心流理論下脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)設(shè)計

摘要：探索基于心流理論的脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)設(shè)計方法，能夠提升患者進(jìn)行脊椎康復(fù)訓(xùn)練的體驗。文章根據(jù)心流特征，從用戶、行為、目標(biāo)三個方面分析脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)設(shè)計需求，將心流理論與體感交互相結(jié)合進(jìn)行研究，為脊椎康復(fù)訓(xùn)練的數(shù)字化模式提供創(chuàng)新型解決方案，設(shè)計出高效且有趣的訓(xùn)練方式，增強(qiáng)患者的脊椎康復(fù)訓(xùn)練效果，并為康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域的同類型數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計提供解決思路。

關(guān)鍵詞：心流理論;脊椎康復(fù)訓(xùn)練;體感交互系統(tǒng)

中圖分類號：TH77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）21-000-03

信息化時代的到來改變了人們的工作、生活和出行方式，極大地減少了機(jī)體活動與鍛煉的機(jī)會。同時，現(xiàn)代社會的快速發(fā)展帶來的是激增的社會競爭壓力，久坐成為普遍現(xiàn)象。然而，長時間保持一個姿勢或不正確的坐姿極易導(dǎo)致脊椎病變。世界衛(wèi)生組織資料表示，目前全球超過一半的人存在脊椎疼痛問題，并且伴隨終生。

對近千名在上海某醫(yī)院治療的腰椎間盤突出患者的研究表明：由于久坐的不良習(xí)慣而出現(xiàn)腰肌和腰椎疾病的患者占全部人數(shù)的一半，而絕大部分患者是15～35歲的年輕人。更嚴(yán)重的是，我國脊椎側(cè)彎的兒童發(fā)病率在中國兒童發(fā)展中心調(diào)查報告中顯示高達(dá)20%。脊椎疾病呈現(xiàn)不斷遞增和年輕化發(fā)展趨勢，治療脊椎疾病的社會需求猛增。日常的康復(fù)訓(xùn)練是治療脊椎疾病最重要的方式，然而大多數(shù)患者雖然認(rèn)識到了脊椎康復(fù)訓(xùn)練的重要性，但缺乏堅持訓(xùn)練的習(xí)慣。究其原因，在于訓(xùn)練過程的無趣與枯燥，用戶體驗不佳。針對此問題，文章通過分析心流理論，探討體感交互系統(tǒng)在滿足脊椎康復(fù)訓(xùn)練可用性基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升用戶體驗的方法，為脊椎疾病的數(shù)字化、多媒體化康復(fù)訓(xùn)練方式提供新的設(shè)計思路。

1 心流理論與體感交互系統(tǒng)

1.1 心流理論概述

心流理論是美國心理學(xué)家Mihaly Csikszentmihalyi（米哈里·希斯贊特米哈伊）提出的，它是關(guān)于人類心理狀態(tài)與交互體驗的心理學(xué)理論。Mihaly Csikszentmihalyi研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人們?nèi)褙炞⒂谀稠椚蝿?wù)時，會產(chǎn)生充實、愉悅與沉浸的感覺，而這種狀態(tài)就是心流理論中的重要概念——心流體驗。它是人們自愿持續(xù)性進(jìn)行某件事的心理因素[1]，目前該理論已廣泛運用在游戲、教育、體驗設(shè)計等領(lǐng)域。

用戶技術(shù)高低和事物挑戰(zhàn)難易是影響心流體驗的關(guān)鍵要素，無論是任務(wù)挑戰(zhàn)難度還是個人技能水平偏高或偏低，都無法形成心流，只有用戶自身技能與產(chǎn)品需要解決的挑戰(zhàn)達(dá)到某種平衡時才能產(chǎn)生心流。

心流體驗特征由Mihaly Csikszentmihalyi根據(jù)心流體驗基本概念分析得出，分別是清晰的目標(biāo)、挑戰(zhàn)和技能保持平衡、多維度且實時的反饋、行動和意識的相同、控制的感受、注意力的集中、自我意識削弱、活動參與的感受和時間的感受。Novak（諾瓦克）與Hoffman（霍夫曼）將心流體驗總結(jié)成條件因素、體驗因素、結(jié)果因素，隨后Chen（陳）、Wigand（維甘德）與Nilan（尼蘭）把心流體驗總結(jié)為事前階段、經(jīng)驗階段、效果階段[2]。其中，挑戰(zhàn)和技能保持平衡、清晰的目標(biāo)以及多維度且實時的反饋是心流體驗的三個可控變量，也是心流體驗的必要條件，這為心流體驗指導(dǎo)脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感游戲設(shè)計提供了可能。

