幼儿感统体验下的智能玩偶交互设计研究

王毅 王笑颜 牛晶 刘婕

关键词：幼儿 感统 体验 智能玩偶 交互设计

引言

互联网、物联网以及智能技术的发展加速了传统玩具与数字媒体技术融合，新型智能玩具可以通过更多的互动，让幼儿与幼儿、幼儿与玩具、幼儿与家长之间的游戏更加丰富，从而促进幼儿的语言、行动发展和社会情感学习[1] 。当下玩具的智能化发展在促进幼儿智力、认知学习力发展的同时，也引起人们开始关注幼儿整体行为能力的协调发展问题。在幼儿教育中，“感觉统合失调”的现象一直受到教育研究者的重视。玩偶是幼儿获得感统体验的重要载体，带有训练幼儿“感统”的玩偶在玩具智能化发展趋势下对幼儿的感统训练具有不可忽视的作用。

智能玩偶作为幼儿感统体验的媒介，可以让幼儿以自然的方式接受丰富的、不间断的多感官刺激和智能反馈，从而提升幼儿的“感觉统合”。本论文从智能玩偶交互设计研究的角度出发，研究智能玩偶对幼儿感觉统合能力的影响，以提升幼儿“视、听、触”与“本体觉”的统合为目标，探讨搭建与幼儿认知能力和行为特征匹配的智能玩偶交互形式，使智能玩偶的交互设计能够更好地促进幼儿感官认知和行为能力的协调发展。

一、智能玩偶交互设计和幼儿感觉统合

（一）智能玩偶交互设计研究

玩具不仅仅是幼儿的陪伴，还可以引起幼儿的好奇心，激发他们的想象空间，使他们的知觉、运动能力等得到训练，它在幼儿的成长中扮演着重要的作用，能够促进幼儿的身心健康。智能玩偶的设计在网络、智能技术的支撑下，更加关注幼儿与玩偶的人机交互方式、情境感知、具身交互等。“会说话的汤姆猫”通过语音识别、触觉交互、图像交互等交互形式实现人与“会说话的汤姆猫”的“交流”[2] 。面向幼儿的身心成长，多感官交互设计被广泛地应用到了智能玩具开发当中，如具身认知视角下的幼儿智能玩具交互设计，将具身认知理论与幼儿智能玩具的交互设计相结合，提出信息的多通道输入输出、交互行为的自然化和直觉化两种交互设计方法[3] 。根据幼儿的心智特点、认知能力、行为特征，多感官整合的智能玩偶交互设计思路，从幼儿本能需求为基本设计，以激发幼儿联想、通过玩具的智能系统与父母互动，符合幼儿的自然行为与心理特征[4] 。智能玩偶的交互设计是建立在可无限延伸的智能系统上的，和传统玩偶不同，基于玩偶的智能系统，幼儿、家长、玩偶生产与销售方、内容服务方等利益相关者实时联系在一起，极大地拓展了智能玩偶功能的同时，人机交互也延伸为“幼儿-玩偶”、“幼儿-玩偶-家长”，“家长、幼儿-玩偶-企业、服务商等”等更广泛的场域。

（二）幼儿感统体验

从外界获取的信息包括：由人体视觉、听觉、味觉、触觉和嗅觉等直观获得的感觉信息，还包括由人体的本体觉和前庭觉产生的感觉信息。听觉、触觉、嗅觉、味觉、视觉归为外部感觉，前庭觉和本体觉归为内部感觉。内部感觉即为以生物体自身为中心的一种感觉体验[5] 。幼儿通过耳朵、皮肤、鼻子、舌头和眼睛等外部感觉承担接受外界信息的任务，与外界联系、交流，并通过大脑的信息汇总，形成对外部世界的声音、形状、气味、味道、颜色、冷暖等信息感知。幼儿通过“本体觉和前庭觉”内部感觉，综合感知身体的速度、方向、动作、位置、力量以及是否平衡等信息[6] 。大脑对传入的各种信息刺激进行分析，并根据自身的认知经验，做出相关的反应。

在幼儿活动中，感觉失调现象多表现为：幼儿在进行身体活动时易受到外部因素干扰，情绪波动比较大; 幼儿对自身的平衡能力以及控制能力较差，不能有力地保持身体平衡; 在对相对比较困难的动作进行学习时，身体协调性较差，对于连贯性的身体操作练习表现也很差; 沟通能力也会受到影响，不善于与同龄人进行沟通交流，有时会表现出自信心不足，严重时会出现攻击性的行为[7] 。1909年的美国兴起的蒙特梭利教育注重培养幼儿的逻辑思维能力，为幼儿创造一个自主学习的环境，让幼儿通过自身活动获得经验和提高感觉和行为协调[8] 。蒙特梭利教具从独立性、趣味性、科学性出发，以培养幼儿多感官感知、语言与肢体能力的协调为目标[9] ，并逐渐向家庭化普及，得到越来越多人的认可。1969年，美国南加州大学著名心理学家艾尔斯博士提出了著名的“感觉统合”理论[10] （SensoryIntegration Theory），该理论是指生物体在自然环境中通过各感官渠道获得外界不同信息，做出高效反馈和行动的一种机制。从幼儿感觉获取信息刺激到手眼协调反应的能力，以及这一过程中幼儿的情绪和注意力变化等构成了幼儿的“感觉统合”程度[11] ，如图1。通过感觉统合的训练，帮助幼儿培养认知学习、自控能力、逻辑思维能力等可视为“高级感统”。

感覺统合失调会反应出幼儿在触觉、本体感、前庭感等方面的不协调[12] 。因此，面向幼儿感觉统合需求的智能玩偶多感官交互设计是有意将“感统”概念融入智能玩偶功能、交互设计中，经智能玩偶的闭环反馈系统，让幼儿在与智能玩偶的交互中，潜移默化地增强幼儿的“感统”体验，进而预防幼儿“感觉统合”失调，且通过智能系统的扩展功能，丰富玩偶的功能或内容的更新、补充，进而提升幼儿对玩具喜欢的耐久性。

二、感统体验下智能玩偶交互设计

（一）智能玩偶多感官交互与感觉统合的匹配性研究

1.幼儿行为基本特征

幼儿在不同年龄阶段，各感官和行为能力发展变化较大。表1列出了1-3岁幼儿的各感官和行为特征。1-3岁幼儿通过视听触的感觉，能够根据“吩咐”辨别并采取行动，已经能够通过“感觉统合”训练来提升幼儿的行为协调程度，使其健康成长。

2.基于幼儿行为逻辑的感官需求挖掘

智能玩偶作为互联网和智能技术支持下的“新物种”，幼儿与玩偶的交互设计还未形成可参考的标准。行为观察法是目前发掘幼儿对玩具产生交互需求的方法之一。本论文以1-3岁幼儿为研究对象，将从市场上购买的“鼻涕虫”智能玩具、LEGO编程机器人、故事机、乐橙、触感交互小猪等多种玩具放置到他们熟悉的环境内，用摄像机记录这些幼儿玩玩具的过程。通过焦点小组观察所拍摄视频资料，挖掘幼儿操作玩具时的交互行为、喜好需求等（图2）。