北京郵電大學(xué)　提升孤獨癥兒童社交能力的智能交互空間設(shè)計

黃央語　陳思　呂菲

辦學(xué)特色

我校數(shù)字媒體與設(shè)計藝術(shù)學(xué)院將設(shè)計創(chuàng)意、人工智能和計算機技術(shù)有機融合，學(xué)生既要學(xué)習(xí)掌握設(shè)計理論和設(shè)計創(chuàng)意技能，也要掌握虛擬/增強現(xiàn)實、語音、手勢等多模態(tài)智能交互技術(shù)，專業(yè)課程分為三大模塊：智能模塊（大數(shù)據(jù)分析、機器學(xué)習(xí)等）+交互模塊（AR/ VR開發(fā)、人機交互等）+設(shè)計模塊（設(shè)計思維、藝術(shù)美學(xué)等）。畢業(yè)生將在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)、娛樂游戲業(yè)以及新興智能產(chǎn)業(yè)（智能汽車、機器人等）從事交互設(shè)計、體驗設(shè)計、用戶研究、產(chǎn)品經(jīng)理、大數(shù)據(jù)可視分析，以及AR/ VR、語音交互等多模態(tài)自然交互技術(shù)開發(fā)等工作。

提升孤獨癥兒童社交能力的智能交互空間設(shè)計

設(shè)計者：黃央語

指導(dǎo)老師：陳思 呂菲

院校：北京郵電大學(xué)

作者闡述：針對3?6歲兒童的沉浸式交互投影空間（TUI），旨在為患有孤獨癥的兒童提供一個特殊的社交環(huán)境。通過拍打、掃動等動作與空間中的互動產(chǎn)品進(jìn)行交互，激活他們的多感官體驗（包括聽覺、觸覺和視覺），并創(chuàng)造一個促進(jìn)社會交流的氛圍，鼓勵他們主動參與社交互動。在這個沉浸式交互投影空間中，通過豐富多彩、生動的圖像、動畫和聲音效果吸引兒童的注意力?？臻g中的視覺和聽覺刺激有助于提高兒童的注意力和專注力，并激發(fā)他們的好奇心，引導(dǎo)他們與裝置進(jìn)行觸碰交互。當(dāng)兒童觸碰燈球時，立即會有投影動畫角色出現(xiàn)并給予反饋，隨后動畫角色會在空間中移動，引導(dǎo)兒童觸碰下一個燈球。這樣的設(shè)計能夠讓兒童在物理空間中自由移動，增加他們進(jìn)行社交啟動的機會。

指導(dǎo)老師 陳思/呂菲

陳思，北京郵電大學(xué)數(shù)字媒體與設(shè)計藝術(shù)學(xué)院講師，青年作曲家，音樂制作人，九三學(xué)社社員。畢業(yè)于中國戲曲學(xué)院作曲與作曲技術(shù)理論音樂制作專業(yè)，意大利佛羅倫薩音樂學(xué)院電子音樂作曲碩士。教授影視配樂及聲音設(shè)計等相關(guān)課程。

呂菲，博士，北京郵電大學(xué)數(shù)字媒體與設(shè)計藝術(shù)學(xué)院副院長，副教授，碩士生導(dǎo)師。中國計算機學(xué)會高級會員，中國工業(yè)設(shè)計協(xié)會信息與交互設(shè)計專委會個人高級會員，中國計算機學(xué)會人機交互專業(yè)委員會委員，ACM SIGCHI中國執(zhí)行委員會委員。

導(dǎo)師點評：在本項目中，我們專注于年齡在3至6歲的孤獨癥兒童群體，這些孩子大多數(shù)屬于低功能孤獨癥兒童，面臨著社交障礙和語言表達(dá)的困難。我們的目標(biāo)是通過智能交互空間的設(shè)計，結(jié)合孤獨癥兒童群體的認(rèn)知特點以及有形用戶界面、沉浸式交互投影空間的設(shè)計原則，為這些孩子提供更好的社交機會，促進(jìn)他們的融入和全面發(fā)展。

經(jīng)過詳盡的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)孤獨癥兒童的行為特點導(dǎo)致他們存在一些社交障礙，主要表現(xiàn)為缺乏社交動機和社交回應(yīng)能力，這也是他們無法融入群體的主要問題。同時，由于通常情況下是孤獨癥療愈師和家長對孤獨癥兒童的社交場景進(jìn)行控制，他們?nèi)狈εc同齡兒童進(jìn)行自主社交的機會。

因此，在本次畢業(yè)設(shè)計中，主要關(guān)注點集中在以下幾個問題上：（1）如何有效地幫助孤獨癥兒童進(jìn)行社交互動？（2）如何巧妙引導(dǎo)孤獨癥兒童與其他兒童進(jìn)行社交？（3）如何設(shè)計一個有利于促進(jìn)孤獨癥兒童之間社交的場景？

在項目的設(shè)計階段，特別注重孤獨癥兒童的特殊需求和認(rèn)知方式。通過低保真和高保真界面的設(shè)計，以及程序開發(fā)和場景動畫建模，努力營造一個溫暖而輕松的海洋動畫主題，旨在為孤獨癥兒童創(chuàng)造一個有趣而愉悅的交互環(huán)境。

在角色設(shè)計方面，選擇明亮飽和的色彩和3D人物風(fēng)格，以吸引孤獨癥兒童的注意。投影動畫中的海洋小怪物能夠激發(fā)孩子們的興趣，并在用戶觸碰燈球時，觸發(fā)海洋動物出現(xiàn)并向用戶打招呼的動畫效果，進(jìn)一步增強他們的參與度和積極性。

場景設(shè)計方面，采用飽和明亮的色彩搭配和自發(fā)光的設(shè)計，打造一個奇幻而趣味的海底世界。這樣的設(shè)計意在激發(fā)孤獨癥兒童的好奇心，讓他們愿意自主探索和互動，從而增強他們的社交動機和社交回應(yīng)能力。

在技術(shù)和材料運用方面，選擇運用Makey Makey虛擬鍵盤硬件和Arduino UNO電路開發(fā)板，以實現(xiàn)互動投影和音效功能，并結(jié)合MadMapper實時合成軟件，將投影場景的變化與特定按鍵綁定，為孤獨癥兒童提供更為便捷的交互方式。此外，采用當(dāng)貝NEW3DX投影儀，運用先進(jìn)的紅外線激光掃描技術(shù)和深度學(xué)習(xí)算法，呈現(xiàn)逼真的3D效果，為孩子們帶來更加身臨其境的體驗。

總體來說，本研究旨在為孤獨癥兒童創(chuàng)造一個有益的智能交互空間，幫助他們克服社交障礙，促進(jìn)社交互動，并在愉悅的環(huán)境中促進(jìn)他們的全面發(fā)展。通過綜合運用相關(guān)理論和設(shè)計方法，我們期待為這一特殊群體融入社交生活做出實質(zhì)性的貢獻(xiàn)。