遊戲系統幫助嬰幼兒透過踢腿運動恢復健康 遊戲系統幫助嬰幼兒透過踢腿運動恢復健康

遊戲系統幫助嬰幼兒透過踢腿運動恢復健康

遊戲系統幫助嬰幼兒透過踢腿運動恢復健康

微軟的Kinect體感遊戲系統用途廣泛──你可以用它鍛鍊身體、抓捕罪犯,甚至還能即時操控光劍。但現在它還能幫助新生兒增強腿部力量。

首先,簡單介紹一下背景:早產兒患腦性麻痺的風險較高──近一半的腦性麻痺患者都是早產兒。活動他們的腿部可以改善他們的預後。南加州大學臨床物理治療助理教授芭芭拉·薩金特設計了一套大型裝置,旨在鼓勵嬰兒踢腿——沒錯,即使是2-3個月大的嬰兒,也能在對移動玩具做出反應時,學會調整自發的踢腿動作。但這個計畫遇到了一個難題:薩金特設計的這套裝置遠非便攜式,而那些剛從重症監護室出院的嬰兒的父母並不願意把新生兒帶回醫院接受治療。

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嬰兒移動任務設定。研究人員在嬰兒的每隻腳上放置了一個紅外線發光二極體。當嬰兒向上移動越過虛擬閾值時,移動裝置就會啟動。 doi:10.1371/journal.pone.0091500.g001 PLoS One

於是,她求助於南加州大學創意科技研究所(ICT),該研究所的研究人員正在利用電子遊戲進行復健治療(以及其他用途)。 ICT的產品經理凱文·費利(Kevin Feeley)開始設計一套系統,該系統使用Kinect作為感測器陣列,當嬰兒的腿抬到一定高度以上時,系統會啟動一個移動玩具,並在三秒後停止。薩金特發現,在她發明的這套系統中,嬰兒能夠發現踢腿與移動玩具旋轉之間的聯繫,她在2014年3月發表於《公共科學圖書館·綜合》(PLoS)的一篇論文中報告了這一發現。 「你可能認為嬰兒的行為是隨機的,但實際上他們身上蘊含著令人驚訝的意圖,」費利說。

與嬰兒一起工作時,有一些特殊的設計考慮。首先,這套名為「嬰兒踢腿激活式移動玩具」的系統必須防水——嬰兒在8分鐘的運動過程中不能穿尿布,因為尿布會妨礙他們的活動,容易被尿濕。

由於嬰兒體型太小(而且通常是仰臥的),Kinect難以辨識嬰兒的人體形態。費利正在嘗試使用小型穿戴式LED燈或彩色手環,以便感測器更好地識別嬰兒。他們目前正在測試這套便攜式系統,並將於幾個月後啟動一項研究。

費利對利用遊戲設備進行物理治療和康復的前景感到興奮。 「這些遊戲設備等娛樂產品,除了娛樂之外,還能滿足一些你意想不到的健康需求,讓更多人受益,」他說。 “我們正在利用一些原本並非為此設計的設備,並證明Kinect可以追踪嬰兒的動作。這真的很棒,而且這套系統價格相對親民。”

Kinect正越來越多地被用於醫療用途,包括兒童醫療。明尼蘇達大學的一個計畫正在利用它掃描自閉症的早期跡象。另一個項目則表示,Kinect可以監測汽車內的呼吸狀況,確保嬰兒不會過熱。費利表示,下一代Kinect將採用更先進的感測器技術,這可能會催生一種新型的嬰兒監護技術。 “未來的嬰兒監視器可能是一個功能強大的陣列,能夠檢測情緒狀態、心率以及各種其他資訊。”

引用:

Sargent B, Schweighofer N, Kubo M, Fetters L (2014) 嬰兒探索性學習:對腿部關節協調的影響。 PLoS ONE 9(3): e91500。 doi:10.1371/journal.pone.0091500