本体感觉运动游戏硬件/软件系统的开发

身体平衡能力是人类活动的关键因素。本体感受（Proprioception）是身体各部分的相对位置感觉和运动中所使用的力量对平衡尤为重要，可以通过各种学科进行训练。然而，传统的工具有时很无聊，很难在实现既定培训目标时正确使用。运动游戏是使用智能工具进行体育锻炼和视频游戏的结合，可以通过提供乐趣和动力来帮助克服这些问题。然而，文献中缺乏研究如何将本体感觉训练工具整合到结合有效性和享受的严肃游戏中的论文。

在这里介绍一种用于健身房和一些健康相关应用的设备，并提出了一种用于本体感觉训练的运动游戏系统。该系统包括一个平衡板，它被用来作为一个特别开发的简单3D视频游戏的运动控制器。该系统旨在提供愉快的训练，通过模拟下坡滑雪来促进平衡运动。在生态环境中对40名健康参与者进行了用户测试，验证了分数计算并测试了系统的有效性。评估涉及用户表现和游戏体验问卷。通过将用户的表现映射到平衡能力，得出的结果显示，玩家使用平衡板的能力在统计上有显著提高。用户还报告了积极的游戏体验。

平衡板是健身房和运动休息室的常用工具，用于本体感觉训练。平衡板非常适合脚踝受伤后的治疗性锻炼，这在运动员中很常见，尤其是在滑雪、单板滑雪、网球和高尔夫中。此外，在日常活动中，平衡训练对健康人也很有用。有了足够的平衡训练时间，大脑能够更有效地对感觉做出反应。根据，平衡板训练显著提高了平衡能力和肌肉力量。

平衡板是物理治疗师用来修复脚踝和膝盖受伤的工具之一，尤其是运动员。更一般的、全面的、功能性的运动事实上，它被认为是健康的核心，严肃游戏越来越多地被纳入体育锻炼活动。

由于平衡板的精致设计，保持平衡是一项挑战。该板有一个刚性表面，位于下面的圆形圆顶上。为了保持它的稳定，使用者必须在沿着板的中心调整身体重心的同时，利用自己的本体感觉。与平衡板练习是一项相当枯燥的练习，这可能会导致沮丧。由于电子游戏可以增加乐趣，我们考虑开发一个集成平衡板的锻炼游戏平台，目的是提供令人愉快的平衡练习。据我们所知，鉴于严肃游戏中的集成，这是首次尝试用传感、计算和通信功能丰富体育锻炼设备的尝试之一。

文献中缺乏研究如何将这些设备整合到一个既有效又享受的严肃游戏中的论文。因此，需要解决了5个主要的研究问题，即:1）如何在平衡和本体感觉方面改善用户体验。2）严肃游戏的设计是否能支持平衡板等典型本体感觉工具的正确有效使用？3）这种游戏的主要基本特征/机制是什么？4）通过严肃游戏使用平衡板是否有改进？5）整体用户体验是否积极？

意大利热那亚大学DITEN ELIOS实验室的研究人员开发本体感觉运动游戏硬件/软件系统，研制出一种改善本体感觉的培训采用新的、有效的方法和工具。这是一个实验性的硬件和软件系统，旨在支持平衡板的有效和愉快使用，因为市场上的类似系统缺乏严肃性或娱乐性。该系统由一个从平衡板中提取动态的设备和一个简单的3D严肃游戏组成，该游戏为玩家提供正确使用工具的刺激。然后，我们在生态环境中设计并执行了一项实验，解决了上述三个RQ。在实验中，连续的试验中测试了用户的表现，并通过问卷收集了反馈。

面向平衡的应用程序和练习游戏已在各种背景下开发和提出，特别是作为基于惯性传感器的商用现成游戏。在两个荷兰康复中心进行了一项试点可行性研究，将自行开发的平衡问题练习游戏的游戏体验与商用平衡游戏进行比较。这项研究的特点是一个由动力装置跟踪的狮头狮骑视频游戏。一款名为《激流勇闯》的商业平衡游戏被用于比较。研究结果表明，在专注于康复训练的同时，开发一款有趣的游戏是一个巨大的挑战研究预览了一项关于在定制Wii平衡板练习游戏中嵌入临床相关平衡评估的可能性的调查。游戏的测试环节包括27名成年人。练习游戏基于电脑游戏，玩家利用他们的平衡（沿着前后平面移动）来移动桨来拦截球。该研究发现，在练习游戏中客观评估功能平衡的临床相关指标是可能的。这些发现基于游戏中获得的结果，这些结果被评估为与功能平衡的相关临床测量相关。在相关的背景下，通过网络应用程序进行平衡训练的基于家庭的康复，

SilverBalance是一款锻炼游戏，为老年人提供两项平衡任务（坐着和站着），均使用任天堂Wii平衡板。游戏中包含需要避免的障碍。该系统使用游戏的隐喻来促进姿势不稳定治疗期间患者的动机和参与。基于姿势评估的系统结果显示了对稳定性测量的一致估计。可以以不同于传感板的不同形式获取运动捕捉。一种低成本的深度传感相机被用于在电脑上提供全身跟踪。该跟踪用于控制商业视频游戏中的全身动画虚拟角色。目的是开发一种基于游戏的交互式康复工具，用于成年人的平衡运动。这款游戏是为了使用微软Kinect传感器训练伸展和重量转移而开发的。评估显示，这款游戏有可能成为康复工具。介绍了将步进动作融入基于VR的锻炼游戏的玩法。它设想，通过各个方向的恢复步运动进行平衡训练，可以降低老年人的跌倒风险。得出的结论是，惯性传感器的使用可以比基于摄像机的系统提供的肢体运动检测更准确地检测正在执行的步骤。上述商业游戏是以平衡为目标的游戏的优秀例子。然而，它们并不涉及任何特定治疗设备的使用。

有些游戏缺乏动机/吸引力，而另一些游戏缺乏乐趣。一些人依赖商业和昂贵的技术，另一些人则专注于治疗性运动，以至于不适合健康人。Sensamove是一款高级锻炼游戏，补充了中使用的平衡板上用户锻炼的分析和跟踪。该软件能够灵敏地记录用户的动作，提供有关身体稳定性、反应时间和潜在失衡的信息。