Návrh a implementace biofeedbackových her založených na měření variability srdečního rytmu

Silvie Papavasilevská

Bakalářská práce

Design and Implementation of Biofeedback Games Utilizing Heart Rate Variability

Anotace:

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a implementací biofeedbackových her založených na variabilitě srdečního rytmu. Cílem je vytvořit systém, který umožní sběr fyziologických dat pomocí zařízení komunikujícího prostřednictvím Bluetooth Low Energy, jejich zpracování v reálném čase a následné využití pro řízení herní logiky. V práci jsou popsány teoretické základy biofeedbacku a HRV, včetně principů autonomního nervového systému. Dále je řešena problematika komunikace se snímacím zařízením a zpracování RR intervalů, včetně jejich filtrace a výpočtu metrik v časové a frekvenční oblasti. Součástí je návrh a implementace několika her využívajících fyziologický stav hráče jako herní vstup a návrh vizualizace biofeedbacku. Funkčnost systému byla ověřena experimentálně, přičemž výsledky ukazují, že navržené řešení je schopno reagovat na změny fyziologického stavu uživatele a reflektovat je v herním prostředí.

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the design and implementation of biofeedback-based games using heart rate variability. The aim of the work is to develop a system capable of acquiring physiological data from a Bluetooth Low Energy device, processing them in real time, and using them to control game mechanics. The thesis introduces the theoretical background of biofeedback and HRV, including the principles of the autonomic nervous system. It also addresses communication with the sensing device and processing of RR intervals, including filtering and computation of time-domain and frequency-domain metrics. The work includes the design and implementation of several games that use the player's physiological state as input, as well as a visualization method for biofeedback. The functionality of the system was experimentally evaluated, and the results indicate that the proposed solution is capable of reflecting changes in the user's physiological state within the game environment.

Klíčová slova

biofeedback, variabilita srdečního rytmu, HRV, RR intervaly, Bluetooth Low Energy, biofeedbackové hry

Keywords

biofeedback, heart rate variability, HRV, RR intervals, Bluetooth Low Energy, biofeedback games

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2026

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 3. 6. 2026
• Vedoucí: Petr Šaloun
• Oponent: Martin Malčík

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Bakalářský studijní program:
Informatika