Método para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquina

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Luz, Vinicius Schultz Garcia da
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26235
Resumo: Jogos sérios são utilizados para impulsionar a aprendizagem de pessoas com ou sem deficiência intelectual de forma interativa com atividades e conteúdos pedagógicos de acordo com a realidade vivenciada pelos alunos. O aprimoramento dos jogos é realizado por meio de aplicação de técnicas e elementos de gamificação que procuram manter a atenção e engajar o aluno para superar desafios. Adicionalmente, algoritmos de aprendizagem de máquina estão sendo utilizados em jogos sérios com o objetivo de obter informações mais precisas das partidas dos jogos, características, dificuldades encontradas e o próprio comportamento do aluno. Este trabalho criou o método Tuning Game Level by Machine Learning (TGL-ML) para identificar atributos e aplicar algoritmos de aprendizagem de máquina com o intuito de obter padrões, regras e índices para mudança de níveis de dificuldade. O método desenvolvido está dividido duas partes, antes e depois de aplicar algoritmos de aprendizagem de máquina. A primeira parte descreve elaboração de um jogo da memória contendo a definição do público alvo e suas características, tema do jogo, o uso da gamificação e elementos da gamificação, a criação do jogo, a definição de atributos e as funcionalidades do jogo, finalizando com a geração da primeira versão do jogo. E na finalização da primeira parte é aplicado o jogo no público alvo, coleta de dados e ajustes de funcionalidades com base nos feedbacks recebidos. A segunda parte contempla a utilização de algoritmo de aprendizagem de máquina com a base de dados preparada para posterior aplicação dos algoritmos de aprendizagem de máquina para análise de dados. Após a análise de dados os conhecimentos adquiridos são utilizados para atualização da versão do jogo adicionando regras e índices obtidos a fim de ajustar os níveis de dificuldades em uma nova versão do jogo sério. Os resultados alcançados por meio da aplicação de algoritmos de aprendizagem de máquina indicam que as regras devem ser adicionadas em dois dos níveis de dificuldade disponibilizados no jogo da memória.
id UTFPR-12_4a95b7a8b6ec029e42f01711d28c5c42
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/26235
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling 2021-10-28T15:07:05Z2021-10-28T15:07:05Z2021-08-31LUZ, Vinicius Schultz Garcia da. Método para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquina. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26235Jogos sérios são utilizados para impulsionar a aprendizagem de pessoas com ou sem deficiência intelectual de forma interativa com atividades e conteúdos pedagógicos de acordo com a realidade vivenciada pelos alunos. O aprimoramento dos jogos é realizado por meio de aplicação de técnicas e elementos de gamificação que procuram manter a atenção e engajar o aluno para superar desafios. Adicionalmente, algoritmos de aprendizagem de máquina estão sendo utilizados em jogos sérios com o objetivo de obter informações mais precisas das partidas dos jogos, características, dificuldades encontradas e o próprio comportamento do aluno. Este trabalho criou o método Tuning Game Level by Machine Learning (TGL-ML) para identificar atributos e aplicar algoritmos de aprendizagem de máquina com o intuito de obter padrões, regras e índices para mudança de níveis de dificuldade. O método desenvolvido está dividido duas partes, antes e depois de aplicar algoritmos de aprendizagem de máquina. A primeira parte descreve elaboração de um jogo da memória contendo a definição do público alvo e suas características, tema do jogo, o uso da gamificação e elementos da gamificação, a criação do jogo, a definição de atributos e as funcionalidades do jogo, finalizando com a geração da primeira versão do jogo. E na finalização da primeira parte é aplicado o jogo no público alvo, coleta de dados e ajustes de funcionalidades com base nos feedbacks recebidos. A segunda parte contempla a utilização de algoritmo de aprendizagem de máquina com a base de dados preparada para posterior aplicação dos algoritmos de aprendizagem de máquina para análise de dados. Após a análise de dados os conhecimentos adquiridos são utilizados para atualização da versão do jogo adicionando regras e índices obtidos a fim de ajustar os níveis de dificuldades em uma nova versão do jogo sério. Os resultados alcançados por meio da aplicação de algoritmos de aprendizagem de máquina indicam que as regras devem ser adicionadas em dois dos níveis de dificuldade disponibilizados no jogo da memória.Serious games are used to boost the learning of people with or without intellectual disabilities in an interactive way with activities and pedagogical content according to the reality experienced by the students. The improvement of games is carried out through the application of gamification techniques and elements that seek to maintain attention and engage the student to overcome challenges. Additionally, machine learning algorithms are being used in serious games in order to obtain more accurate information about the game’s matches, characteristics, difficulties encountered and