第 37 卷 第 2 期 包装工程 2016 年 1 月 PACKAGING ENGINEERING 69 基于传感技术的儿童自由玩耍中的交互设计创新 王玮 西南交通大学 成都 610031 摘要 目的 深化对儿童的游戏认识及探讨如何提高儿童的游戏基本能力 方法 方法 基于玩游戏的再认识和 今昔儿童玩游戏的比较 立足于儿童物玩的交互体验分析 从交互设计的视角 提出了传感技术在儿童自 由玩耍中的创新应用 结论 结论 儿童的游戏基本能力可以在 物玩 境游 人戏 的策略与媒介中提高 通 过自由玩耍交互设计中基于传感技术的辅助工具创新设计 将加强儿童的交互体验 促进游戏基本能力 的提高 关键词 儿童 玩游戏 自由玩耍 交互设计 传感技术 中图分类号 TB472 文献标识码 A 文章编号 1001-3563 2016 02-0069-05 Interaction Design Innovation in Children Free Play Based on Sensing Technology WANG Wei Southwest Jiaotong University Chengdu 610031 China ABSTRACT It deepens the knowledge of children game and explores how to improve children basic game ability. Based on the recognition of play game and compare of children play game then and now the interaction experience of children play thing is analyzed from the view of interaction design the creative application of sensing technology within children free play is put out. Children basic game ability could be improve in the strategies and media of play thing environment tour' human drama through assistant tools innovation in free play interaction design based on sensing technology children interaction experience would be enhanced the basic game ability would be improved. KEY WORDS children play game free play interaction design sensing technology 越来越多的研究发现 通过玩耍 儿童提升了创 造 冒险 主动学习 团队合作 解决问题 人际沟通 1 玩游戏的再认识 抗压力 语言表达等方面的能力 这些能力正是面对 当前世界最需要的能力[1] 有较多机会自由玩耍的孩 玩是儿童的天性 是上帝赋予孩子的礼物 儿童 子比没有机会自由玩耍的孩子 在问题解决能力上更 藉此可获得丰富的心智与认知能力 儿童天生具有 优秀 在体能表现上更灵活 更健康 这里基于对玩 玩的能力 游戏是孩子最习惯的一种生活与学习方 游戏的再认识和今昔儿童玩游戏的比较 立足儿童物 式 在人类的婴幼儿时期 游戏占有生活中极高的出 玩交互体验分析 从交互设计的视角 提出传感技术 现频率和极长的时段 对于年纪比较小的幼儿来说 在儿童自由玩耍中的创新应用 玩 更是和外界互动学习的主要方式 甚至可能是唯 收稿日期 2015-09-03 基金项目 四川省教育厅人文社科重点研究基地四川景观与游憩研究中心项目 JGYQ201437 四川省教育厅人文社科重点研 究基地四川应用心理学研究中心项目 CSXL-152219 四川省教育厅人文社科重点研究基地四川学前教育发展研 究中心项目 CECER-2015-B11 作者简介 王玮 1982 女 四川人 西南交通大学博士生 讲师 主要研究方向为儿童游憩空间及设施设计
