2.2 Adaptiviteit
Adaptiviteit staat voor het aanpassen van iets onder bepaalde omstandigheden. In serious games betekent dit dat het spel dynamisch aangepast kan worden naar verloop van tijd afhan- kelijk van gegevens van de game, omgeving of gebruiker. Hierdoor kan het spel gespeeld worden volgens de capaciteiten van de gebruiker. Wanneer het spel te moeilijk blijkt voor de gebruiker en dit wordt waargenomen in de analyse van de game, kan het spel vergemakkelijkt worden. Andersom, wanneer het spel te gemakkelijk blijkt te zijn, zal het spel moeilijker gemaakt wor- den. Om het beste resultaat uit de serious game te halen, dienen de moeilijkheid van het spel en de waargenomen performantie van de gebruiker een lineair verband met elkaar te hebben, zoals besproken werd in Paragraaf 2.1.1. Een te hoge moeilijkheidsgraad leidt tot frustratie terwijl een te gemakkelijke game tot verveling leidt. Er zijn veel methoden om adaptivteit toe te passen voor een serious game. Dit varieert van eenvoudige grens gebaseerde aanpassing van parameters van het spel tot geavanceerdere dynamische modellen die doorheen het spel continu aangepast worden [10].
2.2.1 Methodes voor adaptatie
Adaptiviteit van serious games wordt verwezenlijkt door een zogenaamde Adaptive engine, die in Sectie 2.4 besproken wordt. Deze engine analyseert de gegevens van de gebruiker of de game en kan, op basis van verschillende methodes, het verloop van de game aanpassen. Er kunnen drie verschillende hoofdmethodes voor analyse van adaptatie van elkaar onderscheiden worden met elk hun eigen technieken en algoritmen voor het adaptief maken van de game [14]. De volgende paragrafen geven een overzicht van deze methodes.
Regel gebaseerd
Een regel gebaseerde methode voorziet regels die, wanneer voldaan, een bepaalde actie uitvoeren die het verder verloop dan de game bepalen. Zo kan, wanneer de speler een bepaald level bereikt, de moeilijkheidsgraad van het spel aangepast worden. Een regel gebaseerd systeem kan leiden tot een minder effectieve serious game, er kunnen echter maar een beperkt aantal regels ingevoerd
12 HOOFDSTUK 2. LITERATUURSTUDIE worden. Daarboven zijn grenswaarden van deze regels voor elke gebruiker anders. Een regel gebaseerd systeem leidt hierdoor doorgaans tot een minder gepersonaliseerde ervaring maar is eenvoudig om te verwezenlijken.
Plan gebaseerd
Een plan gebaseerde methode kan gezien worden als een collectie statenmachines. Elk plan is een statenmachine waarbij elke staat een actie is die in de game uitgevoerd kan worden. Wanneer aan een bepaalde conditie voldaan is, kan uit actieve staten van verschillende plannen gekozen worden wat zal gebeuren in de game [21]. Deze manier van adaptatie is goed voor spellen met een verhaallijn. Een staat kan hier een nieuw hoofdstuk of een nieuw item dat vrijgespeeld wordt zijn. Zo worden, afhankelijk van de vooruitgang van de speler, steeds meer opdrachten in het spel beschikbaar.
Model gebaseerd
Bij een model gebaseerde methode wordt voor de verschillende game-elementen een model voor- zien. Dit model kan, op basis van informatie van de gebruiker, tijdens het verloop van de game dynamisch veranderen. Zo is een spelermodel, het model dat de speler voorstelt, verantwoorde- lijk voor het aanpassen van het skill-level en de mijlpalen van de gebruiker. Een game-model zal de moeilijkheid van de eventuele tegenspelers alsook de verhaallijn aanpassen. Verdere model- len kunnen instaan voor het berekenen van capabiliteiten en moeilijkheidsgraden van bepaalde doelen in het spel [22]. Het gebruik van modellen laat toe om complexere analysetechnieken op basis van bijvoorbeeld kunstmatige intelligentie toe te passen. Zo kan, met behulp van regressie, de algemene verwachte vooruitgang van de gebruiker in de toekomst voorspeld worden. Door middel van deze technieken kan gepoogd worden de vooruitgang van de gebruiker in de toe- komst te voorspellen. Met deze voorspelling kan de adaptive engine het spel al voorbereiden op opdrachten die later door de gebruiker gespeeld kunnen worden.
