Laboratórium analýzy správania používateľov

Laboratórium sa venuje tvorbe a analýze správania používateľov vo virtuálnych prostrediach určených na tréningové, vzdelávacie, priemyselné či terapeutické účely, pričom kladie dôraz na pochopenie prirodzených, kognitívnych a emočných aspektov používateľského správania.

Laboratórium sa zameriava na overovanie najmodernejších výskumných trendov v praxi a skúmanie ich prínosu v tréningu, vzdelávaní, rozvoji odborných zručností, terapii i zábave. Kľúčovú úlohu pritom zohráva práca s krátkymi informačnými blokmi, personalizáciou a využitím herných princípov, ktoré svojou variabilitou pomáhajú lepšie porozumieť správaniu ľudí v reálnych aj simulovaných situáciách a efektívne aplikovať moderné informačné technológie do rôznych oblastí spoločenského a priemyselného života.

Členovia laboratória sa sústreďujú na precízne spracovanie študijných a tréningových materiálov, aby budúcim odborníkom poskytli ucelenú prípravu od základov programovania, umelej inteligencie, kybernetickej bezpečnosti až po tvorbu 3D aplikácií a vývoj virtuálnej či rozšírenej reality. Dôležitou súčasťou vytvorených materiálov je aj ich integrácia do vlastných e-learningových a microlearningových platforiem, ktorá umožňuje detailne sledovať správanie používateľov – čo študujú, ako interagujú s obsahom, kedy sa rozhodujú prerušiť učenie alebo ako sa k učivu vracajú. Tieto dáta poskytujú jedinečný pohľad na proces učenia a na spôsob, akým si študenti tvoria vedomosti. Výsledky z tejto analytiky sa využívajú na ďalšie zlepšovanie vzdelávacích stratégií a personalizáciu obsahu.

Výskumný tím organizuje široké spektrum odborných a popularizačných podujatí, ako sú workshopy, GameJam-y, hackathony či školenia, čím prepája komunitu študentov, pedagógov a odborníkov z praxe. Okrem toho aktívne buduje partnerstvá s firmami, školami a výskumnými inštitúciami a zapája sa do projektov podporených z grantových výziev ako Erasmus+, KEGA, VEGA či APVV. Cieľom práce je nielen posúvať hranice v oblasti vzdelávania a technológií, ale zároveň zabezpečiť, aby tieto inovácie prinášali merateľný dopad – či už v školách, vo firmách, alebo v širšej spoločnosti.

K výskumu sa využíva moderná HPC infraštruktúru umožňujúca spracovávať rozsiahle súbory dát a vytvárať pokročilé modely umelej inteligencie. Vďaka spolupráci s firmami, verejnými inštitúciami a akademickým prostredím vytvára laboratórium komplexné riešenia, ktoré reflektujú potreby dnešnej doby, dávajú odpovede na príčiny a dôsledky správania používateľov v rôznych situáciách a podporujú rozvoj zručností, kognitívnych schopností i kritického myslenia.

Expertíza a kľúčové témy:

• Virtuálne prostredia – návrh, tvorba a implementácia simulácií, ktoré môžu slúžiť na výskum ľudského správania aj na rozvoj vzdelávacích a tréningových aktivít, pričom využívajú prvky zážitkového učenia a podporujú vyššiu mieru interaktivity.
• Learning analytics – sledovanie, zber a vyhodnocovanie dát o tom, ako sa ľudia učia a pracujú s digitálnymi systémami, aby zlepšila tvorbu obsahu, poskytla adresná spätnú väzbu a podporila personalizovaný prístup k vzdelávaniu.
• Štúdium a podpora kognitívnych procesov – snaha o pochopenie a optimalizáciu spôsobu, akým ľudia vnímajú, spracúvajú a využívajú informácie, aby sa zlepšila efektivita vzdelávania, terapeutických postupov či priemyselných tréningov.
• Behaviorálna analytika – skúmanie fyziologických reakcií používateľov, s cieľom využiť výsledky na zvyšovanie motivácie, zvládanie stresu a rozvoj kritického myslenia, či už v edukatívnych, terapeutických alebo pracovných kontextoch.
• Vzdelávanie a príprava didaktických materiálov – spracovanie učebníc, e-kurzov, microlearning modulov, integrácia do virtuálneho prostredia.
• Organizácia odborných a popularizačných podujatí – workshopy, hackathony, GameJam, školenia pre firmy, verejnú správu či stredné školy.

