基于自然交互的老年认知训练游戏设计研究

杨璐 肖东娟

摘要：随着老龄化进程的不断加快，老年群体的认知健康状况备受国家、政府和社会关注。文章基于自然交互视角，综合研究老年人认知老化及认知训练游戏，结合老年群体的认知特征、身心特征和行为特点，将自然交互理念应用于老年认知训练游戏设计中，旨在增强游戏的适老性，提升老年人的游戏体验与训练效果，增强认知训练游戏产品的竞争力。首先，分析自然交互理念及其特征。其次，明确老年人认知老化概念及认知训练的必要性，并探讨国内外老年认知训练游戏的发展现状，阐述将自然交互引入老年认知训练游戏中的积极作用。再次，根据老年人认知及机体老化的不同类型，梳理衰老对交互过程的主要影响，并结合自然交互的相关特征，寻找最适合老年人参与认知训练的自然交互方式。最后，将自然交互方式与老年认知训练游戏设计相结合，并从用户角度出发，关注用户参与认知训练的全过程，围绕接收信息、理解信息、操作反馈这三个互动阶段提出多感官交互、渐进式学习、包容性操作这三大设计策略，并总结具体的设计方法，以解决现有游戏操作过程中存在的问题，为老年人认知康复提供帮助与关怀，也为相关认知训练游戏产品的设计提供理论依据与解决方法。

关键词：自然交互；老年人；认知训练游戏；认知老化

中图分类号：G898 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2023）04-0-04

随着生育率的降低及人均寿命的提高，许多国家都步入了老龄化社会。认知老化作为伴随老龄化而来的公共健康问题，逐渐受到社会关注。认知训练是针对认知老化最常见的干预手段，对大脑多种认知功能的提升具有积极作用。近年来，由于技术的日新月异及智慧养老等概念的提出，老年人开始尝试各种认知训练游戏产品，对训练的过程和体验也提出了更高的要求。在老年健康产业及交互技术不断发展的形势下，追求自然感官体验、符合人体自然行为的自然交互在用户体验方面具有一定的优势，也为老年认知训练游戏产品的设计提供了新的思路。因此，本文结合自然交互理论，探讨老年认知训练游戏的自然交互方式，旨在增强游戏的适老性，提升老年用户的游戏体验与训练效果。

1 自然交互概述

1.1 自然交互的内涵

自然交互的概念起源于人机交互。所谓“自然”，一方面指由多种新兴技术支持的自然交互方式，如图像交互、语音交互、动作交互、行为交互等，用户可通过眼动、语言、手势、动作等符合自身行为习惯的方式与产品互动。另一方面，从交互过程来看，“自然”还可引申出另一层含义，即用户与产品的交互行为接近用户本能，无须特地学习或经过简单学习即可掌握，它与用户已有的知识、技能和经验之间存在连贯的认知模式，能让用户在使用过程中获得行为自然的交互感受。自然交互作为交互设计领域较为前沿的研究方向，迎合了人的自然属性，充分利用了人的自然感知、注意力、认知和情感能力［1］，创造了一种自然而然的交互体验。

1.2 自然交互的特征

1.2.1 操作自然化

操作自然化是自然交互最突出的特征，它遵循用户自然的行为习惯，尽可能模拟人与物理世界真实的交互感。因此，用户的行为习惯倾向是设计研究的重点。行为习惯即用户在长期生活过程中形成的固有认知和行为惯性，若产品违背了用户的行为习惯，便会令用户感到困扰和难以适从。尤其是老年用户有许多难以调整的行为习惯，更需要设计者迁就和照拂，以减轻用户认知转化的负担，实现操作的自然化。

1.2.2 体验沉浸化

自然交互摆脱了传统人机界面信息输入通道的单一性和局限性，它将用户作为信息输入设备，充分调动个体视觉、听觉、触觉等多个感官通道，为用户打造一种情境化的、身临其境的体验，极大地增强了用户的沉浸感与置入感。在自然交互塑造的沉浸式体验中，信息的表现层次更加丰富，交互的过程也更加直观和高效。

1.2.3 交互的双向性

双向性指人机之间的交互过程是双向的、交流的。不同于用户发出指令后再得到响应的传统人机交互方式，自然交互具备一定程度的智能化感知、适应和预测功能，人机为平等交流的关系。换句话说，在不剥夺用户主权的前提下，自然交互系统可对用户的行为及潜在需求进行预判并给予支持，以提前响应用户需求，实现双向交互。交互的双向性能为用户带来更加精准和人性化的服务。

2 自然交互视角下的老年认知训练游戏

2.1 认知老化与认知训练游戏

认知老化是个体进入老年期后出现的逐步发生的、不间断的认知功能衰退过程。伴随认知老化而来的记忆力、注意力等多项功能的衰退会严重影响老年人的生活质量。随着年龄的增长，认知老化会呈现出不同的阶段性特征，若不及时采取干预措施，则极有可能从正常老化进展到轻度认知障碍，最终發展为阿尔茨海默病，即老年痴呆。研究发现，大脑结构和功能的衰退是认知老化的主要原因，但人的大脑在晚年也依然有一定的可塑性［2］。因此，尽早采取干预措施可有效延缓认知衰退，避免痴呆发生。

