摘要：研究基于PAT（個(gè)體-產(chǎn)品-任務(wù)模型，Person-Artifact-Task 的簡(jiǎn)稱）心流模型，對(duì)下肢骨折康復(fù)中的心流體驗(yàn)要素進(jìn)行研究，以期提升下肢骨折康復(fù)人群訓(xùn)練體驗(yàn)。采用半結(jié)構(gòu)化訪談提取心流關(guān)鍵詞，再結(jié)合成熟的心流前因要素研究結(jié)果和 PAT 模型構(gòu)建個(gè)體動(dòng)機(jī)-康復(fù)產(chǎn)品-訓(xùn)練任務(wù)模型并設(shè)計(jì)量表，獲取目標(biāo)人群原始數(shù)據(jù)。以此為基礎(chǔ)，建立下肢骨折康復(fù)心流體驗(yàn)結(jié)構(gòu)方程模型，得到影響心流產(chǎn)生各項(xiàng)要素的權(quán)重分布，最后根據(jù)權(quán)重分布提出下肢骨折康復(fù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)策略。研究深度解析心流體驗(yàn)要素的量化方法，提升康復(fù)產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)，為下肢骨折康復(fù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供有益參考。

關(guān)鍵詞：PAT心流模型；骨折康復(fù)；結(jié)構(gòu)方程；產(chǎn)品設(shè)計(jì)；人機(jī)交互

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-0069（2024）17-0104-04

Abstract：Based on the PAT（Person-Artifact-Task）flow model，the flow experience elements in lower limb fracture rehabilitation were studied，in order to improve the training experience of lower limb fracture rehabilitation. Semi-structured interviews were used to extract flow keywords，and then combined with the research results of mature flow antecedents and PAT models，an individual motivation-rehabilitation product-training task model was constructed，and a scale was designed to obtain the original data of the target population. On this basis，a structural equation model of flow experience in lower limb fracture rehabilitation was established，and the weight distribution of various factors affecting flow generation was obtained，and finally the design strategy of lower limb fracture rehabilitation products was proposed according to the weight distribution. This study analyzes the quantitative method of flow experience elements in depth，improves the user experience of rehabilitation products，and provides a useful reference for the design of lower limb fracture rehabilitation products.

Keywords：PAT flow model；Fracture rehabilitation；Structural equations；Product design；Human-computer interaction

引言

我國(guó)康復(fù)行業(yè)迅速發(fā)展，但多數(shù)患者仍依賴傳統(tǒng)居家康復(fù)，存在訓(xùn)練不規(guī)范和內(nèi)容單一枯燥的問(wèn)題。心流理論強(qiáng)調(diào)從積極的視角研究人的心理與行為，尤其在康復(fù)領(lǐng)域，有助于患者積極面對(duì)康復(fù)訓(xùn)練，提升體驗(yàn)，而結(jié)構(gòu)方程模型有助于明確設(shè)計(jì)要素的權(quán)重，指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐。

一、 心流研究與結(jié)構(gòu)方程

（一）心流模型

心流理論最初由積極心理學(xué)家Csikszentmihalyi于20世紀(jì)70年代提出，“心流（flow）”代表了一種完全沉浸于所處活動(dòng)中的狀態(tài)，這種專注體驗(yàn)是進(jìn)行重復(fù)性任務(wù)的關(guān)鍵動(dòng)力。

心流體驗(yàn)包括3個(gè)階段：前因階段、體驗(yàn)階段、結(jié)果階段[1]。前因要素搭建的成功與否將直接影響心流體驗(yàn)是否產(chǎn)生以及能否持續(xù)。在前因階段的研究中學(xué)者提出兩種具有影響力的模型，Csikszentmihalyi等人基于技能與挑戰(zhàn)的平衡提出通道模型[2]。Finneran等[3]基于對(duì)人機(jī)交互的研究提出PAT模型（Person- Artifact-Task，簡(jiǎn)稱PAT），如圖1所示，該模型認(rèn)為：實(shí)現(xiàn)心流體驗(yàn)，是個(gè)體、產(chǎn)品、任務(wù)3個(gè)前因要素共同作用的結(jié)果。

（二）心流要素提取

心流體驗(yàn)是復(fù)雜的主觀體驗(yàn)，通常通過(guò)問(wèn)卷、訪談的方法進(jìn)行評(píng)估，也有研究利用眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)提取被試在實(shí)驗(yàn)中的情緒，從而對(duì)被試的體驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量[4]。

