Projekti / Programi
Merjenje psihofizioloških parametrov kot vhodnih podatkov računalniškega adaptivnega testiranja
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.15.04 |
Tehnika |
Meroslovje |
Metrologije področij |
| Koda |
Veda |
Področje |
| P180 |
Naravoslovno-matematične vede |
Meroslovje, fizikalna instrumentacija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
Merjenje, Psihofiziologija, računalniško adaptivno testiranje, točnost, negotovost, psihofiziološka povratna zanka
Raziskovalci (12)
Organizacije (4)
Povzetek
V psihometriji, ki se ukvarja z merjenjem človekovih psiholoških lastnosti, se pogosto uporablja računalniško adaptivno testiranje. Pri tej vrsti testiranja računalnik izbira zaporedje nalog v testu na osnovi predhodnih odgovorov posameznika oz. pravilnosti rešitev nalog tako, da minimizira merilno napako in merilno negotovost izmerjenega dosežka. Pri tem se zanemarja emocionalno-motivacijske vidike testiranja, ki lahko vplivajo na testni dosežek posameznika. Končni cilj projekta je na osnovi fizioloških odzivov ugotavljati, kakšno je posameznikovo doživljanje testne situacije, izbirati naloge primerne težavnosti in voditi postopek testiranja tako, da se zagotovi maksimalno zadovoljstvo in ugodje posameznika med testiranjem. Preverili bomo, ali adaptivno testiranje, ki sledi oceni emocionalno-motivacijskega stanja udeleženca, izdelani na osnovi psihofizioloških mer, privede do enake ocene sposobnosti udeleženca, do enake standardne napake te ocene oz. zanesljivosti meritev in do enakega splošnega zadovoljstva s testiranjem kot konvencionalno računalniško adaptivno testiranje.
V projektu bomo najprej opredelili sposobnost, ki jo bomo merili, ter pripravili velik bazen nalog, katerih psihometrične značilnosti bomo s postopki teorije odgovora na postavko preverili na velikem pilotnem vzorcu.
Razvili bomo metodologijo določanja osnovnih meroslovnih parametrov psihofizioloških meritev. S klasično in neintruzivno psihofiziološko instrumentacijo bomo izmerili prevodnost kože, srčni utrip, krvni tlak in frekvenco dihanja med reševanjem posamezne naloge ter izluščili tiste značilke ter njihove kombinacije, ki pomembno ločujejo med nalogami, pri katerih udeleženec doživlja ob reševanju ugodje (se pravi so primerne težavnosti), in nalogami, pri katerih se dolgočasi (so prelahke) ali doživlja prevelik mentalni napor in neugodje (so pretežke).
Nato bomo v treh eksperimentih primerjali ocene sposobnosti, ki jih izdelamo na osnovi pravilnosti rešitve nalog, in ocene sposobnosti, ki jih z uporabo psihofizioloških mer izdelamo na osnovi ocene emocionalno-motivacijskega stanja udeleženca med testiranjem. Obe vrsti ocen sposobnosti bomo primerjali (i) pri neadaptivnem postopku testiranja, (ii) pri klasičnem računalniškem adaptivnem testiranju, kjer naslednjo postavko v zaporedju izberemo na osnovi odgovorov udeleženca, in (iii) pri adaptivnem postopku, vodenim s priporočilnim sistemom, kjer naslednjo postavko v vrsti izberemo na osnovi ocene emocionalno-motivacijskega stanja udeleženca, dobljene s psihofiziološkimi meritvami. Pregledali bomo tudi, ali je zadovoljstvo posameznika pri postopku testiranja, ki se prilagaja njegovemu emocionalno-motivacijskemu stanju, večje kot pri postopku testiranju, ki se prilagaja zgolj pravilnosti njegovih odgovorov.
Izvirna doprinosa projekta k znanosti bosta (i) predlagan koncept meroslovnega ovrednotenja psihofizioloških merilnih naprav in (ii) vključevanje kazalnikov emocionalno-motivacijskega stanja udeleženca v krmiljenje adaptivnega psihološkega testiranja ter evalvacija takih novih oblik adaptivnega testiranja.
