УДК 004.42:612.76:781.1

ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДЛЯ РОЗВИТКУ ДРІБНОЇ МОТОРИКИ РУК НА ОСНОВІ МУЗИЧНОГО РИТМУ
Волохін Б.О. науковий керівник Голуб Б.Л.

Актуальність теми. Розвиток дрібної моторики є критично важливим не лише для дітей, а й для реабілітації дорослих після травм або при професійних захворюваннях. Сучасні цифрові рішення часто ігнорують ігрову (гейміфіковану) складову, яка підвищує мотивацію користувача до регулярних занять. Використання ритм-ігор як бази для тренування координації «око-рука» дозволяє перетворити монотонні вправи на інтерактивний процес. Оскільки існуючі рішення часто є закритими або не дозволяють гнучко керувати контентом, розробка власного ПЗ з інтеграцією локальних баз даних для відстеження прогресу є актуальним завданням.

Об’єкт дослідження. Процес взаємодії користувача з ритмічним мультимедійним контентом для стимуляції рухової активності рук.

Предмет дослідження. Алгоритми синхронізації ігрових подій з музичним потоком, методи збереження результатів тренувань та архітектура кросплатформової системи на базі Unity.

Мета дослідження. Проєктування та програмна реалізація ігрового середовища, яке забезпечує розвиток точності та швидкості реакції пальців рук через виконання ритмічних завдань.

Завдання дослідження.

1. Проаналізувати методику використання ритм-стимуляції для тренування моторики.

2. Спроєктувати архітектуру бази даних для зберігання рівнів та результатів користувачів.

3. Розробити систему автоматизованого завантаження нот та синхронізації їх із музичним темпом.

4. Імплементувати підсистему аналізу точності натискань (Perfect/Good/Normal) та візуалізації прогресу.

Виклад основного матеріалу. В ході дослідження було розроблено кросплатформовий програмний комплекс на ігровому рушії Unity з використанням мови C#. Архітектура системи базується на модульній структурі, що забезпечує гнучкість налаштувань та можливість масштабування контенту. Ключовим елементом керування є об'єкт GameManager, який реалізований за патерном Singleton для забезпечення єдиної точки доступу до ігрового стану, підрахунку очок та управління інтерфейсом результатів.

Для забезпечення персоналізації та збереження прогресу тренувань інтегровано СКБД SQLite. Вибір локальної бази даних зумовлений необхідністю стабільної роботи ПЗ в умовах відсутності стабільного інтернет-з'єднання, що важливо для медичних та реабілітаційних закладів. Структура даних розділена на два логічні блоки:

1. MusicTrackDB: містить таблиці Songs, Levels та Notes. Таблиця Notes зберігає часові мітки (spawn_time) та індекси колонок (column_index), що дозволяє динамічно реконструювати ігрову послідовність за допомогою модуля LevelLoader.

2. UserDataDB: фокусується на безпеці та аналітиці. Паролі користувачів зберігаються у вигляді хеш-сум SHA256, що унеможливлює їх компрометацію у відкритому вигляді. Таблиця Scores фіксує детальні результати кожного сеансу: кількість влучних натискань різних рівнів точності, відсоток успішності та фінальний ранг.

Технічна реалізація ігрового процесу базується на динамічному спавні об'єктів NoteObject, які переміщуються по вертикальній осі зі швидкістю, що визначається параметром beatTempo. Синхронізація візуального ряду з аудіопотоком досягається через прив'язку позиції ноти до часу відтворення музичного треку.

Програма автоматично обчислює якість кожної дії користувача на основі аналізу дистанції між нотою та центром зони активації в момент натискання відповідної клавіші (Left, Up, Down, Right):

1. Perfect (дистанція < 0.05): максимальний приріст очок та відновлення шкали здоров'я;

2. Good (дистанція < 0.25): середній рівень точності;

3. Normal: зарахування влучання без додаткових бонусів;

4. Miss: штрафування користувача зменшенням «здоров'я» та скиданням множника комбо, що стимулює до підвищення концентрації.

Р
ис 1. Візуалізація тренувального сеансу у реальному час (MVP)

Для полегшення процесу створення нових вправ реалізовано інструментарій LevelExporter. Він дозволяє розробнику або методисту розставляти ноти безпосередньо у візуальному редакторі Unity та в один клік експортувати їх у SQL-формат, автоматично обчислюючи часові затримки на основі їх просторового розташування. Це перетворює ПЗ з простої гри на гнучку платформу для створення індивідуальних програм реабілітації.

Система візуалізації прогресу в профілі користувача дозволяє відстежувати динаміку тренувань через запити до бази даних, виводячи дату останньої активності, кількість пройдених рівнів та загальну точність рухів. Такий підхід забезпечує об'єктивний зворотний зв'язок, необхідний для оцінки ефективності вправ з розвитку дрібної моторики.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

• Microsoft Documentation: SHA256 Class. URL: https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.security.cryptography.sha256

• SQLite Documentation: SQL as Understood By SQLite. URL: https://www.sqlite.org/lang.html

• Unity Manual: Execution Order of Event Functions. URL: https://docs.unity3d.com/Manual/ExecutionOrder.html