基于自然交互的老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲設(shè)計(jì)研究

楊璐 肖東娟

摘要：隨著老齡化進(jìn)程的不斷加快，老年群體的認(rèn)知健康狀況備受國(guó)家、政府和社會(huì)關(guān)注。文章基于自然交互視角，綜合研究老年人認(rèn)知老化及認(rèn)知訓(xùn)練游戲，結(jié)合老年群體的認(rèn)知特征、身心特征和行為特點(diǎn)，將自然交互理念應(yīng)用于老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲設(shè)計(jì)中，旨在增強(qiáng)游戲的適老性，提升老年人的游戲體驗(yàn)與訓(xùn)練效果，增強(qiáng)認(rèn)知訓(xùn)練游戲產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。首先，分析自然交互理念及其特征。其次，明確老年人認(rèn)知老化概念及認(rèn)知訓(xùn)練的必要性，并探討國(guó)內(nèi)外老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述將自然交互引入老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲中的積極作用。再次，根據(jù)老年人認(rèn)知及機(jī)體老化的不同類型，梳理衰老對(duì)交互過(guò)程的主要影響，并結(jié)合自然交互的相關(guān)特征，尋找最適合老年人參與認(rèn)知訓(xùn)練的自然交互方式。最后，將自然交互方式與老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲設(shè)計(jì)相結(jié)合，并從用戶角度出發(fā)，關(guān)注用戶參與認(rèn)知訓(xùn)練的全過(guò)程，圍繞接收信息、理解信息、操作反饋這三個(gè)互動(dòng)階段提出多感官交互、漸進(jìn)式學(xué)習(xí)、包容性操作這三大設(shè)計(jì)策略，并總結(jié)具體的設(shè)計(jì)方法，以解決現(xiàn)有游戲操作過(guò)程中存在的問(wèn)題，為老年人認(rèn)知康復(fù)提供幫助與關(guān)懷，也為相關(guān)認(rèn)知訓(xùn)練游戲產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)與解決方法。

關(guān)鍵詞：自然交互；老年人；認(rèn)知訓(xùn)練游戲；認(rèn)知老化

中圖分類號(hào)：G898 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2023）04-0-04

隨著生育率的降低及人均壽命的提高，許多國(guó)家都步入了老齡化社會(huì)。認(rèn)知老化作為伴隨老齡化而來(lái)的公共健康問(wèn)題，逐漸受到社會(huì)關(guān)注。認(rèn)知訓(xùn)練是針對(duì)認(rèn)知老化最常見的干預(yù)手段，對(duì)大腦多種認(rèn)知功能的提升具有積極作用。近年來(lái)，由于技術(shù)的日新月異及智慧養(yǎng)老等概念的提出，老年人開始嘗試各種認(rèn)知訓(xùn)練游戲產(chǎn)品，對(duì)訓(xùn)練的過(guò)程和體驗(yàn)也提出了更高的要求。在老年健康產(chǎn)業(yè)及交互技術(shù)不斷發(fā)展的形勢(shì)下，追求自然感官體驗(yàn)、符合人體自然行為的自然交互在用戶體驗(yàn)方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，也為老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供了新的思路。因此，本文結(jié)合自然交互理論，探討老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲的自然交互方式，旨在增強(qiáng)游戲的適老性，提升老年用戶的游戲體驗(yàn)與訓(xùn)練效果。

1 自然交互概述

1.1 自然交互的內(nèi)涵

自然交互的概念起源于人機(jī)交互。所謂“自然”，一方面指由多種新興技術(shù)支持的自然交互方式，如圖像交互、語(yǔ)音交互、動(dòng)作交互、行為交互等，用戶可通過(guò)眼動(dòng)、語(yǔ)言、手勢(shì)、動(dòng)作等符合自身行為習(xí)慣的方式與產(chǎn)品互動(dòng)。另一方面，從交互過(guò)程來(lái)看，“自然”還可引申出另一層含義，即用戶與產(chǎn)品的交互行為接近用戶本能，無(wú)須特地學(xué)習(xí)或經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)即可掌握，它與用戶已有的知識(shí)、技能和經(jīng)驗(yàn)之間存在連貫的認(rèn)知模式，能讓用戶在使用過(guò)程中獲得行為自然的交互感受。自然交互作為交互設(shè)計(jì)領(lǐng)域較為前沿的研究方向，迎合了人的自然屬性，充分利用了人的自然感知、注意力、認(rèn)知和情感能力［1］，創(chuàng)造了一種自然而然的交互體驗(yàn)。

