幼兒感統體驗下的智能玩偶交互設計研究

王毅 王笑顏 牛晶 劉婕

關鍵詞：幼兒 感統 體驗 智能玩偶 交互設計

引言

互聯網、物聯網以及智能技術的發展加速了傳統玩具與數字媒體技術融合，新型智能玩具可以通過更多的互動，讓幼兒與幼兒、幼兒與玩具、幼兒與家長之間的游戲更加豐富，從而促進幼兒的語言、行動發展和社會情感學習[1] 。當下玩具的智能化發展在促進幼兒智力、認知學習力發展的同時，也引起人們開始關注幼兒整體行為能力的協調發展問題。在幼兒教育中，“感覺統合失調”的現象一直受到教育研究者的重視。玩偶是幼兒獲得感統體驗的重要載體，帶有訓練幼兒“感統”的玩偶在玩具智能化發展趨勢下對幼兒的感統訓練具有不可忽視的作用。

智能玩偶作為幼兒感統體驗的媒介，可以讓幼兒以自然的方式接受豐富的、不間斷的多感官刺激和智能反饋，從而提升幼兒的“感覺統合”。本論文從智能玩偶交互設計研究的角度出發，研究智能玩偶對幼兒感覺統合能力的影響，以提升幼兒“視、聽、觸”與“本體覺”的統合為目標，探討搭建與幼兒認知能力和行為特征匹配的智能玩偶交互形式，使智能玩偶的交互設計能夠更好地促進幼兒感官認知和行為能力的協調發展。

一、智能玩偶交互設計和幼兒感覺統合

（一）智能玩偶交互設計研究

玩具不僅僅是幼兒的陪伴，還可以引起幼兒的好奇心，激發他們的想象空間，使他們的知覺、運動能力等得到訓練，它在幼兒的成長中扮演著重要的作用，能夠促進幼兒的身心健康。智能玩偶的設計在網絡、智能技術的支撐下，更加關注幼兒與玩偶的人機交互方式、情境感知、具身交互等。“會說話的湯姆貓”通過語音識別、觸覺交互、圖像交互等交互形式實現人與“會說話的湯姆貓”的“交流”[2] 。面向幼兒的身心成長，多感官交互設計被廣泛地應用到了智能玩具開發當中，如具身認知視角下的幼兒智能玩具交互設計，將具身認知理論與幼兒智能玩具的交互設計相結合，提出信息的多通道輸入輸出、交互行為的自然化和直覺化兩種交互設計方法[3] 。根據幼兒的心智特點、認知能力、行為特征，多感官整合的智能玩偶交互設計思路，從幼兒本能需求為基本設計，以激發幼兒聯想、通過玩具的智能系統與父母互動，符合幼兒的自然行為與心理特征[4] 。智能玩偶的交互設計是建立在可無限延伸的智能系統上的，和傳統玩偶不同，基于玩偶的智能系統，幼兒、家長、玩偶生產與銷售方、內容服務方等利益相關者實時聯系在一起，極大地拓展了智能玩偶功能的同時，人機交互也延伸為“幼兒-玩偶”、“幼兒-玩偶-家長”，“家長、幼兒-玩偶-企業、服務商等”等更廣泛的場域。

（二）幼兒感統體驗

從外界獲取的信息包括：由人體視覺、聽覺、味覺、觸覺和嗅覺等直觀獲得的感覺信息，還包括由人體的本體覺和前庭覺產生的感覺信息。聽覺、觸覺、嗅覺、味覺、視覺歸為外部感覺，前庭覺和本體覺歸為內部感覺。內部感覺即為以生物體自身為中心的一種感覺體驗[5] 。幼兒通過耳朵、皮膚、鼻子、舌頭和眼睛等外部感覺承擔接受外界信息的任務，與外界聯系、交流，并通過大腦的信息匯總，形成對外部世界的聲音、形狀、氣味、味道、顏色、冷暖等信息感知。幼兒通過“本體覺和前庭覺”內部感覺，綜合感知身體的速度、方向、動作、位置、力量以及是否平衡等信息[6] 。大腦對傳入的各種信息刺激進行分析，并根據自身的認知經驗，做出相關的反應。

在幼兒活動中，感覺失調現象多表現為：幼兒在進行身體活動時易受到外部因素干擾，情緒波動比較大; 幼兒對自身的平衡能力以及控制能力較差，不能有力地保持身體平衡; 在對相對比較困難的動作進行學習時，身體協調性較差，對于連貫性的身體操作練習表現也很差; 溝通能力也會受到影響，不善于與同齡人進行溝通交流，有時會表現出自信心不足，嚴重時會出現攻擊性的行為[7] 。1909年的美國興起的蒙特梭利教育注重培養幼兒的邏輯思維能力，為幼兒創造一個自主學習的環境，讓幼兒通過自身活動獲得經驗和提高感覺和行為協調[8] 。蒙特梭利教具從獨立性、趣味性、科學性出發，以培養幼兒多感官感知、語言與肢體能力的協調為目標[9] ，并逐漸向家庭化普及，得到越來越多人的認可。1969年，美國南加州大學著名心理學家艾爾斯博士提出了著名的“感覺統合”理論[10] （SensoryIntegration Theory），該理論是指生物體在自然環境中通過各感官渠道獲得外界不同信息，做出高效反饋和行動的一種機制。從幼兒感覺獲取信息刺激到手眼協調反應的能力，以及這一過程中幼兒的情緒和注意力變化等構成了幼兒的“感覺統合”程度[11] ，如圖1。通過感覺統合的訓練，幫助幼兒培養認知學習、自控能力、邏輯思維能力等可視為“高級感統”。

感覺統合失調會反應出幼兒在觸覺、本體感、前庭感等方面的不協調[12] 。因此，面向幼兒感覺統合需求的智能玩偶多感官交互設計是有意將“感統”概念融入智能玩偶功能、交互設計中，經智能玩偶的閉環反饋系統，讓幼兒在與智能玩偶的交互中，潛移默化地增強幼兒的“感統”體驗，進而預防幼兒“感覺統合”失調，且通過智能系統的擴展功能，豐富玩偶的功能或內容的更新、補充，進而提升幼兒對玩具喜歡的耐久性。

二、感統體驗下智能玩偶交互設計

（一）智能玩偶多感官交互與感覺統合的匹配性研究

1.幼兒行為基本特征

幼兒在不同年齡階段，各感官和行為能力發展變化較大。表1列出了1-3歲幼兒的各感官和行為特征。1-3歲幼兒通過視聽觸的感覺，能夠根據“吩咐”辨別并采取行動，已經能夠通過“感覺統合”訓練來提升幼兒的行為協調程度，使其健康成長。

2.基于幼兒行為邏輯的感官需求挖掘

智能玩偶作為互聯網和智能技術支持下的“新物種”，幼兒與玩偶的交互設計還未形成可參考的標準。行為觀察法是目前發掘幼兒對玩具產生交互需求的方法之一。本論文以1-3歲幼兒為研究對象，將從市場上購買的“鼻涕蟲”智能玩具、LEGO編程機器人、故事機、樂橙、觸感交互小豬等多種玩具放置到他們熟悉的環境內，用攝像機記錄這些幼兒玩玩具的過程。通過焦點小組觀察所拍攝視頻資料，挖掘幼兒操作玩具時的交互行為、喜好需求等（圖2）。