墨西哥研发虚拟现实游戏 借传感器助力神经康复治疗

参与者在一款游戏中戴上配备传感器的手套后,就可通过手掌张合来控制游戏中的人物。另一款游戏中,参与者扮演守门员角色,根据显示屏中射门点出现位置,通过手臂传感器就可在游戏中防守扑救。

  虚拟现实技术是利用计算机生成模拟的真实环境,并通过传感器将患者的动作和环境,与任务结合到一起。在近几年,它被应用到康复医学领域中。虚拟现实技术具有沉浸感、交互性和构想性的特点。可以使应用者在使用时有身临其境的感觉,并沉浸在“真实的”虚拟环境中。

墨西哥研发虚拟现实游戏 借传感器助力神经康复治疗

7月30日,在墨西哥首都墨西哥城,一名参与者测试虚拟现实游戏。资料图

  日前,墨西哥国立自治大学科研团队研发出多款基于虚拟现实技术的游戏,可帮助上肢运动功能障碍患者开展神经康复治疗。在该大学细胞生理研究院下属实验室,参与者在一款游戏中戴上配备传感器的手套后,就可通过手掌张合来控制游戏中的人物。另一款游戏中,参与者扮演守门员角色,根据显示屏中射门点出现位置,通过手臂传感器就可在游戏中“防守扑救”。

  据研究人员介绍,他们已研发了8款游戏,配套应用不同感应器,包括符合人体工程学的鼠标和应用虚拟现实技术的取景器等。目前,实验室正针对患者展开为期6个月的试验,每名患者每次将接受30分钟传统疗法和40分钟游戏疗法。

墨西哥研发虚拟现实游戏 借传感器助力神经康复治疗

现场资料图

  实验室负责人安娜·埃斯卡兰特说,这项研发旨在辅助患者开展神经康复治疗,而非完全取代传统疗法。

  现阶段,在我国的康复治疗中,针对患者的康复训练主要以康复医生手法操作为主,辅助以一些器械进行训练,这样的训练对康复医生的要求很高,同一时间一名康复医生只能训练一名患者,且在治疗过程中,医生易产生肌肉劳损等疾病。对于患者而言,这样的训练枯燥又无聊,注意力也大都在自己的疼痛和功能受限上,主动参与的欲望很小,甚至对康复训练产生恐惧而停滞不前。

  利用虚拟现实技术训练,可解决这些问题,使用计算机生成一些有趣的娱乐性的小游戏或旅游场景让患者参与其中,并在完成任务后给与奖励。这个技术在操作时涉及感觉输入,大脑对信息的判断和整合,神经对运动的有效支配等,在完成任务的过程中,患者会不断得到反馈,促使运动模式不断调整,从而形成优化的神经网络和运动程序。游戏中还会涉及精美的画面,优美的音乐和正向的反馈等刺激,转移患者对病痛的注意力,可以使患者在心理上降低对训练的恐惧感,从而达到尽快康复的效果。

  延伸阅读:人类与虚拟现实互动被论证可行

  日前,英国自然科研旗下《科学报告》发表的一项原理论证研究,利用一种轻量手套可以与虚拟现实互动,提供触觉反馈,让佩戴者深切感受并握住虚拟对象。这种手套利用传感器探测佩戴者的动作,再利用致动器提供物理反馈(借由振动等机械刺激),使佩戴者感受虚拟现实中的对象。虽然之前研发出来的致动器,已能准确再现虚拟对象的纹理,但是却无法提供有关其形状的信息。

  韩国科学技术研究院的科学家团队此次研发的这种手套系统,允许佩戴者操控一只虚拟的手捡拾虚拟现实中的物体,并感受其形状。当佩戴者用手拾起一件物品,在本例中为一个虚拟的国际象棋中的马,手指动作会被手套的传感器探测到。传感器收集到的数据通过蓝牙传输到软件程序中,软件程序在屏幕上再现虚拟手的相应动作。

  抓取虚拟对象会触发一系列软硅树脂致动器,当致动器接收到来自虚拟现实环境的信号,致动器内的空气移动并扩张中心处的硅树脂。佩戴者的指尖感受到发生膨胀的硅树脂,就像碰触到虚拟对象一样,从而可以感受到虚拟对象的形状,进而将其拾起并握住。

  之前的致动器需要庞大的外部空气压缩机,而此次的手套系统则不需要。研究人员认为,通过与不同的软件相连,这一手套系统或能应用于不同的虚拟现实环境中。

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