HCPS 視角下上肢功能評(píng)估體感游戲設(shè)計(jì)研究

摘要：為了解決需要醫(yī)生參與的傳統(tǒng)上肢功能評(píng)估不利于居家康復(fù)且不具有生態(tài)效度，同時(shí)由于評(píng)估缺乏趣味性不易喚醒患者的覺(jué)醒水平與情緒狀態(tài)的問(wèn)題。從人－信息－物理系統(tǒng)（Human-cyber-physical system，HCPS）的角度出發(fā)分析智能康復(fù)的發(fā)展過(guò)程和重要特征，并結(jié)合游戲化設(shè)計(jì)方法與心流理論構(gòu)建上肢功能評(píng)估體感游戲的設(shè)計(jì)方法。得到深化心流結(jié)果的動(dòng)態(tài)元素設(shè)計(jì)方法、打造心流條件的機(jī)制元素設(shè)計(jì)方法、保持連續(xù)心流體驗(yàn)的組件元素設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)實(shí)踐。為上肢功能評(píng)估體感游戲設(shè)計(jì)提供了新思路，新方法，新形式。

關(guān)鍵詞：人－信息－物理系統(tǒng)；老年人；功能評(píng)定；心流理論；游戲化

中圖分類(lèi)號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2024）15-0147-04

引言

腦卒中又稱(chēng)中風(fēng)，有著極高的發(fā)病率和致殘率，隨著人口老齡化，每年有1300 萬(wàn)新的卒中患者，近75% 的患者患有不同程度的功能障礙[1]，其中50%—70% 的幸存者在卒中后仍然存在患側(cè)上肢功能的缺失，嚴(yán)重影響其日常生活能力和社會(huì)參與能力[2]。腦卒中會(huì)發(fā)生在任何年齡階段的人身上，但主要患者為老年人，55 歲后的每十年，男性和女性的中風(fēng)率都會(huì)增加一倍[3]。上肢功能評(píng)估作為腦卒中患者在康復(fù)期間進(jìn)行治療的前提，貫穿康復(fù)始終，沒(méi)有有效的評(píng)估結(jié)果便不能進(jìn)行適當(dāng)?shù)目祻?fù)訓(xùn)練與治療。傳統(tǒng)的上肢功能評(píng)估需要在治療師的參與下于醫(yī)院或者康復(fù)所進(jìn)行，該評(píng)估環(huán)境與實(shí)際生活環(huán)境不同，評(píng)估結(jié)果不具有生態(tài)效度，同時(shí)，傳統(tǒng)的上肢功能評(píng)估缺乏趣味性，不易喚醒患者的覺(jué)醒水平、情緒狀態(tài)，甚至對(duì)枯燥的評(píng)估內(nèi)容失去興趣[4]。因此，從人－信息－物理系統(tǒng)的視角出發(fā)，將用戶(hù)空間、物理空間、信息空間相融合，充分考慮老年用戶(hù)的特征，提升評(píng)估體驗(yàn)，使老年人積極主動(dòng)地參與有效、有趣的上肢功能評(píng)估具有現(xiàn)實(shí)意義。

一、傳統(tǒng)康復(fù)向智能康復(fù)的演進(jìn)

人－ 信息－ 物理系統(tǒng)（Human-cyber-physical system，HCPS）的概念一方面可以系統(tǒng)地解釋某個(gè)領(lǐng)域逐漸向智能化發(fā)展的原理，另一方面也強(qiáng)調(diào)了向信息化邁進(jìn)過(guò)程中“以人為本”理念的重要性[5]。從HCPS 的視角出發(fā)，縱觀康復(fù)領(lǐng)域，也是一個(gè)從人－物理系統(tǒng)（Human-physical system，HPS）與信息－物理系統(tǒng)（Cyberphysicalsystem，CPS）向HCPS 發(fā)展的過(guò)程，具體的變化內(nèi)容如圖1 所示。

隨著康復(fù)領(lǐng)域內(nèi)用戶(hù)空間設(shè)計(jì)、物理空間設(shè)計(jì)、信息空間設(shè)計(jì)的水平不斷提高，融合能力不斷增強(qiáng)，傳統(tǒng)康復(fù)正逐漸向智能康復(fù)演進(jìn)，過(guò)程中主要有以下特點(diǎn)：