1.2 自然交互的特征

1.2.1 操作自然化

操作自然化是自然交互最突出的特征，它遵循用戶自然的行為習(xí)慣，盡可能模擬人與物理世界真實(shí)的交互感。因此，用戶的行為習(xí)慣傾向是設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)。行為習(xí)慣即用戶在長(zhǎng)期生活過(guò)程中形成的固有認(rèn)知和行為慣性，若產(chǎn)品違背了用戶的行為習(xí)慣，便會(huì)令用戶感到困擾和難以適從。尤其是老年用戶有許多難以調(diào)整的行為習(xí)慣，更需要設(shè)計(jì)者遷就和照拂，以減輕用戶認(rèn)知轉(zhuǎn)化的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)操作的自然化。

1.2.2 體驗(yàn)沉浸化

自然交互擺脫了傳統(tǒng)人機(jī)界面信息輸入通道的單一性和局限性，它將用戶作為信息輸入設(shè)備，充分調(diào)動(dòng)個(gè)體視覺、聽覺、觸覺等多個(gè)感官通道，為用戶打造一種情境化的、身臨其境的體驗(yàn)，極大地增強(qiáng)了用戶的沉浸感與置入感。在自然交互塑造的沉浸式體驗(yàn)中，信息的表現(xiàn)層次更加豐富，交互的過(guò)程也更加直觀和高效。

1.2.3 交互的雙向性

雙向性指人機(jī)之間的交互過(guò)程是雙向的、交流的。不同于用戶發(fā)出指令后再得到響應(yīng)的傳統(tǒng)人機(jī)交互方式，自然交互具備一定程度的智能化感知、適應(yīng)和預(yù)測(cè)功能，人機(jī)為平等交流的關(guān)系。換句話說(shuō)，在不剝奪用戶主權(quán)的前提下，自然交互系統(tǒng)可對(duì)用戶的行為及潛在需求進(jìn)行預(yù)判并給予支持，以提前響應(yīng)用戶需求，實(shí)現(xiàn)雙向交互。交互的雙向性能為用戶帶來(lái)更加精準(zhǔn)和人性化的服務(wù)。

2 自然交互視角下的老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲

2.1 認(rèn)知老化與認(rèn)知訓(xùn)練游戲

認(rèn)知老化是個(gè)體進(jìn)入老年期后出現(xiàn)的逐步發(fā)生的、不間斷的認(rèn)知功能衰退過(guò)程。伴隨認(rèn)知老化而來(lái)的記憶力、注意力等多項(xiàng)功能的衰退會(huì)嚴(yán)重影響老年人的生活質(zhì)量。隨著年齡的增長(zhǎng)，認(rèn)知老化會(huì)呈現(xiàn)出不同的階段性特征，若不及時(shí)采取干預(yù)措施，則極有可能從正常老化進(jìn)展到輕度認(rèn)知障礙，最終發(fā)展為阿爾茨海默病，即老年癡呆。研究發(fā)現(xiàn)，大腦結(jié)構(gòu)和功能的衰退是認(rèn)知老化的主要原因，但人的大腦在晚年也依然有一定的可塑性［2］。因此，盡早采取干預(yù)措施可有效延緩認(rèn)知衰退，避免癡呆發(fā)生。

認(rèn)知訓(xùn)練是針對(duì)人腦各項(xiàng)認(rèn)知功能進(jìn)行訓(xùn)練的一種方式，其認(rèn)知促進(jìn)效益已被國(guó)內(nèi)外大量研究所證實(shí)。認(rèn)知訓(xùn)練游戲是一種將認(rèn)知訓(xùn)練與游戲相結(jié)合，幫助用戶進(jìn)行認(rèn)知鍛煉的方式。游戲內(nèi)容以益智為主，娛樂(lè)為輔，它擺脫了傳統(tǒng)枯燥的治療模式，在改善認(rèn)知功能的同時(shí)，具備一定的娛樂(lè)性與社交性，更利于患者保持身心愉悅，能夠激發(fā)老年人訓(xùn)練的積極性，進(jìn)一步保證康復(fù)效果。如今，隨著科技的進(jìn)步，認(rèn)知訓(xùn)練游戲也由早期的桌面游戲、紙筆游戲，發(fā)展為內(nèi)容更加豐富、形式更加新穎、機(jī)制更加多樣的電子游戲。老年人可以通過(guò)手機(jī)、平板、電腦等設(shè)備訓(xùn)練，維持認(rèn)知功能，延緩大腦衰退。使認(rèn)知訓(xùn)練游戲化，能讓訓(xùn)練更加方便地開展。

