Capítulo 4. DESARROLLO DEL SERIOUS GAME

En este apartado se explicarán las especificaciones del serious game realizado para este proyecto, se describirá su funcionamiento y el proceso de desarrollo que se ha realizado con el software y hardware descritos en el capítulo 3. Por último, se expondrán brevemente otros trabajos realizados durante el desarrollo de este proyecto.

4.1 ESPECIFICACIONES DEL SERIOUS GAME.

Se trata de un videojuego para la rehabilitación de manos y dedos en el que el sujeto ejercitará la disociación de los dedos moviéndolos de forma independiente además de la coordinación bimanual requiriendo la involucración de ambas manos para lograr la meta. Asimismo, el juego incorpora la característica adicional de motivación y diversión que convertirán la terapia en un entretenimiento.

Una de las comunidades de pacientes que más puede beneficiarse de la interacción de las manos son los que han sufrido un derrame cerebral. El derrame cerebral causa hemiplejia que afecta a las funciones motrices de uno de los lados del cuerpo, típicamente, los pacientes pierden parte o completo control de una de sus manos.  Pero el público objetivo para este serious game no está limitado sino que puede servir para cualquier tipo de paciente para el que los especialistas consideren de utilidad, ya sean personas con trastornos neurológicos incluyendo Parkinson, parálisis cerebral, esclerosis múltiple, ataxia, etc. o sujetos que hayan sufrido quemaduras o lesiones físicas.

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Además, como se ha mencionado en el apartado del Leap Motion, se ha escogido este dispositivo con la finalidad de no tener que hacer exclusiones por limitaciones como pacientes en sillas de ruedas, con sordera, ancianos o pacientes con dificultades para agarrar controladores, ya que para manejar el Leap Motion tan solo se necesita mover las manos en el aire e incluso se podría colocar un soporte en el brazo si así lo requiriese el paciente como podemos observar en la figura 26.

Figura 26: Soporte utilizado por VirtualRehab [18].

En definitiva, el serious game dotará de las siguientes características:

• Asequible para cualquier tipo de paciente y sus requisitos.
• Opción de adaptarse a distintas patologías y manos del paciente.
• Registro de los resultados para su evaluación.
• Fácil de entender y manejar.
• Añade una componente de entretenimiento, motivación e incluso competitividad entre usuarios que podría resultar beneficiosa.

4.2 DESCRIPCION DEL SERIOUS GAME.

Piano es un juego en el que se irán iluminando las teclas de un piano virtual y el paciente deberá pulsarlas con el dedo correcto ya que cada tecla se corresponde con un dedo de la mano.

En la primera pantalla (figura 27) se solicitarán los datos más relevantes del paciente que se deberán introducir por teclado. A partir de ellos se creará automáticamente un fichero donde se irá guardando dicha información junto a los resultados de los ejercicios para la futura evaluación de un profesional. En el caso de que dicho usuario ya haya jugado en anteriores ocasiones, el juego reconocerá su nombre y apellido e incluirá los resultados de esta sesión en el mismo archivo que las anteriores para facilitar la evaluación al terapeuta y analizar los progresos del paciente.

Figura 27: Pantalla inicial del juego.

Al presionar el botón de Play, aparecerá la pantalla donde se permitirá el ajuste de las teclas a través de unos deslizadores (figura 28):

• Distancia entre teclas. Se personalizará dicha distancia a la disociación de los dedos que requiera la terapia.
• Grosor de las teclas. Se adaptará dicho grosor para que el paciente se sienta cómodo al pulsar las teclas.
• Altura de las manos. El paciente colocará las manos encima del dispositivo Leap Motion a la altura donde se sienta más cómodo y con el deslizador correspondiente se colocarán las manos virtuales de modo que queden apoyadas encima del teclado.

Figura 28: Pantalla de ajuste del teclado.

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Una vez adaptado el formato al paciente, se pulsará el botón de siguiente y comenzará el juego. Es conveniente, por tanto, antes de cambiar de escena animar al usuario a que practique pulsando las teclas para que se familiarice con el entorno virtual.

