Pulse-Galvanic Skin Response Analysis with Multiple Sensor Device Design

In this study, the development of a low-cost electronic card-based medical device measuring and recording patient data was described via non-invasive methods. Both the descriptive statistical analysis and the regression model was performed from the pulse and galvanic skin response (GSR) from the volunteer' data. It is important to measure and record different data simultaneously with multiple sensors from the patient during the treatment, medical operation and care periods of the patients. The data measured from the designed device was evaluated for the patient's position, GSR, the respiration rate, the blood oxygen content, and the heart rate. The designed measurement and recording device were implemented with an embedded system-based microcontroller card. The designed device might provide for monitoring and recording data with led display, serial port, microSD card or internet of things.

Exploring Physiology-Based Interactions in Performing Art Using Artistic Interventions / Kunstiliste sekkumiste kasutamine füsioloogiapõhiste interaktsioonide uurimiseks etenduskunstis

Technological innovations like physiological computing offer new possibilities when exploring audience-performer interaction. To avoid technological solutionism that often accompanies biosensor applications in performing art, an artistic interventions approach was used. This paper describes a recent art-science residency consisting of three artistic experiments: the audience’s electrodermal, activity-driven soundscape in a dance improvisation, a “lie detector” applied to the actor just after the performance, and a heart-rate-driven personal discotheque installation. Both artist and scientist provide reflections on future development of this transdisciplinary field from the performing art perspective. Nüüdisaegne interaktiivne teater toetub tehnoloogilistele uuendustele ja järjest enam kasutatakse uusi tehnoloogiaid ka kunstiteose sisu loomisel: on need siis vaatajate reaktsioone tajuvad riided, voogteatri etendus või vaatajate neurofüsioloogilisi reaktsioone mõõtvad sensorid. Etenduskunstnik Taavet Jansen ja neuroteadlane Aleksander Väljamäe töötasid publiku ja esinejate füsioloogiliste reaktsioonidega kunstiteaduse residentuuris Tallinna Ülikoolis veebruarist 2019 kuni juunini 2019. Füsioloogilisi reaktsioone uuriti kolme kunstilise eksperimendi jooksul või järel ning see artikkel kirjeldabki neid eksperimente, kunstniku mõtisklusi oma uurimisreisist ja arutleb, kuidas selliseid interaktsioonivõimalusi saaks kasutada voogteatri platvormidel. Iga kirjeldatud eksperimendi kohta avaldavad autorid ka oma mõtteid ja teevad ettepanekuid, mida eksperimendi kordamisel võiks teha teistmoodi. Kunstilises eksperimendis „Neurokoreograafiline eksperiment nr 4“ kasutati interaktiivset lahendust, kus neljale vaatajale kinnitatud sensorid mõõtsid nende erutuse taset (electrodermal activity galvanic skin response) improvisatsioonilise tantsuetenduse vältel Tallinnas, Kanuti Gildi SAALis 06.06.2019. Vaatajate reaktsioone kasutati reaalajas helikujunduse manipuleerimisel. Selline interaktiivne lahendus tekitas kunstiliselt intrigeeriva tagasiside-efekti, kus vaatajate tahtmatud reaktsioonid hakkasid mõjutama kogu lavastuse tervikut. Vaatajad said tahtmatult endale „hääle“, mida said interpreteerida kõik osalised kogu terviku kontekstis. Kunstilises eksperimendis „Macbeth“ kasutati erutust mõõtvaid sensoreid, salvestamaks näitleja reaktsioone intervjuu ajal, kus esitati küsimusi tema rolliloome kohta etenduses, mis oli lõppenud 10 minutit enne intervjuu algust. Tegemist oli Alo Kõrve Macbethi rolliga Tallinna Linnateatri lavastuses „Macbeth“. Prokurör Steven-Hristo Evestuse läbi viidud intervjuu eesmärgiks oli mõista, milliseid tehnikaid kasutab näitleja oma rolli luues, ning tehnoloogiat kasutades analüüsida, kas näitleja on teadlik laval tehtud otsustest. Heli- ja valgusinstallatsioon „Heartrate Party“ põhines kontseptsioonil, kus külastaja südamerütm mõjutas kogu installatsiooni heli- ja valguskujunduse tempot. Südamerütmi mõõdeti spetsiaalse sensoriga ja kasutatud videokujundus nii instrueeris osalejaid kui ka andis tagasisidet õnnestumisest või ebaõnnestumisest. Installatsioon oli avatud Tallinnas, Kanuti Gildi SAALi keldrisaalis 05.–07.06.2020 ja seda külastas 20 vaatajat. aasta esimeses pooles, kui COVID-19 pandeemia põhjustas eriolukorra kogu maailmas, ei tohtinud teatrid ja etendusasutused avalikke üritusi korraldada. Teatrid hakkasid oma etendusi andma voogedastust võimaldavatel platvormidel. Kuna voogteater avab etenduste mängimiseks palju uusi võimalusi, siis me analüüsime residentuuris kasutatud kontseptsioone ka voogteatri perspektiivist. Kõiki eelpool mainitud kontseptsioone oleks võimalik osaliselt kanda üle ka veebikeskkonda, kuid need eeldavad kasutajapoolset tehnoloogilist valmisolekut. Sensortehnoloogiad võimaldavad voogteatri etenduste vaatajate reaktsioone ja käitumist analüüsida ja salvestada. Kuna nende tehnoloogiate kasutus sellises kontekstis on veel uus, siis küsimused, mis puudutavad eetikat ja isikuandmeid, vajavad alles väljatöötamist. Kokkuvõttes väidame, et väga palju uurimistööd on alles ees ja meetodid, kuidas interpreteerida esinejatelt ja vaatajatelt kogutud andmeid, on alles vaja välja töötada. Tihti kasutatakse andmeid interaktsiooni eesmärgil pigem otseseid tõlgendusi luues – biosignaalide numbriline väärtus tõlgitakse otse mõneks audiovisuaalses kujunduses oluliseks väärtuseks. Selline tõlgendus annab küll laval toimuvale perfektse sünkrooni, kuid vastust jääb ootama oluline küsimus, mida need andmed väljendavad, mida nad tähendavad. Kunstis jääb tihti puudu teoreetilistest teadmistest, mis aitaksid intuitiivselt tehtud kunstilisi otsuseid raamistada. Selline teadmiste ülekandmine kunsti ja teaduse vahel avaks uusi võimalusi kunstiteoste interpreteerimisel, aga ka teaduse rikastamisel.

