自閉癥兒童面部表情識(shí)別能力矯正游戲研究及實(shí)現(xiàn)

四川師范大學(xué)數(shù)字媒體學(xué)院 汪 玉 梁麗娟 張玉嬋 雷 剛*

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自閉癥兒童面部表情識(shí)別能力矯正游戲研究及實(shí)現(xiàn)

四川師范大學(xué)數(shù)字媒體學(xué)院 汪 玉 梁麗娟 張玉嬋 雷 剛*

社會(huì)情緒是自閉癥的核心障礙，情緒最重要的表達(dá)途徑是面部表情。日常人際交往中，人們能辨認(rèn)他人情緒并做出適當(dāng)反應(yīng)十分重要。由于心智、理解能力等方面的缺陷，自閉癥兒童不能識(shí)別他人的面部表情，不能表達(dá)自己的情緒，直接影響他們的社交、學(xué)習(xí)。本文的研究對(duì)象為不同年齡段、不同程度的自閉癥兒童。本文綜合已有研究成果，探討自閉癥兒童面部表情識(shí)別特點(diǎn)，尋求適用于自閉癥兒童的游戲表達(dá)方式?；谟?jì)算機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一款拼圖類型的兒童益智游戲，能通過(guò)圖像和音樂(lè)的輔助一定程度上矯正自閉癥兒童面部表情識(shí)別能力。本研究將游戲成果運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中，證明此款游戲能較明顯地提高自閉癥兒童的面部表情識(shí)別能力。

自閉癥兒童 表情識(shí)別 電腦游戲 音樂(lè)輔助

一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及文獻(xiàn)綜述

1.自閉癥兒童現(xiàn)狀

自閉癥是一種以社會(huì)性交往障礙、言語(yǔ)交流障礙、興趣范圍狹窄及行為刻板重復(fù)為特征的廣泛性發(fā)育障礙。自閉癥神經(jīng)的發(fā)育異常，從中度到重度缺損，被稱為自閉癥型譜紊亂（ASD）。ASD被定義為行為方面的缺損，包括社交互動(dòng)的缺損、語(yǔ)言和非語(yǔ)言溝通方面的缺損以及對(duì)興趣活動(dòng)各方面的抑制。

筆者根據(jù)實(shí)地考察和大量文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，大多自閉癥兒童沒(méi)有情感依賴（包括父母），對(duì)陌生事物產(chǎn)生強(qiáng)烈抵觸，難以與周?chē)娜私⒏星槁?lián)系。在言語(yǔ)運(yùn)用方面，大多自閉癥兒童盲目重復(fù)和刻板模仿，傾向于用手勢(shì)、叫喊等方式表達(dá)。平日活動(dòng)中，自閉癥兒童偏愛(ài)圓形或旋轉(zhuǎn)的玩具，長(zhǎng)時(shí)間不更換愛(ài)好，對(duì)玩耍環(huán)境有一成不變的要求。智力方面，自閉癥兒童智力普遍低于正常兒童智力。自閉癥兒童進(jìn)行面部識(shí)別時(shí)，偏向于避免直視對(duì)方的臉。直視對(duì)方面部時(shí)，自閉癥兒童的視線移動(dòng)方向混亂，異于正常人從眼睛到唇角的視線方向。自閉癥兒童在面部表情識(shí)別上有兩大困難，即過(guò)少的面部表情識(shí)別和錯(cuò)誤的面部表情識(shí)別。這兩大困難造成他們的社交困難。人際互動(dòng)中，如果個(gè)體不能識(shí)別他人的表情，就無(wú)法理解他人的動(dòng)作及周?chē)榫?，容易做出不恰?dāng)?shù)男袨?，?dǎo)致不成功的人際互動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。

2.自閉癥兒童干預(yù)訓(xùn)練

（1）認(rèn)知行為訓(xùn)練。有研究者采用認(rèn)知行為訓(xùn)練干預(yù)自閉癥兒童的情緒理解。研究者Bauminger進(jìn)行過(guò)一項(xiàng)為期7個(gè)月的認(rèn)知行為干預(yù)研究，針對(duì)8至17歲的自閉癥兒童進(jìn)行社會(huì)情緒理解和社會(huì)交往能力訓(xùn)練。結(jié)果顯示：經(jīng)過(guò)人際問(wèn)題解決、情緒知識(shí)教育和社會(huì)交往任務(wù)的訓(xùn)練后，研究對(duì)象在社會(huì)互動(dòng)、問(wèn)題解決策略、復(fù)合情緒理解三方面都有所進(jìn)步。研究者Tenenhaum等設(shè)計(jì)的干預(yù)訓(xùn)練包括自我解釋任務(wù)和主試解釋任務(wù)，這些任務(wù)解釋在不同故事情境中主人公的隱藏情緒及產(chǎn)生矛盾情緒的原因。研究對(duì)象經(jīng)上述訓(xùn)練后，情緒理解能力顯著提高。研究者指出，解釋性對(duì)話能促進(jìn)人們的情緒理解和一般學(xué)習(xí)能力的提高，但是該訓(xùn)練模式不能運(yùn)用于自閉癥兒童家庭。如果要使其適用于一般家庭，必須提供一套環(huán)境穩(wěn)定并能長(zhǎng)時(shí)間實(shí)施的訓(xùn)練模式。