為了能夠獲取與心流產(chǎn)生相關(guān)的要素，部分學(xué)者以理論要素為基準(zhǔn)對(duì)體驗(yàn)行為進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)研，孫煜文等[5]結(jié)合心流體驗(yàn)要素、文旅服務(wù)階段的場(chǎng)景及用戶行為設(shè)計(jì)問(wèn)卷，之后提取心流關(guān)鍵要素。有學(xué)者采用文本分析方法對(duì)所獲取的用戶評(píng)價(jià)進(jìn)行心流要素提取。李娜等[6]依據(jù)扎根理論的邏輯編碼框架衡量和識(shí)別研究變量，提取用戶評(píng)價(jià)中的感知因素特征。依靠真實(shí)環(huán)境下的用戶評(píng)價(jià)為基準(zhǔn)的文本分析具有更高的可靠性，但不同理論和識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)的選取會(huì)導(dǎo)致結(jié)果迥異。此外，為了能夠讓心流要素的提煉過(guò)程盡可能量化呈現(xiàn)，廖詩(shī)奇[7]采用了探索性因子分析，提煉了女性家庭智能健身產(chǎn)品的心流體驗(yàn)要素，該方法從多維數(shù)據(jù)中提煉關(guān)鍵因子，但導(dǎo)出的公因子數(shù)具有不確定性。溫韜等[8]先后采用了探索性因子分析、驗(yàn)證性因子分析以及結(jié)構(gòu)方程建模的方法對(duì)電競(jìng)用戶的心流體驗(yàn)進(jìn)行探索?？陀^的數(shù)據(jù)和明晰的數(shù)學(xué)模型使研究更加具象化，一定程度上規(guī)避了心流體驗(yàn)的主觀性特點(diǎn)，為是否能產(chǎn)生心流體驗(yàn)構(gòu)建了更加科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

（三）結(jié)構(gòu)方程在心流研究上的應(yīng)用

心流體驗(yàn)?zāi)軌蛴行а娱L(zhǎng)用戶停留時(shí)間，這一特性在教育、商業(yè)等領(lǐng)域都具有重要作用。結(jié)構(gòu)方程的構(gòu)建能夠幫助心流研究進(jìn)入“黑匣子”，探索這一特性成因的權(quán)重分布。劉哲雨等[9]基于桌面虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境構(gòu)建基于心流的自我效能感影響學(xué)習(xí)結(jié)果的假設(shè)模型，采集多模態(tài)數(shù)據(jù)后利用結(jié)構(gòu)方程進(jìn)行模型擬合。結(jié)構(gòu)方程將心流體驗(yàn)中的因素明晰化、數(shù)據(jù)化，有效幫助模型的驗(yàn)證和分析。在商業(yè)領(lǐng)域，探索心流的成因可以有效幫助提升用戶黏性、提升品牌價(jià)值。沈鵬熠等[10]利用結(jié)構(gòu)方程建模探究了在線品牌社群質(zhì)量對(duì)品牌幸福感的影響機(jī)制。Bayir等[11]研究了基于游戲化的移動(dòng)購(gòu)物活動(dòng)對(duì)顧客的心流體驗(yàn)影響，采用結(jié)構(gòu)方程模型確定了變量之間的關(guān)系水平。

本研究通過(guò)問(wèn)卷和訪談進(jìn)行預(yù)調(diào)研，并基于心流PAT模型構(gòu)建假設(shè)模型并形成正式量表。通過(guò)驗(yàn)證性因子分析確認(rèn)模型的有效性，并依據(jù)結(jié)構(gòu)方程分析結(jié)果制訂設(shè)計(jì)策略并進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐。

二、模型構(gòu)建與問(wèn)卷設(shè)計(jì)

本研究聚焦于下肢骨折患者中人數(shù)較多的脛腓骨骨折患者群體，通過(guò)預(yù)調(diào)研問(wèn)卷收集了包括人口統(tǒng)計(jì)學(xué)、康復(fù)經(jīng)歷和產(chǎn)品使用評(píng)價(jià)在內(nèi)的數(shù)據(jù)，以理解他們?cè)谥委熀涂祻?fù)過(guò)程中的需求和體驗(yàn)。

