健康食品和营养素的消费在世界范围内并不理想，特别是在低收入和中等收入国家。虽然每天摄入的不健康食品(如红肉和加工肉类以及含糖饮料)超过了最佳消费水平，但每天摄入的健康食品(如水果、蔬菜、谷物、坚果、种子和纤维)远低于全球推荐水平[ 1］．富含水果、蔬菜和全谷物的饮食的重要性不应被低估[ 2］．植物性饮食预防癌症[ 3.]和心血管疾病[ 4]，水果和蔬菜的消费与增加的幸福感、生活满意度和心理健康有关[ 5- 7］．相比之下，饮用含糖饮料则与肥胖增加、长期体重增加和糖尿病风险增加有关[ 8- 11］．东南亚人口对谷物、豆类、水果、蔬菜、坚果和种子的消费量很低，而对加工肉类、含糖饮料、反式脂肪和钠的消费量很高[ 1］．这个地区的青少年对水果和蔬菜的消费量特别低[ 12］．

旨在提高青少年营养和健康行为知识的干预措施可以利用新技术自我监测饮食，并对表现进行反馈[ 13， 14］．年轻人是手机应用程序、游戏和社交媒体的早期使用者，他们深受同龄人规范的影响。 13， 15， 16］．来自各个收入水平国家的青少年现在都广泛使用移动电话和电脑[ 17- 19］．基于app的营养干预措施的实施在改善这一人群的饮食质量方面具有巨大潜力，但其影响尚有待证明[ 17］．

越南是一个营养转型的国家，食品供应、食品价格、家庭支出、饮食和营养结果都发生了巨大变化[ 20.］．我们之前审查了越南市场上可用的可作为营养干预工具的应用程序[ 18］．大多数应用程序都专注于追踪和改变食物选择，最终目标是减肥。 18］．食物消费量通常是通过从下拉菜单中分别搜索和选择每种食物和饮料及其份量来跟踪的[ 18］．这被认为是非常耗时的，甚至有兴趣改变饮食习惯的越南青少年也停止使用这些应用程序[ 18］．目前还缺乏免费的、用户友好的应用程序来改变饮食质量。 18］．我们还进行了文献综述，详细描述了用于营养干预的电子健康和移动健康技术[ 18］．促进青少年健康饮食的干预研究往往忽视了保持参与者参与的技术，导致参与者参与度低和辍学率高[ 18］．对这些干预措施的坚持在文献中鲜有报道[ 18］．

我们的目标是开发一款具有人工智能(AI)技术的新应用程序，以识别食物的图像，可以使用游戏化的轻推来跟踪和影响越南青春期女孩的食物选择质量。以前基于食物图像识别的应用程序已经成功地估计了食物中的碳水化合物含量，其准确度高于个体，预测了血糖动态，并有助于改善糖尿病自我管理[ 21- 23］．首先，我们建立了食物数据库和图像库:(1)建立了优先食物的食物清单;(2)食物的准备、烹饪、分级拍照;以及(3)注释图片并将其链接到食品数据库。其次，我们使用带注释的图片来训练一个语义分割模型来识别食物和估计分量大小(AI模型开发的细节正在其他地方审查中)。第三，我们发展了 食品识别协助和助推洞察(FRANI)应用程序，其中包括:(1)与用户进行形成性研究(2轮焦点小组讨论[FGDs])，以开发其界面;(2)根据饮食数据采集的2种金标准形式:24小时召回和称重食品记录，验证图像识别AI技术;(3)将经过验证的人工智能技术与用户界面集成。这个应用程序是由我们团队的工程师开发的。

本研究旨在检验FRANI原型的可接受性、可用性和可爱性。我们的三个具体目标是获得以下方面的定性输入:(1)以个人和团队为基础的日常饮食目标的可接受性，以激励更健康的食物选择，(2)图像捕捉功能的可用性和可爱性，以及对用户的反馈(徽章、通知和统计数据)的可爱性，以及(3)利用参与者的输入来改进用户界面设计和功能。我们假设FRANI是可接受的、可用的、可爱的。

