Earticle

This paper describes design and implementation of a three-dimensional game based on a brain-computer interface (BCI). The interaction between player and game application is controlled by translating brain signals into user-key input through electroencephalogram software. To evaluate the game performance, we compare the scores of the BCI interface with those of an existing non-BCI interface. The experiments results show that the players can control the game with BCI although the game speed is low.

본 연구는 일반 컴퓨터 게임과 뇌파를 이용한 바이오피드백 게임의 수행에 따른 뇌파의 변화를 비교하고자 하였다. 뇌파는 게임을 수행하는 동안 변화된 slow alpha파와 fast beta파의 relative power change를 실시간으로 분석하였다. slow alpha파와 fast beta파만을 분석한 이유는 두 뇌파 유형이 시시각각으로 변하는 게임 상황에서 수행자의 정신활동을 잘 반영하는 것으로 고려되었기 때문이다. 두 가지 게임을 수행 전반기와 후반기로 나누어 안정기와 비교하여 변화된 뇌파를 비교, 분석한 결과, 전반적으로 뇌파 게임은 수행 전반기에 비해 후반기에 slow alpha파가 증가하였고, 이와는 반대로 컴퓨터 게임은 전반기에 비해 후반기로 갈수록 fast beta파가 증가하였다. 특히 이러한 변화는 F3, Fp2, 그리고 T4 부위에서 두드러지게 관찰되었다. 이는 뇌파게임이 일반 컴퓨터 게임에 비해서 안정된 정서를 발달시킬 수 있다는 가능성을 시사한다.

학습 내용이나 학습자의 상황에 맞는 적합한 게임을 사용하기 위해서는 게임을 필요할 때마다 제작하는 것이 가장 좋은 방법이지만, 교사의 인력과 시간이 많이 낭비된다. 따라서 본 연구에서는 제작 기술에 대한 전문적인 지식이 없는 교사 자신들이 원하는 맞춤 형태로 게임형 학습 콘텐츠를 제작할 수 있는 도구를 제안한다. 제안한 도구의 현장적용 가능성을 알아보기 위해 교사들을 대상으로 적용하고 평가해 본 결과 반수 이상의 교사들이 현장가능성 여부에 있어 긍정적인 반응을 나타냈다. 또, 유아들을 대상으로 완성된 게임을 실시하여 인터페이스·상호작용을 분석함으로써 실제로 발현되는 양상을 살펴보았다.

Recently, there has been much research conducted to improve Immersion and learning achievement using the edutainment that combines learning with games. As one of these applications, computer games lead to students’ concentration and positive participation in class so that students acquire higher learning efficiency. To use games suited to learning content or the learner’s ability in class, the best way is to make games every time the need arises. However, this wastes teachers’ time and efforts during classes. Therefore, in this study, we propose an authoring tool, which enables teachers to tailor game-type learning content reflection of their own preferences in spite of no technical skill background. Learning the tools to apply the proposed site for teachers to apply to evaluate the possibility of this result is more than half of the teachers in the field was positive. Also, infants who completed the games and interacted with the interface by analyzing the pattern of expression seen in fact.

Recently computer games have been widely spread. For the purpose of studying brain activities, EEG was measured during the computer game and analyzed in terms of channels and frequency bands. EEG data were obtained during the resting state and game immersion. Then the power spectra of alpha, beta and theta bands were computed. During game immersion, the ratio between theta / alpha could effectively differentiate between rest and game immersion. Changes in brain activity (26~53%) were observed in the parietal and occipital lobes. Interestingly, immersion shows different features compared to concentration. The state of game immersion could be detected. Therefore, it is possible to utilize the state of immersion as one of the game parameters or to generate a control signal that may be used to provide a warning message or abort the game when the situation of the excessive indulgence in the game reaches. EEG can be applied as smart interface for computer game.