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Title: Análise da capacidade cognitiva humana por meio do processamento de sinais pupilares em testes visuais
Authors: Orsi, R. N.
Advisor: Thomaz, C. E.
Issue Date: 28-Feb-2018
Abstract: A cognição humana é algo que desperta o interesse do homem desde os primórdios de sua história. No entanto, muitos processos cognitivos ainda não podem ser explicados pela ciência. Neste contexto, esta dissertação propõe um estudo sobre as reações do sistema nervoso por meio de estímulos ao sistema cognitivo. Mais especificamente, a proposta foi utilizar técnicas de processamento de sinais e estatística multivariada para avaliar a intensidade de esforço mental e o desempenho cognitivo por meio da mensuração do diâmetro pupilar. Este trabalho realizou dois experimentos cognitivos, onde os voluntários foram submetidos a estímulos visuais ao mesmo tempo em que era adquirido o sinal pupilar. Ambos experimentos contaram com um teste cognitivo computadorizado e foram aplicados utilizando um equipamento de rastreamento ocular, um microcomputador e um software de apoio para apresentação do estimulo e calibração do equipamento. Os dados coletados foram tratados e processados com o auxílio de duas plataformas de desenvolvimento para processamento de sinais e computação estatística. Os resultados alcançados apontam que existe uma relação entre a carga cognitiva e a variação do diâmetro pupilar, mostrando que a pupila é um indicador sensível ao esforço mental. Como contribuição original, os resultados também mostram que é possível projetar classificadores estatísticos para predizer automaticamente o desempenho de humanos em tarefas cognitivas, se tal predição, considerar os sinais pupilares como um todo e não somente um resumo de sua variação
Human cognition is something that has aroused the interest of man since the dawn of its history. However, many cognitive processes cannot yet be explained by science. In this context, this dissertation proposes a study on the reactions of the nervous system through stimuli to the cognitive system. More specifically, the proposal was to use of signals processing techniques and multivariate statistic to assess mental effort intensity and cognitive performance through measurement of the pupillary diameter. This work carried out two cognitive experiments, where the volunteers were submitted to visual stimuli at the same time that the pupillary signal was acquired. Both experiments had a computerized cognitive test and were applied using an eye tracking equipment, a microcomputer and support software to present equipment stimulation and calibration. The data collected were treated and processed with the aid of two development platforms for signal processing and statistical computation. The results achieved show that there is a relationship between the cognitive load and pupillary diameter variation, showing that the pupil is an indicator sensitive to mental effort. As an original contribution, the results also show that it is possible to design statistical classifiers to automatically predict the performance of humans in cognitive tasks, if such a prediction, to consider the pupillary signals as a whole and not only a summary of their variation
Keywords: Cognição
Processamento de sinais
Pupila
Desempenho cognitivo
URI: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/27
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