认知训练是针对人脑各项认知功能进行训练的一种方式，其认知促进效益已被国内外大量研究所证实。认知训练游戏是一种将认知训练与游戏相结合，帮助用户进行认知锻炼的方式。游戏内容以益智为主，娱乐为辅，它摆脱了传统枯燥的治疗模式，在改善认知功能的同时，具备一定的娱乐性与社交性，更利于患者保持身心愉悦，能够激发老年人训练的积极性，进一步保证康复效果。如今，随着科技的进步，认知训练游戏也由早期的桌面游戏、纸笔游戏，发展为内容更加丰富、形式更加新颖、机制更加多样的电子游戏。老年人可以通过手机、平板、电脑等设备训练，维持认知功能，延缓大脑衰退。使认知训练游戏化，能让训练更加方便地开展。

2.2 老年认知训练游戏的现状

欧美等发达国家和地区，经济水平相对较高，对老年健康产业的研发投入较大，因此市场上针对老年人认知康复训练的产品也较多。目前国外已有游戏介入认知训练的相关案例，如Lumosity（动动脑）、CogniFit（大脑训练），甚至有高校专门开设了“游戏设计与医疗”的研究课题，探讨游戏对老年认知健康的影响。我国游戏产业起步较晚，迄今为止还未细分出针对老年群体的电子游戏门类，而可用于老年人认知训练的游戏更是凤毛麟角。国内现有的认知训练游戏产品大多直接沿用国外产品进行设计，由于文化背景及行为习惯的差异，因此并不能很好地适用于国内老年人，缺乏促使老年人坚持训练的动力。所以，应基于我国老年人的认知和行为特性，对认知训练游戏的设计提出更高的要求。

2.3 将自然交互引入老年认知训练游戏中

自然交互是让用户在自然状态下进行交互操作，它不仅需要契合用户的身心特征，还要遵循用户的认知经验与行为惯性。构建自然交互方式对老年认知训练游戏的设计具有积极作用：一方面，自然交互能够更好地帮助老年人进行认知训练，减少产品使用的不便，使老年人与产品的互动更加自如，从而获得更好的游戏体验，提升康复效果；另一方面，将自然交互引入老年认知训练游戏中，能从更加科学、理性的角度构建游戏的交互方式，从而指导设计，为老年人提供舒适和贴近情感的游戏操作，最终提升老年认知训练产品的价值与竞争力。

自然交互的目的在于提供低认知负荷、低干扰的交互，使人机交互無限趋近于人与物理世界的真实交互，故设计时需要研究目标用户的自然化认知与行为，以及身体的自然属性［3］。老年人的认知功能呈现出进行性衰退的特点，同时随着年龄增长，感官敏锐度下降，各项身体机能也会发生不同程度的变化。因此，在设计游戏时，应结合用户的认知与机体老化特征进行分析。从用户的角度来看，用户与产品的交互过程可以分为接收信息、理解信息及操作反馈这三个阶段。笔者根据人体老化的不同种类和表现，梳理了衰老对交互过程的主要影响（见表1）。同时，结合自然交互的相关特征，针对三个互动阶段提出了认知训练游戏的自然交互策略，以解决现有游戏操作过程中存在的问题，寻找最适合老年人进行认知训练的自然交互方式。

3 基于自然交互的老年认知训练游戏设计策略

3.1 多感官交互，强化信息感知

人类采集信息所用的感觉器官通道包括视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉。视觉通道是人类接收信息的重要渠道，研究显示，通过视觉通道输入大脑的信息占比高达83%［4］。视觉交互是游戏的主要交互形式，用户可通过视觉界面获取相关信息，并得到下一步操作的提示。而老年人由于认知下降，注意功能逐渐衰退，因此获取信息的效率也随之降低。

为增强老年人对游戏信息的感知，首先从视觉交互层面提出如下策略。一是突出视觉焦点。自然交互要求视觉界面的设计简明易用，避免过多的选择。构建清晰的界面布局并简化元素的视觉表现，能够形成视觉焦点，引导用户捕捉有效信息，帮助老年人知晓训练内容并保持专注。二是即时反馈。反馈是游戏系统对用户行为的回应，即时反馈可以避免用户注意力分散，帮助用户快速感知当前的游戏状态，减少疑虑和思考，从而使整个交互过程更加流畅和自然。

除认知老化之外，身体机能的老化也会对老年人的日常生活产生较大影响，最直观的表现即老年人各个感官通道的敏锐程度下降，导致其对外界信息的整体感知减弱。因此，在增强视觉交互的基础上，还可综合运用视觉、听觉、触觉等感官形式，允许用户从多个感官角度访问信息，进一步提高用户获取信息的效率。例如，可以将单一的视觉反馈转变为视觉与音效或震动的结合，结合多个感官通道，使用户尽可能多而全地接收游戏传递的信息，增强用户对信息的感知和接收效果，从而更好地开展训练。多感官的交互方式不仅丰富了信息的表达层次，也能使用户与产品之间的交互更加顺畅，为用户创造自然和谐的互动体验。