（一）模型構(gòu)建

依照PAT心流模型，研究定義影響下肢骨折康復(fù)心流體驗(yàn)的前因要素有3個(gè)方面：個(gè)體動(dòng)機(jī)、康復(fù)產(chǎn)品、訓(xùn)練任務(wù)，也即假設(shè)模型中的潛變量。通過(guò)預(yù)調(diào)研篩選出7名具有積極康復(fù)體驗(yàn)的患者，進(jìn)行了訪談以提取心流關(guān)鍵詞，同時(shí)參考Jackson等于1996年編制的《成熟的心流狀態(tài)量表》以及國(guó)內(nèi)學(xué)者李廣學(xué)等[12]于2017年修訂的《運(yùn)動(dòng)員流暢狀態(tài)量表》，綜合心流關(guān)鍵詞和心流前因階段內(nèi)容歸納出假設(shè)模型中的觀測(cè)變量。據(jù)此，本研究構(gòu)建了理論假設(shè)模型，該模型屬于測(cè)量方程，在觀測(cè)變量的選取上，遵循了系統(tǒng)性、科學(xué)性、客觀性、可操作性、以人為本的原則。在假設(shè)模型的構(gòu)建階段，本研究參考了代寶等[13]對(duì)現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下用戶心流體驗(yàn)過(guò)程中關(guān)于前因要素的分類框架，理論假設(shè)模型如圖2所示。

（二）問(wèn)卷設(shè)計(jì)

以假設(shè)模型為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)并確認(rèn)正式調(diào)研問(wèn)卷，問(wèn)卷中所有題目均為正向敘述類問(wèn)題，采用 5 階李克特量表計(jì)分形式，為了避免同源方差問(wèn)題，對(duì)題項(xiàng)順序進(jìn)行刻意打亂。文中的“康復(fù)產(chǎn)品”所指為脛腓骨骨折康復(fù)訓(xùn)練所用的康復(fù)器械。此問(wèn)卷尋找脛腓骨骨折人群進(jìn)行精準(zhǔn)發(fā)放，最終回收118份有效問(wèn)卷。變量體系結(jié)構(gòu)及問(wèn)卷題項(xiàng)如表1所示。

本研究通過(guò)驗(yàn)證性因子進(jìn)行模型驗(yàn)證，分析確保問(wèn)卷結(jié)構(gòu)與假設(shè)模型的一致性，評(píng)估理論模型對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)的適配度。

三、模型驗(yàn)證

（一）信度分析

通過(guò)SPSS軟件得出該量表（項(xiàng)數(shù)為13）的克隆巴赫系數(shù)為0.858（>0.70），這表明該體系具有很高的內(nèi)在一致性，因此可靠性很強(qiáng)。

（二）因子分析的適用性檢驗(yàn)

通過(guò)SPSS軟件得出 KMO 值為 0.800（>0.60）且 P 值為 0.000（<0.05），因此適合做因子分析。KMO 和巴特利特球形度檢驗(yàn)如表2所示。

（三）驗(yàn)證性因子分析

擬合度分析：通過(guò)使用AMOS軟件對(duì)量表中的所有研究變量進(jìn)行建模分析，得到該假設(shè)模型的擬合指數(shù)，本次研究擬合指數(shù)參考了Hair等[14]學(xué)者的研究成果，各項(xiàng)指數(shù)均符合擬合標(biāo)準(zhǔn)。 模型擬合指標(biāo)檢驗(yàn)如表3所示。

由上表可知，X2/df的值為1.544，RMSEA值為0.068，IFI值為0.935，TLI值為0.916，CFI值為0.933，說(shuō)明各項(xiàng)數(shù)據(jù)適配良好，個(gè)體動(dòng)機(jī)-康復(fù)產(chǎn)品-訓(xùn)練任務(wù)這一假設(shè)模型與實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的整體擬合度較好，也表明實(shí)際數(shù)據(jù)符合假設(shè)模型。

路徑系數(shù)分析：在結(jié)構(gòu)方程運(yùn)行結(jié)果中，潛變量（橢圓內(nèi)容）與觀測(cè)變量（矩形內(nèi)容）之間的標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)反映了后者對(duì)前者的影響程度。該模型的標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)結(jié)果如圖3所示，圖中標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)均大于0，因此全部得以保留。