1.2 體感交互系統(tǒng)介紹

體感交互系統(tǒng)也被稱為動作感應(yīng)控制系統(tǒng)，指用戶在沒有控制器的條件下，利用肢體動作與系統(tǒng)互動。體感交互系統(tǒng)通過硬件和軟件設(shè)施相結(jié)合實現(xiàn)，也就是體感設(shè)備和體感系統(tǒng)。體感設(shè)備是體感交互系統(tǒng)的重要條件，它主要對人體動作進(jìn)行識別，以計算機(jī)語言輸入體感系統(tǒng)。評判體感設(shè)備好壞的標(biāo)準(zhǔn)在于動作識別的速度與準(zhǔn)確率，而隨著體感技術(shù)的快速迭代與發(fā)展，目前已有光學(xué)感測、聯(lián)合感測、慣性感測三種檢測方法。

Kinect（傳感器）是市場上廣泛使用的體感設(shè)備，它運用的是光學(xué)感測技術(shù)，通過光學(xué)感測捕獲人體運動數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)襟w感系統(tǒng)中控制互動[3]。Kinect擁有語音識別、動態(tài)視頻捕捉和圖像識別功能，用戶在沒有任何手持設(shè)備的條件下就可以利用肢體動作與系統(tǒng)互動。

體感交互系統(tǒng)增強(qiáng)了用戶體驗的沉浸感和參與感，同時擺脫其他設(shè)備的束縛。目前，體感交互系統(tǒng)已廣泛運用于教育教學(xué)、醫(yī)療健康、心理健康等領(lǐng)域，體感交互系統(tǒng)的沉浸性、互動性、參與性等特點有助于改善傳統(tǒng)脊椎康復(fù)訓(xùn)練模式，增強(qiáng)用戶黏性。

1.3 體感交互系統(tǒng)在脊椎康復(fù)訓(xùn)練中的研究現(xiàn)狀

運動康復(fù)治療與藥物治療相結(jié)合是目前治療脊椎疾病最有效的方式。運動康復(fù)治療是讓患者利用雙手、器械或自身力量進(jìn)行某類運動，從而獲得身體或局部運動功能、感覺功能恢復(fù)的訓(xùn)練方法[4]。美國醫(yī)學(xué)雜志刊文研究顯示，除了日常護(hù)理以外，接受脊椎鍛煉治療的患者疼痛感減輕最為明顯。

康復(fù)醫(yī)療是具有高度專業(yè)性的醫(yī)療服務(wù)行業(yè)，中研智庫《2017—2022年中國康復(fù)醫(yī)療行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》指出，我國的康復(fù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)與病床數(shù)量短缺情況嚴(yán)重，這側(cè)面顯現(xiàn)出醫(yī)患數(shù)量的不對等，從而引起醫(yī)患之間產(chǎn)生交流不對等、信息不對稱的問題[5]。

醫(yī)患數(shù)量的不對等現(xiàn)狀讓康復(fù)治療輔具的出現(xiàn)成為必然趨勢，治療輔具分為實物與虛擬兩種類型，而體感交互系統(tǒng)治療輔具低成本、沉浸式以及娛樂性的特點，使其被廣泛運用于康復(fù)治療中。目前已有的康復(fù)治療體感交互系統(tǒng)多以鍛煉肢體行動能力為主要功能，例如來自加拿大Bloorview（布盧爾視圖）研究所的研究人員利用Kinect體感交互系統(tǒng)，幫助腦癱患兒獲得必要的肢體鍛煉。而目前市面上并沒有一款針對脊椎鍛煉的康復(fù)治療體感交互系統(tǒng)，這也是此次研究的突破口。

1.4 心流理論下脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)設(shè)計意義

脊椎疾病年輕化趨勢顯著且社會關(guān)注度逐漸攀升，脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)的設(shè)計迎合了目前的市場需求，設(shè)計時不僅要考慮到系統(tǒng)對病情治療的有效性，而且要考慮如何讓用戶得到愉悅的沉浸式體驗。利用心流理論設(shè)計研究脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)，有利于準(zhǔn)確把握脊椎疾病患者達(dá)到心流狀態(tài)時所需的條件，為患者提供普適化且情感化的操作，滿足患者的心理預(yù)期，讓患者保持對產(chǎn)品的忠誠度，同時能夠增強(qiáng)系統(tǒng)的趣味性，引導(dǎo)患者進(jìn)入沉浸式體驗狀態(tài)，實現(xiàn)利用體感交互系統(tǒng)鍛煉脊椎的目的。

2 心流理論下脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)設(shè)計需求

根據(jù)上述分析，文章結(jié)合心流理論的特征，從用戶、行為、目標(biāo)三個方面提出脊椎鍛煉體感交互系統(tǒng)設(shè)計框架（見下表），探索脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)設(shè)計方法，促使脊椎疾病患者在交互過程中產(chǎn)生心流。

