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增强现实在孤独症儿童社交技能中的应用研究

范文

王颖

摘要：增强现实能训练孤独症儿童的社交技能，可以与传统干预方法结合或直接利用识别、反馈功能进行干预。通过对16项实证研究分析发现，增强现实能提高患儿的注意力和沟通能力，并且体感设备的应用增多。但是干预的技能单一，缺少在行为干预方面的应用研究。

关键词：增强现实;社交技能;孤独症儿童;

中图分类号：G642? ? ? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）01-0242-02

1 引言

根据美国精神疾病诊断及统计手册第五版的诊断标准，孤独症患者临床特征主要为社会交往障碍和有限而重复的行为。当前对孤独症儿童社交技能的干预主要从共同注意、情绪识别、情绪表达、模仿、观点采择、发起互动、轮流、分享、合作、协作这几个方面进行。[1-2]

增强现实（Augmented Reality，AR）是一种能让用户通过叠加在真实世界上的虚拟现实看到补充现实的技术。[3]当AR应用在教育领域时具有增加学习收益和动机的优势。[4]并且学习者是通过真实的环境来查看虚拟现实，而不是沉浸在另一种现实中，[5]能帮助学习者将习得的技能迁移到真实情境中去。所以越来越多研究者开始研究使用AR来进行孤独症儿童社交技能的干预。但目前国内对AR应用于孤独症儿童社交技能干预的研究较少，需要对如何使用AR进行社交技能干预进行研究。

2 AR应用于孤独症儿童社交技能干预的研究分析

本文在国内外数据库搜索相关文献，筛选出16篇实证文献。从文献的时间、研究对象年龄和严重程度、研究内容、实现与工具、研究结果这五个方面进行分析。

2.1 时间

将文献按发表时间进行统计可得图1，由图1可以看出AR在孤独症儿童社交技能干预中的应用总体是呈增加趋势。2016年AR进入发展元年，相關研究的数量再次增加。

2.2 研究对象

据统计，16项实证研究中共涉及108名孤独症儿童，只有6项研究说明了研究对象的严重程度，其余研究对儿童的严重程度没有具体区分和说明，但从实验说明中可以看出大部分研究对象都不是低功能孤独症儿童。对研究对象年龄进行统计可知儿童年龄处于2-13岁，平均年龄为5.25岁。

2.3 研究内容

在16项研究中，明确是对社交技能进行干预研究的有14项，其余1项是诱导儿童进行假装游戏，从而提高儿童社交技能，另1项是训练儿童识别物体能力，从而增加儿童注意力和沟通能力。在14项研究中，有10项研究与沟通技能相关，有3项研究与注意力技能相关，1项研究与合作技能相关，1项研究与分享技能相关。

1）沟通

对沟通的研究主要包括两块内容，一是情绪，二是眼神接触。目前对情绪的研究主要集中在情绪识别和理解。现有的干预方法主要是在照片或真实人脸上添加情绪标志，以此来教授孤独症儿童情绪识别和情绪理解。使用AR进行情绪障碍干预能将儿童注意力吸引到面部表情上，提高干预的效率，并且解除干预的范围局限。避免眼神接触是孤独症儿童的一种无意识行为[6]。在干预后，儿童很难继续在自然互动中进行眼神接触，或在提示下才能进行眼神接触。以往都是治疗师强制性地引导儿童进行眼神接触，使用AR进行眼神接触干预，儿童可以自己在探索或游戏过程中无意识地产生眼神接触。实验证明通过这种自然的眼神接触干预，儿童平时的眼神接触行为也有增加。

2）注意力

孤独症儿童在注意力功能的许多领域都表现出广泛的注意力障碍和缺陷，包括选择性注意力障碍和持续性注意力障碍[7]。选择性注意力指的是儿童即使在注意力分散的情况下也能集中注意力的能力，持续性注意力指的是在持续或重复的活动中长时间集中注意力的能力。孤独症儿童只关注自己的倾向，很难使他们集中注意力在一件事上，而进行干预或社交的基础就是要使儿童将注意力放在干预或社交上。实验证明AR能吸引儿童的注意力，提高他们的选择性注意力和持续性注意力。

3）合作

孤独症儿童缺少合作行为，合作行为与社会性的许多方面都有关系，其中模仿能力和共同注意起着重要作用[8]。这对孤独症儿童要求较高，所以对孤独症儿童进行合作技能的干预显得较为困难。AR干预中研究者构建了一个合作行为，吸引注意，让治疗师和孤独症儿童一起使用相同的代币完成任务，以此方式进行干预。研究表明使用AR对合作技能进行干预具有可行性，但干预效果如何没有进行证明。

4）分享

孤独症儿童在分享物品和情绪方面有障碍。目前对分享技能的干预研究不多，方法主要是家长、老师引导和鼓励或使用严肃游戏提示和强化。使用AR干预与严肃游戏类似，即在干预活动中智能手机给予分享的提示，完成后给予强化。实验证明AR干预后，孤独症儿童分享行为数量增加。

