年輕態勢下的體感游戲運動效果及強度研究

摘" 要：目的：探究年輕化模式下的體感游戲對于青少年人群運動的心率影響和運動強度研究，探究體感游戲模式下的運動效果。方法：本研究共招募20名12～22周歲，BMI均處于正常范圍內的受試者參與完成A組體感游戲《健身環大冒險》及B組體感游戲《Just Dance》，運用Mac1200心電監護儀檢測各項心率數據，包括靜息心率、最大心率、游戲平均心率，并參照運動強度劃分區域來檢測兩項體感游戲的運動強度效果，以及對比強少年男女組別在參與體感游戲下的運動差異。結果：A組游戲中男女組別的精息心率、最大心率、游戲平均心率，游戲最大心率的p值分別為0.592、0.545、0.982、0.601，均無顯著差異；B組實驗中男女組別的精息心率、最大心率、游戲平均心率，游戲最大心率的p值分別為0.985、0.908、0.018、0.006，其中游戲平均心率和游戲最大心率具備顯著差異。從運動強度來看A組B組男女運動強度均處在50%～69%的中等強度區域。結論：A、B組體感游戲可以提供中等強度的運動效果，從游戲平均心率和游戲最大心率來看，B組舞蹈類游戲強少年男女呈現顯著差異，從游戲心率均值數據來看，體感游戲可以達到一定的運動效果。

關鍵詞：青少年；體感游戲；心率；運動效果；運動強度

Research on the Effect and Intensity of Motion Sensing GamesUnder Teenagers

Abstract： Objective： To explore the influence of motion games in young state mode on the heart rate and exercise intensity of adolescents， and to explore the effect of motion games in young state mode. Methods： this study recruited 20 people aged range from 12 to 22 years old， BMI are completed in the normal range of the subjects involved in A group of motion sensing game which called \"Ring Fit Adventure\" and group B of motion sensing game which called \"Just Dance\"， using Mac1200 monitor to detect the heart rate data， including the resting heart rate and maximum heart rate， games， the average heart rate， and with reference to the exercise intensity zoning to detect two motion sensing games’ effect， and gender groups and contrast difference of motion under the body feeling game. Results： There were no significant differences in the P values of resting heart rate， maximum heart rate and average game heart rate of male and female groups in group A， which P value were 0.592， 0.545， 0.982 and 0.601， respectively. In the experiment of group B， P values of the resting heart rate， maximum heart rate and average game heart rate of the male and female groups were 0.985， 0.908， 0.018 and 0.006， respectively， and there were significant differences between the average game heart rate and the maximum game heart rate. In terms of exercise intensity， both men and women in Group A and Group B were in the moderate intensity region of 50%～69%. Conclusion： Motion sensing games in group A/B can provide moderate exercise effect. From the perspective of average heart rate and maximum heart rate， there are significant differences between men and women in group B who play dance games. From the perspective of average heart rate data， Motion sensing games can achieve certain exercise effect.

Key words： Teenagers; Motion Sensing Game; Heart rate; Exercise intensity

中圖分類號：G804.83""""""""""""""""" 文獻標識碼：A

體感游戲（Motion Sensing Game）通常是指用身體去進行游戲運動感知的電子類游戲，其目的在于革新久坐類電子游戲類別，通過提高身體運動協調的方式增大使用者的運動率。體感游戲多采用不同的設備來促進身體運動、衡量身體運動的強度和提高游戲經驗，如關于心率的監測、運動平板測試法、GPS設備和運動器材等，展示了信息技術時代健康技術相互促進的局面[1]。在學習和醫療行業，體感游戲已經得到了較深入的應用，基于體感互動游戲運動方案幫助老年人在COPD穩定期患者的應用[2]。運用體感游戲幫助腦血管病偏癱患者的恢復和老年患者下肢康復訓練的影響[3]。從體感游戲Kinect在腦卒中病人肢體和認知功能康復上的幫助等[4]。