2.2 老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲的現(xiàn)狀

歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)較高，對(duì)老年健康產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入較大，因此市場(chǎng)上針對(duì)老年人認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練的產(chǎn)品也較多。目前國(guó)外已有游戲介入認(rèn)知訓(xùn)練的相關(guān)案例，如Lumosity（動(dòng)動(dòng)腦）、CogniFit（大腦訓(xùn)練），甚至有高校專門開設(shè)了“游戲設(shè)計(jì)與醫(yī)療”的研究課題，探討游戲?qū)夏暾J(rèn)知健康的影響。我國(guó)游戲產(chǎn)業(yè)起步較晚，迄今為止還未細(xì)分出針對(duì)老年群體的電子游戲門類，而可用于老年人認(rèn)知訓(xùn)練的游戲更是鳳毛麟角。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的認(rèn)知訓(xùn)練游戲產(chǎn)品大多直接沿用國(guó)外產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于文化背景及行為習(xí)慣的差異，因此并不能很好地適用于國(guó)內(nèi)老年人，缺乏促使老年人堅(jiān)持訓(xùn)練的動(dòng)力。所以，應(yīng)基于我國(guó)老年人的認(rèn)知和行為特性，對(duì)認(rèn)知訓(xùn)練游戲的設(shè)計(jì)提出更高的要求。

2.3 將自然交互引入老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲中

自然交互是讓用戶在自然狀態(tài)下進(jìn)行交互操作，它不僅需要契合用戶的身心特征，還要遵循用戶的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)與行為慣性。構(gòu)建自然交互方式對(duì)老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲的設(shè)計(jì)具有積極作用：一方面，自然交互能夠更好地幫助老年人進(jìn)行認(rèn)知訓(xùn)練，減少產(chǎn)品使用的不便，使老年人與產(chǎn)品的互動(dòng)更加自如，從而獲得更好的游戲體驗(yàn)，提升康復(fù)效果；另一方面，將自然交互引入老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲中，能從更加科學(xué)、理性的角度構(gòu)建游戲的交互方式，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)，為老年人提供舒適和貼近情感的游戲操作，最終提升老年認(rèn)知訓(xùn)練產(chǎn)品的價(jià)值與競(jìng)爭(zhēng)力。

自然交互的目的在于提供低認(rèn)知負(fù)荷、低干擾的交互，使人機(jī)交互無(wú)限趨近于人與物理世界的真實(shí)交互，故設(shè)計(jì)時(shí)需要研究目標(biāo)用戶的自然化認(rèn)知與行為，以及身體的自然屬性［3］。老年人的認(rèn)知功能呈現(xiàn)出進(jìn)行性衰退的特點(diǎn)，同時(shí)隨著年齡增長(zhǎng)，感官敏銳度下降，各項(xiàng)身體機(jī)能也會(huì)發(fā)生不同程度的變化。因此，在設(shè)計(jì)游戲時(shí)，應(yīng)結(jié)合用戶的認(rèn)知與機(jī)體老化特征進(jìn)行分析。從用戶的角度來(lái)看，用戶與產(chǎn)品的交互過(guò)程可以分為接收信息、理解信息及操作反饋這三個(gè)階段。筆者根據(jù)人體老化的不同種類和表現(xiàn)，梳理了衰老對(duì)交互過(guò)程的主要影響（見表1）。同時(shí)，結(jié)合自然交互的相關(guān)特征，針對(duì)三個(gè)互動(dòng)階段提出了認(rèn)知訓(xùn)練游戲的自然交互策略，以解決現(xiàn)有游戲操作過(guò)程中存在的問(wèn)題，尋找最適合老年人進(jìn)行認(rèn)知訓(xùn)練的自然交互方式。

3 基于自然交互的老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲設(shè)計(jì)策略

3.1 多感官交互，強(qiáng)化信息感知

人類采集信息所用的感覺器官通道包括視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺。視覺通道是人類接收信息的重要渠道，研究顯示，通過(guò)視覺通道輸入大腦的信息占比高達(dá)83%［4］。視覺交互是游戲的主要交互形式，用戶可通過(guò)視覺界面獲取相關(guān)信息，并得到下一步操作的提示。而老年人由于認(rèn)知下降，注意功能逐漸衰退，因此獲取信息的效率也隨之降低。

