评估电子游戏提高驾驶技能:文献综述和观察研究

简介

衰老和缺乏体育活动会降低认知能力和体力，进而影响一个人的驾驶能力[1，2］．在许多国家，尤其是公共交通落后的国家，驾驶能力至关重要。没有能力推动许多活动，如拜访医疗保健专业人员，社交和购买杂货可能是费力的。这降低了人们的独立性和生活水平，从而导致认知能力下降和疾病等健康风险增加[3.］．研究显示，驾驶人口中增长最快的部分是65岁以上的人[1］．随着老龄人口中仍有大量的人继续开车，确保他们的驾驶技能得到保持至关重要。这不仅对提高他们的生活质量至关重要，而且对减少道路交通事故的数量也至关重要。研究表明，每行驶一段距离，老年司机的撞车率更高，一旦发生车祸，受伤或死亡的风险也会增加[4］．研究表明，持续的身心训练可减少认知和身体功能的退化，而认知和身体功能对驾驶至关重要。4-7］．保持身心健康的几种活动包括定期的物理治疗，在健身房锻炼，甚至玩填字游戏等益智游戏。然而，这些活动可能不方便参加，对少数人来说可能很无聊。这一点已经得到了证实，研究表明，在最初的6个月内，锻炼计划的退出率为50% [8］．因此，我们需要的是一种更具成本效益的方法，让人们参与锻炼。

维希瓦尼丰等[9，10他们观察到，在帮助老年人独立生活的各种技术中，游戏提供了最多的训练，以保持他们的技能。这归功于游戏的互动性，从而使他们能够更好地日常生活。如上所述，独立生活的重要技能之一就是开车。主机游戏的优势在于，在提供互动体验的同时，能够吸引人们在家中休闲时进行体育活动。这也是一种具有成本效益的方法，可以与其他个人进行互动，因为它易于访问，在多个家庭中设置的可行性，并提供直观的反馈，而不需要在一对一的基础上聘请医疗从业者。游戏不仅能改善身体状态，还能影响一个人的认知能力。有了大量的商业游戏可供选择，医疗专业人员可以使用各种各样的游戏作为日常培训计划的一部分，以装备个人基本的驾驶技能[11］．

早期的游戏主机，如超级任天堂娱乐系统(Super Nintendo Entertainment System)和任天堂GameCube都需要有线控制器才能与玩家互动。有证据表明，甚至这些游戏也提高了玩家的认知能力。最近，一波新的动作控制主机主导了市场。这不仅提高了玩家的认知能力，还通过使用手和身体的互动手势来影响他们的身体状态。这种技术在改善全球卫生保健方面具有巨大潜力。2006年发售的任天堂Wii通常被认为是开启这场革命的主要主机。11］．从那时起，其他几款商业性体感游戏机也进入了市场。其中包括PlayStation Eye和2010年发布的Xbox 360 Kinect。Xbox Kinect在物理上、视觉上和认知上都很吸引人，被认为是本研究中最合适的游戏机。为了确定游戏在提高一个人驾驶能力方面的潜力和有效性，我们进行了一项系统评估，随后进行了一项天文台研究，评估了Xbox 360 Kinect游戏的使用情况。

方法

系统文献综述

为了评估电子游戏对驾驶技能的影响，我们进行了系统的文献回顾，以确定与该主题相关的最新研究。通过搜索各种在线数据库，包括谷歌Scholar、PubMed、Scirus、电气与电子工程师学会(IEEE) Xplore、Springerlink、ScienceDirect和Wiley InterScience，进行了4个多月的综述。目的是排除所有与主题无关的论文:电子游戏提高驾驶技能。所有被审查的论文都是在2000年到2012年之间用英语写的。

在定义方面，视频游戏这个主题包括所有形式的电子游戏，包括主机、电脑、动作控制和传统的手柄/操纵杆控制游戏。驾驶技能包括认知功能、身体能力和反应速度。因此，第一步是识别“视频游戏”和“驾驶”的同义词。一旦同义词列表被汇编，搜索短语就被创建了(“视频游戏”或“电脑游戏”或“exergame”或“互动游戏”或“XBOX”或“Wii”或“PS2”或“PS3”和“汽车”和“驾驶”)。然后，驾驶一词被其他与运动技能相关的单词所取代，这些单词包括速度控制、变道、遵守车道、头部检查、肩部检查、车道偏离、触摸车道、中心线、平行停车、凝视、拉路缘、信号、指示、转向、抓握轮、转向轮、错误车道、加油、离合器和安全带(即“视频游戏”或“电脑游戏”或“exergame”或“互动游戏”或“XBOX”或“Wii”或“PS2”或“PS3”和“汽车”和“速度控制”)。这些短语(总共21个)被输入到每个数据库中，所有相关的发表论文首先按标题筛选，然后是摘要，最后是全文。搜索中任何重复的文章都被排除在外。