（2）動(dòng)畫(huà)片干預(yù)模式。有研究者依據(jù)系統(tǒng)化與共情間的代償關(guān)系，設(shè)計(jì)出包含真人表情的動(dòng)畫(huà)片《運(yùn)輸者》，以此幫助自閉癥兒童利用系統(tǒng)化能力改善共情缺損。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用動(dòng)畫(huà)進(jìn)行干預(yù)訓(xùn)練能有效提升自閉癥兒童對(duì)基本情緒和復(fù)雜情緒的識(shí)別能力，發(fā)展其社會(huì)行為。然而，學(xué)者認(rèn)為《運(yùn)輸者》只在短期內(nèi)對(duì)自閉癥兒童的表情識(shí)別有所幫助，干預(yù)效果不夠持久穩(wěn)定。

（3）交互式游戲。研究者嘗試采用生動(dòng)的交互式游戲訓(xùn)練自閉癥兒童的表情識(shí)別能力，如Let's Face It、Мind Reading等。這一新領(lǐng)域的研究雖然受到國(guó)內(nèi)許多學(xué)者的高度重視，但目前國(guó)內(nèi)針對(duì)自閉癥兒童表情識(shí)別能力矯正的交互軟件數(shù)量極少，且僅作為學(xué)術(shù)研究，所以能夠應(yīng)用到自閉癥兒童康復(fù)治療中的游戲軟件少之又少。

二、研究動(dòng)機(jī)及意義

傳統(tǒng)自閉癥兒童情緒識(shí)別能力訓(xùn)練缺少系統(tǒng)的訓(xùn)練，更多關(guān)注口語(yǔ)表達(dá)、減少與社會(huì)不融洽行為等問(wèn)題。研究者需要迫切解決的自閉癥兒童問(wèn)題是：如何使自閉癥兒童正確理解他人、正常與他人交往。

近年來(lái)，研究者對(duì)自閉癥兒童的干預(yù)方法進(jìn)行大量研究，治療矯正方法層出不窮。有的學(xué)者的調(diào)查顯示，治療機(jī)構(gòu)最常用的方法是感覺(jué)統(tǒng)合訓(xùn)練，家庭最常用的方法是游戲療法。治療機(jī)構(gòu)中最有效的方法被認(rèn)為是行為治療（占總數(shù)的65%）。當(dāng)前，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)、以游戲?yàn)樾问接?xùn)練自閉癥兒童的情緒識(shí)別能力在國(guó)外已有一定成就，但國(guó)內(nèi)的這項(xiàng)技術(shù)還在起步階段。這一方案簡(jiǎn)單、易操作、成本低、便于家庭護(hù)理。自閉癥兒童表情識(shí)別能力矯正游戲軟件具有前沿的研究?jī)r(jià)值，擁有龐大的試用群體，未來(lái)有巨大的發(fā)展空間。

三、研究過(guò)程

1.研究目標(biāo)

（1）了解自閉癥兒童對(duì)面部表情認(rèn)知的特點(diǎn)。

（2）設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)游戲軟件并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步分析總結(jié)提高自閉癥兒童表情識(shí)別能力的有效游戲治療方案。

2. 自閉癥兒童面部表情識(shí)別能力特點(diǎn)的研究

目前，已有國(guó)內(nèi)外學(xué)者從神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)和教育學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域揭示自閉癥兒童識(shí)別面部表情的特點(diǎn)和規(guī)律。為研究自閉癥兒童面部表情識(shí)別能力特點(diǎn)，研究小組成員結(jié)合已有的研究理論，聯(lián)系成都市自閉癥兒童康復(fù)中心，進(jìn)行實(shí)地考察。通過(guò)課堂筆記、面對(duì)面交流、游戲互動(dòng)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等方式，研究小組對(duì)自閉癥兒童的面部表情識(shí)別能力進(jìn)行研究。

