Multimodal Visual Sensing: Automated Estimation of Engagement [article]

Ömer Sümer, Universitaet Tuebingen, Kasneci, Enkelejda (Prof. Dr.)
2021
Viele moderne Anwendungen der künstlichen Intelligenz beinhalten bis zu einem gewissen Grad ein Verständnis der menschlichen Aufmerksamkeit, Aktivität, Absicht und Kompetenz aus multimodalen visuellen Daten. Nonverbale Verhaltenshinweise, die mit Hilfe von Computer Vision und Methoden des maschinellen Lernens erkannt werden, enthalten wertvolle Informationen zum Verständnis menschlicher Verhaltensweisen, einschließlich Aufmerksamkeit und Engagement. Der Einsatz solcher automatisierten Methoden
more » ... tisierten Methoden im Bildungsbereich birgt ein enormes Potenzial. Zu den nützlichen Anwendungen gehören Analysen im Klassenzimmer zur Messung der Unterrichtsqualität und die Entwicklung von Interventionen zur Verbesserung des Unterrichts auf der Grundlage dieser Analysen sowie die Analyse von Präsentationen, um Studenten zu helfen, ihre Botschaften überzeugend und effektiv zu vermitteln. Diese Dissertation stellt ein allgemeines Framework vor, das auf multimodaler visueller Erfassung basiert, um Engagement und verwandte Aufgaben anhand visueller Modalitäten zu analysieren. Während sich der Großteil der Engagement-Literatur im Bereich des affektiven und sozialen Computings auf computerbasiertes Lernen und auf Lernspiele konzentriert, untersuchen wir die automatisierte Engagement-Schätzung im Klassenzimmer unter Verwendung verschiedener nonverbaler Verhaltenshinweise und entwickeln Methoden zur Extraktion von Aufmerksamkeits- und emotionalen Merkmalen. Darüber hinaus validieren wir die Effizienz der vorgeschlagenen Ansätze an realen Daten, die aus videografierten Klassen an Universitäten und weiterführenden Schulen gesammelt wurden. Zusätzlich zu den Lernaktivitäten führen wir eine Verhaltensanalyse von Studenten durch, die kurze wissenschaftliche Präsentationen unter Verwendung von multimodalen Hinweisen, einschließlich Gesichts-, Körper- und Stimmmerkmalen, halten. Neben dem Engagement und der Präsentationskompetenz nähern wir uns dem Verständnis des menschlichen Verhaltens aus einer breiteren Perspektive, indem wir die Analyse der gemeinsam [...]
doi:10.15496/publikation-55003 fatcat:jcki2sjwjzfbvm5vdanxsy7ohy