아동들은 시각적 정보처리 기능이 청각적 정보처리 기능보다 훨씬 월등한 바 연구결과에 의하면 자폐 아동은 카툰 애니메이션과 디지털 유형의 전자게임에 대해 농후한 흥미를 드러냈으며 이로 인해 전자게임이 자폐 아동의 사교 기능 향상에 미치는 영향을 탐색하는 과제가 점점 더 많아지고 있는 추세이다. 풍부한 게임 요소는 자폐 아동의 학습 주도성과 적극성을 불러일으키는데 유리하고 자폐 아동의 긴장, 초조한 문제 및 문제행동의 발생 가능성을 감소시킬 수 있다. 동시에， 합작성 디지털게임을 인입함으로써 진일보로 자폐 아동과 정상 아동 사이에 소통의 창을 마련하여 사교에 구애받지 않는 환경을 마련하는 것으로 사교적 장애를 개선하려 한다.저기능 자폐 아동은 지력적 결함이 존재하여 게임룰을 이해하기 어려운 반면 고기능 자폐 아동은 대부분의 인지능력과 언어표달능력을 보유하고 있기에 룰을 이해함에 있어 훨씬 수월한 편이다. 본 연구는 고기능 자폐 아동을 연구 대상으로 하며 자폐 아동과 합작형 디지털게임 사이의 매칭 및 자폐 아동과 정상 아동이 놀이 동무로써의 매칭 등 두 가지 측면에서 연구를 진행하였다.우선, 고기능 자폐 아동의 특징은 아래와 같은 세 가지로 볼 수 있다:결함과 개성 요소(사교 장애, 언어장애, 고정 행위), 일반적 속성(지력 상수, 호기심, 집중 정도, 산만 정도)과 연령 특징이다. 동시에, 현존하는 합작 유형 디지털 게임 및 그 특징에 대해 조사 연구한 후 시뮬레이션게임, 서바이벌게임, 어드벤처게임, 퍼즐게임 등으로 나누었다. 합작형 게임을 통해 자폐 아동의 결함을 개선하고 게임 참여자에 대한 공평성 원칙을 견지하며 정상 아동의 여러 가지 특징도 자폐 아동과의 매칭에 사용될 수 있다. 이 밖에도, 전문가가 자폐 아동, 합작형 디지털게임과 정상 아동의 특징 값을 계량화하였다.이어 자폐 아동, 합작형 디지털게임과 놀이 동무를 매칭 시키는 인터랙티브 게임 모형을 만들었다. 고기능 자폐 아동의 장애, 성격 등 특징이 전부 모호한 변량인 점을 고안하면 정량적인 매칭 계산은 어렵다. 퍼지 종합평가 분석방법은 퍼지 수학이 여러 가지 요소가 영향을 미치는 사물과 현상에 대해 총체적인 평가를 낼 수 있는바 특히 계량화하기 어려운 값에 대한 조사와 추출에 용이하고 이 밖에도 이 방법은 수학적모형이 간단하고 여러 가지 요소, 다층차적인 복잡한 문제를 평판하는데 효과가 특출하여 퍼지 로직을 이용한 퍼지 종합평가 방법으로 인간-기계(아동과 합작형 디지털게임) 시스템 매칭을 디자인하는데 사용된다.자폐증 아동의 우세를 발휘하고 자폐 아동의 장애를 개선하는 것을 평가 표준으로 삼고 개진된 여러 등급의 퍼지 종합평가 산법을 제기하였으며 두 층의 소속 관계가 있는 평가인자를 추상적인 매치 문제로부터 특정된 속성의 소속 문제로 간략화하여 최종적으로 매개 속성을 고려한 인간-기계 시스템의 종합적인 정합도를 얻는다. 이 밖에도 놀이 동무의 매칭 문제가 비선형 매칭 문제인 것을 고려하여 특징을 반영한 코사인 유사도 매칭 산법을 이용하여 놀이 동무 문제를 비선형의 다원화 한 문제에서 선형 다원화 한 문제로 전환시켰고 정상 아동과 자폐 아동의 유사도를 통해 놀이 동무 사이의 정합도를 디자인하고 계산한다.시중에 나와있는 합작 유형의 에듀케이션 게임은 모든 아동을 대상으로 제공되고 지정된 사용 대상자가 없으며 게임방법이 단조로우며 자폐 아동의 게임 정보를 완정하게 저장할 수 없고 게임단말에 보호자 시스템이 설치되어 있지 않는 등 문제가 있는데 이런 원인으로 말미암아 휴대폰과 태블릿PC 등 미디어 설비를 매개체로 하는 퍼즐 합작 디지털게임-과일 대왕을 디자인하여 전문적으로 퍼즐게임에 흥미를 느끼는 자폐 아동을 간섭한다. 