1. 康復(fù)內(nèi)容從標(biāo)準(zhǔn)化到個(gè)性化。傳統(tǒng)的康復(fù)內(nèi)容往往使用標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的物理康復(fù)設(shè)備或者康復(fù)動(dòng)作，智能傳感技術(shù)、通信技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為患者的個(gè)性化康復(fù)提供了新選擇。

2. 康復(fù)內(nèi)容從周期變化到動(dòng)態(tài)變化。傳統(tǒng)的康復(fù)往往需要一個(gè)較長(zhǎng)的周期后再行變化，在醫(yī)生的判斷下才可以對(duì)康復(fù)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，智能康復(fù)系統(tǒng)則可以通過(guò)對(duì)患者生理信號(hào)的實(shí)時(shí)獲取，動(dòng)態(tài)調(diào)整康復(fù)內(nèi)容。

3. 康復(fù)場(chǎng)景從面對(duì)面到遠(yuǎn)程。傳統(tǒng)的康復(fù)評(píng)估過(guò)程大多需要患者來(lái)到醫(yī)院或者康復(fù)院，在專(zhuān)業(yè)醫(yī)生的幫助下使用昂貴的設(shè)備進(jìn)行，智能康復(fù)系統(tǒng)可以通過(guò)便攜的可穿戴設(shè)備，價(jià)格適中的傳感設(shè)備進(jìn)行功能評(píng)估，具備社區(qū)康復(fù)與家庭康復(fù)的基本條件。

4. 康復(fù)評(píng)估維度從一維到多維。傳統(tǒng)的評(píng)估主要依據(jù)醫(yī)生的主觀定性判斷，隨著物理系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的不斷升級(jí)，評(píng)估維度不斷增加，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的多維評(píng)估。

5. 康復(fù)形式從單一變?nèi)の?。傳統(tǒng)康復(fù)過(guò)程單一、枯燥，智能康復(fù)系統(tǒng)在信息系統(tǒng)、物理系統(tǒng)的幫助下，可以發(fā)揮以用戶(hù)為中心、以人為本的設(shè)計(jì)理念，為康復(fù)領(lǐng)域提供了更多的載體，虛擬現(xiàn)實(shí)、體感交互、游戲化等技術(shù)方式與設(shè)計(jì)手段均被運(yùn)用到康復(fù)系統(tǒng)中。

綜上所述，康復(fù)領(lǐng)域的HCPS 具有個(gè)性化、實(shí)時(shí)化、輕便化、多維化、趣味化的特點(diǎn)，對(duì)提高患者的康復(fù)效果與康復(fù)積極性均有重要意義。

二、游戲化設(shè)計(jì)與心流理論概述

（一）游戲化設(shè)計(jì)：游戲化，也被稱(chēng)為游戲化技術(shù)，其概念不僅限于廣義上對(duì)游戲的定義，更多被定義為在非游戲環(huán)境中使用游戲設(shè)計(jì)元素，通過(guò)機(jī)制來(lái)激勵(lì)和吸引終端用戶(hù)的設(shè)計(jì)方法[6]。凱文·韋巴赫（Kevin Werbach）在他的著作《游戲化思維》中用金字塔圖形，以抽象程度為邏輯，將動(dòng)力、機(jī)制、組件元素自上而下地進(jìn)行了闡述，以利于游戲化設(shè)計(jì)的構(gòu)建，被稱(chēng)為DMC 金字塔模型，如圖2。動(dòng)態(tài)元素是游戲化系統(tǒng)中最高級(jí)別的概念元素，以隱性的方式保障用戶(hù)使用流程的連貫。其次，機(jī)制元素是游戲化系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)用戶(hù)產(chǎn)生行動(dòng)的元素，例如，用戶(hù)想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)、帶來(lái)不確定結(jié)果的運(yùn)氣、進(jìn)展的實(shí)時(shí)反饋、可獲取的資源、某種行動(dòng)后可獲得的獎(jiǎng)勵(lì)。最后，組件元素是游戲化系統(tǒng)中最底層、最表面的元素，往往可以被用戶(hù)直接感知到，例如游戲化系統(tǒng)中常見(jiàn)的積分、徽章、等級(jí)、頭像、排行榜、戰(zhàn)斗回合、組隊(duì)等內(nèi)容。