Najdôležitejšie softvérové výstupy

• Systém Priscilla (https://priscilla.fitped.eu) s desiatkami kurzov podporujúcich aktívne vzdelávanie, ktoré je detailne sledované a vyhodnocované – následné analýzy sú prezentované v sekcii publikácií.
• Tréningový systém virtuálnej reality pre spoločnosť Constellium Extrusion Levice, s.r.o.

Výskumný tím:

• doc. Mgr. Ľubomír Benko, Ph.D. - 0000-0002-1657-395X, C-7713-2019
• Mgr. Martin Cápay, PhD. - 0000-0002-8352-0612, M-7855-2014
• doc. Mgr. Martin Drlík, PhD. - 0000-0002-5958-7147, A-9130-2012
• doc. PaedDr. Jozef Kapusta, PhD. - 0000-0002-8285-2404, C-4592-2013
• doc. RNDr. Gabriela Lovászová, PhD. - 0000-0001-6972-5139, D-2921-2019
• Ing. Mgr. Peter Kuna, PhD. - 0000-0002-8717-186X, AAF-6318-2020
• Mgr. Dominik Halvoník, PhD. - 0000-0002-9443-3258, AAC-4583-2020
• PaedDr. Viera Michaličková, PhD. - 0000-0002-8036-5792, J-5692-2017
• Mgr. Janka Pecuchová, PhD. - 0000-0002-9225-7449, KTE-4195-2024
• Mgr. Jaroslav Reichel, PhD. - 0000-0003-3482-8108, D-2400-2019
• RNDr. Ján Skalka, PhD. - 0000-0003-2211-2794, R-6098-2017

Doktorandi:

• Mgr. Mária Pappová
• Mgr. Matúš Valko - 0009-0007-4305-6943, KTH-9265-2024

Vznik a následná činnosť laboratória je podporovaná nasledovnými výskumnými projektami:

• Skúmanie prínosu generatívnej umelej inteligencie vo vzdelávaní s využitím metód analytiky učenia v kontexte vybraných stratégií autoregulovaného učenia (2025-2027, VEGA 1/0667/25)
• Nitrianske kompetenčné centrum pre kybernetickú bezpečnosť (2025-2026, Plán obnovy a odolnosti SR, Digitálne Slovensko 17R05-04-V01-00003)
• Future IT Professionals Education in Generative AI (2024-2027, 2024-1-SK01-KA220-HED-000249044, ERASMUS+ Programme, K220) - https://fitped.eu/fitped-gai/
• Návrh a evaluácia nových modelov pre automatizované hodnotenie otvorených úloh a zadaní z programovania s podporou generatívnej umelej inteligencie (2024-2026, VA 09I03-03-V04-000596)
• Virtuálna realita v programovaní PLC systémov (2023-2025, KEGA 009UKF-4/2023)
• Návrh a evalvácia vybraných metód objavovania znalostí pre porozumenie a skvalitnenie procesu učenia a virtuálneho vzdelávacieho prostredia (2022-2024, VEGA 1/0490/22)
• Future IT Professionals Education in Artificial Intelligence (2021-2024, 2021-1-SK01-KA220-HED-000032095, ERASMUS+ Programme 2021, KA2) - https://fitped.eu/fitped-ai/
• Work-Based Learning in Future IT Professionals Education (2018-2021, 2018-1-SK01-KA203-046382, ERASMUS+ Programme 2018, KA2) - https://fitped.eu/fitped/
• Implementácia nových trendov v informatike do výučby algoritmického myslenia a programovania v predmete informatika v sekundárnom vzdelávaní (2020-2022, KEGA 018UMB-4/2020)

