虚拟现实技术用作治疗儿童自闭症的工具

虚拟现实技术的应用案例

虚拟现实技术用作治疗儿童自闭症的工具

虚拟现实技术的应用案例

学号：1403110066

姓名：黄 鑫

简 介

虚拟现实(VR),一个计算机模拟的真实世界,提供了用户可以在现实生活中体验到的多感官,多维介质交互(Burdea和Coiffet 2003)。虚拟现实有别于其他技术接口的两个关键特性是:浸没和互动。浸没指的是三维的现场感或虚拟环境中的“存在”。这种强烈的现场感通过增加关注相关刺激和限制注意力分散以及现实任务无关的刺激增强学习(Witmer等 2005)。与虚拟现实系统交互的程度可以通过任何感觉形态,取决于所使用的设备。虚拟现实工具包括可穿戴头盔设备(HMDs),提供360度多种感觉的刺激,桌面系统,传统的计算机屏幕上的虚拟世界,和投影系统,它们可以捕获和映射用户的实时操作到虚拟环境中(Burdea和Coiffet 2003)。大多数虚拟现实程序使用这三个系统的变化。

虚拟现实正在获得支持作为一个潜在的康复领域的有效工具,因为它能够在吸引和激励用户的同时提供某些治疗的优势。这种快速发展的技术的潜力“不仅仅是现有的人类运用计算机技术的一个简单的线性扩展。虚拟现实提供了创建人

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体试验系统,培训系统和治疗环境的潜能,它们允许复杂的精确控制,身临其境,动态三维刺激演示,在复杂的交互场景中,行为跟踪和性能记录的实现” (Rizzo 和Kim 2005, 119页)。基于这些原因,设计师和研究人员已经开始探索虚拟现实作为一个自闭症儿童的治疗工具。

虚拟现实在康复中的作用是一种新的但快速发展的领域。本章提供了这个领域中一个综合的先进技术发展水平知识,以作为未来研究的平台。下一节将讨论使用虚拟现实作为自闭症儿童的治疗工具的理论优势,以下部分概述了当前为这些孩子创建的虚拟现实系统的治疗环境和测试的综述。

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虚拟现实技术在自闭症治疗中的应用

使用虚拟现实作为自闭症儿童的康复工具有诸多好处。一般来说,虚拟现实可以合并现有的自闭症治疗方法,而传统方法难以集成在一个框架。对自闭症儿童成功教育计划的基本组件包括提供现实的和相关的刺激,提供个性化程序,创建一个结构化的学习环境并提供系统的指令(Iovannone 2003)。一个治疗的VR程序有能力满足并且超越上述所有的这些期望。

自闭症固有的非均质性导致了多种介入性方法的发展。从概念上讲,孤独症康复可以视为一系列上下相关的行为策略来指导孩子,非结构化的,自然的干预措施。行为方法使用重复原则和强化改变特定行为(Lovaas 1987),而自然的方法利用学习的机会当他们出现在自然环境中(Cowan 2007)。行为方法的有效性已经在改变自闭症儿童特定的行为得到了广泛的验证,比如增加目光接触,表达需求,根据社会规范的行为,和学习基本的学术技能,如阅读、写作、和批判性思考(Howlin 1998;Magliaro等2005)。行为主义方法的主要缺点是指令主要是医生或老师驱动,加强行为的环境不一定模拟的是真实情况,从而影响技巧的泛化程度或技能转换到训练之外(Parsons等2002)。推广已经被认为是最流行和普及自闭症治疗的问题;这是特别明显的行为干预(Howlin 1998;Rao等1998年)。第二种方法是通过自然干预的措施教学和奖励在孩子的自然环境中的行为，旨在解决泛化的问题(Cowan和Allen2007)。然而,往往很难促进强烈重复或在一个复杂的自然情况下修改环境刺激。虽然每种方法相对的存在缺点,他们通常很难合并在一个程序下运行。虚拟现实有能力填补这一缺口。

VR设计师能够把行为策略直接融入计划,其中包括直接指令,多个提示,指导和强化。虚拟现实也善于促进多个重复的机会。重要的是,虚拟现实程序可以概

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括关键原则的整体自然的干预措施,特别是在各种情况下加强技能,使用各种教学材料和特殊的教学方法,使教学环境类似于真实的环境,教会技能背后的规则和原则而不是技能本身,包括自然刺激和强化物(Cowan和Allen2007)。VR程序可以提供各种各样的控制环境,设计自然刺激信号,反馈。虚拟环境基本上是用来模拟真实情况,因此,有一个高度的缺乏行为干预措施的生态效度。生态效度是虚拟环境中模拟真实的环境的程度,高生态效度增加模拟环境中所学技能将转移到现实世界中的可能性(Rizzo和Kim2005)。此外,虚拟现实同时允许对环境刺激特殊控制,使程序可以合并为顺序的和包含日益复杂的感官刺激以及促进多个重复的技巧,这两者都是难以实现的自然的干预措施。因此,虚拟现实有合并基本组件行为和自然的方法为一个统一的、集成的程序的潜能。

除了提供一个集成的行为自然化方法,虚拟现实额外的一个好处是它进一步为每个孩子提供个性化程序的容量。个性化的虚拟现实干预可以通过确定孩子的自身兴趣和偏好,比如喜欢卡通人物或歌,将它们直接集成到程序中。这种最大化接触,是成功学习的最重要的预测因子之一(Hurth等1999;Rogers1999)。此外,虚拟环境的复杂性可以被修改。减少环境的复杂性或增加首选刺激可以提高孩子的关注度和参与度。

自闭症儿童最好能预测他们的一天。他们在提供了额外的支持,帮助他们预测未来事件,了解行为预计的基础上更容易适应日常活动的变化(Hurth等1999;Rogers 1999)。虚拟环境可以创建可预测的、结构化的学习环境同时在干预程序和虚拟环境本身中有可预见性和一致性。在虚拟场景中的物理杂乱可以最小化,额外的支持,如视觉线索和时间表也可以合并促进活动中的改变或转换(Rogers 1999)。在一个适当的结构化学习环境中,孩子们意识到在学习过程中他