（ 二） 心流理論： 心流理論是積極心理學(xué)家MihalyCsikszentmihalyi 關(guān)注“人們?cè)谑裁磿r(shí)候最幸?！边@個(gè)問(wèn)題時(shí)提出的，具體指用戶(hù)全身心投入到某項(xiàng)活動(dòng)中，獲得一種深層沉浸體驗(yàn)，進(jìn)而獲得滿(mǎn)足感與掌握感的內(nèi)心感受。用戶(hù)心流體驗(yàn)時(shí)的精神狀態(tài)高度集中，不受其他因素干擾，僅對(duì)目標(biāo)活動(dòng)產(chǎn)生反應(yīng)[7]。心流產(chǎn)生的過(guò)程中由條件、體驗(yàn)、結(jié)果3 類(lèi)因素組成，共9 個(gè)因素構(gòu)成，具體包括：明確清晰的目標(biāo)、任務(wù)挑戰(zhàn)與個(gè)人技能相匹配、有價(jià)值的即時(shí)反饋、行動(dòng)與意識(shí)的融合、注意力的高度集中、潛在的控制感、失去自我意識(shí)、時(shí)間感的變化、發(fā)自?xún)?nèi)心的參與感[8]。

（三）游戲化設(shè)計(jì)在康復(fù)評(píng)估領(lǐng)域應(yīng)用的意義：康復(fù)評(píng)估過(guò)程對(duì)患者來(lái)說(shuō)，往往是漫長(zhǎng)、痛苦、枯燥地重復(fù)執(zhí)行評(píng)估動(dòng)作，無(wú)法及時(shí)看到評(píng)估結(jié)果，所以患者很容易失去耐心，并在過(guò)程中產(chǎn)生疲憊感，對(duì)評(píng)估無(wú)法產(chǎn)生興趣[9]。游戲化設(shè)計(jì)作為一種增加價(jià)值的方式，更具有激勵(lì)性，可以幫助個(gè)人克服內(nèi)部障礙，如焦慮、挫折的情緒，讓用戶(hù)參與到愉悅的、互動(dòng)的情境中，以尋求改善患者的臨床狀態(tài)。

三、HCPS視角下基于心流理論的上肢功能評(píng)估體感游戲設(shè)計(jì)方法

從HCPS 的視角出發(fā)，根據(jù)心流體驗(yàn)不同階段的特征因素，結(jié)合上肢功能障礙老年用戶(hù)群體的生理與心理特征，提出上肢功能評(píng)估體感交互游戲元素的設(shè)計(jì)策略，旨在為用戶(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)可靠的評(píng)估結(jié)果與積極興奮的評(píng)估體驗(yàn)，如圖3。在用戶(hù)空間內(nèi)，可以完成DMC3 層金字塔模型中的動(dòng)態(tài)元素設(shè)計(jì)與機(jī)制元素設(shè)計(jì)，在信息空間與物理空間內(nèi)可以完成組件元素的設(shè)計(jì)。

（一）動(dòng)態(tài)元素設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)深化的心流效果：游戲化設(shè)計(jì)中的動(dòng)態(tài)元素可以促使用戶(hù)主動(dòng)且深度地參與評(píng)估，并提高系統(tǒng)黏性，產(chǎn)生再次評(píng)估的動(dòng)機(jī)，而非往復(fù)、枯燥地進(jìn)行評(píng)估。良好的動(dòng)態(tài)元素設(shè)計(jì)可以延長(zhǎng)并深化心流的體驗(yàn)，從而導(dǎo)致失去自我意識(shí)、時(shí)間感的喪失、內(nèi)心參與感的產(chǎn)生。

1. 強(qiáng)調(diào)游戲使命感，提供有趣的游玩體驗(yàn)。通過(guò)設(shè)定清晰的目標(biāo)、有趣的背景，優(yōu)化機(jī)制與玩法，可以激發(fā)用戶(hù)興趣與使命感。同時(shí)，增加可玩性、豐富內(nèi)容、提高難度，使游戲更有趣且富有挑戰(zhàn)性。最終目標(biāo)是創(chuàng)造令人興奮且有意義的游戲體驗(yàn)，讓用戶(hù)享受并長(zhǎng)期使用游戲進(jìn)行上肢功能評(píng)估。