2.2. ADAPTIVITEIT 13
Andere
De drie voorgaande methodes voor analyse en adaptatie zijn methodes die het vaakst gebruikt kunnen worden. De methodes voor analyse en adaptatie zijn echter niet de enige die gebruikt kunnen worden. Er kan vrij gekozen worden hoe complex de analyse in de adaptive engine zal zijn. Combinaties, vereenvoudigingen of complexere implementaties van de voorgaande methodes zijn daarbij een mogelijkheid. Een te eenvoudige methode van adaptatie zou echter wel kunnen leiden tot een minder correcte analyse. Het is bijgevolg belangrijk om de soort en complexiteit van de analyse en adaptatie voor een serious game goed af te wegen.
2.2.2 Tijdstip van adaptatie
Buiten de methode van adaptiviteit, kan ook bepaald worden wanneer adaptiviteit plaats vindt. Zo wordt er onderscheid gemaakt tussen online en offline adaptiviteit. Beiden tonen ze een omgekeerd evenredige relatie tussen complexiteit van de analyse en de frequentie van adaptiviteit. Afhankelijk van de soort serious game, kan beslist worden welke van twee het best gebruikt wordt. In de volgende paragrafen worden deze twee methodes in meer detail besproken.
Online adaptiviteit
Online adaptiviteit, ook wel realtime adaptiviteit genoemd, analyseert en past parameters van de game aan terwijl het bezig is. De analyse gebeurt in dit geval door middel van evaluatiefunc- ties die de verschillende parameters van de game in functie van entertainment of performantie zetten. Uit de resultaten van deze evaluatiefuncties kunnen vervolgens waarden van nieuwe pa- rameters berekend worden. Om de evaluatiefuncties en het aanpassen van de parameters te optimaliseren voor verschillende gebruikers, kan bijvoorbeeld gebruik gemaakt worden van een
artificieel neuraal netwerk. Dit netwerk zal bij elke iteratie van de evaluatiefunctie een hoger
plezier- of performantieniveau van de gebruiker trachten te verkrijgen [23]. Dit neuraal netwerk kan op voorhand getraind worden met willekeurige data en verwachte scenario’s en vervolgens, wanneer de game in productie is, gebruikt worden [24]. Omdat realtime gegevens snel na elkaar gegenereerd worden en dus ook snel verwerkt dienen te worden, wordt vaak gebruik gemaakt
14 HOOFDSTUK 2. LITERATUURSTUDIE van stream processing. De gegevens worden als een constante stroom gezien en één voor één geanalyseerd en verwerkt.
Offline adaptiviteit
Offline adaptiviteit analyseert de resultaten en gegevens van de vorige game waarna de para- meters voor de volgende game klaargezet worden. Omdat offline adaptiviteit niet direct moet gebeuren zoals bij realtime adaptiviteit, kunnen complexere analyses op de data uitgevoerd worden. Zo kan op het einde van het spel een test gegeven worden om het resultaat van de vo- rige adaptatie te evalueren. Als hier een verbetering waargenomen wordt, werkte de aanpassing en kan in de volgende iteratie dezelfde methode gehanteerd worden. Was de vorige aanpassing echter niet effectief, kunnen andere methodes uitgetest worden [14]. Omdat men bij bij offline adaptiviteit beschikt over de gegevens van de volledige game, kan in tegenstelling tot realtime adaptiviteit, naar het globale resultaat gekeken worden. Volgde de performantie van de speler de verwachte waarde? Was er over de volledige game een positief effect op de gebruiker? Offline data omvat alle gegevens van één of meerdere games. Deze grote verzameling data, een batch ge- naamd, kan verwerkt worden door middel van batch processing. De gegevens worden gegroepeerd in blokken, geanalyseerd en verwerkt.
2.2.3 Plaats van adaptatie
Als laatste kan er nog onderscheid gemaakt worden in de locatie van adaptatie. Hierbij kunnen twee soorten van elkaar onderscheiden worden [25]. Een eerste soort is onsite adaptatie, ook wel in-situ adaptatie genaamd, waarbij zowel de serious game als het systeem voor adaptatie zich op dezelfde locatie bevinden. Het gebruik van internet is in dit geval niet nodig omdat de game en het systeem rechtstreeks met elkaar kunnen communiceren. Ten tweede is er de offsite adaptatie, ook wel ex-situ adaptatie genaamd. In dit geval bevinden de serious game en het systeem voor adaptatie zich niet op dezelfde locatie en dient communicatie tussen de twee over het internet te gebeuren. De offsite adaptatie blijkt handig wanneer complexe analysetechnieken, die veel rekenkracht van een computer vereisen, gebruikt worden. De computer waarop het spel gespeeld wordt zou echter niet krachtig genoeg kunnen zijn voor deze berekeningen waardoor de analyse
2.3. PERSONALISATIE 15