在模型驗(yàn)證階段，實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)的擬合度檢驗(yàn)證實(shí)了假設(shè)模型的結(jié)構(gòu)有效性，因此，在下肢骨折康復(fù)產(chǎn)品領(lǐng)域確認(rèn)了個(gè)人動(dòng)機(jī)、康復(fù)產(chǎn)品、訓(xùn)練任務(wù)這3個(gè)潛變量，而標(biāo)準(zhǔn)化路徑分析結(jié)果為各個(gè)潛變量對(duì)應(yīng)的觀測(cè)變量提供了其影響系數(shù)，確定了權(quán)重分布。

四、設(shè)計(jì)策略

基于PAT心流模型，探索觸發(fā)心流體驗(yàn)的前因階段，在下肢骨折康復(fù)產(chǎn)品領(lǐng)域確認(rèn)了個(gè)人動(dòng)機(jī)、康復(fù)產(chǎn)品、訓(xùn)練任務(wù)3個(gè)影響因素，以此為主框架構(gòu)建設(shè)計(jì)策略，以潛變量對(duì)應(yīng)觀測(cè)變量的標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)確認(rèn)影響權(quán)重，以此明晰設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)。

（一）以目標(biāo)任務(wù)強(qiáng)化個(gè)體動(dòng)機(jī)

設(shè)置明確的康復(fù)目標(biāo)、構(gòu)建層級(jí)化的康復(fù)挑戰(zhàn)、進(jìn)行實(shí)時(shí)的康復(fù)管理均能夠激發(fā)患者的主觀能動(dòng)性。在個(gè)體動(dòng)機(jī)的觀測(cè)變量中，心理動(dòng)力（0.80）對(duì)于個(gè)體動(dòng)機(jī)的影響系數(shù)最高。由此可見(jiàn)，對(duì)于下肢骨折康復(fù)這一比較枯燥的活動(dòng)，提高康復(fù)個(gè)體的訓(xùn)練積極性能夠有效提升心流體驗(yàn)產(chǎn)生的可能性。將康復(fù)目標(biāo)內(nèi)化到患者訓(xùn)練的每個(gè)階段，康復(fù)目標(biāo)的確定能夠有效激發(fā)患者的康復(fù)積極性，當(dāng)個(gè)體康復(fù)積極性提高，訓(xùn)練任務(wù)將從被動(dòng)型事件逐漸向主動(dòng)型事件轉(zhuǎn)化?？祻?fù)挑戰(zhàn)的層級(jí)化和步驟化能夠有效減少患者內(nèi)外認(rèn)知負(fù)荷，形成科學(xué)穩(wěn)定的引導(dǎo)，將康復(fù)任務(wù)設(shè)定為難度逐步漸進(jìn)的通關(guān)模式能夠有效激發(fā)訓(xùn)練動(dòng)力，而對(duì)患者的康復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、記錄等能夠讓患者對(duì)康復(fù)效果和進(jìn)程有更明確的把控，以提升自信心。

（二）以感知易用改善產(chǎn)品使用體驗(yàn)

簡(jiǎn)化產(chǎn)品的使用與操作流程、降低信息的獲取難度、提供多感官的交互方式能夠幫助患者快速上手訓(xùn)練設(shè)備、熟悉康復(fù)流程。在康復(fù)產(chǎn)品的觀測(cè)變量中，產(chǎn)品易用性（0.79）的影響系數(shù)最高。這表明，在下肢骨折康復(fù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，應(yīng)更加側(cè)重于產(chǎn)品易用性的提高，產(chǎn)品功能顯性化、設(shè)備易于理解、易于操作將大幅度降低使用者的負(fù)擔(dān)。產(chǎn)品操作的流程以及界面操作要符合用戶日常認(rèn)知習(xí)慣。對(duì)于下肢骨折患者，其處于心理弱勢(shì)狀態(tài)，可以利用顏色差異或者模塊造型設(shè)計(jì)等提高重要信息的獲取優(yōu)先級(jí)，保證內(nèi)容的有效傳達(dá)。利用眼追、手勢(shì)、語(yǔ)言等多感官交互模塊有助于提高患者操作設(shè)備的便捷性，使其更好地專注于訓(xùn)練任務(wù)上。

（三）以臨場(chǎng)趣味重塑訓(xùn)練任務(wù)