이 게임은 빅데이터와 클라우드 저장기술을 사용하였고 과거 기록에 근거하여 자폐 아동과 정상 아동을 매칭 시키는 동시에 자폐 아동에게 개인 정보기록을 제작하고 모든 정보에 대해 실시간으로 저장한다;이 밖에도, 게임 중 보호자 시스템을 도입하여 건강 회복센터의 간호인과 부모를 자폐 아동의 계정에 연동시켜 수시로 자폐 아동의 게임 정보에 대해 전람하고 치료 과정을 추적하게 한다.마지막으로, 추적 실험하는 방법을 이용하여 디자인 매칭 모형과 퍼즐게임의 합리성 및 보조치료 효과를 검증할 수 있다. 자폐증 회복센터와 합작하여 사례 정보를 취득하고 10명의 고기능 자폐증 아동에 대해 실험을 진행하였다. 7개월간의 게임 간섭 후 자폐 아동의 행동을 추적하고 관찰한 결과를 놓고 보았을 때:(1) 지정된 놀이 동무와의 합작 게임을 통해 아동10명의 결함적 특징이 어느 정도 개선이 되었다.;(2) 자폐 아동이 적극적으로 합작하려는 의향이 명확하게 나타났고 구축된 합작 인터랙티브 모형과 매칭 산법의 실행가능성이 검증되었다.;(3)“과일 대왕”을 전통적인 퍼즐게임과 비교해보았을 때 보조치료 작용이 비교적 뛰어났고 전체 과정을 클라우드에 저장하고 개인정보기록 등을 추적해 볼 수 있으며 장기적이고 유효한 간섭 계획을 제정하는데 편리하다.본 연구과제에서 언급한 자폐 아동 합작 게임 매칭 모형은 이론과 실험 응용 등 방면에서 고기능 자폐 아동의 장애 문제를 보다 더 효률적으로 해결할 수 있음을 증명하였고 자폐 아동의 장애 회복 방법 연구에 중요한 현실적 의의와 학술적 가치가 있는 바 향후 자폐 아동에 대한 연구에 참고 자료를 제공하였다.
과학기술이 발전되고 보급됨에 따라, 새 시대 어린이들의 생활은 각 방면에서 보두 전자제품이 가져다 주는 영향을 받게 되었고, 성장하는 과정속 에서도 지속적으로 전자제품이 가져다주는 편리함을 향수하고 있다. 자폐 아동들은 시각적 정보처리 기능이 청각적 정보처리 기능보다 훨씬 월등한 바 연구결과에 의하면 자폐 아동은 카툰 애니메이션과 디지털 유형의 전자게임에 대해 농후한 흥미를 드러냈으며 이로 인해 전자게임이 자폐 아동의 사교 기능 향상에 미치는 영향을 탐색하는 과제가 점점 더 많아지고 있는 추세이다. 풍부한 게임 요소는 자폐 아동의 학습 주도성과 적극성을 불러일으키는데 유리하고 자폐 아동의 긴장, 초조한 문제 및 문제행동의 발생 가능성을 감소시킬 수 있다. 동시에， 합작성 디지털게임을 인입함으로써 진일보로 자폐 아동과 정상 아동 사이에 소통의 창을 마련하여 사교에 구애받지 않는 환경을 마련하는 것으로 사교적 장애를 개선하려 한다.저기능 자폐 아동은 지력적 결함이 존재하여 게임룰을 이해하기 어려운 반면 고기능 자폐 아동은 대부분의 인지능력과 언어표달능력을 보유하고 있기에 룰을 이해함에 있어 훨씬 수월한 편이다. 본 연구는 고기능 자폐 아동을 연구 대상으로 하며 자폐 아동과 합작형 디지털게임 사이의 매칭 및 자폐 아동과 정상 아동이 놀이 동무로써의 매칭 등 두 가지 측면에서 연구를 진행하였다.우선, 고기능 자폐 아동의 특징은 아래와 같은 세 가지로 볼 수 있다:결함과 개성 요소(사교 장애, 언어장애, 고정 행위), 일반적 속성(지력 상수, 호기심, 집중 정도, 산만 정도)과 연령 특징이다. 동시에, 현존하는 합작 유형 디지털 게임 및 그 특징에 대해 조사 연구한 후 시뮬레이션게임, 서바이벌게임, 어드벤처게임, 퍼즐게임 등으로 나누었다. 합작형 게임을 통해 자폐 아동의 결함을 개선하고 게임 참여자에 대한 공평성 원칙을 견지하며 정상 아동의 여러 가지 특징도 자폐 아동과의 매칭에 사용될 수 있다. 