方法说明在图1．由于这篇综述是为了寻找使用游戏来改善老年人驾驶的实证评价，因此任何没有实证结果的发表论文都被排除在外。一旦找到相关论文，他们就会使用罗伊·罗森茨威格历史和新媒体中心2013年发布的参考文献管理软件Zotero 4.0进行存档。本综述的一个局限性是没有评估包含相关检索词的论文的质量。这是因为相关论文数量有限。因此，所有发现的文章都被包括在内。

在审查入围论文后，研究人员确定电子游戏有可能在认知和身体状态方面提高驾驶技能。研究人员进一步确定，目前市场上有三种主要的商业体感控制游戏机(Xbox 360 Kinect、任天堂Wii和Playstation 3系统上的Playstation Eye)可能会提高驾驶员的技能。在这三款游戏机中，Xbox 360 Kinect是唯一一款不需要手持控制器，同时还能追踪下半身运动的游戏机。因此，我们对Xbox 360 Kinect系统进行了评估，以评估其效果如何。

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Xbox 360 Kinect游戏的自我观察研究

三位年龄在22岁到40岁之间的研究人员购买了一套Xbox Kinect系统，并测试了它在提高驾驶技能方面的益处。包括Kinect Sports, Just Dance 3, Kinect Adventures, Dr Kawashima’s Body and Brain Exercises和Forza Motorsports 4在内的几款游戏都是为了这项研究而购买的。这些游戏是在专家小组的咨询下选择的，目的是将游戏中的身体、视觉和认知功能技能与实际驾驶技能联系起来。此外，这些游戏也很有趣，更令人愉快，是锻炼功能能力的廉价替代品。研究人员在2012年2月至7月期间对这些游戏进行了测试，在此期间，由5至10名研究人员组成的小组进行演示，并展示了主机的功能。随后进行了进一步的讨论，讨论了使用Xbox Kinect系统提高运动技能的优点和缺点。

结果

概述

文献综述的结果说明在表1．总之，150篇论文符合基于摘要与主题相关性的标准，其中78篇论文被重复。其中，有29篇论文根据全文与主题的相关性入围[12-40］．研究人员发现，Xbox 360 Kinect有几个有用的功能，包括不同的难度、内存的改进、多游戏、进度报告、全身训练、多人游戏、连接外设(包括驾驶轮和踏板)、互联网连接以及免费的软件开发工具包(SDK)。虽然这些功能中的一些可能在其他主机上可用，如任天堂Wii和PlayStation 3。与其他系统不同的是，Xbox Kinect不需要在玩家身上安装传感器，从而提供更真实的体验。

增加难度

有些游戏有不同的难度级别，这为不太活跃的玩家提供了逐渐提高能力的机会，而不是在最初尝试困难关卡时感到沮丧。《Just Dance 3》等游戏有两种模式，即“简单”和“普通”模式。前者只训练上半身，而后者则需要使用包括腿部和臀部在内的整个身体。另一个例子是《Kinect Sports》，它有4个难度等级;初学者，业余爱好者，专业人士，冠军。在我们的评估中，初学者模式非常简单，而业余模式在我们看来足以让玩家保持活跃。

改善记忆

在一些游戏中，玩家被训练提高他们的记忆力。这有助于提高玩家的反应时间，从而成为识别交通信号灯和限速等标志的关键技能。《Just Dance 3》要求玩家在执行游戏玩法之前记住特定的姿势模式。大脑和身体的练习，测试各种认知功能，包括数学，逻辑和记忆。

多个游戏

Xbox 360有大量的游戏，所有这些游戏都能训练用户的不同技能。在我们的讨论中，有人建议物理治疗师等专业人士制定一个游戏培训计划，以确保对所有驾驶技能进行测试。例如，Kawashima博士的身体和大脑练习被评估为训练驾驶所需的认知方面，包括逻辑、数学和记忆方面的小游戏，并结合有限的手眼协调训练。人们发现Kinect Sports更适合体能训练，可以进行足球、拳击、乒乓球和保龄球等一系列不同的运动。甚至在Kinect Sports中，也有各种基于训练特定肌肉运动(如守门员)的小游戏。参与我们观察性研究的物理治疗师建议，打10分钟乒乓球来改善手眼协调能力，然后是5分钟足球来训练腿部，然后是10分钟记忆游戏来进行脑力锻炼。