研究小組挑選三組表情圖片給自閉癥兒童識(shí)別，并且記錄正確率，一組為面部的上半部分，一組為面部的下半部分，對(duì)照組是完整的圖片。結(jié)果顯示，自閉癥兒童識(shí)別整張臉和下半部分臉的成績(jī)優(yōu)于上半部分臉。這說(shuō)明自閉癥兒童對(duì)下半部分臉的敏感程度比上半部分強(qiáng)。這與研究小組查找的國(guó)外研究結(jié)果一致。自閉癥兒童的面部表情識(shí)別圖式是根據(jù)人臉下半部分建立起來(lái)的，即只注意嘴部變化，他們與正常人對(duì)整張臉的信息整合識(shí)別模式不同。

結(jié)合研究小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、國(guó)內(nèi)外已有研究結(jié)果以及課堂筆記等，研究小組總結(jié)出自閉癥兒童面部表情識(shí)別具有以下特點(diǎn)。

（1）普遍無(wú)法集中注意力。

（2）自閉癥兒童的面部表情識(shí)別圖式與正常兒童識(shí)別整張臉的模式不同。自閉癥兒童根據(jù)人臉的下半部分建立起面部表情識(shí)別，即只注意嘴部變化。

（3）自閉癥兒童對(duì)他人面部表情的注意力受情境因素影響。

（4）自閉癥兒童對(duì)生氣、恐懼等負(fù)面情緒的認(rèn)知遠(yuǎn)低于高興、開(kāi)心等正面情緒。

（5）不同年齡段的自閉癥兒童對(duì)面部表情的識(shí)別強(qiáng)度不同。

自閉癥兒童面部表情識(shí)別能力特點(diǎn)研究為游戲設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)提供了重要的理論依據(jù)，為之后的研究奠定了基礎(chǔ)。

3.自閉癥兒童面部識(shí)別矯正游戲設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

（1）游戲設(shè)計(jì)。①簡(jiǎn)化游戲操作，難度分級(jí)。由于自閉癥兒童心智、年齡等限制，游戲操作應(yīng)簡(jiǎn)單易行。我們將游戲操作簡(jiǎn)化到只需點(diǎn)擊和拖動(dòng)，并適當(dāng)模糊游戲結(jié)果的判斷。游戲難度體現(xiàn)在碎片數(shù)量和圖片表情復(fù)雜度兩方面。根據(jù)自閉癥兒童年齡和身心功能發(fā)展程度，游戲難度呈階梯化。②豐富有趣的故事情節(jié)，淡化對(duì)治療的抵制情緒。設(shè)計(jì)者為每一關(guān)卡設(shè)計(jì)豐富的故事情節(jié)，結(jié)合動(dòng)畫(huà)模擬小型場(chǎng)景，有利于自閉癥兒童理解該情境下的表情。結(jié)合兒童游戲設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及自閉癥兒童心理特點(diǎn)，游戲可以融入大量卡通元素。③音樂(lè)刺激。早在1979年，國(guó)外就有心理學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)自閉癥兒童的音樂(lè)模仿能力比一些具有音樂(lè)天賦的正常兒童都高出許多，自閉癥兒童辨識(shí)音樂(lè)的能力很強(qiáng)。國(guó)際上出現(xiàn)許多音樂(lè)療法?；谥委熥蚤]癥的音樂(lè)療法，游戲中可以針對(duì)不同的情緒表情，設(shè)置不同情緒的音樂(lè)及提示音，利用音樂(lè)對(duì)情緒的渲染能力，輔助自閉癥兒童理解當(dāng)前情緒。④圖像刺激。研究認(rèn)為，自閉癥兒童正確識(shí)別6種基本面部表情的比例低于70%，且自閉癥對(duì)不同表情的識(shí)別能力強(qiáng)弱有所差異。因此，游戲要適當(dāng)調(diào)整各類表情圖片的選取比重。自閉癥兒童容易識(shí)別的情緒比例較少，正面情緒設(shè)置在簡(jiǎn)單關(guān)卡中，游戲動(dòng)畫(huà)要注重嘴部、眼部的表情變化。

（2）游戲?qū)崿F(xiàn)。①開(kāi)發(fā)工具。以PC作為游戲載體，便于研究者計(jì)算和分析治療結(jié)果，靈活修改治療方案。Adobe Flash作為開(kāi)發(fā)工具。Flash在動(dòng)畫(huà)制作方面擁有巨大優(yōu)勢(shì)，可以跨平臺(tái)發(fā)布，適用于制作對(duì)UI、動(dòng)畫(huà)效果要求較高的2D游戲。②主要玩法。自閉癥兒童通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊拖動(dòng)碎片，將它們移動(dòng)到正確位置，拼合整張圖片即完成游戲。游戲分為挑戰(zhàn)模式和闖關(guān)模式。挑戰(zhàn)模式中玩家自行選擇表情和難度，闖關(guān)模式中難度遞增，旨在階段性訓(xùn)練。③主要程序算法。分圖：用Loader 和URLRequest類加載圖片，創(chuàng)建Bitmap對(duì)象加載的圖片，選定分割區(qū)域，分割出來(lái)的圖片存入數(shù)組，Мa(chǎn)th.random（）函數(shù)在指定范圍內(nèi)隨機(jī)放置碎片。信號(hào)傳遞：游戲的每個(gè)界面和程序打包成SWC文件，界面之間調(diào)用Event類傳遞信號(hào)。數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)記錄分?jǐn)?shù)、等級(jí)等，設(shè)計(jì)者使用SharedObject類讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)設(shè)為共享對(duì)象可靜態(tài)存儲(chǔ)，保持本地永久性。

