虛擬現實技術對自閉癥干預的適用性研究

梁 璇

（陜西師范大學教育學院 陜西西安 710062）

虛擬現實技術對自閉癥干預的適用性研究

梁 璇

（陜西師范大學教育學院 陜西西安 710062）

近年來，虛擬現實技術在教育領域尤其是在國外自閉癥的教育康復中已被廣泛應用，這一技術的使用為自閉癥兒童的康復訓練提供了新方法。文章闡述了國外虛擬現實技術對自閉癥語言、情緒能力、社交技能干預訓練的效果。分析了虛擬現實技術對自閉癥康復訓練的適用性。建議我國在應用虛擬現實技術對自閉癥進行康復訓練時注重與文化背景相結合、重視指導者的作用，發展協作式虛擬現實的應用，使虛擬現實技術在自閉癥康復訓練中得到最有效利用。

虛擬現實技術；自閉癥；干預訓練

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）作為一種綜合了多個學科的技術，涉及到網絡應用、自動化、分布式技術等多個領域[1]。虛擬現實技術可以借由“化身”使操作者進入虛擬空間，成為虛擬環境的一員，對虛擬環境中的各種對象進行感知和操作，從而獲得身臨其境的體驗[2]。虛擬現實技術有三個主要特征：（1）沉浸性；（2）交互性；（3）想象性。從感官程度講虛擬現實有“沉浸感”“交互感”，又可將虛擬現實分為桌面式、沉浸式、增強式、協作式四中類型的虛擬現實技術。從教育技術近些年的發展看，虛擬現實技術自上世紀80年代誕生之日起，就表現出獨特的優越性。正如其它新興技術或新媒體手段的誕生一樣，虛擬現實技術的發展給特殊教育領域注入了新的活力，給現代教育康復手段帶來新的機遇和挑戰。在VR技術創設的仿真與即時反饋環境中，特殊兒童可以充分調動視覺、聽覺、觸覺等感覺器官進行學習和訓練，不僅彌補了傳統教學方式和康復治療的不足，更提高了相關操作的安全性和實效性[3]。

自閉癥是一個廣泛性發展障礙,是一個認知、情緒和行為障礙的心理學問題。自閉癥作為一種發展性障礙，近年來發病率越來越高，由于自閉癥的病因非常復雜并且每個患者的病癥差異較大，到目前為止還沒出現非常好的治療藥物。而常見的治療措施為通過特殊教育訓練和行為干預法，來改善自閉癥自理、認知、社會交往及適應社會的能力，因此自閉癥康復重要性也越來越凸顯。相比于其他康復訓練方式，虛擬現實技術應用于自閉癥患者的康復訓練或將對其康復及發展起到一定的促進作用。20世紀末,Strickland 教授從醫學應用的角度上首次提出了在自閉癥的兒童中采用虛擬現實技術進行病理治療與干預的新途徑[4]，并擬出了采用該技術的可行性分析報告[5]。但虛擬現實技術在我國特殊兒童領域中的應用還處于探索階段，一些自閉癥康復訓練師還沒有認識到此技術的價值，基于此，本文介紹了國外虛擬現實技術在自閉癥語言康復、情緒能力訓練、社會交往技能干預中的應用及其效果，并分析了虛擬現實技術對自閉癥康復訓練適用性，提出在我國應用時的建議。

一、虛擬現實技術對自閉癥干預的應用

（一）語言干預。自閉癥在語言發展方面有遲緩及損傷，因此很多對自閉癥的康復訓練關注于語言及非語言能力的發展。Hetzroni＆Tannous（2004）[6]利用多媒體軟件干預自閉癥功能語言技能。對5名7～12歲自閉癥兒童進行干預，以教室為背景在玩、吃飯及健康衛生活動中對功能語言技能進行干預，對干預前及后進行測評，視覺化分析表明從基線期到干預期兒童的功能語言增加。教師報告中也表明兒童在利用電腦軟件學習時表現出更高的積極性。另外一些研究[7][8]，同時也證明使用軟件對自閉癥兒童語言發展干預有積極效果。[9]開發了一個3D虛擬人物Baldi來教自閉癥個體詞匯及功能語言。Baldi是一個可以說話的虛擬3D計算機頭像。它結合圖片、文本語言、動畫情緒等教自閉癥個體語言技能。使用像Baldi這樣的虛擬人物可以使使用者既看到“說話者”也聽到它的聲音并且可以看到它說的文本內容，而不是單單只依賴某一方面學習。8名7～12歲的自閉癥兒童參與實驗，實驗后測較實驗前測自閉癥兒童在單詞識別上有顯著提高，并且參與實驗的兒童在完成實驗后1個月能回憶出85%的單詞，即此干預訓練有延時效果。另外，8名參加實驗的兒童中有7名兒童與Baldi一同學習表現出高興趣。隨后，Bosseler＆Massaro對這些兒童中的6名兒童的語言技能的泛化能力進行了評估，利用單一被試的跨被試多基線設計方法，所有兒童在干預期識別目標詞匯的正確率都有所提高，并且，所有兒童都能將語言能力泛化到新刺激、新環境中，如教室，或新的引導者，如教室協助員。因此，開發像Baldi這樣的虛擬人物可以使自閉癥學習新語言，并能泛化到新環境中。

