LOW-COST PORTABLE WIRELESS ELECTROENCEPHALOGRAPHY TO DETECT EMOTIONAL RESPONSES TO VISUAL CUES - VALIDATION AND POTENTIAL APPLICATIONS

Authors

AHMED MAREY, The American University in Cairo (AUC), EgyptFollow
SHERIF GOUBRAN, The American University in Cairo (AUC), EgyptFollow

Abstract

This paper validates the using a low-cost EEG headset – Emotiv Insight 2.0 – for detecting emotional responses to visual stimuli. The researchers detected, based on brainwave activity, the viewer’s emotional states in reference to a series of visuals and mapped them on valance and arousal axes. Valence in this research is defined as the viewer’s positive or negative state, and arousal is defined as the intensity of the emotion or how calm or excited the viewer is. A set of thirty images – divided into two categories: Objects and Scenes – was collected from the Open Affective Standard Image Set (OASIS) and used as a reference for validation. We collected a total of 720 data points for six different emotional states: Engagement, Excitement, Focus, Interest, Relaxation, and Stress. To validate the emotional state score generated by the EEG headset, we created a regression model using those six parameters to estimate the valence and arousal level, and compare them to values reported by OASIS. The results show the significance of the Engagement parameter in predicting the valence level in the Objects category and the significance of the Excitement parameter in the Scenes category. With the emergence of personal EEG headsets, understanding the emotional reaction in different contexts will help in various fields such as urban design, digital art, and neuromarketing. In architecture, the findings can enable designers to generate more dynamic and responsive design solutions informed by users’ emotions.

Keywords

Electroencephalography; Emotion Detection; Open Affective Standard Image Set; Emotive Insight

الملخص (Abstract in Arabic)

تتحقق هذه الورقة من استخدام سماعة رأس EEG منخفضة التكلفة - Emotiv Insight 2.0 - لاكتشاف الاستجابات العاطفية للمنبهات البصرية. اكتشف الباحثون ، بناءً على نشاط الموجات الدماغية ، الحالات العاطفية للمشاهد بالإشارة إلى سلسلة من الصور المرئية ورسموها على محاور التكافؤ والإثارة. يتم تعريف التكافؤ في هذا البحث على أنه حالة المشاهد الإيجابية أو السلبية، ويتم تعريف الإثارة على أنها شدة العاطفة أو مدى هدوء المشاهد أو حماسته. تم جمع مجموعة من ثلاثين صورة - مقسمة إلى فئتين: الأشياء والمشاهد - من مجموعة الصور القياسية العاطفية (OASIS) واستخدامها كمرجع للتحقق من صحة النتائج. قمنا بجمع 720 نقطة بيانات لست حالات عاطفية مختلفة: الانخراط والإثارة والتركيز والاهتمام والاسترخاء والتوتر. للتحقق من درجة الحالة العاطفية الناتجة عن سماعة EEG، أنشأنا نموذجًا للانحدار باستخدام تلك المعلمات الستة لتقدير مستوى التكافؤ والإثارة ، ومقارنتها بالقيم التي أبلغت عنها OASIS. تُظهر النتائج أهمية معلمة المشاركة في التنبؤ بمستوى التكافؤ في فئة الأشياء وأهمية معلمة الإثارة في فئة المشاهد. مع ظهور سماعات رأس EEG الشخصية، فإن فهم رد الفعل العاطفي في سياقات مختلفة سيساعد في مختلف المجالات مثل التصميم الحضري والفن الرقمي والتسويق العصبي. في مجال الهندسة المعمارية، يمكن للنتائج أن تمكن المصممين من إنشاء حلول تصميم أكثر ديناميكية واستجابة تسترشد بمشاعر المستخدمين.

الكلمات الدالة (Keywords in Arabic)

تخطيط كهربية الدماغ، تحديد العاطفة، مجموعة صور القياسية العاطفية، إيموتيف انسايت

Disciplines

Architecture | Arts and Humanities | Education | Engineering

Recommended Citation

MAREY, AHMED and GOUBRAN, SHERIF (2023) "LOW-COST PORTABLE WIRELESS ELECTROENCEPHALOGRAPHY TO DETECT EMOTIONAL RESPONSES TO VISUAL CUES - VALIDATION AND POTENTIAL APPLICATIONS," Architecture and Planning Journal (APJ): Vol. 28: Iss. 3, Article 25.
DOI: https://doi.org/10.54729/2789-8547.1220