四、實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)對(duì)象

實(shí)驗(yàn)選取6名不同年齡段的自閉癥兒童作為研究對(duì)象，分別是2～5歲兩名、5～8歲兩名和8～12歲兩名。他們的患病程度不同，在康復(fù)中心接受治療的時(shí)間長(zhǎng)短不同。這樣可以滿足游戲的廣泛針對(duì)性。

2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)小組人員對(duì)每位兒童進(jìn)行游戲講解和示范，游戲時(shí)長(zhǎng)30分鐘。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，2～5歲兒童出現(xiàn)較大問(wèn)題。他們年齡小，無(wú)法自主操作鼠標(biāo)，游戲不能順利進(jìn)行。但兩名研究對(duì)象均對(duì)卡通游戲界面和歡快的音樂(lè)表現(xiàn)一定的興趣。5～8歲兒童能在指導(dǎo)下正確操作鼠標(biāo)，但對(duì)游戲玩法的理解有一定困難，需要長(zhǎng)時(shí)間辨識(shí)圖片。游戲進(jìn)行到20分鐘左右時(shí)，由于沒(méi)有完成拼圖，他們開(kāi)始出現(xiàn)不耐煩的抵觸情緒。8～12歲兒童表現(xiàn)較好，能在引導(dǎo)下20分鐘內(nèi)完成低難度的拼圖，沒(méi)有對(duì)圖像和音樂(lè)產(chǎn)生抵觸情緒，整個(gè)過(guò)程較為安靜，游戲進(jìn)行順利。高年齡的自閉癥兒童完成游戲的速度比較快，正確率較高。低年齡的自閉癥兒童完成的速度較慢，正確率較低。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

實(shí)驗(yàn)表明，本研究是可行的。游戲的卡通風(fēng)格能激發(fā)兒童的興趣，拼圖游戲能讓自閉癥兒童在玩耍時(shí)，緩慢提高對(duì)面部表情的識(shí)別能力。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題表明游戲需要改良。游戲需要簡(jiǎn)化操作，可以采用平板電腦代替鼠標(biāo)操作。游戲的難度需要細(xì)分，針對(duì)不同年齡段的自閉癥兒童設(shè)置不同的游戲難度。

五、結(jié)束語(yǔ)

研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)合自閉癥兒童面部表情識(shí)別特點(diǎn)的電腦游戲有助于提高自閉癥兒童的面部表情識(shí)別能力?？ㄍǖ挠螒蝻L(fēng)格受到兒童喜愛(ài)，音樂(lè)的輔助功能對(duì)兒童的情緒理解有一定作用。

同時(shí)，我們的研究仍然具有很多不足：實(shí)驗(yàn)對(duì)象較少，實(shí)驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)說(shuō)服力不足；面部表情圖片為平面圖片，與現(xiàn)實(shí)生活中人的面部表情有很大差距；游戲載體為計(jì)算機(jī)，對(duì)真實(shí)生活場(chǎng)景的模擬程度有限；研究試行時(shí)間不長(zhǎng)，后期效果相對(duì)不是特別明顯。

研究小組未來(lái)會(huì)改進(jìn)游戲軟件，加大對(duì)游戲的試驗(yàn)，長(zhǎng)期對(duì)固定的自閉癥兒童進(jìn)行面部表情識(shí)別測(cè)試，以提供更有力的效果證據(jù)。

［1］申尋兵，何志芳，丁雪萍.改善自閉癥兒童表情識(shí)別能力的計(jì)算機(jī)面部表情識(shí)別訓(xùn)練［J］.科技視界，2013

［2］ Young R L，Posselt M.Using the transporters DVD as a learning tool for children with autism spectrum［J］.Journalof Autism and Developmental Disorders，2012

［3］徐琴美.孤獨(dú)癥兒兒童及其矯治方法的調(diào)查研究［J］.中國(guó)特殊教育，2005

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（本文系基金項(xiàng)目：四川師范大學(xué)★★★★年國(guó)家級(jí)（省級(jí)）“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”）

ISSN2095-6711/Z01-2016-07-0229