Internet-of-Things Frameworks For Pervasive Games: A Comparative Study

Abstract

Treningsspill har beviste helseeffekter og kan i framtiden spille en større rolle i forebyggingen av negative helseeffekter, samt rehabilitering. Denne oppgaven er en del av forskningsprosjektet EXACT som går ut på å undersøke bruken av IoT teknologier i treningsspill for rehabilitering. Ved å ta i bruk sensorer og aktuatorer Tingenes Internett (IoT) åpner nye muligheter innen virkelighetsknyttede treningsspill og denne oppgaven sikter på å bidra til den manglende kunnskapen om bruk av IoT i virkelighetsknyttede spill. Oppgaven bygger på arbeidet til Bärnholt og Lyngby ved å utbedre rammeverket deres etter deres anbefalinger og så sammenlikne det med en skybasert løsning. I tillegg til deres tidligere funn ble det gjort et litteratursøk for å kartlegge utfordringer forbundet med virkelighetsknyttede IoT spill, for så å utarbeide et nytt sett med kriterier til en mulig løsning. Det ble valgt to løsninger basert på disse kriteriene: en re-implementasjon av deres rammeverk og en minimal skyløsning ved bruk av AWS IoT Services. Et eksempel spill, Follow the Red Dot, ble så implementert ved bruk av hvert av rammeverkene. De to løsningene be så evaluert basert på de tidligere kriteriene og sammenliknet med hverandre. Det viste seg at begge løsningene løste implementasjonen av spillet på en tilfredstillende måte, men at noen av kriterier ikke ble møtt av den skybaserte løsningen. Noen av disse svakhetene er tenkt at stammer fra at løsningen er en minimal implementasjon uten nødvendige abstraksjonsnivåer, ikke svakheter i arkitekturen.

Exergames have proven health benefits and may play a bigger role in the prevention of negative health effects and rehabilitation in the future. This thesis is part of the EXACT research project. The project is directed at exploring the use of IoT technologies in exergames in physical rehabilitation. IoT offers new opportunities for building pervasive exergames with the inclusion of a variety of sensors and actuators and this thesis aims to help fill the gap in the limited literature about the development of Internet of things (IoT) based pervasive games. The thesis continues the work of Bärnholt and Lyngby by improving upon their framework and comparing it to a cloud-based solution. Along with the previous findings a literature review was performed to discover additional architectural challenges concerning pervasive IoT games, and a new set of criteria were derived based on the findings. Two different solutions were chosen based on the criteria and implemented. One solution re-implementing the framework of Bärnholt and Lyngby, and a minimal solution built on AWS IoT Services. An example game, Follow the Red Dot, was implemented using both solutions. The two solutions were evaluated based on the criteria and compared to one another. The evaluation shows that both solutions were able to support the game in a satisfactory manner, however, the AWS solution failed to meet some of the requirements. Though some of the shortcomings are believed to be caused by the minimal implementation and not a fault of the architecture.