2. 注重游戲的過(guò)程，產(chǎn)生主動(dòng)參與的動(dòng)機(jī)。為了創(chuàng)造引人入勝的游戲體驗(yàn)，用戶(hù)應(yīng)將重心放在游戲過(guò)程而非評(píng)估目的。通過(guò)設(shè)計(jì)游戲約束、調(diào)動(dòng)情緒、推進(jìn)進(jìn)展，激發(fā)用戶(hù)主動(dòng)參與和探索的動(dòng)機(jī)。同時(shí)，應(yīng)處理好游戲節(jié)奏，避免用戶(hù)失去興趣。這樣才能創(chuàng)造一個(gè)玩家愿意投入時(shí)間和精力的游戲化評(píng)估系統(tǒng)。

（二）機(jī)制元素設(shè)計(jì)，打造定制的心流條件：游戲化設(shè)計(jì)中的機(jī)制元素通過(guò)游戲系統(tǒng)內(nèi)容驅(qū)動(dòng)用戶(hù)產(chǎn)生行動(dòng)，一般以挑戰(zhàn)、隨機(jī)性、輸贏判斷、反饋形勢(shì)、資源分配、獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)、交易系統(tǒng)、組隊(duì)系統(tǒng)等形式幫助用戶(hù)在游戲化系統(tǒng)中不斷探索，長(zhǎng)久留存。機(jī)制元素的設(shè)計(jì)與心流體驗(yàn)在事前階段的條件因素密切相關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)為用戶(hù)提供明確清晰的目標(biāo)、挑戰(zhàn)與能力相匹配、及時(shí)反饋的因素。

1. 簡(jiǎn)單且容易犯錯(cuò)，提供適當(dāng)?shù)氖C(jī)會(huì)。老年人的認(rèn)知能力下降，對(duì)電子游戲接受度較低，使用過(guò)程中容易出現(xiàn)理解困難、操作困難、反應(yīng)不及時(shí)等問(wèn)題。因此，在機(jī)制設(shè)計(jì)中應(yīng)避免過(guò)于復(fù)雜的情節(jié)與操作形式，但游戲也不應(yīng)過(guò)于簡(jiǎn)單。應(yīng)為用戶(hù)提供適當(dāng)?shù)氖C(jī)會(huì)，促使其進(jìn)行多次嘗試，并加以提示和引導(dǎo)，讓用戶(hù)逐步提高技能和能力，獲得成就感與樂(lè)趣。

2. 營(yíng)造積極的氛圍，強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)與合作關(guān)系。老年人隨著年齡增長(zhǎng)，社會(huì)關(guān)系易發(fā)生轉(zhuǎn)變，渴望得到關(guān)注。因此，在游戲機(jī)制設(shè)計(jì)中應(yīng)增加對(duì)戰(zhàn)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方式，促進(jìn)老年人之間的競(jìng)爭(zhēng)與合作，創(chuàng)造良性競(jìng)爭(zhēng)的氛圍。在合作與競(jìng)爭(zhēng)的游戲過(guò)程中，營(yíng)造積極的評(píng)估氛圍，創(chuàng)造輕松愉悅的評(píng)估條件，減小康復(fù)過(guò)程中反復(fù)評(píng)估帶來(lái)的壓力。

3. 設(shè)定多階段任務(wù)，具備清晰明確的目標(biāo)。多階段任務(wù)可以幫助老年人逐步提高對(duì)游戲的理解程度，避免理解障礙和操作問(wèn)題。任務(wù)目標(biāo)應(yīng)簡(jiǎn)單明了，方便用戶(hù)理解和追求，讓用戶(hù)在系統(tǒng)中獲得樂(lè)趣和成就感。隨著使用時(shí)長(zhǎng)的增加，用戶(hù)的參與度和理解度也會(huì)提高。

4. 動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)難度，滿(mǎn)足不同病情的條件。游戲難度應(yīng)符合用戶(hù)能力，過(guò)于簡(jiǎn)單容易讓用戶(hù)感到無(wú)趣，過(guò)于難則容易失去耐性。老年人的上肢功能病情和身體素質(zhì)各不相同，需要通過(guò)數(shù)據(jù)獲取動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)評(píng)估任務(wù)難度，實(shí)現(xiàn)能力與挑戰(zhàn)相適配。用戶(hù)可以根據(jù)自身身體狀況選擇適合自己的評(píng)估任務(wù)，提高上肢功能評(píng)估游戲在老年人群體中的可用性和可玩性。