營(yíng)造虛擬的康復(fù)環(huán)境、創(chuàng)設(shè)多樣化的激勵(lì)機(jī)制、提供及時(shí)的反饋信息、搭建線上學(xué)習(xí)交流社區(qū)均能一定程度上提升訓(xùn)練趣味性，助力心流體驗(yàn)的產(chǎn)生。在訓(xùn)練任務(wù)的觀測(cè)變量中，任務(wù)臨場(chǎng)感（0.72）的影響最為顯著。由此可見(jiàn)，對(duì)于下肢骨折康復(fù)訓(xùn)練任務(wù)的設(shè)計(jì)，要注重臨場(chǎng)感的實(shí)現(xiàn)，讓患者的活動(dòng)任務(wù)從枯燥的現(xiàn)實(shí)環(huán)境“轉(zhuǎn)移”到趣味化的場(chǎng)景中，訓(xùn)練內(nèi)容的設(shè)計(jì)要在符合康復(fù)體系的情況下盡可能脫離單一化的教學(xué)環(huán)境模式，讓訓(xùn)練任務(wù)在實(shí)現(xiàn)功能的前提下提升患者的愉悅感。例如，以步態(tài)康復(fù)為基準(zhǔn)對(duì)康復(fù)環(huán)境進(jìn)行游戲化、場(chǎng)景化設(shè)計(jì)，借助AR、VR等技術(shù)打造沉浸式“逛游世界”虛擬環(huán)境，提高患者的參與度，進(jìn)一步促進(jìn)心流體驗(yàn)的產(chǎn)生。反饋信息可以通過(guò)彈窗和實(shí)體反饋雙模式進(jìn)行傳遞，保證信息的及時(shí)性。激勵(lì)機(jī)制可以通過(guò)“成就達(dá)成”以及“人物升級(jí)”等來(lái)創(chuàng)設(shè)，增強(qiáng)任務(wù)趣味性，線上社區(qū)的搭建可以幫助患者與現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生連結(jié)，提供信息輸出和情感依附的空間。

五、設(shè)計(jì)實(shí)踐

以上述設(shè)計(jì)策略為指導(dǎo)進(jìn)行下肢骨折康復(fù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)?；趯?duì)技術(shù)可行性、功能性以及創(chuàng)新型的考量，設(shè)計(jì)了一套下肢骨折康復(fù)系統(tǒng)“iWalk”。

（一）硬件產(chǎn)品設(shè)計(jì)

產(chǎn)品硬件部分劃分為3個(gè)模塊，如圖4所示，分別是：（1）具備關(guān)節(jié)康復(fù)、步態(tài)康復(fù)和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)等功能的下肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人iWalk Robot；（2）具備虛擬場(chǎng)景和游戲內(nèi)容呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能的頭戴虛擬顯示設(shè)備iWalk Glass；（3）輔助用戶穿戴康復(fù)產(chǎn)品、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品供電和收納功能的充電樁Charging pile。硬件產(chǎn)品為患者直接接觸使用的產(chǎn)品，因此其設(shè)計(jì)重點(diǎn)為提高產(chǎn)品易用性，降低使用門檻，硬件產(chǎn)品均采用“以感知易用改善產(chǎn)品使用體驗(yàn)”為主策略進(jìn)行設(shè)計(jì)。

iWalk Robot作為關(guān)鍵的下肢康復(fù)設(shè)備，其設(shè)計(jì)注重提升用戶體驗(yàn)和心流狀態(tài)。從穿戴方式、模塊分布、結(jié)構(gòu)關(guān)系等方面對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和外觀進(jìn)行設(shè)計(jì)，穿戴方式方面選擇半貼合方式，體積精簡(jiǎn)且易于使用者穿脫；模塊分布方面將傳感器等監(jiān)測(cè)裝置放置在產(chǎn)品內(nèi)部，控制按鈕放置在腰部?jī)蓚?cè)，保證其在手功能活動(dòng)范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)關(guān)系方面，根據(jù)髖、膝、踝關(guān)節(jié)自由度，將產(chǎn)品分為腰部部件、髖關(guān)節(jié)部件、大腿部件、膝關(guān)節(jié)部件、小腿部件、踝關(guān)節(jié)部件以及足部部件共7個(gè)部分，整個(gè)產(chǎn)品不可拆卸，各連接部位可實(shí)現(xiàn)尺寸和角度的調(diào)節(jié)。腰部部件的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)舒適度，其主要由護(hù)腰防護(hù)軟墊和主機(jī)構(gòu)成，護(hù)腰防護(hù)軟墊內(nèi)部包含支撐結(jié)構(gòu)，在患者穿戴外骨骼后能夠?qū)崿F(xiàn)良好的包裹狀態(tài)，幫助患者保持身體的平衡和穩(wěn)定；主機(jī)可實(shí)現(xiàn)外骨骼的控制和程序的執(zhí)行，主機(jī)前端為可調(diào)節(jié)的腰帶，用于固定患者的腰腹部，為其提供安全保障。主機(jī)兩側(cè)有4個(gè)控制按鈕，左側(cè)為“運(yùn)行”和“輔助力調(diào)節(jié)”，右側(cè)為“停止”和“切換康復(fù)模式”，患者通過(guò)按鈕標(biāo)識(shí)即可快速識(shí)別，實(shí)現(xiàn)安全、順暢地操控。其余部件均充分考慮產(chǎn)品穿戴舒適程度，在易磨損關(guān)節(jié)位置設(shè)置了防護(hù)軟墊，同時(shí)設(shè)置了可調(diào)節(jié)綁帶，在數(shù)據(jù)采集上，將傳感器內(nèi)置進(jìn)旋轉(zhuǎn)部件中，便于記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化訓(xùn)練。