3.2 渐进式学习，减少认知负荷

认知功能的退化使老年人对新事物的接受能力和学习能力降低，在与产品交互的过程中会出现诸多障碍。自然交互应当允许老年人逐步学习如何使用产品，为其提供清晰的认知和交互路径，并从最基本的技能入手，逐步提升难度，以实现训练效果的最大化，具体要做到以下三点。

3.2.1 设置易识别的界面元素

老年人通常有许多长期形成的、难以改变的认知经验，且他们理解信息的方式简单直接，过于复杂或抽象的内容通常无法唤醒其认知。因此游戏元素应清晰可辨，可结合生活中常见的、老年人熟悉的图形符号，减少用户认知迁移的困扰，实现自然流畅的认知过渡。

3.2.2 交互路径可视化

由于老年人难以记住过多的信息和复杂的操作流程，因此应该有意识地构建可视化的交互路径，以减轻老年人的记忆负担。例如，可选用形象直观的图形信息代替文字信息，降低用户的理解成本，同时设置一定的引导线索，通过强化线索的视觉特征或设计相应的动效，暗示用户下一步的交互行为，从而逐步且自然地引导用户朝着训练目标前进。

3.2.3 训练任务阶段化

认知训练是一项需要长期坚持的任务，康复目标也非一日就能达成。分解长期的训练任务，设立阶段性目标，能有效降低训练难度，减轻认知负担，同时帮助老年人更好地理解游戏内容、感知康复进程。例如，2015年网络智能与智能体技术国际会议曾推出一款训练游戏Lotus Valley（莲花谷），这款游戏以训练前瞻性记忆为目的，用户需要扮演渔夫的角色并执行捕鱼任务。随着游戏进程的推进，在特定时间节点或事件的触发下，又增加了包括烤鱼、卖鱼、收集花瓣在内的多个任务。老年人能通过这种阶段化的训练方式，逐步学习和适应整个游戏，并通过目标的不断实现增强认知能力。

3.3 包容性操作，优化游戏体验

随着年龄的增长，老年人机体的各项功能都趋于迟缓，再加上执行功能的退化，他们操作时的协调性、灵活性及控制能力均会出现一定程度的下降。因此，针对老年人认知训练的游戏在操作上要更具包容性，可采取以下策略。

3.3.1 设置易掌握的操作方式

老年人的理解能力和学习能力较低，如果他们不能轻松掌握游戏的操作方式，便无法开展训练。设计时可以参考老年人本能性或直觉性的行为习惯，设置易上手、可记性强的操作方式，便于其轻松理解和快速接受。例如，西班牙巴利亚多利德大学曾开发一款基于体感技术的康复训练游戏，该游戏具有以认知训练与有氧运动相联合的双任务改善认知功能。用户置身于各种游戏情境中，需要通过行走、躲避、抓取、转身等动作完成训练任务。这种自然的体态交互极大地提升了操作的流畅度，也带给用户更为直观的体验感受。

3.3.2 提高操作容错率

由于认知灵活性下降、身体机能衰退及皮肤老化等原因，老年人操作的精准度会降低，可能导致游戏系统识别困难，进而影响老年人训练的积极性。因此，应当根据老年人的认知和机体老化特征设置更高的执行容错率，如放大控件尺寸及距离、扩大控件的可触范围、降低交互灵敏度等。

3.3.3 设置合适的游戏节奏

由于身体机能下降，因此老年人的耐力水平往往较低，更容易感到疲累。游戏系统应适当延长响应时间，放慢游戏节奏，避免让老年人进行长时间的游戏操作，以减少体力负荷。同时，要注意平衡训练与休息的时间，或交替进行困难与简单的游戏，尽量让老年人在舒适、放松的状态下自如地开展训练。

4 结语

认知训练游戏实现了认知训练的游戏化，可以帮助和鼓励老年用户进行大脑锻炼，提升认知水平，为老年人提供了一种切实可行的认知康复方式。文章将自然交互应用于老年认知训练游戏设计中，关注老年人从接收信息、理解信息到操作反馈的交互全过程，并结合老年人的认知与机体老化特征，提出了具体的交互设计策略，探讨如何更好地满足老年用户对训练游戏的需求，也思考了如何提升游戏体验和训练效果，为其他乐龄游戏的自然交互设计提供了建议与参考。

参考文献：

［1］ 吴琼，赵毅平.人机自然交互的前沿探索：阿里巴巴国际UED负责人傅利民专访［J］.装饰，2018（10）：40-43.

［2］ 霍丽娟，郑志伟，李瑾，等.老年人的脑可塑性：来自认知训练的证据［J］.心理科学进展，2018，26（5）：846-858.

［3］ 张佳宝，肖东娟.基于自然交互的乐龄游戏设计策略研究［J］.包装与设计，2021（3）：138-139.

［4］ 黄甜.基于自然交互的老年人健身类APP界面交互设计研究［D］.天津：天津理工大学，2019.

作者简介：杨璐（1998—），女，重庆人，硕士在读，研究方向：交互与体验设计。

肖东娟（1982—），女，陕西西安人，博士，副教授，研究方向：交互与体验设计、应用人机工程学。