北京邮电大学 提升孤独症儿童社交能力的智能交互空间设计

黄央语　陈思　吕菲

办学特色

我校数字媒体与设计艺术学院将设计创意、人工智能和计算机技术有机融合，学生既要学习掌握设计理论和设计创意技能，也要掌握虚拟/增强现实、语音、手势等多模态智能交互技术，专业课程分为三大模块：智能模块（大数据分析、机器学习等）+交互模块（AR/ VR开发、人机交互等）+设计模块（设计思维、艺术美学等）。毕业生将在互联网行业、娱乐游戏业以及新兴智能产业（智能汽车、机器人等）从事交互设计、体验设计、用户研究、产品经理、大数据可视分析，以及AR/ VR、语音交互等多模态自然交互技术开发等工作。

提升孤独症儿童社交能力的智能交互空间设计

设计者：黄央语

指导老师：陈思 吕菲

院校：北京邮电大学

作者阐述：针对3?6岁儿童的沉浸式交互投影空间（TUI），旨在为患有孤独症的儿童提供一个特殊的社交环境。通过拍打、扫动等动作与空间中的互动产品进行交互，激活他们的多感官体验（包括听觉、触觉和视觉），并创造一个促进社会交流的氛围，鼓励他们主动参与社交互动。在这个沉浸式交互投影空间中，通过丰富多彩、生动的图像、动画和声音效果吸引儿童的注意力。空间中的视觉和听觉刺激有助于提高儿童的注意力和专注力，并激发他们的好奇心，引导他们与装置进行触碰交互。当儿童触碰灯球时，立即会有投影动画角色出现并给予反馈，随后动画角色会在空间中移动，引导儿童触碰下一个灯球。这样的设计能够让儿童在物理空间中自由移动，增加他们进行社交启动的机会。

指导老师 陈思/吕菲

陈思，北京邮电大学数字媒体与设计艺术学院讲师，青年作曲家，音乐制作人，九三学社社员。毕业于中国戏曲学院作曲与作曲技术理论音乐制作专业，意大利佛罗伦萨音乐学院电子音乐作曲硕士。教授影视配乐及声音设计等相关课程。

吕菲，博士，北京邮电大学数字媒体与设计艺术学院副院长，副教授，硕士生导师。中国计算机学会高级会员，中国工业设计协会信息与交互设计专委会个人高级会员，中国计算机学会人机交互专业委员会委员，ACM SIGCHI中国执行委员会委员。

导师点评：在本项目中，我们专注于年龄在3至6岁的孤独症儿童群体，这些孩子大多数属于低功能孤独症儿童，面临着社交障碍和语言表达的困难。我们的目标是通過智能交互空间的设计，结合孤独症儿童群体的认知特点以及有形用户界面、沉浸式交互投影空间的设计原则，为这些孩子提供更好的社交机会，促进他们的融入和全面发展。

经过详尽的调研，发现孤独症儿童的行为特点导致他们存在一些社交障碍，主要表现为缺乏社交动机和社交回应能力，这也是他们无法融入群体的主要问题。同时，由于通常情况下是孤独症疗愈师和家长对孤独症儿童的社交场景进行控制，他们缺乏与同龄儿童进行自主社交的机会。

因此，在本次毕业设计中，主要关注点集中在以下几个问题上：（1）如何有效地帮助孤独症儿童进行社交互动？（2）如何巧妙引导孤独症儿童与其他儿童进行社交？（3）如何设计一个有利于促进孤独症儿童之间社交的场景？

在项目的设计阶段，特别注重孤独症儿童的特殊需求和认知方式。通过低保真和高保真界面的设计，以及程序开发和场景动画建模，努力营造一个温暖而轻松的海洋动画主题，旨在为孤独症儿童创造一个有趣而愉悦的交互环境。

在角色设计方面，选择明亮饱和的色彩和3D人物风格，以吸引孤独症儿童的注意。投影动画中的海洋小怪物能够激发孩子们的兴趣，并在用户触碰灯球时，触发海洋动物出现并向用户打招呼的动画效果，进一步增强他们的参与度和积极性。

场景设计方面，采用饱和明亮的色彩搭配和自发光的设计，打造一个奇幻而趣味的海底世界。这样的设计意在激发孤独症儿童的好奇心，让他们愿意自主探索和互动，从而增强他们的社交动机和社交回应能力。

在技术和材料运用方面，选择运用Makey Makey虚拟键盘硬件和Arduino UNO电路开发板，以实现互动投影和音效功能，并结合MadMapper实时合成软件，将投影场景的变化与特定按键绑定，为孤独症儿童提供更为便捷的交互方式。此外，采用当贝NEW3DX投影仪，运用先进的红外线激光扫描技术和深度学习算法，呈现逼真的3D效果，为孩子们带来更加身临其境的体验。

总体来说，本研究旨在为孤独症儿童创造一个有益的智能交互空间，帮助他们克服社交障碍，促进社交互动，并在愉悦的环境中促进他们的全面发展。通过综合运用相关理论和设计方法，我们期待为这一特殊群体融入社交生活做出实质性的贡献。