針對在線學習的可穿戴式情感計算設備的設計與研究.pdf

1、在線學習在世界范圍內迅速發(fā)展，越來越多的人開始使用這種新興的教育方式學習，但在線學習欠缺情感和互動是一直存在的問題。情感計算是目前新興的前沿研究課題，能夠很好地解決在線學習缺失情感和互動的問題。生理信號被廣泛的作為情感計算中情感識別的媒介。在生理信號當中，皮膚電反應被廣泛使用。根據(jù)心理學和生理學的研究，皮膚電生理信號能夠反映個人心理及生理方面的信息。許多研究傾向于使用實驗室當中的大型設備探測皮膚電，但這種方式并不適用于實際場景下的在線學

2、習研究。期望能夠在可穿戴式設備愈來愈普及的基礎之上，將皮膚電的采集擴展到可穿戴領域。本研究主要完成了以下工作:
　　在硬件方面，以“研究需求”為導向，自主開發(fā)了一款可穿戴式的皮膚電探測設備。該設備的特點是輕巧便攜，能夠直接穿戴在手腕上。同時該設備具有豐富的硬件接口，根據(jù)研究需求，可以非常靈活地擴展其他生理信號傳感器，比如心率傳感器，脈搏傳感器，體溫傳感器等。同時，設備的數(shù)據(jù)能夠通過藍牙或無線網絡的方式傳輸?shù)竭h端主機，這為實現(xiàn)在實際

3、學習情境中研究用戶的情感狀態(tài)提供了可能。
　　在軟件方面，本研究以“可視化”，“大數(shù)據(jù)”和“機器學習”為目標，自主開發(fā)了一款可以自動記錄存儲皮膚電信號并實現(xiàn)情感計算的軟件平臺。軟件基于Matlab計算軟件開發(fā)，以圖形化的方式操作，實現(xiàn)了對生理信號的保存、觀察、特征提取與情感計算。同時本研究通過多次實驗對自主開發(fā)的軟件和硬件的表現(xiàn)進行了測試。
　　在系統(tǒng)設計方面，基于自主開發(fā)的可穿戴軟硬件系統(tǒng)，提取皮電信號的特征，使用機器學習