iWalk Glass旨在為骨折康復(fù)患者提供沉浸式的虛擬環(huán)境和游戲化康復(fù)體驗(yàn)，幫助他們更快進(jìn)入心流狀態(tài)，享受專注而有趣的康復(fù)訓(xùn)練。在外觀造型方面，通過(guò)弧形和幾何線條設(shè)計(jì)提高舒適度和視覺(jué)興趣。在穿戴方式方面，尺寸調(diào)節(jié)元件設(shè)計(jì)在腦后區(qū)域，能夠有效減少前臉部分的配重，提高佩戴時(shí)的舒適感。iWalk Glass主要由眼鏡、頭帶以及頭帶調(diào)節(jié)控制器組成。眼鏡內(nèi)部包括顯示屏、陀螺儀、傳感器等元件，用于顯示虛擬環(huán)境和圖像以及跟蹤用戶頭部的動(dòng)作；眼鏡外部有攝像頭、控制按鈕、指示燈等元件，用于實(shí)現(xiàn)空間定位、控制產(chǎn)品等功能。頭帶和頭帶調(diào)節(jié)控制器主要實(shí)現(xiàn)固定眼鏡的作用，患者可根據(jù)自身頭部大小實(shí)現(xiàn)快速調(diào)節(jié)，佩戴后用手指左右撥動(dòng)藍(lán)色控制器即可實(shí)現(xiàn)松緊調(diào)節(jié)。在患者佩戴iWalk Glass后，首先需完成空間定位，確保所處的實(shí)體空間內(nèi)有足夠的自由活動(dòng)空間。其次，設(shè)備會(huì)識(shí)別整個(gè)空間內(nèi)的物品，并將其轉(zhuǎn)換為虛擬世界中的障礙物，從而確?；颊咴诳祻?fù)過(guò)程中的安全性。

Charging pile充電樁設(shè)計(jì)用于簡(jiǎn)化下肢外骨骼機(jī)器人的穿戴流程，提高使用便捷性，并增強(qiáng)患者的心流體驗(yàn)。該產(chǎn)品整合了輔助穿戴、充電和收納3項(xiàng)功能，能夠有效輔助用戶穿脫外骨骼機(jī)器人，黑色傾斜板為座椅，患者在康復(fù)前可以依靠在座椅上，此時(shí)僅需一位家屬即可幫助患者穿脫外骨骼機(jī)器人；產(chǎn)品頂部設(shè)有iWalk Glass的無(wú)線充電板并提供眼鏡收納空間；中部的上翹部件不僅為iWalk Robot提供充電接口，還能掛放設(shè)備，實(shí)現(xiàn)整潔的存放和管理，節(jié)省空間同時(shí)提高產(chǎn)品的可訪問(wèn)性。

（二）軟件產(chǎn)品設(shè)計(jì)