이 밖에도, 전문가가 자폐 아동, 합작형 디지털게임과 정상 아동의 특징 값을 계량화하였다.이어 자폐 아동, 합작형 디지털게임과 놀이 동무를 매칭 시키는 인터랙티브 게임 모형을 만들었다. 고기능 자폐 아동의 장애, 성격 등 특징이 전부 모호한 변량인 점을 고안하면 정량적인 매칭 계산은 어렵다. 퍼지 종합평가 분석방법은 퍼지 수학이 여러 가지 요소가 영향을 미치는 사물과 현상에 대해 총체적인 평가를 낼 수 있는바 특히 계량화하기 어려운 값에 대한 조사와 추출에 용이하고 이 밖에도 이 방법은 수학적모형이 간단하고 여러 가지 요소, 다층차적인 복잡한 문제를 평판하는데 효과가 특출하여 퍼지 로직을 이용한 퍼지 종합평가 방법으로 인간-기계(아동과 합작형 디지털게임) 시스템 매칭을 디자인하는데 사용된다.자폐증 아동의 우세를 발휘하고 자폐 아동의 장애를 개선하는 것을 평가 표준으로 삼고 개진된 여러 등급의 퍼지 종합평가 산법을 제기하였으며 두 층의 소속 관계가 있는 평가인자를 추상적인 매치 문제로부터 특정된 속성의 소속 문제로 간략화하여 최종적으로 매개 속성을 고려한 인간-기계 시스템의 종합적인 정합도를 얻는다. 이 밖에도 놀이 동무의 매칭 문제가 비선형 매칭 문제인 것을 고려하여 특징을 반영한 코사인 유사도 매칭 산법을 이용하여 놀이 동무 문제를 비선형의 다원화 한 문제에서 선형 다원화 한 문제로 전환시켰고 정상 아동과 자폐 아동의 유사도를 통해 놀이 동무 사이의 정합도를 디자인하고 계산한다.시중에 나와있는 합작 유형의 에듀케이션 게임은 모든 아동을 대상으로 제공되고 지정된 사용 대상자가 없으며 게임방법이 단조로우며 자폐 아동의 게임 정보를 완정하게 저장할 수 없고 게임단말에 보호자 시스템이 설치되어 있지 않는 등 문제가 있는데 이런 원인으로 말미암아 휴대폰과 태블릿PC 등 미디어 설비를 매개체로 하는 퍼즐 합작 디지털게임-과일 대왕을 디자인하여 전문적으로 퍼즐게임에 흥미를 느끼는 자폐 아동을 간섭한다. 이 게임은 빅데이터와 클라우드 저장기술을 사용하였고 과거 기록에 근거하여 자폐 아동과 정상 아동을 매칭 시키는 동시에 자폐 아동에게 개인 정보기록을 제작하고 모든 정보에 대해 실시간으로 저장한다;이 밖에도, 게임 중 보호자 시스템을 도입하여 건강 회복센터의 간호인과 부모를 자폐 아동의 계정에 연동시켜 수시로 자폐 아동의 게임 정보에 대해 전람하고 치료 과정을 추적하게 한다.마지막으로, 추적 실험하는 방법을 이용하여 디자인 매칭 모형과 퍼즐게임의 합리성 및 보조치료 효과를 검증할 수 있다. 자폐증 회복센터와 합작하여 사례 정보를 취득하고 10명의 고기능 자폐증 아동에 대해 실험을 진행하였다. 7개월간의 게임 간섭 후 자폐 아동의 행동을 추적하고 관찰한 결과를 놓고 보았을 때:(1) 지정된 놀이 동무와의 합작 게임을 통해 아동10명의 결함적 특징이 어느 정도 개선이 되었다.;(2) 자폐 아동이 적극적으로 합작하려는 의향이 명확하게 나타났고 구축된 합작 인터랙티브 모형과 매칭 산법의 실행가능성이 검증되었다.;(3)“과일 대왕”을 전통적인 퍼즐게임과 비교해보았을 때 보조치료 작용이 비교적 뛰어났고 전체 과정을 클라우드에 저장하고 개인정보기록 등을 추적해 볼 수 있으며 장기적이고 유효한 간섭 계획을 제정하는데 편리하다.본 연구과제에서 언급한 자폐 아동 합작 게임 매칭 모형은 이론과 실험 응용 등 방면에서 고기능 자폐 아동의 장애 문제를 보다 더 효률적으로 해결할 수 있음을 증명하였고 자폐 아동의 장애 회복 방법 연구에 중요한 현실적 의의와 학술적 가치가 있는 바 향후 자폐 아동에 대한 연구에 참고 자료를 제공하였다.