70 包 装 工 程 2015 年 1 月 一有效的方式 [2] 尤其是在儿童阶段的生活中 对儿 童的成长与发展影响巨大 [3] 台湾学者张世宗提出 玩游戏 的本质就是人类个体主动与外界互动的自 主性行为 并且依据互动对象与渠道的形式分类 玩 人 与 物 互 动 的 游 戏 活 动 与 学 习 行 为 游 人 与 境 互 动 的 游 戏 活 动 与 学 习 行 为 戏 人与人互动的游戏活动与学习行为 玩 的 三大互动对象与基本分类见图 1 图 2 往昔的儿童游戏 Fig.2 Traditional children play game 匆促与高期望之压力而剥夺 另一方面 由于社会环 境改变 空气污染和治安令人忧心 现代儿童多数时 图 1 玩 的三大互动对象与基本分类 Fig.1 Three interactive objects and basic classification 间是在室内活动 除了上学外 不是赶场学才艺 就 是窝在家里看电视 打电动 玩玩具 无处可玩 无物 可玩 儿童似乎已经丧失了玩的本能 2 今昔儿童玩游戏的比较 3 物玩交互体验分析 游戏是儿童的本能 是儿童由其内在心理世界 开展的自发性的 自由的活动 但是现在成人精心设 将传统物玩与今天儿童玩的 ipad 相比较 可以看 计的 社会文化 科技商品的结果 已经造成现今儿童 出 从弹弹珠 竹蜻蜓等简单玩具 代表老三件的收音 的游戏基本能力被剥夺 机 新三件的电视机 路边的街机 小霸王学习游戏 昔日一般的儿童大都在快乐的童年时光中成长 机 再到台式电脑 笔记本电脑 现在到触摸屏遍地开 尤其是在自己构建的游戏的欢乐声中度过 学童自制 花的移动终端 物玩交互体验的变化一直都未曾间 游戏材料与游戏道具 或配合学校正式课堂教学的课 断 这里以人物交互 人机交互和人脑交互来划分物 程设计 校外乡土教学活动 让儿童生活在户外或大 玩交互的相应发展阶段 自然中 以儿童为中心 的游戏活动让孩童体会到游 人物交互中物品本身是受范对象 而人是施范主 戏的乐趣与创意 见图 2 图片摘自 UNESCO 文摘 体 这种互动是生理-物理层面的行为 即直接交互 人 那时在游戏中除了有趣 好玩 消磨时间外 也可促进 与物的物理接触为多 例如玩具和游戏运动器械等 儿童身体的感觉统合协调能力 但现在的儿童在紧 人机交互是一种人与电子产品之间的信息传输 密的小屋内 由于核心家庭的组织 儿童不再如以往 反馈过程 通过人机交互实现信息在两者之间的传 可以到野外自由自在与同伴自创游戏 自得其乐 现 递和交换 人机交互界面作为中介 透过它可以进 在是计算机信息 通讯科技的时代 游戏的种类 形态 行人与电子产品之间的信息输入和信息输出 如人 与玩耍方式随之不同 数字游戏取代了传统童玩的创 的动作 意识和指令透过间接媒介 即交互界面传输 意与乐趣 现在儿童从计算机信息设计的数字游戏 到电子产品 后者再透过各种交互界面输出反馈 中学到的是如何操作计算机与网络游戏 从数字游戏 包括通过电子产品本体进行交互 如触摸屏 通过与 公司设计妥当的联机网站进行在线实时游戏 接受成 电子产品相连的操控设备进行交互 如键盘 鼠标 人主导的精心设计的游戏 进行由输赢结果和计分高 遥控杆 通过人体直接与电子产品进行远程交互 如 低论英雄的游戏活动 任 天 堂 的 Wii 索 尼 的 PlayStation Move 微 软 的 [4] 一方面 现今幼儿的生活环境充斥太多匆促 高 XBOX360 Kinect 期望 危机 艰难 混淆 现今的教育情境中所安排的 人脑交互包括人际间信息传递的心灵控制 及人 游戏 具有太多成人期望的包装 孩子的游戏本能被 类大脑人工干预的脑内虚拟现实 当前人脑交互处