產(chǎn)品軟件部分劃分為兩個(gè)模塊，如圖5所示，分別是：（1）具備個(gè)性化康復(fù)方案制訂、醫(yī)患交流與共享社區(qū)、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與同步服務(wù)等功能的手機(jī)移動(dòng)端軟件iWalk App；（2）具備虛擬游戲和場(chǎng)景呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與同步服務(wù)等功能的虛擬設(shè)備端平臺(tái)iWalk Task。軟件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要為規(guī)劃訓(xùn)練內(nèi)容，因此其采用“以目標(biāo)任務(wù)強(qiáng)化個(gè)體動(dòng)機(jī)”和“以臨場(chǎng)趣味重塑訓(xùn)練任務(wù)”雙重設(shè)計(jì)策略。

iWalk App主題色選取藍(lán)色，首先，藍(lán)色在心理學(xué)上被認(rèn)為是健康、平靜、溫和的顏色，在康復(fù)領(lǐng)域中能夠傳達(dá)出安全感和舒適感；其次，藍(lán)色還可以提高用戶對(duì)資訊閱讀的效率和舒適度；再者，藍(lán)色還可以體現(xiàn)出專業(yè)性和科學(xué)性，提高用戶對(duì)產(chǎn)品的信任感和滿意度。軟件功能模塊包括“社區(qū)”“任務(wù)”“咨詢”“我的”?！吧鐓^(qū)”模塊為用戶提供了與其他患者交流的空間，滿足互相交流、鼓勵(lì)的需求，促進(jìn)正向心理情緒和心流狀態(tài)。明確、清晰的目標(biāo)和任務(wù)是產(chǎn)生心流體驗(yàn)的必要條件，“任務(wù)”模塊幫助用戶制訂和遵循個(gè)性化的康復(fù)計(jì)劃，隨著康復(fù)進(jìn)展調(diào)整優(yōu)化任務(wù)難度，提供內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、高效的訓(xùn)練。該功能還支持患者與骨友一起執(zhí)行相同的康復(fù)任務(wù)，為患者提供陪伴和關(guān)懷。 “咨詢”提供了實(shí)時(shí)的醫(yī)患交流平臺(tái)，在專業(yè)醫(yī)師、康復(fù)師的幫助下解決突發(fā)問(wèn)題、糾正康復(fù)動(dòng)作、制訂個(gè)性化康復(fù)計(jì)劃等。在“我的”模塊中將顯示用戶通過(guò)完成康復(fù)任務(wù)、簽到、學(xué)習(xí)康復(fù)知識(shí)等行為能夠獲得專屬“小骨頭”虛擬幣，累計(jì)能夠兌換獎(jiǎng)品，實(shí)現(xiàn)“期望性激勵(lì)”，患者發(fā)布的社區(qū)內(nèi)容可以收到各地用戶的評(píng)論、點(diǎn)贊以實(shí)現(xiàn)“社交性激勵(lì)”，患者在康復(fù)任務(wù)中的表現(xiàn)將被授予標(biāo)簽和頭銜以實(shí)現(xiàn)“成就性激勵(lì)”。

iWalk Task內(nèi)置于頭戴虛擬顯示設(shè)備中，其產(chǎn)品功能模塊共包含5個(gè)部分，分別是“個(gè)人中心”“康復(fù)分析”“康復(fù)任務(wù)”“康復(fù)模式”“命令菜單”。該平臺(tái)在手機(jī)軟件的“任務(wù)”啟動(dòng)時(shí)且頭戴虛擬顯示設(shè)備開(kāi)機(jī)狀態(tài)下同步啟用。iWalk Task的主要功能是呈現(xiàn)虛擬場(chǎng)景內(nèi)容和進(jìn)行訓(xùn)練指導(dǎo)。該平臺(tái)通過(guò)網(wǎng)格界面布局實(shí)現(xiàn)直觀的信息訪問(wèn)，在交互方式上，采用了手勢(shì)交互的形式以提升沉浸感。“個(gè)人中心”主要呈現(xiàn)患者的個(gè)人信息、康復(fù)信息等內(nèi)容，并對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行快速編輯?！翱祻?fù)分析”從肌力評(píng)定、疼痛評(píng)定、關(guān)節(jié)活動(dòng)度以及步態(tài)分析4個(gè)方面對(duì)患者個(gè)人情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示，方便患者了解自身狀況?！翱祻?fù)任務(wù)”展示當(dāng)日康復(fù)計(jì)劃，方便患者了解每天的康復(fù)內(nèi)容?！翱祻?fù)模式”展示教學(xué)模式、情景模式、游戲模式3種康復(fù)模式的使用和操作方式；若患者選擇教學(xué)模式，則會(huì)和其他選擇該模式的患者一同出現(xiàn)在同一虛擬空間中，并在專業(yè)醫(yī)師的帶領(lǐng)下，一起進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練；若患者選擇情景模式，系統(tǒng)則會(huì)為其提供全球各景點(diǎn)的影像畫面，患者可以在游覽風(fēng)景中完成步態(tài)行走訓(xùn)練；若患者選擇游戲模式，系統(tǒng)則會(huì)為其提供豐富的康復(fù)游戲來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練?！懊畈藛巍蹦K展示功能性的菜單，如藍(lán)牙、聲音、設(shè)置等功能。

