心流理論下脊椎康復訓練體感交互系統設計

摘要：探索基于心流理論的脊椎康復訓練體感交互系統設計方法，能夠提升患者進行脊椎康復訓練的體驗。文章根據心流特征，從用戶、行為、目標三個方面分析脊椎康復訓練體感交互系統設計需求，將心流理論與體感交互相結合進行研究，為脊椎康復訓練的數字化模式提供創新型解決方案，設計出高效且有趣的訓練方式，增強患者的脊椎康復訓練效果，并為康復醫療領域的同類型數字化產品設計提供解決思路。

關鍵詞：心流理論;脊椎康復訓練;體感交互系統

中圖分類號：TH77 文獻標識碼：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，極大地減少了機體活動與鍛煉的機會。同時，現代社會的快速發展帶來的是激增的社會競爭壓力，久坐成為普遍現象。然而，長時間保持一個姿勢或不正確的坐姿極易導致脊椎病變。世界衛生組織資料表示，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：由于久坐的不良習慣而出現腰肌和腰椎疾病的患者占全部人數的一半，而絕大部分患者是15～35歲的年輕人。更嚴重的是，我國脊椎側彎的兒童發病率在中國兒童發展中心調查報告中顯示高達20%。脊椎疾病呈現不斷遞增和年輕化發展趨勢，治療脊椎疾病的社會需求猛增。日常的康復訓練是治療脊椎疾病最重要的方式，然而大多數患者雖然認識到了脊椎康復訓練的重要性，但缺乏堅持訓練的習慣。究其原因，在于訓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，探討體感交互系統在滿足脊椎康復訓練可用性基礎上，進一步提升用戶體驗的方法，為脊椎疾病的數字化、多媒體化康復訓練方式提供新的設計思路。

1 心流理論與體感交互系統

1.1 心流理論概述

心流理論是美國心理學家Mihaly Csikszentmihalyi（米哈里·希斯贊特米哈伊）提出的，它是關于人類心理狀態與交互體驗的心理學理論。Mihaly Csikszentmihalyi研究發現，當人們全神貫注于某項任務時，會產生充實、愉悅與沉浸的感覺，而這種狀態就是心流理論中的重要概念——心流體驗。它是人們自愿持續性進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、體驗設計等領域。

用戶技術高低和事物挑戰難易是影響心流體驗的關鍵要素，無論是任務挑戰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品需要解決的挑戰達到某種平衡時才能產生心流。

心流體驗特征由Mihaly Csikszentmihalyi根據心流體驗基本概念分析得出，分別是清晰的目標、挑戰和技能保持平衡、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）將心流體驗總結成條件因素、體驗因素、結果因素，隨后Chen（陳）、Wigand（維甘德）與Nilan（尼蘭）把心流體驗總結為事前階段、經驗階段、效果階段[2]。其中，挑戰和技能保持平衡、清晰的目標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，這為心流體驗指導脊椎康復訓練體感游戲設計提供了可能。

1.2 體感交互系統介紹

體感交互系統也被稱為動作感應控制系統，指用戶在沒有控制器的條件下，利用肢體動作與系統互動。體感交互系統通過硬件和軟件設施相結合實現，也就是體感設備和體感系統。體感設備是體感交互系統的重要條件，它主要對人體動作進行識別，以計算機語言輸入體感系統。評判體感設備好壞的標準在于動作識別的速度與準確率，而隨著體感技術的快速迭代與發展，目前已有光學感測、聯合感測、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備，它運用的是光學感測技術，通過光學感測捕獲人體運動數據，將數據傳輸到體感系統中控制互動[3]。Kinect擁有語音識別、動態視頻捕捉和圖像識別功能，用戶在沒有任何手持設備的條件下就可以利用肢體動作與系統互動。

體感交互系統增強了用戶體驗的沉浸感和參與感，同時擺脫其他設備的束縛。目前，體感交互系統已廣泛運用于教育教學、醫療健康、心理健康等領域，體感交互系統的沉浸性、互動性、參與性等特點有助于改善傳統脊椎康復訓練模式，增強用戶黏性。

1.3 體感交互系統在脊椎康復訓練中的研究現狀

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

康復醫療是具有高度專業性的醫療服務行業，中研智庫《2017—2022年中國康復醫療行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》指出，我國的康復醫療機構與病床數量短缺情況嚴重，這側面顯現出醫患數量的不對等，從而引起醫患之間產生交流不對等、信息不對稱的問題[5]。

醫患數量的不對等現狀讓康復治療輔具的出現成為必然趨勢，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治療中。目前已有的康復治療體感交互系統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，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治療體感交互系統，這也是此次研究的突破口。

1.4 心流理論下脊椎康復訓練體感交互系統設計意義

脊椎疾病年輕化趨勢顯著且社會關注度逐漸攀升，脊椎康復訓練體感交互系統的設計迎合了目前的市場需求，設計時不僅要考慮到系統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。利用心流理論設計研究脊椎康復訓練體感交互系統，有利于準確把握脊椎疾病患者達到心流狀態時所需的條件，為患者提供普適化且情感化的操作，滿足患者的心理預期，讓患者保持對產品的忠誠度，同時能夠增強系統的趣味性，引導患者進入沉浸式體驗狀態，實現利用體感交互系統鍛煉脊椎的目的。