第 37 卷 第 2 期 王 玮 : 基 于 传 感 技 术 的 儿 童 自 由 玩 耍 中 的 交 互 设 计 创 新 71 于 前 期 研 究 的 初 步 阶 段, 社 会 伦 理 性 和 技 术 复 杂 性 都 争 议 不 断 从 物 玩 交 互 体 验 来 看, 人 物 交 互 中 玩 具 或 器 械 设 计 涉 及 到 相 应 产 品 或 工 业 设 计 领 域, 设 计 包 含 的 元 素 有 结 构 功 能 材 质 原 料 颜 色 和 质 感, 玩 具 或 器 械 是 被 设 计 过 的, 是 工 具, 但 玩 物 应 该 是 任 何 材 料 都 可 以 拿 来 使 用 的, 如 自 然 中 的 沙 土 水 植 物 ( 枝 叶 ) 等 不 具 结 构 性 的 物 体, 没 有 特 定 的 形 式 和 功 能, 可 以 尽 情 探 索, 拥 有 无 限 可 能 此 外, 人 物 交 互 中 易 围 绕 产 品 本 体 为 中 心 产 生 归 属 性 占 有 感, 而 形 成 独 乐 乐 而 人 机 交 互 设 计 虽 然 拓 展 了 境 游 和 人 戏, 但 游 戏 环 境 的 虚 拟 性 将 造 成 抽 象 的 思 维 概 念 表 征 和 感 受 具 体 化 的 高 层 次 思 维 能 力 的 降 低 ; 非 面 对 面 交 流 的 众 乐 乐, 人 戏 也 无 法 像 籍 由 同 伴 互 动 的 社 会 游 戏 帮 助 儿 童 能 够 站 在 别 人 的 角 度 思 考 事 情, 调 整 自 己 的 语 言 或 沟 通 方 式 让 别 人 了 解, 并 通 过 同 伴 的 模 仿 和 挑 战, 展 开 更 卓 越 的 能 力 开 发 人 脑 交 互 则 更 是 利 用 信 息 技 术 让 人 在 自 身 或 他 人 的 意 象 世 界 中 遨 游, 模 拟 人 的 各 种 感 官 体 验 但 人 体 感 知 功 能 由 计 算 机 产 生, 无 法 像 现 实 功 能 性 游 戏 那 样, 来 增 强 儿 童 的 技 能, 如 手 眼 协 调 跑 跳 运 动 肢 体 平 衡 等 4 自 由 玩 耍 中 的 交 互 设 计 创 新 4.1 自 由 玩 耍 在 经 历 了 许 多 程 式 化 的 活 动 以 及 具 有 严 格 约 束 性 的 活 动 之 后, 许 多 儿 童 并 没 有 体 会 到 真 正 的 自 由 玩 耍, 而 自 由 玩 耍 在 许 多 专 家 看 来, 是 儿 童 与 生 俱 来 的 权 利 美 国 儿 科 学 会 的 研 究 表 明, 自 由 玩 耍 会 让 儿 童 受 益 无 穷 它 有 助 于 儿 童 变 得 更 具 有 创 造 性, 发 现 自 己 的 激 情 所 在, 发 展 与 他 人 和 谐 相 处 以 及 适 应 环 境 的 能 力 通 过 玩 耍 学 会 自 己 探 究 掌 控 环 境 给 他 们 一 些 时 间 和 空 间, 让 儿 童 试 着 自 由 玩 耍, 这 样 对 于 儿 童 性 格 的 培 养 大 脑 的 发 育 社 交 技 能 的 发 挥 以 及 自 信 [5] 心 的 培 养 都 是 很 有 好 处 的 需 要 注 意 的 是, 真 正 的 自 由 玩 耍 指 的 是 没 有 任 何 约 束, 而 并 不 是 说 儿 童 的 玩 耍 时 间 要 完 全 处 于 成 年 人 的 控 制 之 下, 能 够 鼓 励 儿 童 充 分 发 挥 自 己 的 想 象 力 的 游 戏 这 种 玩 耍 是 没 有 任 何 结 构 而 言 的, 儿 [6] 童 也 是 本 着 自 愿 的 原 则 去 自 由 活 动 当 然, 玩 耍 不 能 包 括 一 些 消 极 的 活 动, 比 如 说 玩 视 频 游 戏 玩 电 脑 或 者 看 电 视 4.2 自 由 玩 耍 中 的 交 互 设 计 元 素 自 由 玩 耍 中 的 交 互 设 计 应 从 传 统 的 设 计 物 到 设 计 行 为, 它 设 计 的 对 象 应 是 儿 童 的 活 动 自 由 玩 耍 包 括 有 形 的, 比 如 玩 具, 当 然 玩 具 也 只 是 物 玩 其 中 的 一 小 部 分, 也 包 括 无 形 的 游 戏 或 活 动, 通 过 游 戏, 儿 童 可 以 从 探 索 尝 试 多 感 官 体 验 等 多 种 渠 道 和 外 