Pomen za razvoj znanosti
Sistemov računalniškega adaptivnega testiranja (RAT), ki bi izkoriščali tudi fiziološke meritve, še ni. Razlog je poleg naravne fiziološke variabilnosti psihofizioloških parametrov in težavnega določanja kriterijske funkcije za odločanje tudi intruzivnost klasičnega merjenja psihofizioloških parametrov. Projekt je prvi take vrste, ki je raziskoval možnosti fiziološkega RAT. Razvoj tehnik neintruzivnih psihofizioloških meritev bi pomenil možnost uporabe fiziologije na različnih področjih, npr. v medicinski diagnostiki (terapije, klinična psihologija), okoljski in športni medicini (počutje človeka, pripravljenost športnika), geronotlogiji (varnostni sistemi, pametne hiše za starostnike), edukacijskih vedah (merjenje učinkovitosti učenja, psihološkega stanja učenca in učitelja, evalviranje različnih metod učenja, adaptivni učbeniki), pri odločanju v priporočilnih sistemih (predikcija odločitev uporabnikov na podlagi osebnih profilov) itd. Pomen rezultatov raziskovalnega projekta v meroslovnem smislu je v postavljanju temeljev novim oblikam merilne instrumentacije, ki so izrazito multidisciplinarni (fiziološka merjenja, psihometrija). Klasični metrološki principi (pogrešek, negotovost) so bili uvedeni na področju psihofiziološke instrumentacije in izsledki objavljeni. Izkušnje, pridobljene pri projektu, bodo služile kot temelj prihodnjih študij izdelave novih psihodiagnostičnih instrumentov. Dodatno je projekt privedel do novih spoznanj o naprednih oblikah računalniškega adaptivnega testiranja. Koncept sistema, ki poleg klasičnih principov testiranja (upoštevanja odgovorov udeleženca) uporablja tudi fiziološke parametre in jih uporabi v adaptivni povratni zanki, je v trenutni fazi še nemogoč v realnem času. Med študijami pa smo dobili nastavke o lastnostih povratnozančnega sistema, ki bi lahko deloval. Potrebovali bi poseben meritveni protokol, ki bi nam omogočil zbiranje dovolj velikega števila podatkov pri vsakem udeležencu, da bi z večjo gotovostjo s postopki, usmerjenimi k normalizaciji značilk znotraj udeleženca, napovedovali njegove fiziološke odzive pri reševanju različno težkih nalog. Vključevanje fizioloških mer kot kazalnikov emocionalno-motivacijskega stanja udeleženca bi lahko vodilo k večjemu zadovoljstvu uporabnikov testov in posledično k višji kakovosti psihodiagnostičnih storitev. Na ta način bi v splošnem neinvazivno zaznavanje stanja uporabnikov s pomočjo fizioloških senzorjev in prediktivnih modelov strojnega učenja pomenilo, da ne bi bilo več potrebe po prekinjanju testiranja za odgovore na vprašalnike in podajanje subjektivne ocene trenutnega stanja ali doživljanja. Uporabnik bi lahko ostal pozoren na vsebino testa, s čimer bi bilo mogoče doseči več odgovorov v enakem času ali časovno skrajšati testiranje.
Pomen za razvoj Slovenije
Na osnovi izkušenj, pridobljenih pri projektu, lahko predlagamo načine obdelave fizioloških signalov in značilk v nadaljnjih raziskavah fizioloških odzivov na kognitivno obremenitev. Raziskava je pokazala, da lahko na skupinski ravni dovolj veljavno uporabimo fiziološke odzive za spremljanje kognitivne obremenitve pri reševanju kognitivnih nalog. Fiziološke mere bodo zato uporabne v prihodnjih študijah različnih kognitivnih procesov za spremljanje spreminjanja kognitivnega, emocionalnega in motivacijskega stanja udeleženca med daljšimi meritvami. Fiziološke mere se kažejo kot uporabne tudi za evalvacijo učinkov kognitivnega treninga. Kot neinvazivne mere kognitivne obremenitve so uporabne tudi v klinični praksi oz. na populacijah, ki imajo težave s preklapljanjem med miselno aktivnostjo ob reševanju testne naloge in miselno aktivnostjo med podajanjem subjektivnih ocen o težavnosti naloge. Razviti instrumenti za neintruzivno merjenje fizioloških odzivov so lahko široko uporabni v raziskovalni in klinični praksi (za spremljanje pacientov med zdravljenjem, športnikov med treningom, učencev med učenjem itd.)
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