（二）情緒干預。自閉癥個體難以理解他人的思想及情感，可通過情緒識別及認知訓練干預自閉癥這一核心缺陷。[10]開發電腦軟件干預自閉癥個體的基礎面部情緒識別技能。500張圖像每張配有視覺與音頻反饋，利用此訓練自閉癥的情緒識別。在被試作出反應后，相應情緒的動畫會出現在屏幕作為強化。實驗選擇控制組、實驗組，實驗結果表明實驗組在圖像情緒辨別上有顯著提高，而控制組并沒有顯著提高。但需注意的是被試只在實驗中提高圖像識別能力，對實驗外的圖像識別能力并沒有提高。而Moore及其同事（2005）[11]利用一個簡單的虛擬環境來研究自閉癥患者對虛擬環境中虛擬人物表情的理解情況，研究使用協作式虛擬現實技術，協作式虛擬現實技術允許多位用戶同時進入虛擬環境，通過各自的化身進行交互。研究結果表明，超過90%的自閉癥個體能準確辨認虛擬人物所呈現的表情，并且，自閉癥兒童的表現相較于隨機猜測有顯著性差異。Gonzalo（2016）[12]利用沉浸式虛擬現實技術訓練并提高自閉癥個體的情緒能力，研究評估。一是沉浸式虛擬現實技術與桌面式虛擬現實哪個對自閉癥干預更有效；二是沉浸式虛擬現實與桌面式虛擬現實哪個更有利于技能泛化到真實環境。研究根據自閉癥真實生活中的能力缺陷設計了十個虛擬場景，包括去參加朋友生日聚會、在公園與朋友一起玩、在教室聽教師講故事、參見每年一次的體檢、與朋友玩捉迷藏等。這些場景的設計都考慮到了自閉癥要有高興、悲傷、害怕、失望等的情緒。實驗選用機器人攝像機記錄參與者的表情。為評估學到能力的泛化效果，要求教師對參與實驗的自閉癥每個月做一個評估，評估6個月。實驗結果表明，與桌面式虛擬現實相比，沉浸式虛擬環境中自閉癥存在更適當的情緒表現，另一方面，在干預訓練期間，沉浸式虛擬情景訓練組自閉癥兒童在真實學校環境中的情緒行為已經得到改善。這就表明沉浸式虛擬現實技術能夠使自閉癥將虛擬環境中習得的技能泛化到真實環境中。

（三）社會技能干預。社會理解及社會意識的缺陷將導致自閉癥個體難以建立及維持朋友關系、導致就業環境嚴峻。Bernard-opitz[13]等人設計利用多媒體電腦軟件，教自閉癥兒童如何解決社會情景中的沖突。軟件中的動畫人物有視覺刺激、聲音來自兒童自身。被試選取實驗組8名自閉癥兒童（～58歲），8名正常發展兒童（4歲），結果顯示雖然自閉癥兒童在干預期間能力提高不如正常發展兒童，但是兩組兒童在干預后能力都有顯著提高。因此，此研究證明正常發展兒童、自閉癥兒童都可從電腦軟件中學習到社會技能。但對其在真實情景中的泛化能力的還未進行評估。Parsons等人則關注到虛擬現實技術的使用對自閉證社會互動干預效果。[14]測量利用虛擬現實環境對自閉癥的社會技能及社會行為進行干預康復。初步測驗選取36名13～18歲的青少年自閉癥測驗虛擬環境對自閉癥干預的可行性，結果表明青少年自閉癥能夠有效使用這項技術，并能夠理解虛擬環境是對現實世界的表示。隨后，Mitchell et.al（2007）[15]證明利用虛擬環境對自閉癥青少年社會技能的有效性。研究選取自閉癥青少年6名（14～16歲），虛擬環境包括一個虛擬咖啡館，虛擬咖啡館環境由簡單安靜至復雜吵鬧分為4個等級，能夠讓被試在環境中練習判斷與歸因。切換復制設計，一半被試在評估1、2之間接受訓練，一半被試在2、3之間接受訓練。所有被試都可完成訓練。結果顯示，大多數被試在訓練后能力都有顯著提高，但并不是所有被試都得到提高。隨后，Kandalaft等人(2012)[16]對高功能青少年自閉癥社會技能、社會認知、社會功能進行干預，8名青少年高功能自閉癥參與干預訓練，結果表明被試在心理理論、情緒識別，以及社會功能方面有所提高。之后，Kandalaft 等人（2016）[17]用虛擬現實技術對高功能自閉癥兒童進行干預。結果表明，自閉癥兒童在情緒識別、社會歸因以及執行功能中的邏輯推理上有顯著提高。

