Проєкт інформаційної системи для спортивно-ігрового мобільного застосунку для мотивування до ведення більш активного способу життя

Abstract

Сучасний етап розвитку суспільства характеризується зростаючою роллю інформаційних технологій. Однак не можна ігнорувати деякі негативні аспекти. Проблема недостатньої фізичної активності серед населення планети стала актуальною у кінці XX сторіччя та негативно впливає на здоров'я та благополуччя людей по всьому світу. Один з головних факторів, що сприяє цьому, – автоматизація та зростання використання різноманітних електронних пристроїв, таких як комп'ютери, смартфони, телевізори тощо, що визначається стрімким розвитком інформаційних технологій в цілому. Значно збільшується час, який люди проводять у пасивному стані, сидячи або лежачи. Це призводить до підвищення ризиків розвитку різних недугів, включаючи ожиріння, хвороби серця та судин, цукровий діабет, а також психічні проблеми, такі як депресія та тривога. Нестача фізичної активності може викликати погіршення загального фізичного здоров'я, м'язову дистрофію та скорочення фізичної витривалості. На основі дослідження [1] можна стверджувати, що значна частина жителів США проводить 70% денного часу в сидячому положенні та дуже мало або зовсім не займається фізичною активністю. Значне зниження фізичної активності та збільшення сидячого способу життя за останні десятиліття є помітним фактом. Також результати досліджень [2] показують, що існує незначний, але стійкий зв'язок між тривалим часом, проведеним перед екраном, та погіршенням психічного здоров'я. Особливої уваги заслуговує проблема надмірного захоплення сучасними технологіями серед дітей та підлітків. Зростання популярності різноманітних розважальних платформ, ігор та соціальних мереж сприяє особливому збільшенню сидячого способу життя у цієї категорії населення. Вони проводять більше часу у пасивному стані замість живого спілкування та фізичної активності. Надання переваги віртуальному світові перед реальним може негативно вплинути на психіку та здоров'я дитини, спричиняючи проблеми зі зором, постановою та сном, а також може призводити до тривожності, роздратування та соціальної непристосованості. Важливо збалансувати використання технологій з фізичною активністю. Захоплення дітей комп'ютерними іграми та технологіями можна та потрібно використовувати з позитивною метою. Адже використання електронного пристрою та мобільного застосунку вже є певним мотиваційним елементом для дітей та підлітків. Відповідно, необхідно створювати цікаві та безпечні механіки з використанням інформаційних технологій, які б могли штучно мотивувати дану категорію населення до ведення більш активного способу життя. Мета і задачі дослідження: • оцінити підходи та методи, що використовуються для заохочення та втримання користувача мобільного застосунку; • проаналізувати сучасні мобільні застосунки, представлені на ринку, що спонукають користувачів до ведення більш активного способу життя; • обґрунтувати доцільність розробки і впровадження власної інформаційної системи; • розробити ґрунтовний опис інформаційної системи для спортивно-ігрового застосунку для мотивування до ведення більш активного способу життя; реалізувати базову логіку роботи системи та отримати дієздатний прототип; • розробити математичну модель для можливості оцінки позитивних ефектів впровадження системи. Об’єкт дослідження: зменшення фізичної активності та ведення пасивного способу життя населенням, зокрема серед дітей та підлітків. Предмет дослідження: використання інформаційних технологій як елемент заохочення для дітей та підлітків до ведення більш активного способу життя. Практична значущість результатів полягає у розробці концепції та детальному описі структуру інформаційної системи, яка мотивуватиме користувачів вести більш активний спосіб життя. Наукова новизна результатів: розроблено математичну модель, яку можна використати для обґрунтування освітнього та фізкультурно-оздоровчого ефектів від впровадження запропонованої інформаційної системи. Розроблено набір об’єктивних та якісних/кількісних параметрів для оцінки системи та продуктів-аналогів. Сформовано порівняльну таблицю. На основі моделі адитивної згортки для задачі багатокритеріальної оптимізації [3, 4] доведено та обґрунтовано доцільність розробки системи. Виконано проєктування системи у загальному вигляді. Описано вхідні та вихідні дані. Сформульовано функціональні і нефункціональні вимоги до системи. Для розробки системи обрано архітектуру MVVM [5]. Вона передбачає чіткий розподіл відповідальності між компонентами для забезпечення модульності та підтримки. Визначено основні об’єкти системи, описано класи, їхні методи, атрибути та взаємозв’язки. Описано проєктне рішення для ключової підсистеми – модуля роботи з акселерометром. Впровадження даної системи є першим кроком для кількісного та якісного аналізу фізичної активності користувачів. У подальшому, на основі статистичних даних можливо визначити, наскільки використання сучасних інформаційних технологій та механізмів гейміфікації може мотивувати людей до більш активного способу життя. Підґрунтям для цього етапу є модель, представлена у даній роботі.The modern stage of societal development is characterized by an increasing role of information