Projekty z praxe

• Modely výrobných procesov v systémoch virtuálnej reality (2023-2024, Constellium Extrusion Levice, s.r.o.)
• Návrh a implementácia modelu zvyšovania kvalifikácie zamestnancov v oblasti priemyselnej automatizácie (2023-2024, Constellium Extrusion Levice, s.r.o.)
• Spracovanie procesných dát priemyselnej výroby (2022-23, Constellium Extrusion Levice, s.r.o)

Organizované podujatia:

• IT v Nitre (https://www.itvnitre.sk/) - súťaž určená pre stredoškolákov, ktorí si chcú zmerať sily v programovaní stredne náročných úloh v programovacích jazykoch Python, C a Java s časovým obmedzením. Organizuje sa od roku 2020.
• nConnect (https://nconnect.sk/) - IT konferencia, ktorá spája študentov, odborníkov z praxe a firmy s cieľom vytvoriť priestor na odborné prednášky, diskusie a networking. Pomáha študentom lepšie sa pripraviť na kariéru v IT a technológiách a podporuje prepojenie akademického a pracovného prostredia. Organizuje sa od roku 2024.
• GameJam - intenzívny 24-hodinový tvorivý maratón, počas ktorého študenti pracujú v malých tímoch (zvyčajne 2 až 4 členovia) na vývoji úplne novej počítačovej hry. Cieľom podujatia je vytvoriť hru od nuly v stanovenom časovom limite, pričom tematické zadanie je účastníkom oznámené až na začiatku súťaže a rovnaké pre všetkých. To zabezpečuje rovnaké podmienky a zároveň podporuje spontánnosť, kreativitu a schopnosť rýchleho tímového rozhodovania. Organizuje sa od roku 2023

1. Enhancing the Early Student Dropout Prediction Model Through Clustering Analysis of Students’ Digital Traces / Janka Pecuchová, Martin Drlík, 2024. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3486762. In: IEEE Access. - ISSN 2169-3536, Roč. 12, č. 28. október (2024), s. 159336-159367.
2. Rapid Guessing Behavior Detection in Microlearning: Insights Into Student Performance, Engagement, and Response Accuracy / Ján Skalka, Matúš Valko, 2024. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3485505. In: IEEE Access. - ISSN 2169-3536, Roč. 12, č. 23. október (2024), s. 157996-158024 [online]. I.
3. Applicability of Virtual Excursions in Technical Subjects Teaching / Peter Kuna ml., Alena Hašková, Ľuboš Borza, 2024. https://doi.org/10.3390/app14199120. In: Applied Sciences. - ISSN 2076-3417, Roč. 14, č. 19 (2024), s. 1-15 [online].
4. Development of Automatic Source Code Evaluation Tests Using Grey-Box Methods: A Programming Education Case Study / Ján Skalka, Martin Drlík, 2023. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3317694. In: IEEE Access. - ISSN 2169-3536, Roč. 11 (2023), s. 106772-106792.
5. Creation of virtual reality for education purposes / Peter Kuna, Alena Hašková, Ľuboš Borza, 2023. https://doi.org/10.3390/su15097153. In: Sustainability. - ISSN 2071-1050, Roč. 15, č. 7153 (2023), s. 1-19.
6. Predicting Students at Risk of Early Dropping Out from Course Using Ensemble Classification Methods / Janka Pecuchová, Martin Drlík, 2023. https://doi.org/10.1016/j.procs.2023.10.316. In: Procedia Computer Science : 27th International Conference on Knowledge Based and Intelligent Information and Engineering Sytems (KES 2023). - ISSN 1877-0509, Roč. 225, s. 3223-3232.
7. Development of advanced digital ecosystems at universities: A study comparing experiences from Ukraine, Poland and Slovakia / Nataliia Morze et al, 2023. https://doi.org/10.1111/ejed.12588. In: European Journal of Education. - ISSN 0141-8211, Vol. 58, no. 4 (2023), p. 647-664.
8. Identification of students with similar behavioural patterns using clustering techniques / Janka Pecuchová, Martin Drlík, 2023. https://doi.org/10.34916/el.2022.14.19. In: E-learning (14) : E-learning in the Transformation of Education in Digital Society. - Katowice : Uniwersytet Ślaski, 2022. - ISBN 978-83-66055-31-5, S. 257-267. I.
9. Improve estimated time-on-task calculation in a Virtual Learning Environment / Dominik Halvoník, Jozef Kapusta, Michal Munk, 2021. https://doi.org/10.1080/10494820.2021.1913609. In: Interactive Learning Environments. - ISSN 1049-4820, Vol. 29, no. 1 (2021), p. 1-15.
10. Design of an Educational Virtual Assistant Software / Dominik Halvoník, Peter Pšenák, 2021. https://doi.org/10.3991/ijet.v16i11.19847. In: International Journal of Emerging Technologies in Learning. - ISSN 1863-0383, Roč. 16,. č. 11 (2021), s. 308-321.

