Métricas cognitivas para análise de proficiência em xadrez baseadas em sinais de eletroencefalograma e movimentos oculares

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Silva Júnior, L. R. da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: xadrez; eletroencefalograma; eye-tracking; reconhecimento de padrão
• Link de acesso: https://doi.org/10.31414/EE.2021.T.131334; https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/3225

O jogo de xadrez tem atraído o interesse de vários trabalhos acadêmicos em áreas distintas do conhecimento científico. Nesses trabalhos, a discriminação entre proficientes e nãoproficientes se dá, essencialmente, por métricas relacionadas ao Rating ELO, ao tempo dedicado à prática do xadrez ou em testes baseados na acurácia e tempo de resposta dos voluntários. Nenhuma dessas métricas considera explicitamente como os indivíduos pensam ou pensaram, de fato, durante as jogadas para, então, investigar se os sinais cognitivos desses voluntários seguem padrões que permitam classificá-los em níveis de proficiência automaticamente. O objetivo principal desta tese é analisar a proficiência de um enxadrista por meio de sua ativação cerebral (sinais de eletroencefalografia) e movimentos oculares em determinados estímulos relacionados ao jogo de xadrez. Mais especificamente, objetiva-se: (1) adquirir e interpretar sinais cognitivos de enxadristas com diferentes níveis de proficiência para reconhecer possíveis padrões cognitivos durante jogadas específicas de xadrez; (2) implementar métodos estatísticos para interpretar, analisar e classificar os sinais cognitivos de enxadristas com diferentes níveis de proficiência; (3) separar e classificar jogadores de xadrez de acordo com seu nível de proficiência por meio de seus sinais cerebrais e movimentos oculares; 4) ranquear o nível de proficiência de enxadristas e compará-lo com a métrica tradicional de ranqueamento baseado em acurácia e tempo de resposta. Experimentos foram realizados em uma tela de computador envolvendo 51 questões relacionadas ao jogo de xadrez, separadas nas seguintes 5 categorias: (1) reconhecimento de peças e posicionamento; (2) reconhecimento de situações de xeque; (3) reconhecimento de situações de xeque-mate; (4) possibilidade de xeque-mate em um lance; e (5) conhecimento de jogadas e possibilidade de captura de peças. Um total de 32 voluntários contribuíram para esses experimentos, dentre os quais participaram jogadores profissionais de xadrez com rating ELO (4 voluntários), professores de xadrez (4), crianças em idade escolar que eram competidoras de um campeonato de xadrez estadual (4) e voluntários que não tinham prática contínua em xadrez (20). Os resultados experimentais mostram que é possível separar enxadristas em grupos de proficiência por meio de sinais cognitivos capturados durante respostas de questões deste jogo. Mais do que isso, a métrica tradicional de quantificação de proficiência apresentou acurácia média de até 73,3%, enquanto que as métricas propostas aqui atingiram acurácias médias de até 87,5% e 98,9% para os sinais de eletroencefalografia e movimentos oculares, respectivamente. Acredita-se que os resultados desta tese revelam o potencial dos sinais cognitivos em traduzir e compreender melhor a proficiência humana em xadrez, com especial destaque para os padrões mais discriminantes dos movimentos oculares.