technology. However, certain negative aspects cannot be ignored. The issue of insufficient physical activity among the global population became significant at the end of the 20th century and has a detrimental impact on the health and well-being of people worldwide. One of the primary factors contributing to this is the automation and increased use of various electronic devices such as computers, smartphones, televisions, etc., driven by the rapid development of information technology overall. The amount of time people spend in a passive state, sitting or lying down, has significantly increased. This leads to elevated risks of developing various ailments, including obesity, heart and circulatory diseases, diabetes, as well as mental health problems such as depression and anxiety. Lack of physical activity can result in deteriorating overall physical health, muscle atrophy, and reduced physical endurance. Based on research [1], it can be stated that a significant part of the US population spends 70% of the day time in a sitting position and does very little or no physical activity. The significant decrease in physical activity and increase in sedentary lifestyle over the past decades is a notable fact. Also, the results of research [2] show that there is a slight but stable connection between long time spent in front of the screen and deterioration of mental health. The problem of excessive fascination with modern technologies among children and adolescents deserves special attention. The growing popularity of various entertainment platforms, games and social networks contributes to a particular increase in the sedentary lifestyle of this population category. They spend more time in a passive state instead of lively communication and physical activity. Preferring the virtual world over the real one can negatively affect a child's psyche and health, causing problems with vision, judgment and sleep, and can also lead to anxiety, irritability and social maladjustment. It is important to balance the use of technology with physical activity. Children's fascination with computer games and technology can and should be used for a positive purpose. After all, the use of an electronic device and a mobile application is already a certain motivational element for children and adolescents. Accordingly, it is necessary to create interesting and safe mechanisms using information technologies that could artificially motivate this category of the population to lead a more active lifestyle. The purpose and objectives of the study: • evaluate the approaches and methods used to encourage and retain the user of the mobile application; • analyze modern mobile applications presented on the market that encourage users to lead a more active lifestyle; • justify the expediency of developing and implementing own information system; • develop a thorough description of the information system for a sports and game application to motivate leading a more active lifestyle; implement the basic logic of the system and obtain a working prototype; • develop a mathematical model for the possibility of evaluating the positive effects of the system implementation. The object of the study: reduction of physical activity and leading a passive lifestyle by the population, in particular among children and adolescents. The subject of the study: the use of information technologies as an element of encouragement for children and adolescents to lead a more active lifestyle. The practical significance of the results lies in the development concept, structure and detailed description development of the information system, which will motivate users to lead a more active lifestyle. The scientific novelty of the results lies in the development of a mathematical model that can be utilized to substantiate the educational and physical health benefits resulting from the implementation of the proposed information system. A set of objective and qualitative/quantitative parameters has been developed for evaluating the system and analogous products. A comparative table has been formed. Based on the additive convolution model for multi-criteria optimization [3, 4], the feasibility of developing the system has been proven and justified. The system has been designed in a general form. The input and output data have been specified. Functional and non-functional requirements for the system have been formulated. The MVVM architecture has been selected for the system development [5]. It involves a clear allocation of responsibilities between the components to ensure modularity and support. The main system objects have been defined, classes have been described, along with their methods, attributes, and relationships. The design solution for the key subsystem, the accelerometer module, has been outlined. The implementation of the system represents the first step towards quantitative and qualitative analysis of users' physical activity. Subsequently, based on statistical data, it is possible to determine to what extent the use of modern information technologies and gamification mechanisms can motivate people to lead a more active lifestyle. The foundation for this stage is the model presented in this paper.