the student’s own behavior. This work created the method Tuning Game Level by Machine Learning (TGL-ML) to identify attributes and apply machine learning algorithms in order to obtain patterns, rules and indexes to change levels of difficulty. The developed method is divided into two parts, before and after applying machine learning algorithms. The first part describes the elaboration of a memory game containing the definition of the target audience and its characteristics, the theme of the game, the use of gamification and gamification elements, the creation of the game, the definition of attributes and the game features, ending with the generation of the first version of the game. And at the end of the first part, the game is applied to the target audience, data collection and functionality adjustments based on feedbacks received. The second part contemplates the use of machine learning algorithm with the database prepared for subsequent application of machine learning algorithms for data analysis. After analyzing the data, the acquired knowledge is used to update the game version, adding rules and indexes obtained in order to adjust the difficulty levels in a new version of the serious game. The results achieved through the application of machine learning algorithms indicate that the rules must be added in two of the difficulty levels available in the memory game.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaPrograma de Pós-Graduação em Ciência da ComputaçãoUTFPRBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOEngenharia/Tecnologia/GestãoAprendizado do computadorJogos educativosIncapacidade intelectualEstratégias de aprendizagemMachine learningEducational gamesStupidityLearning strategiesMétodo para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquinaMethod for difficulty level adjustment in educational games based on machine learninginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPonta GrossaMatos, Simone Nasserhttps://orcid.org/0000-0002-5362-2343http://lattes.cnpq.br/2608583610949216Borges, Helyane Bronoskihttps://orcid.org/0000-0002-9153-3819http://lattes.cnpq.br/8340106221427112Borges, Helyane Bronoskihttps://orcid.org/0000-0002-9153-3819http://lattes.cnpq.br/8340106221427112Cerutti, Diolete Marcante Latihttps://orcid.org/0000-0001-9140-8906http://lattes.cnpq.br/1389962665834202Almeida, Simone dehttp://lattes.cnpq.br/2378568354069958https://orcid.org/0000-0002-9616-3503http://lattes.cnpq.br/3888196899030448Luz, Vinicius Schultz Garcia dareponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALmetodoajusteniveljogoseducacionais.pdfapplication/pdf3424114http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26235/1/metodoajusteniveljogoseducacionais.pdfae3fe6e362c0b8e9585e5a52ef236ab2MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-81031http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26235/2/license_rdf934f4ca17e109e0a05eaeaba504d7ce4MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26235/3/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD53TEXTmetodoajusteniveljogoseducacionais.pdf.txtmetodoajusteniveljogoseducacionais.pdf.txtExtracted texttext/plain262324http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26235/4/metodoajusteniveljogoseducacionais.pdf.txtb519cbab9b095a166b7813118fbf85dbMD54THUMBNAILmetodoajusteniveljogoseducacionais.pdf.jpgmetodoajusteniveljogoseducacionais.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1251http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26235/5/metodoajusteniveljogoseducacionais.pdf.jpg29aca9c0cc63b09fcc1e771bbb4eda61MD551/262352021-10-29 03:06:09.194oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2021-10-29T06:06:09Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Método para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquina
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv Method for difficulty level adjustment in educational games based on machine learning
title Método para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquina
spellingShingle Método para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquina
Luz, Vinicius Schultz Garcia da
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Aprendizado do computador
Jogos educativos
Incapacidade intelectual
Estratégias de aprendizagem
Machine learning
Educational games
Stupidity
Learning strategies
Engenharia/Tecnologia/Gestão
title_short Método para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquina
title_full Método para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquina
title_fullStr Método para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquina
title_full_unstemmed Método para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquina
title_sort Método para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquina
author Luz, Vinicius Schultz Garcia da
author_facet Luz, Vinicius Schultz Garcia da
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Matos, Simone Nasser
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0002-5362-2343
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2608583610949216
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Borges, Helyane Bronoski
dc.contributor.advisor-co1ID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0002-9153-3819