由于缺乏鍛煉所引發的一系列健康問題頻發，例如心律不齊、腸胃疾病、骨骼及關節疼痛、過度肥胖、免疫力低下等[5]。為引導正確的生活方式，特別是針對健身需求，通過室內的健身產品設計與貼切的實踐運動方式可以改變年輕群體的體質[6]，特別是2020年疫情影響下，為響應國家的號召，自覺減少外出避免和他人過度接觸，居家鍛煉形式成了一種必備需求，針對居家形式的產品設計，其主要側重點在于趣味性，尤其是對兒童群體，在智力開發，親子互動等模式上，對兒童的身心進行友好開發鍛煉的意圖[7，8]。對于居家類健身產品的開發在設計表達過程中需要注重用戶的情感化體驗，在產品設計過程和使用過程中要關注用戶的意愿和體驗感[9，10]。同時伴隨科技的發展進度，交互類電子產品的設計從多維度、多感知需求下滿足了不同用戶不同需求的體驗，從學齡前兒童的陪伴，針對老年人的生活情感照顧需求[11-13]。電子化的娛樂產品正在用一種智能化的方式幫助解決生活中的一些問題，再如本項目提出的體感游戲設備，以一種娛樂游戲的方式提供一種居家鍛煉的新模式。

鐘南山院士曾多次提出“鍛煉需像吃飯一樣成為生活中的一部分”，研究表明適度的、有規律性的運動和免疫系統之間存在著密切關系。學術界上在體感游戲上的界定逐漸取得的共識是Exertion和game的組合。特別是關于年輕一代的對于游戲運動的新機制下，體感游戲對于青少年的心理吸引力和生理鍛煉性都有著密切關聯。從心理機制上來看，其可以幫助激發青少年的活動興趣、自尊、自我效能等方面。比如在不同頻率的虛擬現實體感游戲對青年人群的指標性影響測定，關于BMI在18.5～23.9正常范圍內的青少年群體實驗，結果表明VR體感游戲可以作為一種日常鍛煉方式幫助用戶達到鍛煉和提升體質的目的[14]。

體感游戲對于青少年用戶主要作用在于休閑娛樂的同時兼顧健康和健身的理念，現在年輕人對于電子游戲的接納度較高，好奇心和保持良久熱情度，新形勢下的體感游戲可以將純粹的休閑娛樂項目轉變為提供青少年必備運動需求，促進健康，增強免疫力的新選擇[15]，本研究旨在探究兩款運動型的體感游戲是否可以提高心率，保障運動狀態及探究游戲運動的強度，保障青少年的運動消耗，論證體感游戲形式是否具備可替換傳統運動的可能性。

1" 研究對象和方法

1.1" 研究對象

在社區里招募受試青少年人群中，年齡范圍12～22歲BMI在正常范圍內（18.5～23.9）的青少年有20名，其中女性13名，男性9名，經常規健康檢查確認所有受試者均身體健康，無服藥記錄，無呼吸、循環、代謝系統等方面問題，沒有肌肉骨骼損傷，無肩、肘、腕、膝等關節上勞損現象，受試者均自愿簽署《實驗知情同意書》。A組游戲參與者共計20人，其中7名男性，13名女性；B組游戲參與者共計18人，其中6名男性，12名女性。如表1、表2所示為受試者基礎信息情況表。

1.2" 試驗設備及場地

本次實驗選用任天堂Switch游戲主機，Switch游戲主機屬于手柄類游戲主機，主機通過接受計算手柄的運動數據對玩家的動作進行判斷和反饋，游戲設備連接42寸液晶電視進行游戲體驗實驗，實驗者分別進行A組《健身環大冒險》一個回合和B組《Just Dance》15min健身歌單的游戲體驗。

所有實驗對象均在實地面積為1.8m×1.8m的無障礙物空間內進行游戲實驗過程。

實驗采用日產Mac1200心電監護儀，測量數據包含靜息心率、最大心率、游戲平均心率。

1.3" 測定與評價

1.3.1" 客觀數據測定" 運動心率，即人體在運動過程中保持的心率狀態，有氧/無氧運動需要保持一個合適的心率才能達到較好的運動效果。保持最佳運動心率對于運動的效果和運動的安全都是十分重要。

最大心率（HRmax），是指在進行運動負荷中，隨著運動量的不斷增加，耗氧量和心率也隨之增大，在最大負荷強度時，耗氧量和心率將不再繼續變大時的心率稱之為最高水平。因測定該數值所存在的危險系數極高，本研究所用最大心率計算公式為Fox提出的：220-年齡。測評游戲最大心率與最大心率的比值，可對體感游戲的強度判定評價為：等級（1）lt;30% HRmax 非常輕松；（2）30%-49% HRmax輕松；（3）50%-69% HRmax中等強度；（4）70%-89% HRmax 困難；（5）≥90% HRmax 非常困難；（6）100% HRmax 極限。