5. 游戲的獎(jiǎng)勵(lì)分級(jí)，長(zhǎng)效喚醒參與積極性。獎(jiǎng)勵(lì)分級(jí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以根據(jù)用戶(hù)的游戲表現(xiàn)，將游戲結(jié)果分為不同的等級(jí)并給予不同的獎(jiǎng)勵(lì)，獎(jiǎng)勵(lì)可以是虛擬獎(jiǎng)勵(lì)或?qū)嵨铼?jiǎng)勵(lì)，例如游戲金幣、游戲道具、禮物等，具體應(yīng)根據(jù)老年人的興趣和需求進(jìn)行選擇。另外，獎(jiǎng)勵(lì)的設(shè)計(jì)同時(shí)應(yīng)該考慮到用戶(hù)長(zhǎng)期參與的積極性，可以設(shè)置連續(xù)登錄、排行榜周期性刷新的機(jī)制。

6. 縮短反饋的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速多感官反饋。有價(jià)值的及時(shí)反饋是心流狀態(tài)的一個(gè)重要條件，在上肢功能評(píng)估的過(guò)程中，老年用戶(hù)需要獲得多樣的反饋才能讓用戶(hù)了解自己在游戲中的表現(xiàn)，后續(xù)將如何改進(jìn)自己的使用過(guò)程，提高自己的操作能力，反饋形式包括但不限于文字、聲音、圖片、視頻。

（三）組件元素設(shè)計(jì)，維持連續(xù)的心流體驗(yàn)：游戲化設(shè)計(jì)中的組件元素設(shè)計(jì)一般以最淺顯、最表面、最底層的游戲元素展現(xiàn)在用戶(hù)面前。良好的組件元素設(shè)計(jì)可以幫助用戶(hù)維持連續(xù)的心流體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)意識(shí)與行動(dòng)融合、注意力完全集中、具有潛在的主控感受，因此，從細(xì)節(jié)入手，提高老年人的上肢功能評(píng)估體驗(yàn)、評(píng)估效率，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)體驗(yàn)積少成多的增長(zhǎng)。

1. 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的記錄，提高評(píng)估的準(zhǔn)確程度。通過(guò)物理空間的智能信號(hào)獲取硬件與信息空間的實(shí)時(shí)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的記錄與分析，實(shí)現(xiàn)定性評(píng)估與半定量評(píng)估無(wú)法達(dá)到的準(zhǔn)確程度。

2. 反饋與行為聯(lián)系，減少非用戶(hù)控制反饋。反饋來(lái)源主要包含游戲本身、游戲角色、用戶(hù)行為等，將游戲的反饋與用戶(hù)的行為緊密相連，可以減少非用戶(hù)控制的反饋，提高老年用戶(hù)對(duì)游戲反饋的認(rèn)知和理解程度，提高其對(duì)游戲的滿(mǎn)意度。

3. 簡(jiǎn)單的操作方式，多自由操作少做選擇。老年人大多數(shù)沒(méi)有接受過(guò)游戲訓(xùn)練，對(duì)游戲的操作不熟悉，因此，游戲的交互方式應(yīng)該簡(jiǎn)單易懂，操作按鈕應(yīng)該清晰明了，不應(yīng)設(shè)置過(guò)多選項(xiàng)，避免老年人因?yàn)閺?fù)雜的選項(xiàng)而感到迷茫與不適。自由的操作方式提高了系統(tǒng)的可玩性、趣味性、易用性，可以讓用戶(hù)快速熟悉游戲，自由探索游戲。

4. 合適的輸入技術(shù)，提高用戶(hù)的主控感受。游戲應(yīng)讓老年用戶(hù)有強(qiáng)烈的自我掌握游戲的意識(shí)，防止用戶(hù)在游戲中失去方向和興趣。最好的方法是選擇合適的輸入技術(shù)，如觸摸屏、語(yǔ)音輸入和體感交互技術(shù)。觸摸屏技術(shù)可以通過(guò)觸摸和滑動(dòng)手指進(jìn)行操作，語(yǔ)音輸入技術(shù)可以通過(guò)簡(jiǎn)單的語(yǔ)音口令控制游戲，而體感交互技術(shù)則可以通過(guò)深度相機(jī)、慣性傳感器等設(shè)備獲取用戶(hù)肢體信息進(jìn)行操作。