2.4 实现与工具

AR的实现可以分为基于标记的和无标记的两种方式。在16项研究中，有11项研究采用的是基于标记方式实现，5项研究采用的是无标记方式实现。基于标记的增强现实就是事先通过射频识别或开发平台将某些特定的图像或实物作为标记，然后在上面叠加虚拟现实。这种方式比较简单常见。无标记的AR有两种，一种是定位，在特定的位置显示虚拟现实;另一种是算法识别，识别出对象后显示相应的虚拟现实。

AR工具包括硬件工具和软件工具。硬件工具可以分为跟踪工具、显示工具和计算机。统计文献中的硬件工具发现有6项研究使用了智能手机，5项研究使用了平板电脑和计算机，2项研究使用了智能眼镜，作为跟踪工具和显示工具。有4项研究使用了摄像机，1项研究增加了手势控制器，1项研究增加了体感设备，作为跟踪工具。有3项研究使用了显示屏作为显示工具。

2.5 研究结果

总结16项研究，可以得到以下研究结果。1）孤独症儿童能接受AR的干预，并且能够使用智能手机、平板电脑、智能眼镜、手势控制器等硬件工具。2）AR干预能提高孤独症儿童的注意力和沟通能力，并且习得的注意力和沟通能力可以维持。

3 讨论

3.1 AR在社交技能干预中的作用

AR在社交技能中的作用可以分为两类。一类是作为辅助工具，即在已有的社交技能干预方法加入AR，例如社交指南课程、视频建模法、社会故事法与AR结合使用。这是刚开始应用新技术时较安全有效的途径。AR辅助使得训练更有趣，更贴近现实生活，从而提高干预效果，促进技能的维持和泛化。另一类是作为干预工具，利用AR的识别功能和即时反馈，在孤独症儿童平时生活中或创设的情境中给予指导。例如使用智能眼镜、智能手机进行移动社交。这类干预对程序设计的要求比较高，但若功能设计得齐全，也许能为孤独症儿童提供终身的社交技能指导。

3.2 使用AR进行社交技能干预研究的特点

1）干预的社交技能单一

社交技能的学习过程可以分为陈述性规则学习和程序性行为学习两个阶段。目前，使用AR干预的大多是注意力、情绪等认知方面的社交技能，对于模仿、协作、分享等既有认知又有操作的行为社交技能进行干预的很少。已有研究证明使用AR教授孤独症儿童任务链式技能具有有效性[9]。并且动作捕捉技术能及时精确地捕捉到用户的行为数据，使得AR在行为干预方面更有优势。所以之后的AR干预研究可以扩增社交技能的范围。

2）使用可穿戴设备和体感控制器进行干预的研究增多

从2017年开始，智能眼镜、手势控制器、体感设备这些AR硬件设备逐渐被应用到社交技能干预中。不同年龄、不同严重程度的孤独症患者对智能眼镜都具有良好的耐受性和实用性[10]，不同严重程度的孤独症儿童也都能愉快地使用手势控制器。智能眼镜使得儿童眼睛、虚拟现实、真实现实始终在同一线上，保证了儿童能及时看到AR画面，接受干预。常用在与面部相关的社交技能干预中。手势控制器和体感设备使得儿童能通过手势和肢体控制虚拟现实，增强了真实感，有利于行为社交技能的习得。而且这些设备的加入使得干预的方式更加多样化。

4 结论和展望

AR在孤独症儿童社交技能干预中的应用有辅助和直接两种途径，并且在注意力、眼神接触、情绪识别和理解方面干预效果显著，干预中习得的技能也能够维持。AR应用研究中一般使用智能手机和平板电脑作为干预工具，近年来出现了使用智能眼镜、手势控制器和体感设备作为干预工具的研究。虽然使用AR干预效果好，但是仍存在着干预技能和对象类型少，缺乏合适的教学支架的问题，因此笔者提出了以下研究展望。

增加对行为社交技能的干预研究。虽然信息技术对孤独症儿童社交技能的习得有好处，但对着电子屏幕久坐不利于儿童的身体行为和健康。行为社交这类高层次的社交技能对孤独症儿童来说具有一定的难度，除了需要意识的训练，还需要行为的实践。AR在具有信息技术干预的优点以外，同时还能提供让孤独症儿童身体力行社交行为的机会。

不同严重程度的孤独症儿童有不同的社交方式。与高功能孤独症儿童相比，低功能孤独症儿童社交技能更低下，强化干预后的维持和泛化也更差[11]。他们可能需要的是简单的社交干预，动机的激发，反馈和强化合适的行为[12]。AR具有吸引注意力、即时反馈、促进技能维持和泛化的优势，理论上在针对低功能孤独症儿童社交技能干预中能起更大的作用。

参考文献：

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[10] Keshav N U.Social Communication Coaching Smartglasses： Well Tolerated in a Diverse Sample of Children and Adults With Autism[J].Jmir Mhealth and Uhealth， 2017，5（9）.

[11] Benitzchak E，Zachor D A.The effects of intellectual functioning and autism severity on outcome of early behavioral intervention for children with autism[J].Research in Developmental Disabilities，2007，28（3）：287-303.

[12] Simpson L A，Bui Y.Effects of a Peer-Mediated Intervention on Social Interactions of Students with Low-Functioning Autism and Perceptions of Typical Peers[J].Education and training in autism and developmental disabilities，2016，51（2）：162-178.

【通联编辑：王力】

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