2 心流理論下脊椎康復訓練體感交互系統設計需求

根據上述分析，文章結合心流理論的特征，從用戶、行為、目標三個方面提出脊椎鍛煉體感交互系統設計框架（見下表），探索脊椎康復訓練體感交互系統設計方法，促使脊椎疾病患者在交互過程中產生心流。

2.1 用戶層面

清晰的目標是用戶產生心流的必要條件之一，建立清晰的目標能夠引導和激勵用戶持續使用產品，清晰科學的架構體系有利于用戶直觀了解系統的目的與邏輯，降低用戶對系統的理解難度。在脊椎鍛煉體感交互系統中，劇本解謎的游戲形式如果未經處理，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、層層遞進的劇情設置構建成清晰的框架，才能讓用戶產生穩定的心流，進入沉浸式的體驗狀態。

Alan Cooper（阿蘭·庫珀）曾說過，用戶擁有不同的受教育程度、生活環境以及文化背景，在使用同一產品時的感受會產生差異[6]。以用戶對系統的理解與操作難度為標準，可將用戶分為初級用戶、中級用戶及高級用戶，同時將系統劃分為簡單、中等、較難的難度范圍，用戶可根據自身能力選擇合適的難度等級。在此次設計研究中，系統會根據劇本的結構劃分不同的難度等級，用戶可以根據自身能力選擇相應難度的劇本，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難度，不斷豐富體驗。

2.2 目標層面

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

在體感交互系統設置相應的獎勵機制可以激勵用戶，若用戶在此過程中獲得滿足感，就會持續使用產品，從而提升產品的使用價值，讓用戶良好的體驗得以持續，延長心流的輸出時間。

2.3 行為層面

正向反饋與負向反饋都屬于有意義的反饋，及時的正向反饋有利于增強用戶的信心，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，適當的反饋能夠避免用戶意識流的減弱或中斷。然而相較于正向反饋，應減少負向反饋的使用頻率。負向反饋是當操作出錯、產品本身出現問題時出現的反饋，適時使用可以讓用戶積累操作經驗，提高系統的使用效率，過度使用則不利于用戶體驗。

數字技術的不斷發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品，獲得更多的信息量，從而更好地引導用戶。在此次設計研究中，利用視覺與聽覺相結合的多感官反饋可以讓體驗更加真實生動，讓用戶進入沉浸式體驗狀態，保持穩定的心流。

3 脊椎康復訓練體感交互系統設計實踐

3.1 交互動作設計

在脊椎康復訓練體感交互系統中，交互動作是系統的重要組成部分。Kinect體感設備通過捕捉20個關節點的位置來判斷用戶的動作，只有當用戶的動作數值達到系統編寫的數值范圍時，才能觸發交互進程。系統選取了頸椎與腰椎的鍛煉動作設計互動識別，以頸椎鍛煉動作為例，根據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 流程設計

脊椎康復訓練體感交互系統采用了劇本解謎的游戲形式，設計情節跌宕起伏、線索環環相扣的故事能夠激發用戶的興趣，而故事發展的表現形式是整體設計的關鍵。在系統框架搭建與分解目標實現的過程中，應遵循建立清晰的目標理念。每個劇本的最終目標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，引導用戶進行交互操作，而且能夠豐富內容，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，系統遵循技能與挑戰的平衡理念。首先系統會根據劇本的燒腦程度與耗費時長劃分難度等級，用戶可根據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，會設置5～6個劇本，每個劇本設置的脊椎鍛煉部位不同，相應的交互動作也會不同。在此次脊椎康復訓練體感交互系統中設計了頸椎和腰椎兩個部位的鍛煉動作，根據不同劇本的劇情設定和交互動作難度進行系統劃分，用戶可根據自身鍛煉訴求自主選擇相應的劇本。

在提高正負反饋與多感官反饋設計中，遵循了多維度且實時的反饋理念。在正向反饋設計上，提升正向反饋的層級，在游戲過程中給予用戶指導。如在任務地圖左下角會提供動作教學，引導用戶做出正確的姿勢控制游戲進入下一階段。在負向反饋設計中，提醒用戶糾正錯誤操作，提高使用效率，如系統識別到用戶的交互動作不規范時，會出現彈窗來提醒用戶姿勢錯誤，從而讓用戶達到更好的鍛煉效果。在多感官反饋設計上，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，保持用戶穩定的心流。

4 結語

數字技術的不斷發展解構了藝術的單一表現形式，讓藝術滲透進各行各業。在脊椎疾病的康復訓練中，數字技術手段相較于傳統的訓練手段體現出了更多的優勢。為了提高脊椎康復訓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進行創新設計，并將心流理論中挑戰和技能保持平衡、清晰的目標、多維度且實時的反饋這三個心流特征轉化為具體的設計步驟，融入脊椎康復訓練體感交互系統的設計中，實現了基于心流理論的脊椎康復訓練體感交互系統設計實踐。在心流理論的作用下，系統能夠增強用戶黏性，并引導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訓練體感交互系統相結合的理論空間，為同類型產品設計提供思考與建議。

參考文獻：

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

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

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

[4] 劉巖巖，于靜，劉東武，等.體感設備Kinect在風濕患者康復中的應用研究[J].粘接，2019，40（8）：127-130.

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

[6] 阿蘭·庫珀.關于臉4：交互設計精髓[M].北京：電子工業出版社，2020：150.

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