5. 舒適合理的界面，優(yōu)化用戶(hù)的視覺(jué)感受。游戲設(shè)計(jì)應(yīng)吸引老年用戶(hù)，讓他們沉浸其中，忽略周?chē)h(huán)境。界面應(yīng)簡(jiǎn)潔清晰，避免復(fù)雜的設(shè)計(jì)和布局；按鈕應(yīng)大、清晰、易讀；顏色搭配應(yīng)合理，避免刺眼的顏色和配色方案；圖標(biāo)應(yīng)簡(jiǎn)單明了；界面應(yīng)具有互動(dòng)性，增強(qiáng)用戶(hù)體驗(yàn)和參與感。

6. 清晰的任務(wù)流程，快速地感知信息層級(jí)。為了提升游戲的可玩性和易用性，應(yīng)該設(shè)計(jì)引導(dǎo)性的教程，以幫助老年用戶(hù)快速掌握規(guī)則；設(shè)置任務(wù)清單，以幫助用戶(hù)快速了解任務(wù)目標(biāo)；展示進(jìn)度條，以幫助用戶(hù)了解游戲的進(jìn)度和完成情況；簡(jiǎn)化游戲流程，盡可能減少用戶(hù)進(jìn)行確認(rèn)操作。

7. 小巧便攜的設(shè)備，滿(mǎn)足居家、社區(qū)康復(fù)。在醫(yī)療資源緊張的情況下，社區(qū)康復(fù)和居家康復(fù)的優(yōu)勢(shì)日益凸顯。在選擇輸入和輸出設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮它們是否小巧便攜，方便進(jìn)行評(píng)估；是否具有多功能性，以滿(mǎn)足不同的評(píng)估需求；是否智能化，以適應(yīng)老年人的不同狀況，提高評(píng)估準(zhǔn)確性；是否舒適，以滿(mǎn)足老年人的生理特點(diǎn)，提供舒適的評(píng)估體驗(yàn)。

四、上肢功能評(píng)估體感交互游戲設(shè)計(jì)實(shí)踐

根據(jù)上一節(jié)提出的設(shè)計(jì)方法，采用迭代式的敏捷開(kāi)發(fā)模型進(jìn)行上肢功能評(píng)估體感游戲設(shè)計(jì)實(shí)踐，游戲名為《貓捉老鼠》。

（一）產(chǎn)品定義及價(jià)值分析：首先運(yùn)用“5W1H”分析法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定位——WHO：完成在醫(yī)院的緊急康復(fù)后需要出院居家康復(fù)的上肢功能障礙患者；WHAT：基于體感交互技術(shù)的上肢功能評(píng)估游戲；WHEN：居家康復(fù)期間需要評(píng)估階段性結(jié)果時(shí)；WHY：讓患者足不出戶(hù)在家進(jìn)行上肢功能評(píng)估，同時(shí)通過(guò)游戲化的方式喚起患者的積極情緒主動(dòng)參與；WHERE：家、社區(qū)；HOW：通過(guò)Azure Kinect 實(shí)現(xiàn)自然的體感交互，獲取患者在游戲過(guò)程中的骨骼數(shù)據(jù)，游戲結(jié)束后進(jìn)一步計(jì)算評(píng)估結(jié)果并反饋給患者。

產(chǎn)品的核心價(jià)值是產(chǎn)品的必備型價(jià)值，在本次設(shè)計(jì)實(shí)踐中包括有效的上肢評(píng)估功能、系統(tǒng)可用性，若這一部分未得到滿(mǎn)足，用戶(hù)的滿(mǎn)意度會(huì)大幅度下降。實(shí)驗(yàn)表明，本設(shè)計(jì)提出的評(píng)估指標(biāo)在不同程度上與傳統(tǒng)上肢功能評(píng)估結(jié)果顯著相關(guān)，并且通過(guò)比較上肢功能障礙老年人與非上肢功能障礙老年人的游戲結(jié)果，存在顯著差異，滿(mǎn)足有效評(píng)估上肢功能的需求。此外，用戶(hù)完成實(shí)驗(yàn)后，被要求填寫(xiě)可用性量表。30 名用戶(hù)的評(píng)分均值為85.33，可用性評(píng)級(jí)為B，形容詞等級(jí)為優(yōu)秀，在可接受范圍內(nèi)，說(shuō)明本設(shè)計(jì)可以使用戶(hù)正確理解功能，快速上手使用。