為增強(qiáng)老年人對(duì)游戲信息的感知，首先從視覺交互層面提出如下策略。一是突出視覺焦點(diǎn)。自然交互要求視覺界面的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明易用，避免過(guò)多的選擇。構(gòu)建清晰的界面布局并簡(jiǎn)化元素的視覺表現(xiàn)，能夠形成視覺焦點(diǎn)，引導(dǎo)用戶捕捉有效信息，幫助老年人知曉訓(xùn)練內(nèi)容并保持專注。二是即時(shí)反饋。反饋是游戲系統(tǒng)對(duì)用戶行為的回應(yīng)，即時(shí)反饋可以避免用戶注意力分散，幫助用戶快速感知當(dāng)前的游戲狀態(tài)，減少疑慮和思考，從而使整個(gè)交互過(guò)程更加流暢和自然。

除認(rèn)知老化之外，身體機(jī)能的老化也會(huì)對(duì)老年人的日常生活產(chǎn)生較大影響，最直觀的表現(xiàn)即老年人各個(gè)感官通道的敏銳程度下降，導(dǎo)致其對(duì)外界信息的整體感知減弱。因此，在增強(qiáng)視覺交互的基礎(chǔ)上，還可綜合運(yùn)用視覺、聽覺、觸覺等感官形式，允許用戶從多個(gè)感官角度訪問(wèn)信息，進(jìn)一步提高用戶獲取信息的效率。例如，可以將單一的視覺反饋轉(zhuǎn)變?yōu)橐曈X與音效或震動(dòng)的結(jié)合，結(jié)合多個(gè)感官通道，使用戶盡可能多而全地接收游戲傳遞的信息，增強(qiáng)用戶對(duì)信息的感知和接收效果，從而更好地開展訓(xùn)練。多感官的交互方式不僅豐富了信息的表達(dá)層次，也能使用戶與產(chǎn)品之間的交互更加順暢，為用戶創(chuàng)造自然和諧的互動(dòng)體驗(yàn)。

3.2 漸進(jìn)式學(xué)習(xí)，減少認(rèn)知負(fù)荷

認(rèn)知功能的退化使老年人對(duì)新事物的接受能力和學(xué)習(xí)能力降低，在與產(chǎn)品交互的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)諸多障礙。自然交互應(yīng)當(dāng)允許老年人逐步學(xué)習(xí)如何使用產(chǎn)品，為其提供清晰的認(rèn)知和交互路徑，并從最基本的技能入手，逐步提升難度，以實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練效果的最大化，具體要做到以下三點(diǎn)。

3.2.1 設(shè)置易識(shí)別的界面元素

老年人通常有許多長(zhǎng)期形成的、難以改變的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，且他們理解信息的方式簡(jiǎn)單直接，過(guò)于復(fù)雜或抽象的內(nèi)容通常無(wú)法喚醒其認(rèn)知。因此游戲元素應(yīng)清晰可辨，可結(jié)合生活中常見的、老年人熟悉的圖形符號(hào)，減少用戶認(rèn)知遷移的困擾，實(shí)現(xiàn)自然流暢的認(rèn)知過(guò)渡。

3.2.2 交互路徑可視化

由于老年人難以記住過(guò)多的信息和復(fù)雜的操作流程，因此應(yīng)該有意識(shí)地構(gòu)建可視化的交互路徑，以減輕老年人的記憶負(fù)擔(dān)。例如，可選用形象直觀的圖形信息代替文字信息，降低用戶的理解成本，同時(shí)設(shè)置一定的引導(dǎo)線索，通過(guò)強(qiáng)化線索的視覺特征或設(shè)計(jì)相應(yīng)的動(dòng)效，暗示用戶下一步的交互行為，從而逐步且自然地引導(dǎo)用戶朝著訓(xùn)練目標(biāo)前進(jìn)。

3.2.3 訓(xùn)練任務(wù)階段化

認(rèn)知訓(xùn)練是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持的任務(wù)，康復(fù)目標(biāo)也非一日就能達(dá)成。分解長(zhǎng)期的訓(xùn)練任務(wù)，設(shè)立階段性目標(biāo)，能有效降低訓(xùn)練難度，減輕認(rèn)知負(fù)擔(dān)，同時(shí)幫助老年人更好地理解游戲內(nèi)容、感知康復(fù)進(jìn)程。例如，2015年網(wǎng)絡(luò)智能與智能體技術(shù)國(guó)際會(huì)議曾推出一款訓(xùn)練游戲Lotus Valley（蓮花谷），這款游戲以訓(xùn)練前瞻性記憶為目的，用戶需要扮演漁夫的角色并執(zhí)行捕魚任務(wù)。隨著游戲進(jìn)程的推進(jìn)，在特定時(shí)間節(jié)點(diǎn)或事件的觸發(fā)下，又增加了包括烤魚、賣魚、收集花瓣在內(nèi)的多個(gè)任務(wù)。老年人能通過(guò)這種階段化的訓(xùn)練方式，逐步學(xué)習(xí)和適應(yīng)整個(gè)游戲，并通過(guò)目標(biāo)的不斷實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)認(rèn)知能力。