界 接 触, 并 自 外 界 将 互 动 经 验 内 化 成 学 习 成 效, 比 如 身 体 技 能 高 层 次 思 维 构 建 和 促 进 人 际 关 系 利 用 玩 游 戏 的 互 动 对 象 与 渠 道 的 方 式 描 述 交 互 设 计 分 类, 分 为 儿 童 和 物 的 交 互, 儿 童 和 环 境 的 交 互 以 及 儿 童 和 儿 童 的 交 互 自 由 玩 耍 中 交 互 设 计 最 核 心 的 因 素 有 儿 童 动 [7] 作 辅 助 工 具 环 境 和 目 的, 见 图 3 图 3 交 互 设 计 五 大 因 素 Fig.3 Interaction design 5 elements 4.3 基 于 传 感 技 术 的 辅 助 工 具 创 新 设 计 信 息 技 术 的 三 大 支 柱 除 了 计 算 机 与 通 信 技 术, 还 有 传 感 技 术 传 感 技 术 是 感 知 获 取 与 检 测 信 息 的 窗 口, 因 此 传 感 器 处 于 首 要 地 位 若 将 计 算 机 比 喻 为 人 的 大 脑, 传 感 器 则 可 以 比 喻 为 人 的 感 觉 器 官, 传 感 器 与 人 的 感 官 之 间 的 关 系 见 图 4( 图 片 摘 自 苏 艳 阳 的 相 关 文 献 ), 动 作 识 别 图 像 识 别 语 音 控 制 触 觉 交 互 热 感 应 地 理 空 间 跟 踪, 甚 至 透 过 传 感 器 可 以 量 化 那 些 超 出 人 类 五 感 的 东 西 图 4 传 感 器 与 人 的 感 官 之 间 的 关 系 Fig.4 Relationship between sensor and human sense
72 包 装 工 程 2015 年 1 月 通过基于传感技术的辅助工具创新设计 其中新 开发的软件 硬件都是实现相应动作的辅助工具 可 以激励儿童自发性投入和探索游戏 [8] 能够让个体在 主动学习的动机下获得重要的能力和概念 身心健 康 创意 自信心 同情心 想像力 社交能力 平衡感 时间空间观念 手指灵活度 逻辑思维 选择与判断能 力 语言表达能力等 4.4 设计案例 图 5 交互式 步径 图 6 交互式 闪光柱 Fig.5 Path Fig.6 "Flash pole" Susanne Seitinger 设计的交互式 步径 是现实随 境游戏器材融合传感技术的典型应用 它由两根木梁 游戏儿童 儿童被随机划分为抢夺者和保护者 从而 及一系列的压敏垫条组成 压敏垫条间的距离为 4 岁 形成抢夺队和保护队 其中一个保护者拥有虚拟的 幼儿的正常步长 每条压敏垫条都连接到两边木梁的 财宝 对于保护队而言需要保护财宝不被夺走才能胜 相应电机 当幼儿踩踏了压敏垫条 则电路贯通 相应 利 抢夺队只有当其中的抢夺者夺取了财宝 即将拥 两侧的电机开始工作 并带动附着物如彩条或铃铛进 有财宝的保护者转移到抢夺队中才算胜利 抢夺者 行旋转 见图 5 根据对自由玩耍的观察 在多样的环 的目标就是追到保护者并将他 她 转换成抢夺者 即 境中 幼儿除了踏步 跑动 跳跃和站立在多条压敏垫 加入抢夺队中 各队成员身份的转换可以通过手持 上外 翻跟头 爬行 滚球 推骑玩具车等可以触发多 装备的对接来实现 使用同样的交互技术 虚拟财宝 条压敏垫条的更多复杂活动也得以激发 幼儿们还将 可以在保护者之间转移 结合儿童心跳速率输入的 多个交互式 步径 器材连接在一起 以获得更长的路 生理反馈功能也应用于装备中 每个儿童穿戴有心跳 径交互体验 如作为火车开行的轨道等 传感器 在游戏中儿童心率能够被检测 如果心率超 Mathilde Bekker 设计的交互式 闪光柱 是将传统 过设定值 则儿童手持装备将会向其附近的敌对方发 玩耍场地打造成交互式场地的有益探索 其由玩耍场 出信号 泄露自己的身份 根据儿童自由玩耍分析 地中多个各自相距 3.5 m 的闪光柱体组成 每个闪光 通过引入传感技术增强交互体验 儿童能够更好地理 柱体上都有 3 个能够旋转和触压的彩色条带 分别为 解和沉浸于游戏中 积极的身体活动和多样的社会交 蓝色 红色和黄色 