Effects of Virtual Reality-Based Relaxation Techniques on Psychological, Physiological, and Biochemical Stress Indicators

Various relaxation techniques could benefit from merging with virtual reality (VR) technologies, as these technologies are easily applicable, involving, and user-friendly. To date, it is unclear which relaxation technique using biofeedback combined with VR technology is the most effective. The study aimed to compare the effectiveness of brief VR-based biofeedback-assisted relaxation techniques including electroencephalographic biofeedback, mindfulness-based biofeedback, galvanic skin response biofeedback, and respiratory biofeedback. Forty-three healthy volunteers (age 34.7 ± 7.2 years), comprising 28 (65%) women and 15 (35%) men, were enrolled in the study. All the participants were exposed to four distinct relaxation sessions according to a computer-generated random sequence. The efficacy of relaxation methods was evaluated by examining psychological, physiological, and biochemical stress indicators. All VR-based relaxation techniques reduced salivary steroid hormone (i.e., cortisol, cortisone, and total glucocorticoid) levels and increased galvanic skin response values. Similarly, all interventions led to a significantly reduced subjectively perceived psychological strain level. Three out of the four interventions (i.e., electroencephalographic, respiratory, and galvanic skin response-based biofeedback relaxation sessions) resulted in a decreased self-reported fatigue level. We suggest that newly developed VR-based relaxations techniques are potential tools for stress reduction and might be particularly suitable for individuals who are not capable of adhering to a strict and time-consuming stress management intervention schedule.

Design and Development of GSR Biofeedback Device

It has been a long time that human is interested in learning how to control involuntary actions such as heartbeat, blood pressure, breathing, etc., so a lot of research has been done on this issue so far. One of the methods using in this field is biofeedback, in which someone can roughly control an involuntary action or having better control over some voluntary actions such as muscle contraction through some visual or audio feedback from those actions. This study is to design and development of one biofeedback instrument, which is GSR (Galvanic Skin Response), and examine some signals that have been taken by this device.

Psychomotor Efficiency in Golf: The Role of Physiological Responses on Putting Performance

Putting is paramount to performance in golf and differentiates low and high achievers in the sport. In the present study, we compared the heart rate, respiration rate, and galvanic skin response for missed and holed putts performed by 13 skilled male golfers from a 12-ft (3.65-m) distance. Contrary to our expectations, no significant effects were observed for heart rate and respiration rate, likely because skilled athletes (a) engage in preperformance routines and are able to control their breathing rhythms, which in turn influence their heart rate; and (b) physiological responses are idiosyncratic, akin to the Individual Zones of Optimal Functioning framework. Congruent with our expectations, we observed a significant effect for galvanic skin response, with higher values observed for missed putts. This effect was robust to individual differences and suggests that biofeedback interventions aimed at enhancing awareness of autonomous physiological responses can be beneficial for performance enhancement in golf putting.