施柳羽

【摘 要】我國人口漸趨老齡化，如何提高老年人口的健康和生活質(zhì)量已經(jīng)受到社會各界的廣泛關(guān)注。隨著經(jīng)濟與科技的發(fā)展，康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)品走進了千家萬戶。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，運用在康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)品上，解決了傳統(tǒng)訓(xùn)練工具費時耗力又單調(diào)的缺陷，為老年人提供方便又不失趣味性的康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)品，激發(fā)了老年人參與治療的積極性。

【Abstract】China's population is becoming more and more aging， and how to improve the health and quality of life of the elderly has attracted widespread attention from all walks of life. With the development of economy and technology， rehabilitation training products come into families. In addition， the virtual reality technology is applied to rehabilitation training products， which solves the shortcomings of time-consuming and monotonous traditional training tools， provides a convenient and interesting rehabilitation training product for the elderly， stimulates the enthusiasm of the elderly to participate in the treatment.

【關(guān)鍵詞】老年人；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；康復(fù)訓(xùn)練工具；趣味性

【Keywords】the aged； virtual reality technology； rehabilitation training tool； interest

【中圖分類號】TP391.9 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）12-0178-02

1 引言

人口老齡化是當今世界人口的一大趨勢，如今老年群體已成為不可忽視的一個群體，老年人的健康生活也受到了社會上越來越多的關(guān)注，老年人產(chǎn)品設(shè)計充滿了巨大的市場前景和社會價值，科技的發(fā)展將虛擬現(xiàn)實技術(shù)帶到我們的身邊，涉及生活的各個方面如娛樂休閑、城市交通管理、遠程操控、醫(yī)療研究、航天航空等。雖然這項技術(shù)尚未成熟，但是充滿希望的發(fā)展前景讓人充滿期待。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實叫做虛擬實境，簡稱VR，主要是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三度空間的虛擬世界，用戶可以感官，對周圍環(huán)境及事物與之發(fā)生“交互”作用，如同身臨其境一般。虛擬現(xiàn)實擁有最新發(fā)展技術(shù)如：計算機仿真、傳感、顯示及網(wǎng)絡(luò)并行處理等，是一種高技術(shù)模擬系統(tǒng)，是由計算機技術(shù)輔助生成的。最大特點是：用戶可以用自然方式與虛擬環(huán)境進行交互操作，這樣人們可以不再局限于有限的條件去認識世界，從而有效地擴展了自己的認知手段和領(lǐng)域。人們與虛擬環(huán)境需要通過使用標準裝置或者仿真裝置進行連接，不同的項目使用不同的工具，主要包括：頭盔式顯示器、跟蹤器、傳感手套、屏幕式顯示系統(tǒng)、三維立體聲音生成裝置。

2.2 老年人醫(yī)療拐杖案例介紹

老年人康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)品主要針對老年人感官能力下降、行為變慢、體能下降、活動空間范圍減少等一系列因年齡增長而出現(xiàn)的問題，雖然市面上已有的訓(xùn)練工具都較機械單調(diào)，但是可以看到很多設(shè)計師已經(jīng)開始考慮到康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)品的不足之處，試著增添一些趣味性因素、人文情懷在這一系列產(chǎn)品之中。

如圖1，這是一款電子智能拐杖，該產(chǎn)品具有移動導(dǎo)航和健康管理功能，該拐杖除了能夠起到支撐作用之外，還在手柄上整合了監(jiān)測脈搏、血壓和體溫的內(nèi)置傳感器、用來顯示健康數(shù)據(jù)的LCD屏幕、以及聯(lián)系救助中心的求助按鈕，與之配套接收救助信的耳機。

3 老年病患現(xiàn)狀及分析

人步入老年期后，各種身體功能開始退化，生理防御機能也開始減弱，因此不免要患上各種疾病。常見的情況有：聽覺與視覺的下降、記憶力減退、骨質(zhì)疏松等身體各方面功能結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的衰退。其中運動系統(tǒng)的衰退是最明顯的，隨著年齡的增長，人的肌肉會隨之發(fā)生萎縮，出現(xiàn)的癥狀有：手抖、四肢無力、韌帶萎縮僵硬等。相關(guān)疾病有：腦血管疾病、骨關(guān)節(jié)疾病、老年癡呆和重精神病等。

4 康復(fù)訓(xùn)練虛擬環(huán)境設(shè)計研究

4.1 可行性及技術(shù)分析

研究表明，如果能在康復(fù)訓(xùn)練的過程中提供患者形式多樣的反饋，發(fā)揮他們的主觀能動性，根據(jù)患者的反應(yīng)給予相應(yīng)的建議，可以激發(fā)患者進行訓(xùn)練的興趣和動力，因此研究者發(fā)現(xiàn)了在康復(fù)訓(xùn)練中加入虛擬現(xiàn)實技術(shù)的創(chuàng)新性，并設(shè)計出了基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。通過最新的計算機圖形與圖像技術(shù)，將患者放置在一個虛擬的環(huán)境，通過摳像技術(shù)，使患者可在屏幕上看到自己或以虛擬圖形式出現(xiàn)，屏幕中會出現(xiàn)相應(yīng)的情景，病患根據(jù)屏幕中的變化和提示做各種動作，在治療前利用智能人體運動捕捉技術(shù)，進行人體識別定位，并在軟件中設(shè)定訓(xùn)練目標，指定需要訓(xùn)練的部位，建立運動處方，完成一個時間段的運動訓(xùn)練后，臨床報告會自動顯示訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)果，主要運用于患者的肢體康復(fù)訓(xùn)練，每個治療方案有多種訓(xùn)練方式，為不同患者提供個性化治療，這樣的治療方法大大增加了患者對康復(fù)的信心和希望。

