增強現實在孤獨癥兒童社交技能中的應用研究

王穎

摘要：增強現實能訓練孤獨癥兒童的社交技能，可以與傳統干預方法結合或直接利用識別、反饋功能進行干預。通過對16項實證研究分析發現，增強現實能提高患兒的注意力和溝通能力，并且體感設備的應用增多。但是干預的技能單一，缺少在行為干預方面的應用研究。

關鍵詞：增強現實;社交技能;孤獨癥兒童;

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）01-0242-02

1 引言

根據美國精神疾病診斷及統計手冊第五版的診斷標準，孤獨癥患者臨床特征主要為社會交往障礙和有限而重復的行為。當前對孤獨癥兒童社交技能的干預主要從共同注意、情緒識別、情緒表達、模仿、觀點采擇、發起互動、輪流、分享、合作、協作這幾個方面進行。[1-2]

增強現實（Augmented Reality，AR）是一種能讓用戶通過疊加在真實世界上的虛擬現實看到補充現實的技術。[3]當AR應用在教育領域時具有增加學習收益和動機的優勢。[4]并且學習者是通過真實的環境來查看虛擬現實，而不是沉浸在另一種現實中，[5]能幫助學習者將習得的技能遷移到真實情境中去。所以越來越多研究者開始研究使用AR來進行孤獨癥兒童社交技能的干預。但目前國內對AR應用于孤獨癥兒童社交技能干預的研究較少，需要對如何使用AR進行社交技能干預進行研究。

2 AR應用于孤獨癥兒童社交技能干預的研究分析

本文在國內外數據庫搜索相關文獻，篩選出16篇實證文獻。從文獻的時間、研究對象年齡和嚴重程度、研究內容、實現與工具、研究結果這五個方面進行分析。

2.1 時間

將文獻按發表時間進行統計可得圖1，由圖1可以看出AR在孤獨癥兒童社交技能干預中的應用總體是呈增加趨勢。2016年AR進入發展元年，相關研究的數量再次增加。

2.2 研究對象

據統計，16項實證研究中共涉及108名孤獨癥兒童，只有6項研究說明了研究對象的嚴重程度，其余研究對兒童的嚴重程度沒有具體區分和說明，但從實驗說明中可以看出大部分研究對象都不是低功能孤獨癥兒童。對研究對象年齡進行統計可知兒童年齡處于2-13歲，平均年齡為5.25歲。

2.3 研究內容

在16項研究中，明確是對社交技能進行干預研究的有14項，其余1項是誘導兒童進行假裝游戲，從而提高兒童社交技能，另1項是訓練兒童識別物體能力，從而增加兒童注意力和溝通能力。在14項研究中，有10項研究與溝通技能相關，有3項研究與注意力技能相關，1項研究與合作技能相關，1項研究與分享技能相關。

1）溝通

對溝通的研究主要包括兩塊內容，一是情緒，二是眼神接觸。目前對情緒的研究主要集中在情緒識別和理解。現有的干預方法主要是在照片或真實人臉上添加情緒標志，以此來教授孤獨癥兒童情緒識別和情緒理解。使用AR進行情緒障礙干預能將兒童注意力吸引到面部表情上，提高干預的效率，并且解除干預的范圍局限。避免眼神接觸是孤獨癥兒童的一種無意識行為[6]。在干預后，兒童很難繼續在自然互動中進行眼神接觸，或在提示下才能進行眼神接觸。以往都是治療師強制性地引導兒童進行眼神接觸，使用AR進行眼神接觸干預，兒童可以自己在探索或游戲過程中無意識地產生眼神接觸。實驗證明通過這種自然的眼神接觸干預，兒童平時的眼神接觸行為也有增加。

2）注意力

孤獨癥兒童在注意力功能的許多領域都表現出廣泛的注意力障礙和缺陷，包括選擇性注意力障礙和持續性注意力障礙[7]。選擇性注意力指的是兒童即使在注意力分散的情況下也能集中注意力的能力，持續性注意力指的是在持續或重復的活動中長時間集中注意力的能力。孤獨癥兒童只關注自己的傾向，很難使他們集中注意力在一件事上，而進行干預或社交的基礎就是要使兒童將注意力放在干預或社交上。實驗證明AR能吸引兒童的注意力，提高他們的選擇性注意力和持續性注意力。

3）合作

孤獨癥兒童缺少合作行為，合作行為與社會性的許多方面都有關系，其中模仿能力和共同注意起著重要作用[8]。這對孤獨癥兒童要求較高，所以對孤獨癥兒童進行合作技能的干預顯得較為困難。AR干預中研究者構建了一個合作行為，吸引注意，讓治療師和孤獨癥兒童一起使用相同的代幣完成任務，以此方式進行干預。研究表明使用AR對合作技能進行干預具有可行性，但干預效果如何沒有進行證明。

4）分享

孤獨癥兒童在分享物品和情緒方面有障礙。目前對分享技能的干預研究不多，方法主要是家長、老師引導和鼓勵或使用嚴肅游戲提示和強化。使用AR干預與嚴肅游戲類似，即在干預活動中智能手機給予分享的提示，完成后給予強化。實驗證明AR干預后，孤獨癥兒童分享行為數量增加。

