超越被动监测：支持家庭身体活动的触觉交互设备系统综述

文献标题

Beyond Passive Monitoring: A Systematic Review of Tangible Interactive Devices that Support Home-Based Physical Activity

出版信息

• 主题领域: 促进家庭环境中身体活动的可触交互设备。
• 关键词: 可触交互、身体活动、家庭锻炼、行为改变技术、反馈机制、习惯养成、嵌入式系统、可穿戴设备、机器人、多感官反馈。

背景与问题

• 问题/挑战: 当前用于促进家庭环境中身体活动（PA）的技术主要依赖于被动监测（如可穿戴设备、应用程序），缺乏必要的吸引力和激励元素，难以实现持续的行为改变。对于可触设备如何有效支持家庭环境中的身体活动和习惯养成的理解仍然有限。
• 重要性: 身体活动不足是一个全球性的公共健康问题，会导致肥胖和慢性疾病。家庭环境中的身体活动技术可以解决便利性和可及性等障碍，尤其是对于行动受限或生活方式久坐的人群。
• 动机与相关工作: 以往的综述主要集中于软件应用、可穿戴设备或特定技术，通常强调感知精度等技术方面。然而，这些综述缺乏对设备层面特性、反馈机制和与习惯养成相关的行为改变技术（BCTs）的深入洞察。本研究旨在填补这些空白。

解决方案

• 提出的方法: 对21项关于家庭环境中身体活动的可触交互设备的研究进行系统性综述，重点分析其设计特征、反馈机制和嵌入的BCTs。
• 创新点:
  1. 综合描述设备和传感器配置及其反馈策略。
  2. 确定主导的BCTs（如向环境中添加物体、提示/线索）及其在习惯养成中的有限应用。
  3. 提供适合家庭环境的系统设计指导，包括固定的有氧微循环、分层提示和多感官反馈。
  4. 提出促进持久行为改变的方法议程。
• 过程与关键技术:
  • 按照PRISMA指南系统识别、筛选和分析研究。
  • 从五个维度对设备进行编码：研究特征、目标人群、技术规格、反馈机制和BCTs。
  • 对设计原则和评估方法进行主题分析。

结果

• 具体发现:
  • 嵌入式系统（48%）占主导地位，其次是可穿戴设备（38%）、机器人（14%）和混合系统（10%）。
  • 反馈主要以视觉为主（90%），其次是音频（57%）和触觉（14%）。
  • 常见的反馈触发因素包括性能偏差（48%）、任务完成（48%）和计划/情境提示（33%）。
  • BCTs如向环境中添加物体（80%）、行为反馈（67%）和提示/线索（40%）较为常见，但习惯养成技术较少。
• 相较基线的优势:
  • 可触设备在提高身体表现（如步行速度、运动技能习得）方面优于仅视频方法。
  • 用户认为可触系统比基于屏幕的替代方案更具吸引力和激励性。
• 实验/评估:
  • 研究涉及多样化人群（如老年人、脑瘫儿童）和活动（如力量、平衡、步行、舞蹈）。
  • 评估方法包括可用性测试、访谈和定量测量（如移动性评分、任务完成率）。
  • 大多数试验为短期（≤8周），限制了对长期行为改变的洞察。
• 局限性与未来工作:
  • 对习惯养成和长期维护的关注有限。
  • 很少有研究测试设备在反馈撤回或减少后的有效性。
  • 未来工作应探索分布式系统、分层反馈以及多用户家庭中的隐私问题。

总结

本系统性综述强调了可触交互设备通过将反馈和行为改变技术嵌入日常生活中来支持家庭环境中身体活动的潜力。嵌入式系统因其与家庭环境约束的契合性而占主导地位，而反馈机制主要集中于实时指导，对习惯养成的支持有限。综述指出了在长期行为改变方面的不足，并提出了设计优先事项，如分层反馈、多感官交互和分布式设备生态。这些见解旨在超越被动监测，推动与家庭环境无缝集成并促进可持续身体活动习惯的系统发展。