V rámci medzinárodných projektov spolupracujeme s nasledovnými univerzitami a SME

• Balkan Distance Education Network – BADEN, Cacak, Serbia
• Czech Technical University in Prague, Czech republic
• Eotvos Lorand University in Budapest, Hungary
• Helix5, Netherland
• Mendel University in Brno, Czech Republic
• Pedagogical University of Cracow, Poland
• Teacher.sk, Slovakia
• University of Las Palmas de Gran Canaria, Spain
• University of Silesia in Katowice, Poland
• Vilniaus University in Vilniaus, Lithuania

V rámci mimouniverzitnej spolupráce sú našimi hlavnými spolupracovníkmi:

• Constellium Extrusion Levice, s.r.o. - https://www.constellium.com/sk/lokality/levice
• EATON - https://www.eaton.com/sk/
• FANUC Slovakia s.r.o - https://www.fanuc.eu/sk/sk
• GAMETHERAPY s.r.o. - https://gametherapy.eu
• Muehlbauer Technologies s.r.o., Muehlbauer Automation s.r.o. - https://www.muehlbauer.de/company/contact/locations/slovakia/
• Powerplay Manager, s.r.o. - https://www.powerplay.studio/
• Prounion, s.r.o. - https://www.prounion.sk/
• Slovak Game Developers Association - https://sgda.sk/
• UNIQA Group Service Center Slovakia, spol. s r.o. - https://www.uniqa-gsc.sk/

Učebné materiály

• dostupné aj ako kurzy na platforme https://priscilla.fitped.eu:

Umelá inteligencia (FITPED-AI):

1. Python introduction
2. Python interactive
3. Ethical and social aspects of AI
4. AI introduction
5. Python data structures
6. Preprocessing libraries
7. Knowledge discovery
8. Machine learning
9. Deep learning
10. Natural Language Processing
11. Translation Model Practice
12. Learning Analytics
13. Cybersecurity introduction
14. Artificial intelligence in cybersecurity
15. Advanced AI techniques in CS
16. Recommender systems
17. Professional education in AI

Programovanie a vývoj aplikácií (FITPED):

1. Java fundamentals
2. Java classes
3. C fundamentals
4. C advanced
5. C specific
6. Databases and SQL
7. Python fundamentals
8. Python intermediate
9. Python classes
10. HTML
11. CSS
12. JavaScript
13. PHP fundamentals
14. GIT and Testing
15. Android application developmnet
16. iOS Swift
17. Frontend technologies
18. Backend technologies
19. Data Mining
20. Practical Guideline for Automated Programming Assignments Writing
21. The Collection of Practical Assignments for Students Software Projects

doc. Mgr. Martin Drlík, PhD.
Katedra informatiky
Fakulta prírodných vied a informatiky UKF v Nitre
Tr. A. Hlinku 1
949 01 Nitra
tel. 037 6408 686
e-mail: mdrlik@ukf.sk