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8340106221427112
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Borges, Helyane Bronoski
dc.contributor.referee1ID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0002-9153-3819
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8340106221427112
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Cerutti, Diolete Marcante Lati
dc.contributor.referee2ID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0001-9140-8906
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1389962665834202
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Almeida, Simone de
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2378568354069958
dc.contributor.authorID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0002-9616-3503
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3888196899030448
dc.contributor.author.fl_str_mv Luz, Vinicius Schultz Garcia da
contributor_str_mv Matos, Simone Nasser
Borges, Helyane Bronoski
Borges, Helyane Bronoski
Cerutti, Diolete Marcante Lati
Almeida, Simone de
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
topic CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Aprendizado do computador
Jogos educativos
Incapacidade intelectual
Estratégias de aprendizagem
Machine learning
Educational games
Stupidity
Learning strategies
Engenharia/Tecnologia/Gestão
dc.subject.por.fl_str_mv Aprendizado do computador
Jogos educativos
Incapacidade intelectual
Estratégias de aprendizagem
Machine learning
Educational games
Stupidity
Learning strategies
dc.subject.capes.pt_BR.fl_str_mv Engenharia/Tecnologia/Gestão
description Jogos sérios são utilizados para impulsionar a aprendizagem de pessoas com ou sem deficiência intelectual de forma interativa com atividades e conteúdos pedagógicos de acordo com a realidade vivenciada pelos alunos. O aprimoramento dos jogos é realizado por meio de aplicação de técnicas e elementos de gamificação que procuram manter a atenção e engajar o aluno para superar desafios. Adicionalmente, algoritmos de aprendizagem de máquina estão sendo utilizados em jogos sérios com o objetivo de obter informações mais precisas das partidas dos jogos, características, dificuldades encontradas e o próprio comportamento do aluno. Este trabalho criou o método Tuning Game Level by Machine Learning (TGL-ML) para identificar atributos e aplicar algoritmos de aprendizagem de máquina com o intuito de obter padrões, regras e índices para mudança de níveis de dificuldade. O método desenvolvido está dividido duas partes, antes e depois de aplicar algoritmos de aprendizagem de máquina. A primeira parte descreve elaboração de um jogo da memória contendo a definição do público alvo e suas características, tema do jogo, o uso da gamificação e elementos da gamificação, a criação do jogo, a definição de atributos e as funcionalidades do jogo, finalizando com a geração da primeira versão do jogo. E na finalização da primeira parte é aplicado o jogo no público alvo, coleta de dados e ajustes de funcionalidades com base nos feedbacks recebidos. A segunda parte contempla a utilização de algoritmo de aprendizagem de máquina com a base de dados preparada para posterior aplicação dos algoritmos de aprendizagem de máquina para análise de dados. Após a análise de dados os conhecimentos adquiridos são utilizados para atualização da versão do jogo adicionando regras e índices obtidos a fim de ajustar os níveis de dificuldades em uma nova versão do jogo sério. Os resultados alcançados por meio da aplicação de algoritmos de aprendizagem de máquina indicam que as regras devem ser adicionadas em dois dos níveis de dificuldade disponibilizados no jogo da memória.
publishDate 2021
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-10-28T15:07:05Z
dc.date.available.fl_str_mv 2021-10-28T15:07:05Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2021-08-31
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv LUZ, Vinicius Schultz Garcia da. Método para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquina. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2021.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26235
identifier_str_mv LUZ, Vinicius Schultz Garcia da. Método para ajuste de nível de dificuldade em jogos educacionais fundamentado em aprendizagem de máquina. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2021.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26235
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
dc.publisher.initials.fl_str_mv UTFPR
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26235/1/metodoajusteniveljogoseducacionais.pdf
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26235/2/license_rdf
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26235/3/license.txt
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26235/4/metodoajusteniveljogoseducacionais.pdf.txt
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26235/5/metodoajusteniveljogoseducacionais.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv ae3fe6e362c0b8e9585e5a52ef236ab2
934f4ca17e109e0a05eaeaba504d7ce4
b9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95b
b519cbab9b095a166b7813118fbf85db
29aca9c0cc63b09fcc1e771bbb4eda61
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1805922926366556160

Registros relacionados