游戲最大心率：指在游戲過程中，運動手環設備所檢測到的過程中的最大心率數值。

游戲強度占比：游戲最大心率/最大心率

游戲平均占比：游戲平均心率/最大心率

靶心率：靶心率（THR）是指通過有氧運動提高心血管循環系統的機能時有效而安全的運動心率，其準確計算公式為，靶心率=[（最大心率-精息心率）*（60%～80%）+靜息心率]。

統計方法：本研究項目所有數據用Excel 2019及Minitab 19統計軟件進行數據處理和分析，人員基礎信息計量數據以均值±標準差，計數資料用百分率（%）表示，等級資料組間比較采用秩和檢驗，P小于0.05為差異有統計學意義。

1.3.2" 主觀評價" 實驗后詢問實驗者的游戲主觀感受，有無身體部位、肌肉特別疲累、有無出汗等，收集實驗者的主觀感受，從實驗者主觀感受對游戲運動效果進行評價。同時詢問實驗者對通過此方式進行運動的意愿程度，了解體感游戲作為年輕人的家居運動形式的可接受度和受歡迎程度。

1.4" 實驗方法

實驗者在游戲前，靜坐5min，使用心電監測儀檢測其靜息心率。選用自由訓練、游戲運動模式監測游戲期間的受試者心率。

A組《健身環大冒險》需要兩個手柄進行游戲，一個手柄接入健身環，另一個綁在玩家的左大腿上。玩家在游戲過程中需要對健身環進行不同形式的擠壓、拉扯、舉放和擺動等，配合腿上檢測玩家腿部動作的手柄，控制游戲中的人物并進行運動指導，為自由訓練模式下的運動心率檢測。

B組《Just Dance》需要一個手柄進行游戲，玩家需要把手柄握在右手。游戲通過畫面中央的舞者和畫面右下角的節拍對玩家進行舞蹈動作指導。根據玩家手持的手柄的運動數據進行動作判斷并給予即時的動作評分，為游戲模式下的運動心率檢測。

2 "實驗結果

2.1 "A組游戲運動實驗結果

如表3所示，靜息心率男士為73.28，女士為70.85，p值為0.592，兩者沒有表現出顯著差異；最大心率數值來看，A組游戲男士最大心率數值為203.00，女士為202.15，p值為0.545，兩者沒有顯著差異；從游戲平均心率來看，男士游戲平均心率為110.57，女士為110.46，p值為0.982，兩者沒有顯著差異；從游戲最大心率來看，男士數值為140.28，女士為138.08，p值為0.601，兩者沒有顯著差異。卡路里消耗數據來看，男士消耗93.15，女士消耗76.62，p值為0.105，兩者沒有顯著差異。

如表4所示，對于男女組別的靜息心率，游戲平均心率，游戲最大心率和最大心率進行顯著差異測評，結果顯示男女組別的4組心率表現均具備顯著差異，即游戲所帶來的運動及對心率的提升和靜息情況比，具備顯著差異，A組體感游戲對于運動過程中的心率提升和最高心率狀態的表現，證明體感游戲具備運動效果。

如表5所示，A組游戲中男士游戲強度占比為69%，處于評價階段中的50%～69%中等強度區域，即代表游戲過程中的運動強度相對比較適中，在一個較合理的范圍內達到運動效果；女士游戲強度占比為68%，處于評價階段中的50%～69%中等強度區域，即代表游戲過程中的運動強度相對比較適中，在一個較合理的范圍內達到運動效果；男士游戲平均占比54%，女士游戲平均占比55%，男士游戲靶心率為151.11～183.54，女士游戲靶心率為149.63～182.46。

2.2 "B組游戲運動實驗結果

如表6所示，靜息心率男士為72.33，女士為72.25，p值為0.985，兩者沒有表現出顯著差異；最大心率數值來看，A組游戲男士最大心率數值為202.67，女士為202.50，p值為0.908，兩者沒有顯著差異；從游戲平均心率來看，男士游戲平均心率為121.67，女士為110.25，p值為0.018（＜0.05），兩者具備顯著差異；從游戲最大心率來看，男士數值為152.33，女士為137.50，p值為0.006（＜0.05），兩者具備顯著差異。卡路里消耗數據來看，男士消耗102.5，女士消耗85.67，p值為0.046（＜0.05），兩者具備顯著差異。

如表7所示，對于男女組別的靜息心率，游戲平均心率，游戲最大心率和最大心率進行顯著差異測評，結果顯示男女組別的4組心率表現均具備顯著差異，即游戲所帶來的運動及對心率的提升和靜息情況比，具備顯著差異，B組體感游戲對于運動過程中的心率提升和最高心率狀態的表現，證明體感游戲具備運動效果。