我们在越南阮泰市对32名15至17岁的少女进行了两轮FGDs研究。第一轮FGDs的目的是开发FRANI原型，第二个目的是了解其可接受性、可用性和可爱性，并做出改变，以改善其饮食目标、摄像头和反馈(徽章、通知和统计数据)。我们特意选择了一所与研究团队关系良好的城市公立高中。所有12年级学生都被排除在外，因为他们将在招募期的几个月内毕业，这可能会影响后续的研究。其余2个年级(10年级和11年级)各随机抽取2个班，4个班各随机抽取8名女生(25%)。

学校老师联系了他们，并根据他们的学年和专业(社会科学和语言vs自然科学和生物科学)将他们分为4个fgd，每个fgd有8名参与者。最初选择的两个女孩没有参加，因为她们的父母认为这项研究需要时间，而且会影响她们的学习。另外随机选取了2名青少年，替换那些拒绝参与的青少年。随机化导致参与者的样本，不同的学习成绩和社会经济特征描述 表1．研究设计和结果报告基于内容分析、基础理论和定性研究报告综合标准，其中包括32项访谈和FGDs检查表[ 24］．

共有2名研究人员在分析先前FGDs中出现的主题内容的基础上设计了一份半结构化问卷[ 18］．问卷进行了试点测试，并根据试点参与者的反馈进行了修改。随后，越南国家营养研究所一名拥有博士学位和定性方法经验的女性高级研究员用越南语为FGDs提供了便利。此外，来自泰国阮药科大学预防医学系的2名女性研究人员协助做笔记、录音和计时。在进行fgd之前，研究人员并不认识这些参与者。每次FGD耗时约2小时，所有访谈均于2020年11月完成。另一位研究人员对数据进行编码。

研究人员展示了FRANI原型的线框图( 图1A-1I, 多媒体附件1)，并附有简短的说明，指导参与者探索项目提供的智能手机的核心功能。参与者在指导下选择基于个人的饮食目标，并讨论每个目标选项的可接受性。这些目标的3组食物(蔬菜，全谷物和蛋白质)从列表中选择 文本框1．在选择目标后，参与者使用FRANI原型中的相机工具拍摄并上传食物的照片，然后从FRANI原型中获得反馈。主持人提出了关于可接受性、可用性和可爱性的问题，如 文本框2．FGDs是在学校参与者的研究中进行的。

所有的FGDs都被录音并逐字抄录。现场记录和采访者的观察也纳入了笔录。研究小组对早期访谈的转录数据进行了审查和讨论，以确定数据探索中的差距，这些差距可以在随后的访谈中进一步调查。第四次FGD没有产生新的信息，表明理论饱和。所有的成绩单都被翻译成英语，并由一名精通英语和越南语的高级研究员随机检查。

使用NVivo(版本11;QSR国际)软件[ 25］．这些主题是FRANI原型基于个人和团队的饮食目标的可接受性;FRANI原型相机的可用性和可爱性;反馈的可爱度，包括徽章、通知和统计数据;以及图形设计的可爱性。笔录没有退还给参与者以供评论和更正，对同一组人的采访也没有重复。每次FGD持续约2小时。

fgd的方法和材料由国际粮食政策研究所(协议代码00007490)和阮泰国立医院(协议代码274/ĐĐĐ-BVTWTN)的机构审查委员会批准。所有参与者都同意参加，他们的父母也同意他们参加。参与者的报酬是5万越南盾(2.14美元)。所有程序都是按照《赫尔辛基宣言》执行的。

总体而言，参与者对健康饮食很感兴趣，但却觉得自己没有能力做出健康的食物选择。所有参与者都表示，FRANI应询问体重和身高、病史以及健身和健康目标。在这些信息的基础上，应建议同时考虑食物群的质量和数量的个性化、合适的饮食目标:

大多数参与者只会使用可以帮助他们实现健身目标的应用程序，因此对设置增重或减重和增强肌肉等目标的功能的需求很高。他们说，FRANI应该建议用户应该制定什么样的饮食目标，以实现他们的健康和健身目标，并指出每顿饭缺少哪些食物组、营养素和卡路里:

其他评论表示，在多个目标中做出决定很困难，一些人说，FRANI应该选择他们的饮食目标。他们还表示，FRANI应该提供关于每种食物组中含有哪些食物的信息，以避免误解。FRANI被认为是一款更适合帮助增重而不是减肥的应用，因为实现多个目标获得奖励会让人吃得更多。

基于团队的目标包括 吃水果， 吃蔬菜, 喝6杯水．在主屏幕的底部，有一个活动目标的进度条，每周的每一天都有一个方框( 图1H, 多媒体附件1)．如果团队成员当天达到了目标，他们就会被检查。例如，如果一名用户选择加入一个基于团队的目标，即每天吃水果，那么他们将与其他选择实现相同目标的用户分组。如果个人用户实现了当天的团队目标，他们将选中复选框，将其变为绿色，如果没有，则保持红色。参与者喜欢组队比赛的想法。一些与会者建议增加搜索引擎，通过名字查找用户，邀请联系人加入FRANI，并接受友谊建议，这样他们就可以有朋友作为队友。

一些参与者对基于团队的目标比基于个人的目标更感兴趣，他们说竞争可以激发动力，建立联系，并促进社会支持。他们希望在团队目标方面有更多的选择，因为团队目标被认为很容易实现:

他们希望看到团队成员的个人排名，成绩最低的在底部，成绩最高的在顶部:

许多人声称，成绩不佳会让他们更加努力，他们不担心来自同龄人的压力。

许多参与者表示，只要FRANI有助于改善他们的饮食质量，家庭就会支持使用。但是，有人提出了若干挑战。FRANI的第一个可用性障碍是FRANI相机窗口的尺寸，它被认为太小，无法捕捉整个家庭食物托盘的图像( 图1D, 多媒体附件1)，因为在越南，用餐通常是集体提供的。另一个被认为的可用性障碍是，家庭成员在开始吃饭之前需要等待完全拍照的过程，这很不方便。此外，在大多数家庭看来，把他们吃的东西与家庭其他部分分开是不尊重的，尤其是在有老年人、客人在场的情况下，以及在餐馆里。

另一个可用性限制是，参与者不知道他们在共享家庭聚餐时吃了多少:

同样，在拍摄和上传照片后，他们可能会摄入额外的食物。因此，参与者要求更宽的相机框架和功能，以数字方式区分用户所吃的东西。最后，参与者关心的是图片能在多大程度上说明食物:

他们还谈到了给包装内的食物拍照的困难，比如薯片。他们建议FRANI识别食品包装。他们还希望能够在饭后将食物照片上传到应用程序中，以避免等待其他家庭成员或在无法上网的情况下带来的不便。为了节省时间和手机内存，他们更愿意为多顿类似的饭记录相同的照片。

参加者表示，他们希望FRANI立即就所吃食物的数量和质量提供反馈，包括指示哪些食物是不健康的，以帮助他们在下一餐做出更健康的选择:

一些人说，他们宁愿收到一个简短的通知，提醒他们为了实现个人饮食目标还需要吃什么，也不愿在晚上收到一份关于饮食摘要的每日报告。他们说，FRANI还应该在每天结束时通知用户没有达到的饮食目标，并提醒他们在吃饭时拍照。其他人则希望选择一天中接收通知的时间。

徽章，或个人和团队为基础的饮食目标的视觉表现( 图1E, 多媒体附件1)，是一种可以在活动屏幕上与FRANI朋友分享的反馈形式( 图1F, 多媒体附件1)．徽章系统从青铜到银到金，条纹徽章表彰连续几天的高饮食多样性。他们喜欢徽章系统，但更喜欢每天只领取一枚徽章:

参与者喜欢朋友可以做出反应(发送 心)，他们在动态中分享了自己的徽章，并同意不应该允许评论以避免网络欺凌( 图1F, 多媒体附件1)．

研究人员还用简单的图表向参与者展示了食物摄入量的统计数据，这些图表旨在将认知负荷降至最低[ 27］．大多数参与者都理解由FRANI原型计算的3种不同的饮食评分，如中所解释的 多媒体附件2［ 28， 29］．参与者喜欢个人目标饮食评分的每日统计数据( 图1我, 多媒体附件1)．他们建议用图表来显示用户是否达到了目标，包括每种食物吃了多少，以及他们还需要吃多少才能实现目标。他们希望在FRANI中永久保存每日统计数据的历史。

