五感体验下情绪障碍儿童的情绪监测与治疗系统设计

孙嘉棋 葛秋 杨梅

关键词：五感体验 情绪障碍儿童 情绪研究 系统搭建 评估与定制

引言

五感体验作为一种接收信息的载体以及感受世界的工具，对于五感的研究从来就没有停止过，随着科技水平的进步，也可以将五感体验应用于心理治疗以及临床医学上面。而在心理治疗上，对于情绪化研究，解决当前社会上层出不穷的心理障碍，它作为一种辅助干预也可以起到治疗的作用。本文通过对五感体验的研究入手，探讨在儿童心理障碍、情绪障碍治疗以及五感研究上对辅助治疗系统地设计。

一、五感体验的研究与分析

（一）五感体验的现状分析：五感作为人类最敏感的信息接收以及处理器官，视觉、听觉、味觉、触觉、嗅觉为人类的各种感受提供信息，并将这些信息转为内在感受，影响人的心情以及判断能力。人的五感既对客观世界提供了感受世界的工具，也对主观世界制造了信息接收以及信息处理的思维桥梁，使得人类可以更好地感受事物的本质。随着科学技术的进步，更多的设计工作者将五感运用到了设计之中，来完善用户对设计的多方位判断能力。当前多元化的社会发展产生多种消费模式，这些消费模式必然带来对产品以及模式的改革，而从五感体验出发是解决审美疲劳、体验欠缺、代入感差的方法之一。

当前对于五感体验的研究主要包括三个维度：强化听力、扩展视力，以及增加感知，如图1。扩展视力指的是在原有视力范围内增加新的视觉维度，例如近几年发展迅速地VR设备就是扩展人的视力范围，将屏幕有限的视觉空间提升到了多角度多方位立体视觉。强化听力指的是使用设备时，除了视觉引导还增加听觉维度，例如使用手机虚拟键盘打字时增加按键音，使用户模拟实体键盘的声音，从而产生代入感，增加感知是指在原有传统视觉以及听觉的基础上增加多种维度的感知方式，在产品使用粗糙或者柔软质感的肌理来增加用户对产品语言的感知能力[1]。

（二）五感体验与用户的联系：用户的体验主要可以分为感官、行为与情感三个层次，其中感官层次是人与物接触时产生的直接体验;行为层次是用户使用产品时身体与产品产生接触;情感层次则表现为情感的、主观的，是主观对产品的印象。用户体验从以上三个层次出发与用户产生联系，从中产生对产品达到不同感受。而五感体验则是进一步提升用户体验，超越传统领域，从本能性、综合性、主次性、增强性与联动性五个方面增强主观与客观之间的联系，使用户建立起与产品紧密联系，如图2。

（三）五感体验在设计方面的应用：五感体验在设计过程中有着各种的完善手段，其中设计联觉是通过多种感官来强化感知[2]，许多设计师也都会采用联觉的方法来使自己的产品更加具有新意，产品设计中联觉手法的運用可增强感官之间联动性，使设计具有语义。将视觉与味觉联系起来，使消费者更能直观地理解商品，达到情感的共鸣[3]。

除了联觉设计，增强现实与虚拟现实以及人机交互设计也可以与五感体验联系起来。科学技术的发展使得设备的传感器发展迅速，传感器相当于赋予系统感觉器官，使用光线传感器、距离传感器、红外线传感器、麦克风等来加强人与设备的互联性。

二、情绪障碍儿童的情绪研究

（一）儿童情绪障碍：儿童情绪障碍是由于儿童处于身心不成熟的阶段，容易受到外界因素以及内部因素的影响，通常表现为焦虑、恐怖、抑郁等临床症状的一系列疾病。情绪障碍对儿童损害较大，需要及时对儿童给予评估、治疗以及干预，如果治疗不及时会产生精神损伤，因此对儿童情绪障碍的研究可以降低其对儿童心理的损害，针对不同的情绪障碍，采取不同的治疗方式，以下进行简要分析。

1.自闭症儿童：自闭症是一种因神经系统失调而导致的发育障碍。

其核心症状即社会互动及沟通困难、重复刻板行为、兴趣有限以及对感觉刺激的过度敏感或敏感不足等状况。对于自闭症有年龄越小干预效果越好的特点，自闭症儿童的干预研究显得尤为重要[4]。自闭症儿童的干预主要有以下几种：应用行为分析（ABA）以及社交情绪交互支持（SCERTS）和其他辅助干预[5]。

2.抑郁症儿童：儿童青少年抑郁症一般指发生在未成年时期，以显著而持续的情绪失落、兴趣缺失为主要表现的一类精神疾病[6]。前期通过筛查，尽早发现症状，并对其进行诊断，通过药物或者其他干预式治疗方式进行临床治疗。除了传统的药物治疗，也包含其他辅助行为干预等新的治疗方式。