如表8所示，A組游戲中男士游戲強度占比為75%，女士游戲強度占比為68%；男士游戲平均占比60%，處于評價階段中的50%～69%中等強度區域，即代表游戲過程中的運動強度相對比較適中，在一個較合理的范圍內達到運動效果；女士游戲平均占比54%，處于評價階段中的50%～69%中等強度區域，即代表游戲過程中的運動強度相對比較適中，在一個較合理的范圍內達到運動效果。男士游戲靶心率為150.53～183.12，女士游戲靶心率為150.40～182.96。

從游戲強度評判等級來分析圖1和圖2數據，即等級（1）lt;30% HRmax 非常輕松；（2）30%-49% HRmax 輕松；（3）50%-69% HRmax 中等強度；（4）70%-89% HRmax困難；（5）≥90% HRmax 非常困難；（6）100% HRmax 極限。參與A組《健身環大冒險》實驗的實驗者中，100%實驗者平均心率達到輕松的運動強度，85%實驗者平均心率達到中等強度；100%實驗者最大心率達到中等強度，35%實驗者最大心率達到困難強度。參與B組《Just Dance》實驗的實驗者中，100%實驗者平均心率達到輕松的運動強度，94.44%實驗者平均心率達到中等強度；100%實驗者最大心率達到中等強度，38.89%實驗者最大心率達到困難強度。即年輕態勢下的體感游戲運動方式，從運動心率數據分析和運動強度分析結合來看，該形式下的運動有利于參與者的有效運動心率提升，游戲強度多分布于中等強度區域，在保證安全的情況下有達到運動健身的效果。

2.3" 主觀評價結果

如表9所示，游戲前通過詢問實驗者是否意愿參與體感游戲運動，評價等級分為5級：非常不愿意、不愿意、一般、愿意和非常愿意，分別對應的用1-5分機制對受試者關于游戲體驗期許愿意程度進行計分。游戲結束后對受試者進行游戲體驗訪問，是否出現疲勞疼痛等運動癥狀，對于身體部位出現的疲勞及出汗情況的了解作為運動主觀感受信息評價。以上信息收集結果如下所示，A組游戲的意愿參與度為3.75，B組游戲意愿度為4.00。A組受試者有20%有出汗跡象，45%表示有手臂疲勞，15%表示膝蓋疲勞和10%有其他運動疲憊感受。B組受試者有11%有出汗跡象，22%表示有手臂疲勞，17%表示膝蓋疲勞和6%有其他運動疲憊感受。

在受試者實驗過程中，觀察發現，游戲通過手柄的運動數據進行動作的判定，部分玩家會比較注意握著手柄的手的動作和運動幅度，因此可能出現單只手臂比較疲累的情況；部分舞蹈動作比較考驗玩家的手腳協調能力，實驗中實驗者都出現不同程度的因為腿部動作跟不上，下肢不動，只進行上肢運動的情況；實驗者會因為有趣的舞蹈動作或喜歡的歌曲而無意中增大運動幅度的情況。

3" 結論和探討

（1）A、B組游戲針對各項心率，靜息心率，游戲平均心率，游戲最大心率和最大心率進行顯著差異測評，結果顯示男女組別的4組心率表現均具備顯著差異，即代表兩項體感游戲從運動心率上評估該游戲具備運動效果。

（2）A組游戲從性別上評估各項心率指標，該游戲過程下男女各項心率指標無顯著差異，在B組舞蹈類游戲過程表現中，男、女就游戲平均心率來看，男生組121.67顯著高于女士組110.25，游戲最大心率來看男生組152.33顯著高于女生組137.50。

（3）A、B組均能帶來運動強度介于50%～69%的中等運動強度區間數值，證明體感游戲可以達到中等運動的效果，其安全性，體能消耗上均具備一定的效果。

（4）從受試者對于體感游戲實驗的參與意愿度來看，A組3.75及B組4.00的數值表示年輕群體比較愿意接受這類新型的居家運動模式。其受訪者主觀評價的手臂疲勞，膝蓋疲勞等現象應證了體感游戲對于身體部位的訓練效果。

本項研究實驗主要探討了疫情下居家健身，體感游戲模式對于青少年群體的心率和運動強度的實驗，游戲種類選擇較為局限，對于市面上更多類型的體感游戲如棒球、拳擊、賽車等的運動效果可進行長效研究，對于針對年輕人居家運動的模式，可以通過數據和實驗觀察，更優質化的提升運動效果，推廣體感類游戲作為居家運動的一種形式。

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