与会者希望FRANI原型机的平面设计更丰富多彩，图标更明亮。徽章的图案设计被认为缺乏吸引力( 图1E和1G， 多媒体附件1)．参与者在FGDs期间记录的任何食物都显示一个西瓜图标作为徽章( 图1克, 多媒体附件1）;因此，他们认为FRANI原型不能正确识别食物。这不是识别错误，而是不清晰的图形设计。他们建议每种食品都应该有自己的区分标识。他们还指出，平面设计应该更加直观。加上( +)图标，用于在主界面拍照( 图1一个, 多媒体附件1)应该被一个相机图标所取代。

这项形成性研究调查了一个基于人工智能的游戏化手机应用程序原型的可接受性、可用性和可爱性，以跟踪和改善越南青春期女孩的食物选择的营养质量。FRANI原型的设计目的是通过考虑潜在用户的能力和机会来自我监测和影响食物选择[ 30.］．我们加入了游戏元素，如设定饮食目标和提供表现反馈，包括徽章系统、通知和统计数据，以激励应用的使用。 31- 35］．我们还添加了社交媒体的元素，比如与其他用户分享信息、新闻推送，以及对他人发布的内容做出积极反应的可能性。 34］．4个ffg的参与者提供了对应用原型的反馈，告知平台设计师他们的期望[ 36］．

大多数参与者之前都尝试过使用各种营养和健康应用程序来跟踪身体活动、饮食和健康状况。然而，他们在下载后的几周内就删除了这些应用程序，原因是电池消耗过多(例如，计算步数)，完成所需任务花费的时间过多(例如，记录食物消耗)。青少年更喜欢那些专注于改变行为的应用程序，这些应用程序可以帮助他们立即实现可能不健康的健身目标(例如，快速减肥)，而不是专注于健康益处(例如，改善饮食多样性)。这与的思想是一致的 年轻的不败文献描述:青少年倾向于选择不健康的食物，因为他们在生命阶段患病的可能性较低[ 37］．FRANI经过精心设计，避免加剧这种趋势。我们选择通过加强对目标的理解来鼓励用户继续使用这款应用。 34以及通过增加健康食品选择的显著性。

参与者接受了大部分与蔬菜、蛋白质和全谷物消费有关的FRANI饮食目标。在FRANI的更新版本中，未被理解的饮食目标的语言发生了变化( 图2， 多媒体)．一些参与者更喜欢FRANI根据病史和人体测量特征来分配目标，而不是自己选择饮食目标。这是因为他们正确地认为自己不了解营养，无法做出优化健康和健身的选择。尽管他们在制定适当的饮食目标方面缺乏信心，但FRANI的设计期望，只要每天改变饮食目标，并实现目标，就可以实现既定的目标，从而提高饮食质量[ 18］．此外，通过设定具体的目标来培养习惯的好处[ 38可能会被这一过程的自动化所破坏。因此，FRANI的更新版本并没有建议用户的饮食目标。这是用户说他们想要的东西与研究目标和理论之间不一致的一个例子，这个问题以前在文献中已经描述过[ 39］．

根据参与者的建议，FRANI的图像识别软件的更新版本估计食品和饮料的重量，并提供数量反馈。然而，目标设置是纯定性的，因为保持简单性可能对用户体验很重要。FRANI的更新版本还包括信息页，其中包含信息图和对食物组、目标、分数和实现目标的健康影响的详细解释。用户目标和期望的结合应该会导致使用这种技术的更高动机和更有效的未来数字干预[ 40， 41］．

基于团队的挑战被广泛接受，因为它们被视为一种由竞争推动的自我提升方式。与会者建议采用一种团队内部竞争的形式:FRANI应向所有团队成员展示个人成就信息，并据此对他们进行排名。然而，更新后的版本并没有这样做，因为我们希望避免过度的同伴压力，因为在这个生命阶段，大脑的变化和睾丸激素的增加与对社会评价和影响的更大敏感性有关。 42］．