3.3 包容性操作，優(yōu)化游戲體驗(yàn)

隨著年齡的增長(zhǎng)，老年人機(jī)體的各項(xiàng)功能都趨于遲緩，再加上執(zhí)行功能的退化，他們操作時(shí)的協(xié)調(diào)性、靈活性及控制能力均會(huì)出現(xiàn)一定程度的下降。因此，針對(duì)老年人認(rèn)知訓(xùn)練的游戲在操作上要更具包容性，可采取以下策略。

3.3.1 設(shè)置易掌握的操作方式

老年人的理解能力和學(xué)習(xí)能力較低，如果他們不能輕松掌握游戲的操作方式，便無(wú)法開展訓(xùn)練。設(shè)計(jì)時(shí)可以參考老年人本能性或直覺性的行為習(xí)慣，設(shè)置易上手、可記性強(qiáng)的操作方式，便于其輕松理解和快速接受。例如，西班牙巴利亞多利德大學(xué)曾開發(fā)一款基于體感技術(shù)的康復(fù)訓(xùn)練游戲，該游戲具有以認(rèn)知訓(xùn)練與有氧運(yùn)動(dòng)相聯(lián)合的雙任務(wù)改善認(rèn)知功能。用戶置身于各種游戲情境中，需要通過(guò)行走、躲避、抓取、轉(zhuǎn)身等動(dòng)作完成訓(xùn)練任務(wù)。這種自然的體態(tài)交互極大地提升了操作的流暢度，也帶給用戶更為直觀的體驗(yàn)感受。

3.3.2 提高操作容錯(cuò)率

由于認(rèn)知靈活性下降、身體機(jī)能衰退及皮膚老化等原因，老年人操作的精準(zhǔn)度會(huì)降低，可能導(dǎo)致游戲系統(tǒng)識(shí)別困難，進(jìn)而影響老年人訓(xùn)練的積極性。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)老年人的認(rèn)知和機(jī)體老化特征設(shè)置更高的執(zhí)行容錯(cuò)率，如放大控件尺寸及距離、擴(kuò)大控件的可觸范圍、降低交互靈敏度等。

3.3.3 設(shè)置合適的游戲節(jié)奏

由于身體機(jī)能下降，因此老年人的耐力水平往往較低，更容易感到疲累。游戲系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間，放慢游戲節(jié)奏，避免讓老年人進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的游戲操作，以減少體力負(fù)荷。同時(shí)，要注意平衡訓(xùn)練與休息的時(shí)間，或交替進(jìn)行困難與簡(jiǎn)單的游戲，盡量讓老年人在舒適、放松的狀態(tài)下自如地開展訓(xùn)練。

4 結(jié)語(yǔ)

認(rèn)知訓(xùn)練游戲?qū)崿F(xiàn)了認(rèn)知訓(xùn)練的游戲化，可以幫助和鼓勵(lì)老年用戶進(jìn)行大腦鍛煉，提升認(rèn)知水平，為老年人提供了一種切實(shí)可行的認(rèn)知康復(fù)方式。文章將自然交互應(yīng)用于老年認(rèn)知訓(xùn)練游戲設(shè)計(jì)中，關(guān)注老年人從接收信息、理解信息到操作反饋的交互全過(guò)程，并結(jié)合老年人的認(rèn)知與機(jī)體老化特征，提出了具體的交互設(shè)計(jì)策略，探討如何更好地滿足老年用戶對(duì)訓(xùn)練游戲的需求，也思考了如何提升游戲體驗(yàn)和訓(xùn)練效果，為其他樂(lè)齡游戲的自然交互設(shè)計(jì)提供了建議與參考。

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作者簡(jiǎn)介：楊璐（1998—），女，重慶人，碩士在讀，研究方向：交互與體驗(yàn)設(shè)計(jì)。

肖東娟（1982—），女，陜西西安人，博士，副教授，研究方向：交互與體驗(yàn)設(shè)計(jì)、應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)。