2.1 用戶層面

清晰的目標(biāo)是用戶產(chǎn)生心流的必要條件之一，建立清晰的目標(biāo)能夠引導(dǎo)和激勵用戶持續(xù)使用產(chǎn)品，清晰科學(xué)的架構(gòu)體系有利于用戶直觀了解系統(tǒng)的目的與邏輯，降低用戶對系統(tǒng)的理解難度。在脊椎鍛煉體感交互系統(tǒng)中，劇本解謎的游戲形式如果未經(jīng)處理，容易讓用戶陷入迷茫與無助，只有邏輯清晰合理的故事脈絡(luò)、層層遞進(jìn)的劇情設(shè)置構(gòu)建成清晰的框架，才能讓用戶產(chǎn)生穩(wěn)定的心流，進(jìn)入沉浸式的體驗狀態(tài)。

Alan Cooper（阿蘭·庫珀）曾說過，用戶擁有不同的受教育程度、生活環(huán)境以及文化背景，在使用同一產(chǎn)品時的感受會產(chǎn)生差異[6]。以用戶對系統(tǒng)的理解與操作難度為標(biāo)準(zhǔn)，可將用戶分為初級用戶、中級用戶及高級用戶，同時將系統(tǒng)劃分為簡單、中等、較難的難度范圍，用戶可根據(jù)自身能力選擇合適的難度等級。在此次設(shè)計研究中，系統(tǒng)會根據(jù)劇本的結(jié)構(gòu)劃分不同的難度等級，用戶可以根據(jù)自身能力選擇相應(yīng)難度的劇本，所有難度選項均可體驗完整劇情，用戶可由低到高逐步加大挑戰(zhàn)難度，不斷豐富體驗。

2.2 目標(biāo)層面

在完成最終目標(biāo)的過程中，可設(shè)置難度遞進(jìn)式的小目標(biāo)，并進(jìn)行合理的規(guī)劃與組織。分解體感交互系統(tǒng)目標(biāo)的實現(xiàn)過程符合八角行為分析法中的核心驅(qū)動力之一——成就和進(jìn)步感。其是用戶獲取學(xué)習(xí)技能、克服困難以及控制游戲進(jìn)程的內(nèi)心驅(qū)動力。用戶基于新鮮感和好奇心使用一款新的產(chǎn)品，然而在不斷體驗產(chǎn)品的過程中，用戶的使用技能不斷提升，容易對產(chǎn)品失去興趣。此時設(shè)置遞進(jìn)式的小目標(biāo)有利于用戶持續(xù)獲得進(jìn)步與成就感，從而保持心流的穩(wěn)定輸出。

在體感交互系統(tǒng)設(shè)置相應(yīng)的獎勵機(jī)制可以激勵用戶，若用戶在此過程中獲得滿足感，就會持續(xù)使用產(chǎn)品，從而提升產(chǎn)品的使用價值，讓用戶良好的體驗得以持續(xù)，延長心流的輸出時間。

2.3 行為層面

正向反饋與負(fù)向反饋都屬于有意義的反饋，及時的正向反饋有利于增強(qiáng)用戶的信心，提高用戶的積極性，減少用戶使用過程中的無助感與迷茫感，適當(dāng)?shù)姆答伳軌虮苊庥脩粢庾R流的減弱或中斷。然而相較于正向反饋，應(yīng)減少負(fù)向反饋的使用頻率。負(fù)向反饋是當(dāng)操作出錯、產(chǎn)品本身出現(xiàn)問題時出現(xiàn)的反饋，適時使用可以讓用戶積累操作經(jīng)驗，提高系統(tǒng)的使用效率，過度使用則不利于用戶體驗。

數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展讓多感官體驗得到廣泛運用，在多感官的刺激下，用戶能夠真實地體會產(chǎn)品，獲得更多的信息量，從而更好地引導(dǎo)用戶。在此次設(shè)計研究中，利用視覺與聽覺相結(jié)合的多感官反饋可以讓體驗更加真實生動，讓用戶進(jìn)入沉浸式體驗狀態(tài)，保持穩(wěn)定的心流。

3 脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)設(shè)計實踐

3.1 交互動作設(shè)計

在脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)中，交互動作是系統(tǒng)的重要組成部分。Kinect體感設(shè)備通過捕捉20個關(guān)節(jié)點的位置來判斷用戶的動作，只有當(dāng)用戶的動作數(shù)值達(dá)到系統(tǒng)編寫的數(shù)值范圍時，才能觸發(fā)交互進(jìn)程。系統(tǒng)選取了頸椎與腰椎的鍛煉動作設(shè)計互動識別，以頸椎鍛煉動作為例，根據(jù)交互觸點以及鍛煉效果需求選出左右伸展、旋肩疏頸、雙手托天這幾個鍛煉動作，分別對應(yīng)游戲中的角色前后左右移動、拾取線索、點擊確定的交互操作。

