Designing the AI for The Number Farm: a Gaming Application for treating Dyscalculia

La Discalulia è uno dei disturbi dello sviluppo più comuni, e implica difficoltà nell’apprendimento della matematica, delle operazioni aritmetiche e nella rappresentazione e manipolazione dei numeri. Dato che tutte queste aree vengono usate costantemente nella vita di tutti i giorni, individuare e trattare questo disturbo in giovane età può avere un grande impatto nell’esperienza scolastica di coloro che ne sono affetti. Un possibile modo per farlo è tramite l’uso di applicazioni progettate a tale scopo, le quali hanno dimostrato in diverse pubblicazioni di essere efficaci nell’aiutare bambini con difficoltà matematiche. La tesi proposta presenterà una nuova applicazione di questo tipo, dal nome “The Number Farm”, contenente un esercizio di comparazione numerica atta al potenziamento della percezione della numerosità nei bambini affetti dalla Discalculia. Come novità rispetto ad altri lavori ad esso precedenti, questo progetto fa uso di uno studio condotto nel 2018, chiamato “Learning to Focus on Number”, che propone un nuovo modello di come i bambini percepiscono quantità non-simboliche. Nel dettaglio lo studio afferma che, quando chiesto di indicare il più numeroso tra due insiemi di elementi, gli individui vengono influenzati non solo dal rapporto tra le cardinalità coinvolte, ma anche da proprietà non-numeriche delle informazioni mostrate, come le dimensioni o il posizionamento degli oggetti che compongono gli insiemi. Inoltre, gli esperimenti analizzati nel documento indicano anche che l’intensità di tali influenze può variare tra i bambini affetti da Discalculia e quelli che non lo sono. Per implementare queste scoperte nella progettazione di “The Number Farm”, è stato sviluppato un sistema basato su IA con l’obiettivo di capire l’abilità del giocatore coerentemente con la teoria del documento e di offrire un’esperienza di gioco bilanciata in termini di difficoltà. In questa tesi, la progettazione di questa Intelligenza Artificiale verrà discussa a fondo e, con l’aiuto di apposite procedure di testing, tale sistema dimostrerà di essere all’altezza del suo compito: con questo risultato è possibile affermare che “The Number Farm” può essere veramente di aiuto nel rilevamento della Discalculia e nel suo possibile trattamento.