4.2 運用實例

早在2002年，Rutgers和Stanford大學就研制了一套家用康復(fù)醫(yī)療機器人系統(tǒng)，這個系統(tǒng)擁有一個帶圖形加速器的計算機、一個多功能觸覺控制界面、一個追蹤儀，它利用了WorldToolKit軟件構(gòu)建了康復(fù)訓(xùn)練環(huán)境，然后對虛擬路徑進行規(guī)劃，適用于患者的手、肘、膝和踝關(guān)節(jié)等的訓(xùn)練。endprint

2007年《中國組織工程研究與臨床康復(fù)》發(fā)表了一篇叫作《上肢康復(fù)訓(xùn)練機器人虛擬環(huán)境建模技術(shù)》的研究，該研究證明了虛擬現(xiàn)實可以實現(xiàn)康復(fù)訓(xùn)練中視覺和力的交互，根據(jù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)及時給予患者視覺反饋和力的反饋，患者通過機械臂根據(jù)虛擬環(huán)境中提供的引導(dǎo)小球，進行反復(fù)的圓弧運動，達到鍛煉上肢康復(fù)訓(xùn)練的目的。這項技術(shù)會規(guī)劃路徑并在此周圍建立虛擬力勢場，當患者的實際運動與預(yù)測的位置存在誤差時，它會提供相應(yīng)的力反饋，提示并幫助患者進行正確的鍛煉。

在2017年最新的一項研究報告中，研究人員根據(jù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計了多種基于駕駛體驗的訓(xùn)練游戲，并根據(jù)不同的患者制定個性化的治療方案。系統(tǒng)設(shè)置了三種訓(xùn)練模式，針對不同患者需要，醫(yī)師可以更改參數(shù)以適應(yīng)他們的需求。這樣的多模式的訓(xùn)練游戲，又將虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合下的康復(fù)訓(xùn)練想要達到的激勵患者鍛煉的目的提升了一個檔次。

4.3 基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)下的老年人康復(fù)拐杖概念設(shè)計

①智能體驗。將老人放置在一個虛擬環(huán)境中，拐杖連接終端設(shè)備，老人通過屏幕出現(xiàn)的情景，根據(jù)提示做出相應(yīng)的動作，例如顯示公園這個場景，老人需要執(zhí)行的動作是一系列簡單的鍛煉動作?；蛘呤侵贫骋挥?xùn)練目標，每一階段都有特定的訓(xùn)練計劃，老人可以借此了解自己的康復(fù)程度，得到直觀的反饋。根據(jù)不同的需求通過設(shè)置參數(shù)提供不同的鍛煉方式，這樣的體驗主要針對的痛點是老年人手腳不便無法像一般老人一樣外出鍛煉、聊天，待在家中沉悶無聊；爽點：利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，模擬各種場景，讓老人在家中隨時鍛煉，足不出戶也能感受外界的美好，同時還能與科技接軌，享受科技帶來的樂趣，從而激發(fā)對美好生活的向往，積極投入到鍛煉康復(fù)中去。②概念模型。拐杖所起到的作用不僅只是輔助行走這個傳統(tǒng)功能，在一定意義上屬于老人在虛擬環(huán)境下使用的操作桿，這樣老人就能夠用自然方式與虛擬環(huán)境進行交互操作。根據(jù)規(guī)范動作設(shè)計一套參數(shù)，用來識別老人的動作是否規(guī)范，拐杖設(shè)置語言提示功能及時提醒老人動作錯誤，同時還給予力的反饋。為了保證老人使用拐杖的安全性，這項技術(shù)會在拐杖底部建立虛擬勢場，保證拐杖只能在一定角度傾斜，不會傾倒。③難點及發(fā)展的可能性。然而，目前大多數(shù)人對虛擬技術(shù)還是采取觀望態(tài)度，由于技術(shù)的不成熟、安全性得不到保證、價格昂貴等原因，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還尚未真正進入人們的生活。雖然這項技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域已經(jīng)得到一小部分運用，但是如果真正要被每個人所接受還是有一點難度的，更不用說大部分都不懂科技的老年人了。

但是，科技的發(fā)達以及人們?nèi)找鎸ι罘?wù)質(zhì)量的要求提高，催促著對新興技術(shù)快速研究和發(fā)展，隨著時代的發(fā)展，未來的老一輩正是努力追求科技發(fā)展、生活層次豐富的我們這一代，而也正是我們這一代敢于創(chuàng)新、敢于追求新事物，相信到時候的我們會享受到科技帶來的幸福感，像基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的拐杖這樣的產(chǎn)品將會是類似于手機這樣普通的存在吧。

5 結(jié)語

設(shè)計是一種為了一定的目的而構(gòu)想行動方案的活動，應(yīng)靈活運用新技術(shù)新材料不斷滿足現(xiàn)代設(shè)計的需要。人工智能時代已經(jīng)開啟，我們應(yīng)積極主動去迎接新技術(shù)帶給我們的挑戰(zhàn)，將它們充分運用到為人類提供更好服務(wù)的事業(yè)之中。關(guān)于虛擬技術(shù)下的老年人康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)品的設(shè)計研究，還需要更多的研究與探索，但是對于它未來的前景，我們充滿著期待。

【參考文獻】

【1】韓貞貞.家用老年人肢體康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)品設(shè)計研究[D].上海：東華大學，2013.endprint