对于患者的其他辅助行为干预治疗方法还包括运动疗法、音乐疗法、游戏疗法等，这些可以有效地改善患者的症状、行为以及生活状况，通过对患者进行运动、游戏、音乐治疗，可以针对不同年龄，不同症状的儿童进行具体化干预实施，从而体现差异化的个体诊断治疗，这些辅助干预都是通过培养兴趣以及强化注意力的方法来改善患者的社交情绪障碍[7]。例如音乐疗法是以心理治疗为理论基础，通过对患者进行专门设计的音乐行为，来达到消除心理障碍[8]，运动疗法则是通过适当的运动来达到等同于音乐疗法一样的效果，并且适当运动还可以帮助患者培养心理健康。

对比两种情绪障碍，可以明确人工干预以及其他辅助干预都可以有效降低病症对儿童的影响，其中音乐、游戏等都可以作为治疗方式对情绪障碍患者进行辅助治疗。因此建立一个五感体验下的监测与治疗系统切实可行[9]。

（二）情绪调节对儿童成长的重要性以及评定：研究表明，情绪调节对儿童成长起到了关键作用，儿童时期是情绪调节的关键时期，通过情绪调节让儿童在未来的成长过程中可以获得更好的社会适应关系。儿童问题一直是社会关注的重点，但由于儿童处于无法判断的时期，因此需要建立一个良好的情绪评定表，通过该工具可以更好地鉴别、考量儿童情绪调节能力的发展。国外对情绪调节的主要评价工具是Shields和Cicchetti编制的情绪调节检核表，如表1。需要家长或亲近人群对儿童进行评价，从而判断儿童的情绪问题，此表共24个项目，包含情绪调节以及不稳定/消极两个维度，通过1到4梯度分数来表达“完全不符合”到“完全符合”四个状态，最后使用记录表记录每一项的具体得分。

通过对儿童情绪评估中因子的测定项目的不稳定性，从得出的结果可以看出儿童的情绪调节能力和差异，对不同儿童的情绪差异有着更好的研究效果[10]。

三、心情监测与治疗系统建立

（一）情绪监测：对于情绪障碍儿童建立特有的情绪监控系统，有助于建立完善的治疗体系，改善用户的情绪问题，更好地搭建辅助治疗干预。对于情绪监测设备可以分为两种，监控设备和扫描设备，两者之间通过数据处理设备连接。通过样品采集数据，计算处理得出每位用户的私人数据，建立个人信息库，对于后续的治疗系统提供采样数据[12]。

1.情绪监测的重要性：相较于传统的监测系统，定制化的情绪监测设备可以更好地为不同用户服务，更好地建立于用户家庭、学校以及其他私人场所，为保证更好地观测到用户的情绪波动，穿戴式设备也是监测设备考虑的重点。情感识别技术的发展，使得设备能够了解人类的感情，情感计算相较于传统的人机交互来说更加智能。

从五感体验出发，提出了新的解决方案，即通过提前建立用户信息，设计包含声音、气味、形态等符合用户心理的设备，使用户处在一个舒适的环境中，避免设备带来的烦躁感，为后续的治疗做铺垫。

2.情绪监测系统搭建：情绪监测系统通过三步进行系统化搭建，建立全方位、无死角、高安全的监测系统，对儿童提供无意识的监测环境。

主要通过温度、湿度、心率等传感器，对动作监控、颜色识别、光度监测等设备进行数据测定。

（1）用户信息建立：通过建立用户信息，选择不同个体进行单独数据研究，通过五感体验对用户的数据进行询问和信息汇总，建立一系列图表汇总数据，首先需要对患者进行评估，可以通过五感来对用户的喜好进行评定，如表2。其次通过上表对用户的各种感觉进行组合评价，通过四种感觉结合，可以得出哪一种组合方式是用户偏爱的形态，以用户A为例建立图表。

通过横向纵向进行组合，例如图像A与气味A声音A形态A进行组合对其进行评价，对于识别能力差的用户，可以通过三维模型或实物模型来进行辨认。通过表格可以判断后续设计的颜色、形状，并更好地定制出一套适合用户的系统。

例如：图像D配合形态D为用户A较为喜欢，气味B声音B用户A较为喜欢，根据不同因子的颜色比，可以对其进一步建立颜色的分部图，如图3。通过横向纵向分割可以进一步看出用户喜好，这对于精细化定制用户数据起到关键作用，可以更好地完善用户喜好，以便进行下一步产品功能形态定制，总结用户喜好数据，并通过这些数据建立系统化定制化的评价机制，可以通过计算机辅助来实现满足用户需求的设计。

（2）情绪监测搭建：使用数据传感器采集数据，传感器包含四枚信息采集器、一个数据处理器以及各类可穿戴设备，通过将其分别放置于室内空间，对用户进行温度、湿度、心率的监控，掌握情绪异常的时间，并对其进行治疗。在房间内摆放各种设备来对用户进行监测，并且通过穿戴设备进行生理监测，建立一个完整的监测体系，如图4，将患者的情绪波动更加准确地记录下来，以便于后续进行治疗以及医疗团队的介入。

（二）情绪治疗：完成情绪监测设备搭建后，治疗系统开始运行，主要通过辅助治疗设备给予配合，并且与医疗系统同步实施，必要时再采取医疗手段，通过辅助干预，降低患者的情绪波动，有效且不会对患者造成伤害。