二、虛擬現實技術對自閉癥干預的適用性分析

自閉癥作為一種廣泛性發展障礙，嚴重影響著兒童的學習、社會交往和社會適應。對自閉癥的干預手段層出不窮，如感覺統合訓練、應用行為分析療法、結構化教學、地板時光療法和圖片交互系統等。每種康復訓練手段有其優越性但也都有一定的局限性。虛擬現實技術對自閉癥干預有一定的突破性與創新性。基于以上闡述，虛擬現實技術對自閉癥康復訓練的適用性體現在以下幾方面：

（一）虛擬現實技術可以激發自閉癥的學習興趣。利用虛擬現實技術對自閉癥個體進行干預訓練可以激發他們的興趣、強化學習動機。虛擬現實技術可以將場景更直觀的展現在兒童面前。例如可以在虛擬世界中觀看海底世界、探索宇宙星球。比傳統的圖片、影視呈現更能吸引自閉癥、引起他們的興趣。

（二）虛擬現實技術可以為自閉癥避免真實環境中的危險因素。對于一些存在安全問題的內容，例如如何獨自過馬路、如何獨自乘坐公交車等生活技能，在日常教學中教師無法實際進行教學演示與實踐，利用虛擬現實技術提供真實的馬路場景，可以使自閉癥在循序漸進的安全的過程中習得技能。Self[18]等人研發了一款關于消防與龍卷風安全教育的培訓課程，并對8名6～12歲的自閉癥兒童進行了測試，項目進行取得了成功。另一方面，自閉癥個體易對不熟悉的人出現退縮、焦慮甚至恐懼。虛擬現實技術的一個好處在于降低對真實世界中社會互動的需要,從而減少自閉癥患者焦慮的來源[19]。

（三）虛擬現實技術可以促進自閉癥習得技能的泛化。自閉癥在某一個場景中習得的技能很難泛化到其他的場景中去。由于虛擬現實技術可以打破時空在不同的場景中切換任務，并且同一種技能可以切換場景進行訓練。這促使自閉癥個體習得的技能泛化到另一個場景中。并且，虛擬現實技術可以提供高逼真的圖像、場景，這就使得自閉癥個體習得的技能能夠更好地泛化到真實生活中。

（四）虛擬現實技術可以為自閉癥提供個性化治療。自閉癥表現千差萬別，并且每位自閉癥都有IEP，各種干預手段也必須是個性化的。利用虛擬現實技術對自閉癥進行干預訓練，可以根據不同自閉癥的需求與技能來調整相關的學習內容、學習風格、刺激輸入的強度、類型等等，實現個性化的治療。

三、虛擬現實技術應用建議

綜上所述，虛擬現實應用于自閉癥個體的康復訓練在國外已經有一定的效果。但由于虛擬現實技術在我國特殊教育領域中的應用較新。我國在應用虛擬現實技術對自閉癥干預時應注意：

（一）與文化背景相結合。國外利用虛擬現實技術對自閉癥康復訓練的研究已取得一定成果，在我國由于技術、資金等問題的限制，利用虛擬現實技術的康復訓練還處于尚未成熟階段，因此，在使用時應注重與我國文化背景的結合，立足于我國自閉癥兒童的特點及發展需求使用虛擬現實技術實施康復訓練。例如Baldi語言訓練，在英語語言中取得了顯著的效果，并且自閉癥兒童對與Baldi一同學習表現出高的積極性，但是在漢語語言中，類似Baldi的虛擬人物是否可以增進自閉癥兒童的詞匯及語言，自閉癥兒童與其一同學習是否有較高的積極性，研究者在使用時需慎重考慮。

（二）在用虛擬現實康復訓練同樣需要指導者的指導。虛擬現實技術作為依賴電腦互聯網的軟件技術，與其他自閉癥治療方法一樣都是為自閉癥兒童更好地生活服務，同樣，它的使用也同樣需要指導者的指導，需要指導者的信息反饋。在社交技能的研究中，在虛擬情景中都設有兩位指導者，一位稱為“教練”為自閉癥提供每個場景自閉癥表現的信息反饋，另一位稱為“助理醫生”在根據不同場景變換角色與自閉癥互動。因此，應是將利用虛擬現實技術作為康復訓練手段進行干預，而不是讓虛擬現實技術成為主導。

（三）重視協作式虛擬現實技術的前景應用。協作式虛擬現實技術可以實現自閉癥不在同一物理環境中通過虛擬場景進行交流、互動，這種技術可以大大提高自閉癥個體習得技能的泛化、利于生活適應。Yufang Cheng等人[20]使用協作式虛擬現實技術對自閉癥進行康復訓練，自閉癥表現出高的表現能力。協作式虛擬現實技術是未來康復訓練應用的一個方向。

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[責任編輯 鄭麗娟]

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2095-0438（2017）07-0100-04

2017-03-24

梁璇（1990-），女，山西太原人，陜西師范大學教育學院在讀碩士，研究方向：特殊兒童診斷與評估。