El primer ejercicio se realizará con tan solo la mano derecha (figura 29 y 30). Las teclas irán cambiando a color negro en orden, indicando así cuál debe ser presionada y, a su vez, se iluminará la punta del dedo con el que se deba pulsar, correspondiéndose de la siguiente manera:

• La primera tecla (a la izquierda del todo): dedo pulgar de la mano derecha.
• Segunda tecla: dedo índice de la mano derecha.
• Tercera tecla: dedo corazón de la mano derecha.
• Cuarta tecla: dedo anular de la mano derecha.
• Quinta tecla (a la derecha del todo): dedo meñique de la mano derecha.

Cada tecla tan solo reaccionará al ser pulsada por el dedo que le corresponde, ignorando cualquier interacción con el resto de dedos con la finalidad de que se puedan evaluar los resultados correctamente, ya que, el tiempo que se tarde en pulsar cada tecla será cronometrado. Asimismo, tan solo sonará la tecla que corresponda tocar.

Figura 29: Pantalla previa al ejercicio con la mano derecha.

Figura 30: Usuario realizando el ejercicio con la mano derecha.

Una vez que se presione la tecla en negro, se reproducirá el sonido y pasará a la siguiente y así sucesivamente, guardando todos estos tiempos en el archivo junto al resto de resultados (figura 31).

Se realizarán dos series en que las teclas se colorearán de negro en orden de izquierda a derecha (es decir, se irá pulsando de pulgar a meñique) y otras dos series en que se colorearán aleatoriamente. A la hora de guardar los datos se harán corresponder los tiempos (en segundos) con su respectivo dedo en el siguiente orden:

• Primer dato (T1): tiempo empleado en pulsar la tecla en la primera serie que se realiza en orden.
• Segundo dato (T2): tiempo empleado en pulsar la tecla en la segunda serie que se realiza en orden.
• Tercer dato (T3): tiempo empleado en pulsar la tecla en la primera serie que se realiza aleatoriamente.
• Cuarto dato (T4): tiempo empleado en pulsar la tecla en la segunda serie que se realiza aleatoriamente.

Figura 31: Archivo Excel con los datos y resultados del paciente.

Con estos tiempos en el documento Excel, el terapeuta podrá sacar promedios, gráficas y lo que resulte necesario para evaluar al paciente.

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El siguiente ejercicio será el mismo que el anterior, con dos series de pulsaciones en orden y dos aleatorias, pero esta vez deberá realizarse con la mano izquierda. En este caso las teclas se corresponden de la siguiente manera:

• La primera tecla (a la izquierda del todo): dedo meñique de la mano izquierda.
• Segunda tecla: dedo anular de la mano izquierda.
• Tercera tecla: dedo corazón de la mano izquierda.
• Cuarta tecla: dedo índice de la mano izquierda.
• Quinta tecla (a la derecha del todo): dedo pulgar de la mano izquierda.

Figura 32: Pantalla previa al ejercicio con la mano izquierda.

Figura 33: Usuario realizando el ejercicio con la mano izquierda.

Finalmente se realizará el ejercicio con las dos manos para fomentar la coordinación bimanual. De nuevo se realizarán dos series en orden y dos aleatorias, esta vez involucrando todos los dedos de ambas manos. Las cinco teclas de la izquierda corresponden a la mano izquierda y las teclas de la derecha a la mano derecha y la serie comenzará por el meñique de la mano izquierda y finalizará con el meñique de la mano derecha.

Figura 34: Pantalla previa al ejercicio con ambas manos.

Figura 35: Usuario realizando el ejercicio con ambas manos.

Al finalizar todos los ejercicios podremos acceder, presionando el icono de la copa abajo a la derecha de la figura 35, a la pantalla de los resultados. Es en este momento cuando el paciente podrá comparar los tiempos que ha tardado en pulsar las teclas con cada dedo de cada mano, siendo la altura de las barras proporcional al promedio del tiempo empleado, e incitar su motivación para mejorar los resultados en futuras sesiones.

Figura 36: Pantalla con los resultados de los ejercicios.

En la figura 36 se observa como el usuario ha sido más lento pulsando las teclas con la mano izquierda que, como se recogía en la figura 31, se trataba de la mano afectada. Cada barra de la imagen pertenece al promedio de los tiempos de cada dedo, correspondiéndose un color con un tipo de dedo como se muestra en la leyenda de la pantalla.