3.2 流程設(shè)計

脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)采用了劇本解謎的游戲形式，設(shè)計情節(jié)跌宕起伏、線索環(huán)環(huán)相扣的故事能夠激發(fā)用戶的興趣，而故事發(fā)展的表現(xiàn)形式是整體設(shè)計的關(guān)鍵。在系統(tǒng)框架搭建與分解目標(biāo)實現(xiàn)的過程中，應(yīng)遵循建立清晰的目標(biāo)理念。每個劇本的最終目標(biāo)都是解開故事的謎題，尋找最終的謎底，而游戲通過故事動畫的形式敘事，不僅能夠讓用戶更好地理解劇情，引導(dǎo)用戶進(jìn)行交互操作，而且能夠豐富內(nèi)容，讓用戶在獲得視覺享受的同時，獲得互動體驗的真實感與沉浸感。

在劃分用戶層次與訴求上，系統(tǒng)遵循技能與挑戰(zhàn)的平衡理念。首先系統(tǒng)會根據(jù)劇本的燒腦程度與耗費時長劃分難度等級，用戶可根據(jù)自身訴求與能力自主選擇簡單、中等或較難的等級。在每個難度等級中，會設(shè)置5～6個劇本，每個劇本設(shè)置的脊椎鍛煉部位不同，相應(yīng)的交互動作也會不同。在此次脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)中設(shè)計了頸椎和腰椎兩個部位的鍛煉動作，根據(jù)不同劇本的劇情設(shè)定和交互動作難度進(jìn)行系統(tǒng)劃分，用戶可根據(jù)自身鍛煉訴求自主選擇相應(yīng)的劇本。

在提高正負(fù)反饋與多感官反饋設(shè)計中，遵循了多維度且實時的反饋理念。在正向反饋設(shè)計上，提升正向反饋的層級，在游戲過程中給予用戶指導(dǎo)。如在任務(wù)地圖左下角會提供動作教學(xué)，引導(dǎo)用戶做出正確的姿勢控制游戲進(jìn)入下一階段。在負(fù)向反饋設(shè)計中，提醒用戶糾正錯誤操作，提高使用效率，如系統(tǒng)識別到用戶的交互動作不規(guī)范時，會出現(xiàn)彈窗來提醒用戶姿勢錯誤，從而讓用戶達(dá)到更好的鍛煉效果。在多感官反饋設(shè)計上，利用圖像、聲音的反饋形式帶給用戶視覺與聽覺上的雙重感官體驗，給用戶沉浸式的互動體驗，保持用戶穩(wěn)定的心流。

4 結(jié)語

數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展解構(gòu)了藝術(shù)的單一表現(xiàn)形式，讓藝術(shù)滲透進(jìn)各行各業(yè)。在脊椎疾病的康復(fù)訓(xùn)練中，數(shù)字技術(shù)手段相較于傳統(tǒng)的訓(xùn)練手段體現(xiàn)出了更多的優(yōu)勢。為了提高脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感游戲的用戶體驗，本研究運用心流理論對體感交互系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，并將心流理論中挑戰(zhàn)和技能保持平衡、清晰的目標(biāo)、多維度且實時的反饋這三個心流特征轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)計步驟，融入脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)的設(shè)計中，實現(xiàn)了基于心流理論的脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)設(shè)計實踐。在心流理論的作用下，系統(tǒng)能夠增強(qiáng)用戶黏性，并引導(dǎo)用戶獲得愉悅的沉浸式體驗，同時開拓心流理論和脊椎康復(fù)訓(xùn)練體感交互系統(tǒng)相結(jié)合的理論空間，為同類型產(chǎn)品設(shè)計提供思考與建議。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李江泳，譚琪茜，邱盼，等.基于心流理論的文創(chuàng)產(chǎn)品交互設(shè)計研究[J].包裝工程，2020，41（18）：287-293.

[2] 許曉云，李風(fēng)彥，楊培.基于心流理論的產(chǎn)品交互設(shè)計研究綜述[J].包裝工程，2020，41（24）：14-21.

[3] 姜延，馬文軒，陳劍華，等.基于Kinect體感交互技術(shù)的3D服飾文化展示系統(tǒng)[J].紡織導(dǎo)報，2015（3）：74-76.

[4] 劉巖巖，于靜，劉東武，等.體感設(shè)備Kinect在風(fēng)濕患者康復(fù)中的應(yīng)用研究[J].粘接，2019，40（8）：127-130.

[5] 嚴(yán)資情，張宇紅.面向健身的體感交互行為設(shè)計研究[J].設(shè)計，2017（5）：134-136.

[6] 阿蘭·庫珀.關(guān)于臉4：交互設(shè)計精髓[M].北京：電子工業(yè)出版社，2020：150.

作者簡介：朱洪萱（1998—），女，江蘇鹽城人，碩士在讀，研究方向：數(shù)字媒體藝術(shù)。