1.情绪治疗系统搭建：建立以五感体验为基础的情绪治疗设备，首先要建立相关研究思路与方法，对相关病症进行环境因子重要度验证检测，对于情绪障碍的十种表现提出五感体验的环境优化方案，即设计师在进行系统化定制所需注意的內容，具体研究过程参见图5。

参与因子筛选的一共20名用户，其中对于用户选择的部分因子进行分析，从需求方面出发，结合不同影响因子，得出主要解决方案，通过设计师将方案融入治疗系统地设计之中。

2.情绪治疗解决方案：完整的情绪治疗方案有一台主机（信息处理设备）、一台交互设备以及四台监控设备，其中包括：穿戴式设备、治疗机器人、计算终端、控制App以及监测设备。在完成治疗系统方案之前，还要明确以下几点：第一，不同性别的患者对于治疗方案的选择具有明显区别;第二，相较于传统方案，各系统连接以及交互是必不可少的关键一环;第三，各种设备在设计之初要符合模块化设计的相关要求，方便用户后续进行功能模块替换;第四，由于不同用户的环境差异，在选择设备的同时也要满足环境对设备功能的影响，对于安全空间以及隐私方面的考量尤为重要;第五，由于用户的年龄限制，各种设备的材料、声音的控制、颜色的选用要符合儿童产品的安全条例;第六，为了让系统高度可靠，对于系统备援的设计也非常重要，其中包括各系统连接故障解决、提高系统负荷稳定性、遇到紧急情况联系后援医师等。由于从五感体验出发，为增强用户的五维体验，产品系统运作流程要做到实时关注与维持，如图6。

（三）系统整合与分析1.系统整合：第一步，对于用户心率、体温以及面部表情等进行数据收集;第二步，对用户所处环境进行数据采集;第三步，用户自主完成各项活动;第四步，监测到用户情绪波动，通过治疗机器人完成互动。由于环境限制，治疗系统主要将通过治疗机器人与用户进行五感体验的互动，治疗机器人可以通过播放声音，投放画面，释放气味，缓解用户情绪波动[13]。

对于多端口设备，主机与辅助设备的互动做到无缝连接，做好系统的备援搭建，通过医师指导完成治疗过程，由于治疗机器人起到辅助治疗功能，因此需要药物指导地功能选项。主系统与各辅助系统应当通过蓝牙、网络等搭建信息网，对于辅助系统无法处理的信息元，通过各种连接机制交由主系统处理，充分发挥各系统优势，更好地完成信息流的传输，对于整个系统的整合，连接机制是重点。

2.系统分析：此系统解决情绪问题依靠人与物的关系，而设备的声音、光、气味、颜色、温度等因素作为影响情绪的关键，在系统运作过程中作为治疗的主要诱因，无论变量如何，因素的产生才是整个系统的重要条件。通过机器人、摄像头、主机连接系统，形成一个多位一体的五感体验聚集体，系统将人机尺度结合，并且在用户与机器在单一感受中，添加五感作为载体，为儿童用户提供了不同的感官体验。单一的产品无法满足当前治疗系统的搭建，因此通过各种纽带搭建一整套设备，才能对用户的监测与治疗提供完整的解决方案。

四、产品模型与实际应用

（一）产品模型设计方案：通过对系统地研究初步建立三维模型，如表3，由于订制化的存在，因此在颜色，材质等具体细节上存在许多设计浮动，对于三维模型制作尽量满足儿童的人机尺寸，符合安全手册，对于不同定制方案可以通过更改外壳、更换材质加以设计，产品模型设计上考虑了以下问题。

首先，产品造型主要采用符合儿童审美的外壳，对于机械结构尽可能地降低零件暴露，由于儿童的身体较为脆弱，柔性的可拆洗外套以及光滑的机身都是设计中考虑的问题;其次产品背部留有释放气味的模块，顶部还有可升降的传感器以及摄像头，机身有温度以及触摸传感器等，这导致机身强度以及使用寿命需要被考虑在内;最后由于产品处于一个系统，整个系统的语言同属于一个设计体系，所以可以被定制化。

（二）系统测试：系统测试环节，通过四台监控设备与一台互动设备及一台主设备搭建局域网，各设备通过监控设备完成初步情绪检测，传感器观察到儿童出现情绪波动，信息传输给主设备完成判断，主设备将信息再次传输给互动设备，互动设备释放信号，与用户完成交互，并反馈给主机，家长也可以在手持设备中接收信息，最终结束整个流程测试，判断系统能否稳定运行，如图7。

结论

相较于传统情绪化设备，系统化化设备更有利于患者的心理干预与治疗，无论是治疗系统还是监测系统，两者都是通过五感体验进行整合设计，全方位确保患者处于安全空间。依据情绪调节检核表，对影响儿童情绪波动因子进行组合排列，建立个人档案库，并通过计算机辅助来满足用户的需求。文章总体以情绪障碍儿童为设计原点，建立起系统化、规范化的数据库，对医疗、安全、卫生、监控进行系统化设计，搭建一个与医生、患者、监护人三位一体的大数据平台，为解决情绪障碍儿童的治疗提供了新的设计思路。