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Es importante mencionar que en cualquier momento y durante cualquiera de los ejercicios que se esté realizando se pueden efectuar las siguientes acciones:

• El icono de salir que se encuentra arriba a la izquierda de la pantalla finalizará el juego. La pantalla que aparece en la figura 37 aparecerá por si se hubiese pulsado el icono de salir por error.
• El icono de configuración, arriba a la derecha, llevará a la pantalla en que se ajustaba el teclado y una vez se finalice la adaptación regresará a la misma pantalla desde donde se realizó la petición.
• Las flechas hacia la izquierda y derecha permiten pasar de un ejercicio a otro, guardándose los tiempos que se hayan realizado, en el caso de que los haya, y permitiendo darse el caso de no realizar alguno de los ejercicios o hacerlos en distinto orden al establecido.

Figura 37: Pantalla de abandono del juego.

En definitiva, el proyecto está dividido en las siguientes seis escenas:

• Scene0_Intro: Pantalla inicial donde se recogen los datos del usuario.
• Scene1_Ajuste: Pantalla donde se adapta el teclado.
• Scene2_ManoDcha: Juego con la mano derecha.
• Scene3_ManoIzq: Juego con la mano izquierda.
• Scene4_AmbasManos: Juego con ambas manos.
• Scene5_Resultados: Pantalla donde se imprime un diagrama de barras con el promedio de los tiempos de los ejercicios.

Figura 38: Listado de escenas en Unity.

El desarrollo de un «Serious Game» implica la creación de un juego con un propósito más allá del entretenimiento, con el objetivo de educar, entrenar o abordar problemas específicos:

1. Definición de Objetivos:

• Educación o Entrenamiento: Identifica claramente los objetivos educativos o de entrenamiento que quieres lograr con el juego.
• Problema Específico: Si es para abordar un problema específico, define claramente cuál es ese problema.

2. Planificación y Diseño:

• Conceptualización del Juego: Define la mecánica del juego y cómo se alineará con los objetivos establecidos.
• Diseño de Niveles o Escenarios: Crea niveles o escenarios que reflejen situaciones realistas relacionadas con los objetivos del juego.

3. Selección de Plataforma:

• Dispositivos: Decide si tu juego será para dispositivos móviles, PC, consolas u otras plataformas.
• Accesibilidad: Asegúrate de que el juego sea accesible para tu audiencia objetivo.

4. Desarrollo Técnico:

• Elección del Motor de Juego: Selecciona un motor de juego que se adapte a tus necesidades. Unity y Unreal Engine son opciones populares.
• Implementación de Mecánicas de Juego: Desarrolla las mecánicas de juego que respalden los objetivos del Serious Game.

5. Diseño Gráfico y Audiovisual:

• Gráficos: Crea gráficos que sean apropiados para el propósito educativo o de entrenamiento.
• Audio: Utiliza efectos de sonido y música que complementen la experiencia del juego.

6. Interfaz de Usuario (UI):

• Diseño Intuitivo: Asegúrate de que la interfaz de usuario sea intuitiva y fácil de usar.
• Elementos Educativos: Incorpora elementos educativos directamente en la interfaz si es posible.

7. Integración de Contenido Educativo:

• Lecciones y Evaluaciones: Integra lecciones y evaluaciones dentro del juego de manera coherente.
• Retroalimentación Inmediata: Proporciona retroalimentación inmediata para mejorar el aprendizaje.

8. Seguridad y Privacidad:

• Datos del Usuario: Si se recopilan datos del usuario, asegúrate de cumplir con las leyes de privacidad y protección de datos.
• Seguridad: Implementa medidas de seguridad para proteger la integridad del juego y la información del usuario.

9. Pruebas y Evaluación:

• Pruebas de Jugabilidad: Realiza pruebas de jugabilidad para asegurar que el juego sea efectivo y atractivo.
• Evaluación de Resultados: Evalúa si los objetivos educativos o de entrenamiento se están cumpliendo.

10. Iteración y Mejoras:

• Feedback de Usuarios: Recopila feedback de usuarios y realiza mejoras basadas en sus comentarios.
• Actualizaciones: Realiza actualizaciones periódicas para mantener la relevancia y mejorar la experiencia del usuario.

11. Documentación:

• Documentación del Desarrollo: Documenta el proceso de desarrollo, la lógica del juego y cualquier decisión importante.
• Material Educativo: Crea materiales educativos asociados con el juego, si es necesario.

12. Distribución y Difusión:

• Plataformas de Distribución: Distribuye el juego a través de plataformas educativas, tiendas de aplicaciones o directamente en entornos de formación.
• Promoción: Promociona el juego entre la audiencia objetivo.