產(chǎn)品的次級(jí)價(jià)值是用戶(hù)期望產(chǎn)品所具備的價(jià)值，評(píng)估過(guò)程的有趣程度，評(píng)估過(guò)程的舒適感、滿(mǎn)足感等，這一部分與用戶(hù)滿(mǎn)意度呈線(xiàn)性相關(guān)。通過(guò)問(wèn)卷與訪談?wù){(diào)研發(fā)現(xiàn)60% 的老年用戶(hù)表示喜歡以貓捉老鼠的主題，此主題貼近生活、帶有緊張刺激感。在實(shí)驗(yàn)后的問(wèn)卷結(jié)果中也發(fā)現(xiàn)，游戲體驗(yàn)量表的平均分為4.279，各項(xiàng)指標(biāo)均值均大于3，且回收的量表中未出現(xiàn)低于3 的測(cè)試結(jié)果，因此本設(shè)計(jì)在提高趣味性與滿(mǎn)意度的方面有一定正向說(shuō)服力。

產(chǎn)品的增值價(jià)值是產(chǎn)品的魅力型價(jià)值，如界面美觀程度、游戲的社交機(jī)制等，這一部分的需求如果被滿(mǎn)足，滿(mǎn)意度會(huì)大幅度提升。本游戲?yàn)橛脩?hù)在社區(qū)范圍內(nèi)提供了排名功能，增加了競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，提高用戶(hù)進(jìn)行康復(fù)評(píng)估的積極性。與此同時(shí)，通過(guò)提供明顯的指示與提示，大字體與高對(duì)比度的界面設(shè)計(jì)滿(mǎn)足老年人的魅力型需求。

（二）設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)與實(shí)踐細(xì)節(jié)：該設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性在于充分考慮用戶(hù)空間的同時(shí)，將信息空間與物理空間的設(shè)計(jì)深度融合，進(jìn)而提高患者進(jìn)行上肢功能評(píng)估的用戶(hù)體驗(yàn)，改善患者評(píng)估的內(nèi)在動(dòng)機(jī)。

從上肢功能評(píng)估體驗(yàn)來(lái)講，本設(shè)計(jì)具有更高的可視化程度，通過(guò)清晰醒目的界面設(shè)計(jì)將采集到的信息及時(shí)反饋給患者，讓患者更加清晰地認(rèn)識(shí)到自己的康復(fù)評(píng)估狀態(tài)；本設(shè)計(jì)具有更好的沉浸感與體驗(yàn)感，通過(guò)軀體動(dòng)作與物理設(shè)備進(jìn)行交互，以輕松的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)上肢功能評(píng)估；本設(shè)計(jì)具有趣味性與娛樂(lè)性，更容易讓患者沉浸其中，讓患者完成評(píng)估并建立康復(fù)目標(biāo)，提供了多樣性的支持。從上肢功能評(píng)估效果來(lái)講，本設(shè)計(jì)更利于居家康復(fù)與社區(qū)康復(fù)，體感交互技術(shù)的使用保證了系統(tǒng)有效性與低成本的基礎(chǔ)上更具有可操作性與自由度；本設(shè)計(jì)相比于醫(yī)生與康復(fù)師的主觀評(píng)估，具有較少的主觀評(píng)價(jià)，評(píng)估結(jié)果更具有客觀性。

將從以下5 點(diǎn)闡述設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性，并將HCPS 視角下基于心流理論的上肢功能評(píng)估體感游戲設(shè)計(jì)方法付諸實(shí)踐。

1. 目標(biāo)清晰的游戲使命：游戲的背景是老年人用戶(hù)扮演一只優(yōu)秀的看家貓，需要?jiǎng)邮肿ゲ都抑械睦鲜?，按要求抓住的老鼠越多，成?jī)?cè)胶?，?jiǎn)單且貼合實(shí)際的游戲劇情，老年人用戶(hù)理解成本較低，不需要反復(fù)學(xué)習(xí)，可以極大范圍地適用于55 歲以上的老年群體。

