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電機系師生聯手發明「Kinect體感互動智力訓練與復健系統」 開啟遊戲軟體轉型復建最佳工具 目前已申請專利 
文/李渼詩     【2013/10/21】友善列印
中國文化大學電機系主任李克怡教授指導學生聯合發明的「Kinect體感互動智力訓練與復健系統」,可提供復建醫療,開啟以軟體設計互動的復建科技,日前獲聯合報採訪報導。李克怡教授說,體感(Body-sensing)系統是一種新式的科技,它不需要手持遙控器即可隔空操作電腦或電器產品,或是與其產生互動,成為現代化「智慧型生活」的主要科技項目之一,體感系統目前除了應用在Xbox遊戲機之外,現在將可以正式運用在醫療復健方面,達成復健功能。

現有的體感醫療復健系統仍然有許多不足之處,例如對中風病人而言,目前的系統只能讓其身體四肢作機械式的簡單動作,而忽略病人智力也可能逐漸呈現退化狀態,因此也需要適當的訓練。有鑑於結合智力訓練與肢體復健的體感系統仍然付諸缺如,文化大學電機系系主任李克怡教授便與系上同事逄霖生助理教授共同指導4位大學部專題學生傅柏文、姚志龍、陳家偉、謝京成,一同開發「Kinect體感互動智力訓練與復健系統」軟體,將智力訓練的元素加入,可改善上述缺失,目前已開發完成雛型版(Beta version),除了正在申請專利之外。

Kinect體感互動智力訓練與復健系統主要包含「迷宮遊戲」與「一筆劃完成繪圖遊戲」兩個主要部份的遊戲型態程式,再加上其他兩個較小遊戲─「畫圓遊戲」與「出界擊擊樂」。而兩個主要遊戲的型態類似現在最流行的Candy Crush Saga,可讓復健的病人不會覺得復健過程很無聊而願意一關一關的破解下去,以達成復健的效果。其中,迷宮遊戲的原理較簡單,電腦螢幕先出現較容易通過的迷宮。

復健的病人則需舉起手控制螢幕上的游標從迷宮入口走到出口,當手不穩而使得游標碰觸到迷宮通道的邊界時,螢幕則會出現變色與聲音其效果類似「電流擊擊樂」遊戲;而當游標成功到達迷宮出口時,電腦螢幕會記錄遊戲時間與碰觸到迷宮通道邊界的次數,此時復健病人可選擇進入下一個較難的關卡繼續玩迷宮遊戲。而一筆劃完成繪圖遊戲就是數學上著名的「尤拉環路(Euler’s cycle)問題」,復健的病人必須舉起手控制電腦螢幕上的游標從起始點出發,延著某種圖形的各頂點間之連線前進,最後需回到起始點,但各頂點間之連線都必須走過且只能走一次,否則就算失敗。而走錯路線時可看解答或重新開始,至於成功者除了可選擇進入下一個關卡之外,也可選擇留在原來的關卡以尋找另外的路徑走法,此時電腦螢幕也會記錄遊戲時間與走錯的次數。

尤拉環路問題其實是一般大學電機資訊科系課程「離散數學(Discrete mathematics)」與「圖形理論(Graph theory)」的主要授課內容,電機系主任李克怡教授與逄霖生助理教授曾先後教過離散數學,都覺得此問題可用來訓練復健病人的思考能力,因此決定帶領學生將它寫成程式,作為智力訓練的基礎。

文化大學電機系師生所開發的Kinect體感互動智力訓練與復健系統,除了適合中風病人或運動傷害患者做復健以防止四肢僵硬外,也適合預防老人癡呆與開發幼兒智力之用。目前也請文大體育系的運動員作測試,希望能加入更多的功能以改進其功效,並希望能找到有興趣的醫療院所與廠商合作測試並予以商品化。


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