Pamukkale Univ Muh Bilim Derg, 27(5), 646-659, 2021 Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences 646 Düşük maliyetli EEG başlıklarının kullanıcı deneyimi değerlendirmesi User experience evaluation of low cost EEG headsets Kübra ERAT 1* , Pınar ONAY DURDU 2 1,2 Bilgisayar Mühendisliği, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli, Türkiye. kubra.erat@kocaeli.edu.tr, pinar.onaydurdu@kocaeli.edu.tr Geliş Tarihi/Received: 29.09.2020 Kabul Tarihi/Accepted: 03.01.2021 Düzeltme Tarihi/Revision: 01.01.2021 doi: 10.5505/pajes.2021.78910 Araştırma Makalesi/Research Article Öz Abstract İnsan bilgisayar etkileşiminde gelecek vadeden önemli alanlardan biri olan beyin bilgisayar ara yüzlerinde EEG başlıkları oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, düşük maliyetli iki farklı EEG başlığı olan NeuroSky MindWave ve Emotiv EPOC’un dikkat ve rahatlama gerektiren görevlerde performans karşılaştırması, kullanıcı deneyimi ve kullanılabilirlik değerlendirmesi yapılmaktadır. Çalışmada 12 gönüllü katılımcıdan yüksek bilişsel yük gerektiren dikkat görevi ve rahatlama görevi gerçekleştirmeleri istenmiştir. Kullanıcı deneyimini değerlendirmek için Affect Grid ölçeği ve AttrakDiff anketi kullanılırken cihazlara ait kullanılabilirlik problemlerini ortaya koyabilmek için NASA Zihinsel İş Yükü anketi ve Sistem Kullanılabilirlik Ölçeği kullanılmıştır. İstatistiksel sonuçlar incelendiğinde rahatlama görevlerinde NeuroSky MindWave EEG başlığının Emotiv EPOC EEG başlığına oranla daha başarılı olduğu gözlemlenmiştir. Dikkat gerektiren görevlerde ise her ikisi de benzer doğrultuda sonuçlar vermiştir. Kullanıcı deneyimi değerlendirmesine bakıldığında, katılımcıların her iki EEG başlığı kullanım esnasında yorgunluk hissettikleri ancak buna rağmen cihazları kullanımından memnun oldukları gözlemlenmiştir. Kullanılabilirlik açısından bakıldığında ise NeuroSky MindWave için daha olumlu görüşler bildirmişlerdir. One of the promising areas in human computer interaction is the brain computer interfaces and EEG headsets are widely used technology in this domain. In this study, performance comparison of two different low- cost EEG headsets, NeuroSky MindWave and Emotiv EPOC EEG, in tasks requiring attention and relaxation, and their user experience and usability evaluations were conducted. There were 12 participants who were asked to perform attention tasks that require high cognitive load and relaxation tasks. While the Affect Grid scale and AttrakDiff questionnaire were used to evaluate the user experience, the NASA Task Load Index and System Usability Scale were used to reveal the usability problems of the devices. When the statistical results were examined, it was observed that the NeuroSky MindWave was more successful than the Emotiv EPOC in relaxation tasks. However, both have similar results in tasks requiring attention. According to the user experience evaluation results, it was observed that the participants felt tired while using both EEG heads, but were still satisfied with the use of the devices. They reported more positive opinions for NeuroSky MindWave in terms of usability. Anahtar kelimeler: BBA, EEG, Emotiv EPOC, NeuroSky MindWave. Keywords: BCI, EEG, Emotiv EPOC, NeuroSky MindWave. 1 Giriş İnsan-Bilgisayar Etkileşimi (İBE), bilgisayar teknolojisinin tasarımına ve özellikle de insanlar (kullanıcılar) ve bilgisayarlar arasındaki etkileşime odaklanan ve gerçekleştirilen tasarımların değerlendirilmesi ve uygulamasıyla ilgilenen çok disiplinli bir çalışma alanıdır [1]. Bilgisayar ile etkileşim sağlamak için kullanılan her tür yöntem İBE’nin araştırma alanına girmektedir. Son yıllarda özellikle motor engelleri nedeniyle klavye ya da fare kullanamayan kullanıcıların bilgisayarlar ile etkileşimleri için bir alternatif olarak değerlendirilen Beyin Bilgisayar Ara yüzleri (BBA) (BCI - Brain Computer Interface) de bu yöntemler arasında yer almaktadır [2]. BBA, insanların bilgisayarları kontrol etmek veya iletişim aygıtlarını kullanmak için motor hareketlerini kullanmaları yerine beyin elektriksel aktivitesini çevresel sinirlere veya kaslara bağlı kalmadan doğrudan komutlara dönüştürerek dış dünyayla etkileşime sokan bir sistem olarak tanımlanabilir [3]. BBA alanındaki temel araştırmaların amacı da bu bağlamda öncelikle ciddi motor engeli olan insanlar tarafından kullanılabilecek cihazları üretmek ve bunlar ile etkili ara yüzler sağlamaktır [4]. BBA kavramının ilk olarak 1970’li yıllarda Vidal tarafından ortaya atılan “gözlemlenebilir elektriksel beyin aktiviteleri, * Yazışılan yazar/Corresponding author insan-bilgisayar iletişimde bilgi taşıyıcısı olarak harici cihazları kontrol etmek amacıyla kullanılabilir mi?” sorusu ile ortaya çıktığı söylenebilir. Vidal (1973) çalışmasında zihinsel tepki ve kararların, gözlemlenebilir biyoelektrik dizisinden ve özellikle insan derisi üzerinde ölçülen elektroensefalografik potansiyel dalgalanmalarından elde edilebileceğini vurgulamıştır [5]. Beyin aktivitelerini ölçmek için manyetoensefalogram (MEG), kızılötesi spektroskopi (NIRS), elektrokortikogram (ECoG), elektromiyografik (EMG), fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) ve elektroensefalografi (EEG) gibi birden fazla teknik kullanılabilmektedir [6],[7]. Bu teknikler içinde en ulaşılabilir, taşınabilir ve maliyeti az ve kullanımı pratik olan EEG’dir [6]. EEG ile ilgili çalışmaların temelleri; nörobilim, nörofizyoloji ve psikoloji alanlarında yapılan çalışmalara dayandırılabilir. Bir Alman psikiyatrist olan Hans Berger, beyin korteksinin elektriksel aktivitesini kaydetmeyi başarmış ve beynin nasıl çalıştığını görmenin mümkün olduğunu göstermiştir [8]. EEG, beyin hücrelerinde elektriksel potansiyel değişikliklerini ölçmeyi sağlayan invaziv olmayan yöntemlerden biridir [9]. EEG, birkaç santimetrelik kortikal doku boyunca uzanan milyonlarca nöronun ortak aktivitesini yansıtmaktadır [10]. EEG sistemlerinin tıp alanında uzun zamandır hastane ve laboratuvarlarda yaygın olarak kullanılmaktadır [11]. Ancak son yıllarda teknolojideki