2. 簡(jiǎn)單易錯(cuò)的游戲機(jī)制：游戲機(jī)制如圖4 所示，用戶(hù)需要控制角色，盡量沿著路徑行進(jìn)，觸碰到老鼠后，需要在范圍內(nèi)保持5 秒方可成功抓捕，游戲機(jī)制簡(jiǎn)單，但是隨著關(guān)卡的增加，難度逐漸提升，具體體現(xiàn)在可用時(shí)間的減少與抓捕范圍的縮小，用戶(hù)在過(guò)程中易犯錯(cuò)，可以促使其進(jìn)行多次嘗試。在犯錯(cuò)時(shí)通過(guò)多通道的快速反饋，使用戶(hù)能夠逐漸提高游戲技巧與上肢功能，在游戲中不斷獲得樂(lè)趣。

3. 自然交互的操作方式：在物理系統(tǒng)中選擇Azure Kinect 作為輸入設(shè)備，其具有100 萬(wàn)像素的深度傳感器，同時(shí)具有精密的計(jì)算機(jī)視覺(jué)模型，可以用來(lái)跟蹤和監(jiān)視運(yùn)動(dòng)動(dòng)作與整體形態(tài)。游戲內(nèi)的全部交互操作均不需要鼠標(biāo)鍵盤(pán)，如圖5 所示，通過(guò)自然的體感交互方式，給予了用戶(hù)主觀控制游戲的感受，讓用戶(hù)快速熟悉游戲，自由探索游戲。

4. 喚醒情緒的獎(jiǎng)勵(lì)分級(jí)：當(dāng)用戶(hù)成功捕捉到路徑上的兩只老鼠并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)回到起點(diǎn)時(shí)，即視為游戲成功，并展示游戲成功的界面。如圖6 所示，在該界面中，會(huì)展示星級(jí)評(píng)分與漢語(yǔ)評(píng)價(jià)，其中三星代表十全十美，兩星代表超級(jí)棒，一星代表還不錯(cuò)，沒(méi)有星代表再接再厲。當(dāng)用戶(hù)未能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成游戲任務(wù)時(shí)，系統(tǒng)將跳轉(zhuǎn)至游戲失敗界面，以此來(lái)提醒用戶(hù)失敗的可能性，并傳遞失敗原因的相關(guān)信息，以便用戶(hù)在后續(xù)游戲過(guò)程中加以注意，同時(shí)提供再來(lái)一次的按鈕，讓用戶(hù)有犯錯(cuò)的機(jī)會(huì)。

5. 清晰易用的界面設(shè)計(jì)：為確保界面切換流暢且操作路徑便捷以提高游戲的易用程度。首先，游戲全部主流程均可在首頁(yè)發(fā)現(xiàn)入口，用戶(hù)使用路徑窄且長(zhǎng)，減少用戶(hù)在游戲過(guò)程中過(guò)多進(jìn)行選擇，便于老年用戶(hù)的高效操作，具體游戲架構(gòu)見(jiàn)圖7。此外，游戲的細(xì)節(jié)元素采用字體大、顏色少、色塊分明、指引高亮的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行處理，如圖8。設(shè)計(jì)過(guò)程中注意界面的一致性原則，強(qiáng)化視覺(jué)反饋與聽(tīng)覺(jué)反饋，極大減少了老年人用戶(hù)進(jìn)行評(píng)估過(guò)程中的認(rèn)知成本、學(xué)習(xí)成本與操作成本。

結(jié)論

從HCPS 的視角分析智能康復(fù)領(lǐng)域的演進(jìn)特點(diǎn)為上肢功能評(píng)估游戲的設(shè)計(jì)提供了新角度。將DMC 金字塔框架與心流理論相融合，在用戶(hù)空間內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)元素設(shè)計(jì)以延長(zhǎng)心流效果，進(jìn)行機(jī)制元素設(shè)計(jì)以打造心流條件；在物理與信息空間，進(jìn)行組件元素設(shè)計(jì)，以維持連續(xù)的心流體驗(yàn)。從3 種不同元素的設(shè)計(jì)出發(fā)，提出了15 條設(shè)計(jì)方法，不僅可以提升用戶(hù)在上肢功能評(píng)估過(guò)程中的積極性，同時(shí)也可以提高游戲評(píng)估的準(zhǔn)確性。在老齡化、醫(yī)療資源緊張的時(shí)代背景下，從HCPS 視角出發(fā)，對(duì)上肢功能評(píng)估體感游戲進(jìn)行設(shè)計(jì)研究具有重要的理論與實(shí)踐意義。

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