根據(jù)上文策略輸出可知，利用游戲化設(shè)計(jì)、激勵(lì)機(jī)制等手段能夠?qū)⒐钦刍颊呖菰锏目祻?fù)動(dòng)作轉(zhuǎn)換為有趣的體驗(yàn)，可以有效重塑康復(fù)任務(wù)，提升用戶沉浸感，進(jìn)而激發(fā)心流狀態(tài)的產(chǎn)生。在iWalk Task系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一系列康復(fù)游戲，進(jìn)入游戲后，用戶會(huì)查看有關(guān)故事背景的短片，隨后了解注意事項(xiàng)、游戲玩法、康復(fù)任務(wù)等內(nèi)容。用戶跟據(jù)游戲中的語(yǔ)音、文字或是游戲元素的提示，完成關(guān)節(jié)、步態(tài)及負(fù)重康復(fù)訓(xùn)練。頁(yè)面頂部為康復(fù)時(shí)長(zhǎng)，用戶需要在有限的時(shí)間內(nèi)完成所有的游戲任務(wù)；右側(cè)為動(dòng)作反饋，方便用戶了解自己當(dāng)前康復(fù)動(dòng)作的準(zhǔn)確率，當(dāng)康復(fù)動(dòng)作不標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在文字色彩、觸覺(jué)震動(dòng)和聲音上做出提醒。在游戲任務(wù)節(jié)點(diǎn)設(shè)置中，將康復(fù)任務(wù)和游戲人物動(dòng)作一一對(duì)應(yīng)，例如，將步態(tài)訓(xùn)練動(dòng)作和尋找寶藏活動(dòng)對(duì)應(yīng)，將關(guān)節(jié)訓(xùn)練動(dòng)作與躲避攻擊相對(duì)應(yīng)，在游戲進(jìn)程中完成訓(xùn)練，緩解枯燥情緒，提升康復(fù)體驗(yàn)。實(shí)體-游戲?qū)?yīng)示例圖如圖6所示。

結(jié)語(yǔ)

本研究基于PAT心流理論，通過(guò)構(gòu)建并驗(yàn)證下肢骨折康復(fù)心流體驗(yàn)的結(jié)構(gòu)方程模型，為康復(fù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。研究結(jié)果揭示了個(gè)體動(dòng)機(jī)、康復(fù)產(chǎn)品和訓(xùn)練任務(wù)3個(gè)核心要素在心流體驗(yàn)中的重要性，并通過(guò)量化分析確定了其內(nèi)部要素對(duì)心流體驗(yàn)的具體影響權(quán)重。這一發(fā)現(xiàn)不僅豐富了心流理論在康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用，也為康復(fù)產(chǎn)品的人性化設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。通過(guò)iWalk系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，本研究將理論成果轉(zhuǎn)化為具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，從而提升了患者的康復(fù)體驗(yàn)和訓(xùn)練效果。然而，本研究?jī)H為心流理論在下肢骨折康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了初步的探索。未來(lái)的研究可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入，例如，通過(guò)跨學(xué)科的研究方法來(lái)探索心流體驗(yàn)在不同康復(fù)階段的作用機(jī)制，或者開(kāi)發(fā)更為個(gè)性化的康復(fù)訓(xùn)練方案。此外，隨著技術(shù)的發(fā)展，如何利用人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)來(lái)優(yōu)化康復(fù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，也是值得關(guān)注的方向。

基金項(xiàng)目：國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金“十四五”規(guī)劃2021年度教育學(xué)一般課題，《突發(fā)公共事件下中小學(xué)校外教育空間應(yīng)急適應(yīng)性研究》（BGA210056）；大連理工大學(xué)2023本科教學(xué)工程項(xiàng)目：“多模態(tài)交互設(shè)計(jì)+數(shù)據(jù)分析與可視化教學(xué)模式研究”；第二批遼寧省線上線下混合式一流課程項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”

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