2.4 實現與工具

AR的實現可以分為基于標記的和無標記的兩種方式。在16項研究中，有11項研究采用的是基于標記方式實現，5項研究采用的是無標記方式實現。基于標記的增強現實就是事先通過射頻識別或開發平臺將某些特定的圖像或實物作為標記，然后在上面疊加虛擬現實。這種方式比較簡單常見。無標記的AR有兩種，一種是定位，在特定的位置顯示虛擬現實;另一種是算法識別，識別出對象后顯示相應的虛擬現實。

AR工具包括硬件工具和軟件工具。硬件工具可以分為跟蹤工具、顯示工具和計算機。統計文獻中的硬件工具發現有6項研究使用了智能手機，5項研究使用了平板電腦和計算機，2項研究使用了智能眼鏡，作為跟蹤工具和顯示工具。有4項研究使用了攝像機，1項研究增加了手勢控制器，1項研究增加了體感設備，作為跟蹤工具。有3項研究使用了顯示屏作為顯示工具。

2.5 研究結果

總結16項研究，可以得到以下研究結果。1）孤獨癥兒童能接受AR的干預，并且能夠使用智能手機、平板電腦、智能眼鏡、手勢控制器等硬件工具。2）AR干預能提高孤獨癥兒童的注意力和溝通能力，并且習得的注意力和溝通能力可以維持。

3 討論

3.1 AR在社交技能干預中的作用

AR在社交技能中的作用可以分為兩類。一類是作為輔助工具，即在已有的社交技能干預方法加入AR，例如社交指南課程、視頻建模法、社會故事法與AR結合使用。這是剛開始應用新技術時較安全有效的途徑。AR輔助使得訓練更有趣，更貼近現實生活，從而提高干預效果，促進技能的維持和泛化。另一類是作為干預工具，利用AR的識別功能和即時反饋，在孤獨癥兒童平時生活中或創設的情境中給予指導。例如使用智能眼鏡、智能手機進行移動社交。這類干預對程序設計的要求比較高，但若功能設計得齊全，也許能為孤獨癥兒童提供終身的社交技能指導。

3.2 使用AR進行社交技能干預研究的特點

1）干預的社交技能單一

社交技能的學習過程可以分為陳述性規則學習和程序性行為學習兩個階段。目前，使用AR干預的大多是注意力、情緒等認知方面的社交技能，對于模仿、協作、分享等既有認知又有操作的行為社交技能進行干預的很少。已有研究證明使用AR教授孤獨癥兒童任務鏈式技能具有有效性[9]。并且動作捕捉技術能及時精確地捕捉到用戶的行為數據，使得AR在行為干預方面更有優勢。所以之后的AR干預研究可以擴增社交技能的范圍。

2）使用可穿戴設備和體感控制器進行干預的研究增多

從2017年開始，智能眼鏡、手勢控制器、體感設備這些AR硬件設備逐漸被應用到社交技能干預中。不同年齡、不同嚴重程度的孤獨癥患者對智能眼鏡都具有良好的耐受性和實用性[10]，不同嚴重程度的孤獨癥兒童也都能愉快地使用手勢控制器。智能眼鏡使得兒童眼睛、虛擬現實、真實現實始終在同一線上，保證了兒童能及時看到AR畫面，接受干預。常用在與面部相關的社交技能干預中。手勢控制器和體感設備使得兒童能通過手勢和肢體控制虛擬現實，增強了真實感，有利于行為社交技能的習得。而且這些設備的加入使得干預的方式更加多樣化。

4 結論和展望

AR在孤獨癥兒童社交技能干預中的應用有輔助和直接兩種途徑，并且在注意力、眼神接觸、情緒識別和理解方面干預效果顯著，干預中習得的技能也能夠維持。AR應用研究中一般使用智能手機和平板電腦作為干預工具，近年來出現了使用智能眼鏡、手勢控制器和體感設備作為干預工具的研究。雖然使用AR干預效果好，但是仍存在著干預技能和對象類型少，缺乏合適的教學支架的問題，因此筆者提出了以下研究展望。

增加對行為社交技能的干預研究。雖然信息技術對孤獨癥兒童社交技能的習得有好處，但對著電子屏幕久坐不利于兒童的身體行為和健康。行為社交這類高層次的社交技能對孤獨癥兒童來說具有一定的難度，除了需要意識的訓練，還需要行為的實踐。AR在具有信息技術干預的優點以外，同時還能提供讓孤獨癥兒童身體力行社交行為的機會。

不同嚴重程度的孤獨癥兒童有不同的社交方式。與高功能孤獨癥兒童相比，低功能孤獨癥兒童社交技能更低下，強化干預后的維持和泛化也更差[11]。他們可能需要的是簡單的社交干預，動機的激發，反饋和強化合適的行為[12]。AR具有吸引注意力、即時反饋、促進技能維持和泛化的優勢，理論上在針對低功能孤獨癥兒童社交技能干預中能起更大的作用。

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【通聯編輯：王力】