Human in the loop optimization for product design with gaze data

On what does a person's interest in observing an object depend? This is the question that mainly sparked our interest in this area of research. We are interested in understanding whether an individual's preferences are dictated by the semantic characteristics that a particular part of an object has or are also influenced by how the object itself has been reproduced. To achieve this, we decided to quantitively analyze the relationship between an output of human interest, namely gaze intensity measured through a value called fixation, and several outputs of a geometric nature, such as may be the size of the observed surface, curvature, or angle. The goal of this thesis is to use data coming from humans to improve product design. Going into more detail, our goal is to research any possible correlation between gaze data and intrinsic features of a 3D mesh. In particular, we want to find the analytical relation between the fixation duration and a set of different variables and the optimal values of the just mentioned variables through the use of heuristic optimization. Finally, the contribution we want to make to the field is to identify any possible relationships between what causes interest in human beings and some geometric elements of the object the human being is observing. We want to understand whether interest is driven solely by the semantic meaning of certain parts of the object or whether it is also influenced by other aspects, such as the way in which those parts are depicted.

Da cosa dipende l'interesse di una persona per l'osservazione di un oggetto? Questa è la domanda che ha scatenato il nostro interesse in quest'area di ricerca. Ci interessa capire se le preferenze di un individuo sono dettate dalle caratteristiche semantiche che una particolare parte di un oggetto possiede o sono anche influenzate da come l'oggetto stesso è stato riprodotto. A tal fine, abbiamo deciso di analizzare quantitativamente la relazione tra un output di interesse umano, ovvero l'intensità dello sguardo misurata attraverso un valore chiamato fixation, e diversi output di natura geometrica, come ad esempio le dimensioni della superficie osservata, la curvatura o l'angolo. L'obiettivo di questa tesi è quello di utilizzare i dati provenienti dagli esseri umani per migliorare la progettazione dei prodotti. Entrando più nel dettaglio, il nostro obiettivo è quello di ricercare ogni possibile correlazione tra i dati dello sguardo e le caratteristiche intrinseche di un mesh 3D. In particolare, vogliamo trovare la relazione analitica tra la durata della fissazione e un insieme di variabili diverse e i valori ottimali delle variabili appena citate attraverso l'uso di un'ottimizzazione euristica. Infine, il contributo che vogliamo dare al campo è quello di individuare eventuali relazioni tra ciò che provoca interesse negli esseri umani e alcuni elementi geometrici dell'oggetto che l'essere umano sta osservando. Vogliamo capire se l'interesse è guidato solo dal significato semantico di alcune parti dell'oggetto o se è influenzato anche da altri aspetti, come il modo in cui tali parti sono rappresentate.