当彩色条带被旋转或触压时 相 往在游戏中得以激发 见图 7 应的闪光柱体便会出现一样的彩色灯光 其中触压彩 基于人体能力和设备内置能力的配合 能够实现 色条带只会开关闪光柱体的相应色彩灯光 旋转彩色 人体与可穿戴装备的交互模式 交互式可穿戴装备是 条带不仅会开关闪光柱体的相应色彩灯光 还会根据 以人为本 人机合一 理念的产物[9-10] 人体能力指人 旋转的程度形成额外的定时功能 在相应时间内无法 类本体与生俱来的能力 如动手能力 行走能力 语言 改变闪光柱体的灯光色彩 通过在室内场地环境中 能力 眼睛转动能力 心脏脉搏跳动能力以及大脑神 引入上述交互装置 儿童可创造出许多可能的竞争性 经思维能力等 设备内置能力指的是基于人体能力或 游戏 比如划分成两队的儿童中的一队试图将场地中 环境能力 通过内置传感器 集成芯片功能实现对应 所有的闪光柱体点亮成蓝色灯光 而另一队则试图将 的信息智能交互功能 根据国外相关设计评估 交互 所有闪光柱体点亮成红色灯光 见图 6 式可穿戴装备 如服装 配件等 见图 8 图片摘自百 一方面 传统游戏活动具有开放性 灵活性的特 度图库 有利于学龄儿童把握日常生活中自由玩耍 点 其通常由儿童本身和较少的游戏材料组成 需要 儿童投入身体活动和可以携带的基本物件 如圈 球 绳等 游戏的既定规则非常简单 甚至没有 完全由儿 童自己决定 但另一方面 游戏本身也需要积极创新 来增加交互体验 Remco Magielse 设计的交互式 心 跳 就是运用于 夺旗 游戏和 捉迷藏 游戏的合成游 戏中 其目的是加强传统游戏交互体验的便携式装 图 7 交互式 心跳 图 8 交互式可穿戴装备 备 游戏伊始 交互式 心跳 的手持装备随机分配给 Fig.7 "Heart beat" Fig.8 wearable accessories
第 37 卷 第 2 期 王 玮 : 基 于 传 感 技 术 的 儿 童 自 由 玩 耍 中 的 交 互 设 计 创 新 73 的 机 会, 激 发 身 体 活 动 和 挑 战, 在 不 同 现 实 环 境 中 自 由 玩 耍, 鼓 励 通 过 个 体 探 索 的 社 会 交 往 发 展, 这 也 代 表 了 未 来 真 实 场 景 中 体 感 游 戏 工 具 的 设 计 方 向, 如 在 我 国 大 众 创 业 万 众 创 新 时 代 下, 已 经 有 年 青 创 业 者 开 发 了 基 于 脑 电 波 技 术 的 现 代 意 念 控 制 游 戏 的 装 备 5 结 语 玩 耍 是 一 种 单 纯 的 快 乐, 是 童 年 弥 足 珍 贵 的 一 部 分 玩 耍 也 是 一 门 深 奥 的 学 问, 在 玩 耍 的 过 程 中, 方 向 感 空 间 时 间 的 掌 握 沟 通 技 巧 如 何 与 他 人 相 处 如 何 解 决 问 题 等 知 识 能 力, 都 在 不 知 不 觉 中 成 了 儿 童 的 囊 中 物 从 今 昔 儿 童 玩 游 戏 的 比 较 来 看, 儿 童 游 戏 基 本 能 力 需 要 加 强 自 由 玩 耍 中 物 玩 境 游 人 戏 都 是 重 要 的 策 略 与 媒 介 通 过 在 自 由 玩 耍 交 互 设 计 中 基 于 传 感 技 术 的 辅 助 工 具 的 创 新 设 计, 将 加 强 儿 童 交 互 体 验, 促 进 基 本 游 戏 能 力 的 提 高 这 同 时 也 是 作 为 我 国 新 常 态 下 经 济 发 展 的 新 引 擎 大 众 创 新 创 业 中 可 以 开 拓 的 新 领 域 参 考 文 献 : [1] UZOR S,SKELTON D.Senior Designers: Empowering Seniors to Design Enjoyable Falls Rehabilitation Tools[C]. Austin:Proceedings of the Thirty-first ACM SIGCHI Conference on Computer Human Interaction,2012. [2] 黄 薇, 吴 剑 锋. 