MINDFUL SPACE IN SENTENCES - A DATASET OF VIRTUAL EMOTIONS FOR NATURAL LANGUAGE CLASSIFICATION

Authors

HAN TU, Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, Massachusetts, USAFollow
CHUNFENG YANG, Harvard Graduate School of Design, 48 Quincy St, Cambridge, Massachusetts, USAFollow

Abstract

Spatial emotions have played a critical role in visual-spatial environmental assessment, which can be assessed using bio-sensors and language description. However, information on virtual spatial emotion assessment with objective emotion labels and natural language processing (NLP) is insufficient in literature. Thus, designers’ ability to assess spatial design quantitatively and cost effectively is limited before the design is finalized. This research measures the emotions expressed using electroencephalograms (EEGs) and descriptions in virtual reality (VR) spaces with different parameters. First, 26 subjects experienced 10 designed virtual spaces with a VR headset (Quest 2 device) corresponding to the different space parameters of shape, height, width, and length. Simultaneously, the EEG measured the emotions of the subjects using four electrodes and the five brain waves. Second, two labels – calm and active – were produced using EEGs to describe these virtual reality spaces. Last, this labeled emotion dataset compared the differences among the virtual spaces, human feelings, and the language description of the participants in the VR spatial experience. Experimental results show that the parameter changes of VR spaces can arouse significant fluctuations in the five brain waves. The EEG brain wave signals, in turn, can label the virtual rooms with calm and active emotions. Specifically, in terms of VR spaces and emotions, the experiments find that more relative spatial height results in less active emotions, while round spaces arouse calmness in the human brain waves. Moreover, the precise connection among VR spaces, brain waves in emotion, and languages still needs further research. This research attempts to offer a useful emotion measurement tool in virtual architectural design and description using EEGs. This research identifies potentials for future applications combining physiological metrics and AI methods, i.e., machine learning for synthetic design generation and evaluation.

Keywords

Virtual reality (VR), Spatial Perception, Spatial assessment, Electroencephalogram (EEG), Natural Language Processing (NLP)

الملخص (Abstract in Arabic)

لقد طالما لعبت العواطف المكانية دورًا مهمًا في التقييم البيئي البصري المكاني، والذي يمكن تقييمه باستخدام أجهزة الاستشعار الحيوية ووصف اللغة. ومع ذلك، فإن المعلومات المتعلقة بتقييم المشاعر المكانية الافتراضية مع تسميات العاطفة الموضوعية وتقنيات معالجة اللغة الطبيعية غير كافية في الأدبيات ذات الصلة. وبالتالي ، فإن قدرة المصممين على تقييم التصميم المكاني من الناحية الكمية وفعالية التكلفة محدودة قبل الانتهاء من التصميم. يقيس هذا البحث المشاعر التي يتم التعبير عنها باستخدام مخطط كهربية الدماغ (EEGs) وتوصيفات في مساحات الواقع الافتراضي طبقا لمجموعة مختلفة من المعايير. أولاً اختبر ٢٦ شخصًا ١٠ مساحات افتراضية مصممة باستخدام سماعة الرأس الافتراضية (جهاز Quest 2) تتوافق مع مجموعة من متغيرات الفراغ مثل الشكل والارتفاع والعرض والطول. في الوقت ذاته، تم قياس عواطف المستخدمين باستخدام أربعة أقطاب كهربائية وموجات الدماغ الخمسة عن طريق مخطط كهربية الدماغ (EEG). ثانيًا، تم إنتاج ملصقين - هادئ ونشط - باستخدام تخطيط كهربية الدماغ لوصف فراغات الواقع الافتراضي تلك. أخيرًا، تمت مقارنة الاختلافات بين الفراغات الافتراضية والمشاعر الإنسانية والوصف اللغوي للمشاركين في التجربة المكانية للواقع الافتراضي عن طريق مجموعات بيانات المشاعر. تظهر النتائج التجريبية أن التغير فى المتغيرات لفراغات الواقع الافتراضي يمكن أن تثير تقلبات كبيرة في موجات الدماغ الخمس. يمكن لإشارات موجة الدماغ EEG ، بدورها تسمية الغرف الافتراضية بمشاعر هادئة ونشطة. على وجه التحديد، فيما يتعلق بفراغات الواقع الافتراضي والعواطف، وجدت التجارب أن الارتفاع المكاني النسبي يؤدي إلى عواطف أقل نشاطًا، بينما تثير الفراغات المستديرة الهدوء في موجات الدماغ البشري. علاوة على ذلك، لا يزال الاتصال الدقيق بين فراغات الواقع الافتراضي وموجات الدماغ في العاطفة واللغات بحاجة إلى مزيد من البحث. يحاول هذا البحث تقديم أداة مفيدة لقياس المشاعر في التصميم والوصف المعماري الافتراضي باستخدام مخطط كهربية الدماغ. يحدد هذا البحث إمكانات التطبيقات المستقبلية التي تجمع بين المقاييس الفسيولوجية وطرق الذكاء الاصطناعي، أي التعلم الآلي لتوليد التصميم التركيبي وتقييمه.

الكلمات الدالة (Keywords in Arabic)

الواقع الافتراضى، الإدراك الفراغى، التقييم الفراغى، مخطط كهربية الدماغ، تقنيات معالجة اللغة الطبيعية.

Disciplines

Architecture | Arts and Humanities | Education | Engineering

Recommended Citation

TU, HAN and YANG, CHUNFENG (2023) "MINDFUL SPACE IN SENTENCES - A DATASET OF VIRTUAL EMOTIONS FOR NATURAL LANGUAGE CLASSIFICATION," Architecture and Planning Journal (APJ): Vol. 28: Iss. 3, Article 43.
DOI: https://doi.org/10.54729/2789-8547.1238