Componente de adaptación basado en tecnologías wearable para soportar el seguimiento personalizado de actividad física en niños

Abstract

La obesidad es una enfermedad crónica caracterizada por la acumulación de grasa corporal. En niños en edades inferiores a los siete años, la obesidad es uno de los problemas de salud pública más graves, ya que se convierte progresivamente en un factor de riesgo en la adultez. Estudios recientes e innovaciones tecnológicas han demostrado la viabilidad de las intervenciones basadas en juegos para promover la actividad física entre los niños. Sin embargo, existe una brecha en la adaptación de los sistemas a las características específicas de cada usuario. Con este trabajo de grado se busca evidenciar el desarrollo de un componente de adaptación para un exergame en particular, basado en tecnología wearable, dispositivo que mide la frecuencia cardíaca para respaldar un sistema de seguimiento personalizado de la actividad física en niños. La metodología empleada fue el Modelo de Adaptación General (GAM – General Adaptation Model) que proporciona pautas en el proceso de diseño de modelos de adaptación, incorporando el modelado y la personalización del usuario en sistemas interactivos convencionales nuevos o existentes. Con el fin de evaluar el componente de adaptación, se llevó a cabo un experimento en una escuela primaria con treinta niños de entre cinco y siete años para probar la efectividad de un sistema adaptativo al usuario frente a un sistema interactivo convencional para la promoción de la actividad física en niños. Los resultados indican que el componente desarrollado logro cambiar el comportamiento del sistema según las variaciones de la frecuencia cardíaca y, por lo tanto, condujo a los usuarios a realizar niveles de actividad física más altos o más bajos según el registro tomado por el dispositivo wearable. La estructura de este trabajo de grado inicia con el modelo de adaptabilidad y el modelado de usuario. Después se evidencia el diseño del componente de adaptación basado en tecnología wearable, y se procede a la validación del sistema describiendo a detalle el experimento, Se describen los resultados obtenidos y por último se consideran los trabajos futuros y las conclusiones.

Obesity is a chronic disease characterized by body fat accumulation. Among children under seven years old, obesity is a major public health concern as it progressively becomes a risk factor in the adulthood. Recent studies and technology innovations have shown the viability of game-based interventions to promote physical activity in children. However, there is still a gap in the system’s adaptation feature to the specific user’s characteristics. This research searches to prove the development of an adaptation component for a particular exergame, based on wearable technology: a device that measures heart rate data to support a personalized physical activity tracking system. The employed methodology was the General Adaptation Model (GAM) that provided guidelines for the development process of adaptation models, incorporating user modelling and personalization in new or existing conventional interactive systems. With the purpose of evaluating the adaptation component, it was carried out an experiment at a primary school with thirty children aged from five to seven years old to test a user adaptive system’s effectiveness with the one exhibited by a conventional interactive system to promote physical activity in children. The results show that the developed component was able to change the system behavior according to varying heart rate, therefore, it encouraged users to perform higher (or lower) physical activity levels as recorded by the wearable device. The structure of this degree work starts with the adaptability model and user modelling. After that, it is presented the development of the adaptation component based on wearable technology, continuing with the system validation detailing accurately the experiment. Finally, the results are shown and future works and conclusions are considered.