发 展 多 元 智 能 的 儿 童 户 外 游 乐 设 施 创 新 设 计 探 究 [J]. 装 饰,2012(11):116 117. HUANG Wei,WU Jian-feng.Exploration of Innovative Design on Childrens Outdoor Recreation Facilities for Multiple Intelligences Development[J].Zhuangshi,2012(11):116 117. [3] 冯 鸣, 包 海 默, 李 尚 婕. 以 亲 密 育 儿 理 论 为 基 础 的 儿 童 玩 具 设 计 实 践 [J]. 包 装 工 程,2013(8):71 74. FENG Ming,BAO Hai-mo,LI Shang-jie.The Children s Toys Design Based on the "Intimate Parenting" Theory[J]. Packaging Engineering,2013(8):71 74. [4] 罗 晔, 陈 炳 发. 玩 具 环 境 与 儿 童 探 索 性 行 为 的 交 互 关 系 研 究 [J]. 人 类 工 效 学,2010(3):10 13. LUO Ye,CHEN Bing-fa.Research on the Interaction of Toy, Social Interaction and Children s Exploratory Behavior[J]. Chinese Journal of Ergonomics,2010(3):10 13. [5] VEITCH J,SALMON J,BALL K.Individual,Social and Physical Environmental Correlates of Children s Active Free-play:a Cross-sectional Study[J].Behavioral Nutrition and Physical Activity,2010(11):1 10. [6] ROSALES A.Collective Creation of Games Using Free Play Technologies[C].Barcelona:IDC 10 Proceedings of the 9th International Conference on Interaction Design and Children, 2010. [7] 辛 向 阳. 交 互 设 计 : 从 物 理 逻 辑 到 行 为 逻 辑 [J]. 装 饰,2015 (1):58 62. XIN Xiang-yang.Interaction Design:From Logic of Things to Logic of Behaviors[J].Zhuangshi,2015(1):58 62. [8] 王 玮. 我 国 幼 儿 园 室 外 游 戏 器 材 的 创 新 设 计 [J]. 包 装 工 程, 2015,36(2):88 91. WANG Wei.Our Kindergarten Outdoor Game Equipment Design Innovation[J].Packaging Engineering,2015,36(2): 88 91. [9] 孟 磊, 刘 渊. 基 于 交 互 技 术 的 学 龄 前 儿 童 智 能 服 饰 设 计 研 究 [J]. 艺 术 百 家,2011(5):231 234. MENG Lei,LIU Yuan.Intelligence Dress Designed for Babies Based upon Interactive Technology[J].Hundred Schools in Arts,2011(5):231 234. [10] PAGLIARINI L,LUND H.Wearing the Playware[J].Artificial Life and Robotics,2011(4):381 384.