更新版的FRANI有一个更宽的相机框架，适合整个家庭的食物托盘，并有一个功能，以数字方式将用户所吃的食物部分与家庭膳食的其余部分分开。针对难以捕捉食物(如三明治)和包装内食物的多种成分的问题，FRANI现在也可以识别包装的图像，并且可以手动从图片中记录AI技术未捕捉到的成分。手动登录食材不仅比给食物拍照更费时，而且还提高了应用程序的整体准确性。

FRANI使用通知、徽章和统计数据形式的可靠营养信息提供与个人相关的反馈。参与者表现出对从FRANI获得个性化反馈的广泛兴趣，这对保持用户的积极性和参与度很重要[ 40， 43)，而且它比 一刀切反馈( 41， 44］．接受反馈已被证明有打破不良习惯的潜力。 45， 46］．然而，一些青少年在记录不健康食物时希望得到负面反馈。

根据参与者的意愿，FRANI的更新版本发送 即时提醒用户在早餐和午餐时间拍照的通知，可能会导致行为改变。 47- 49]和习惯养成[ 50］．通知现在可以打开和关闭，但还不能选择一天中的时间和接收通知的长度。我们选择不发送反对不健康食品选择或建议健康食品替代品的反馈，因为这可能适得其反，并鼓励不健康食品的消费。 51］．青少年也特别容易出现饮食失调[ 52， 53];因此，我们尽量减少负面反馈带来的压力。

研究参与者认为徽章是支持行为改变的一种有效方式，但徽章的效果虽然有希望，但尚未从营养行为文献中的其他激励因素中剔除。 31］．使用徽章作为奖励可以有效地鼓励积极的反应，例如支持理想的学习实践[ 33]，提高学生在学校的参与度[ 54]，支援专业发展[ 55]，以及刺激网络社区的自愿捐款[ 56］．参与者对通过日常统计进行自我监测感兴趣，并建议FRANI保存历史饮食数据。FRANI的更新版本显示了饮食记录。

根据基础理论，参与者表现出对简单界面和吸引人的设计的偏好[ 18， 57- 59］．电子健康和移动健康的参与效益程度取决于适当的设计，该设计应具有说服力并与个人相关[ 60］．更新后的界面很简单，视觉上很吸引人。在fgd中，奖励与任何食物组有关的成就的徽章都是西瓜设计，这让参与者感到困惑。更新版的FRANI有徽章，根据每个食物组的成就有独特的设计( 图3)．

本研究的主要优势是对FRANI原型进行了深入的定性评估。虽然这一评估是基于fgd期间原型的展示，而不是基于真实的用户体验，但我们在此描述的过程可以帮助其他研究人员构建可接受的、可用的和讨人喜欢的干预工具。这可能会增加参与和坚持未来的研究。由于我们的研究样本量小，且地理位置有限，因此研究结果不能推广到其他国家、文化、性别和年龄组。

参与者接受了FRANI，并在以下修改的基础上有条件地认为它是可用和可爱的:(1)根据用户的病史、人体测量特征和健身目标量身定制的反馈;(2)饮食目标的新语言;(3)提供关于每个食物组的饮食目标的信息;(4)更宽的相机框架，以适应整个家庭的食物托盘，因为在越南吃饭是共享的;(5)在共享餐中数字化分割食物消费的可能性;以及(6)更吸引人的图形设计，包括每个食物组的独特徽章设计。

在fgd上的发现为改进FRANI原型提供了指导，这也可能有助于其他研究人员设计不同干预措施的工具。新版本FRANI的可接受性、可用性和可爱性，以及使用FRANI改善食物选择和饮食质量的效果评估，将在随机对照试点研究中进行定量检查。据我们所知，FRANI是第一款基于人工智能的游戏化自我监测应用，专注于改善低收入和中等收入国家青少年的饮食。如果成功，该工具将有助于改善女性青少年的饮食，并将使高频率的食物消费数据收集成为可能，最大限度地减少错误，降低长期研究成本，并有助于填补青少年食物消费数据收集的空白[ 61］．