报告及反馈

大多数游戏在游戏结束时都会提供一份报告。这个功能可以激励玩家，也可以被医生用来监控他们的进度。在《Just Dance 3》中，玩家会根据他们的时机和准确性以及游戏玩法编排来打分。这份报告可与世界其他国家的报告相比较。另一个例子是Kawashima博士的《Body and Brain Exercises》，该游戏测量了三场游戏的分数，并提供了一个大脑年龄分数，可以与玩家之前的分数进行比较。虽然多数情况下是有利的，但这可能是一个劣势，因为在某些情况下，低分数会让玩家士气低落。

励志名言

在完成某些游戏后，还会提供激励性的语录，鼓励玩家提高分数或每天训练。涉及伸展和重量的传统自我训练项目的问题是缺乏提高或鼓励进一步参与的人类动机。这种缺乏导致个体无法完成锻炼。这样的后果可能会导致训练减少，最终导致他们驾驶技术的恶化。10］．Kinect Sports鼓励玩家超过游戏中记录的平均分数，而当玩家超过之前的分数时，Kawashima博士的Body and Brain Exercises会播放祝贺音乐并显示图像。

全身训练

与传统的手柄/操纵杆游戏不同，Kinect需要玩家移动整个身体，这可以提高他们的协调性。在游戏《Just Dance 3》中，玩家的目标是记住舞蹈动作并准确地重复它们。这锻炼了整个身体，使四肢更好的灵活性和提高协调性。Kinect运动有多种游戏，比如网球，需要躯干和上肢的积极运动，足球，主要需要下半身的运动。

负重能力

问题是使用Kinect系统玩游戏时缺乏阻力。在测试这款名为Kinect Sports的游戏时，我们注意到玩家在玩保龄球和网球等游戏时可以用手拿重物。这可能会大大增加老年人开车所需的肌肉重量和力量。我们通过让玩家在玩Kinect Sports时拿着一公斤重物来测试这一点，并评估他们的反馈。正如预期的那样，反馈是积极的，许多人表示这似乎使游戏玩法更加真实。然而，在游戏《极限竞速3》(Forza Motorsport 3)中，玩家在手持物品时需要操控车轮，因此也存在一些控制问题。这些问题大多与人体工程学有关，并在讨论部分进行了解释。

多人

最近的大多数游戏都有多人模式，玩家可以在客厅或在线与其他玩家竞争。这一促进竞争的功能可能会成为许多人使用Xbox的动力。另一个优点是，在多人游戏模式中，除了Kinect传感器，不需要额外的设备，因为一个Kinect传感器可以同时跟踪4名玩家。在Kinect Sports上，有几款游戏提供了多人模式，比如网球和拳击，我们的玩家觉得这非常有趣。《Just Dance 3》、《Dr Kawashima’s Body and Brain Exercises》、《极限竞速4》和《Kinect Adventures》都有多人模式，并对所有玩家的分数进行排名。

外设:驱动轮和踏板

某些Xbox 360游戏，如《极限竞速3》，允许在游戏玩法中使用驱动轮和踏板，模拟真实的驾驶体验。这对于提高老年人的驾驶技能非常有效。然而，一个问题是购买驱动轮和踏板的额外成本。与Kinect Sports等互动游戏不同，模拟驾驶游戏不能用于健身训练。

网络连接

所有Xbox 360都可以使用带有内置10/100以太网网卡的电缆连接到网络路由器。升级后的Xbox 360 Slim还内置了N 2.4 GHz无线网络，提供Wi-Fi连接选项。通过互联网连接，Xbox 360提供了持续监控每一场游戏结果的选项。这些结果可用于评估驾驶能力、使用量和有待改进的地方。Kinect Sports和Just dance 3等几款游戏在获得初始确认后，会默认将分数上传到用户的个人资料中。

Xbox Kinect SDK

SDK是免费的，允许开发定制的应用程序。这可以用来设计简单，具有成本效益的程序，专门针对提高驾驶所需的特定技能。这些程序可以通过一个通用串行总线(USB)端口将Kinect系统连接到计算机来运行。这消除了对Xbox 360主机的需求，但要玩更互动、更经济、更强大的商业游戏(如Kinect Sport)， Xbox 360主机仍然是必需的。

人体工程学问题

在使用Xbox时，几乎没有发现会增加受伤风险的人体工程学问题。在游戏过程中不断闪现图像可能会引发恶心和癫痫，主要是那些有病史的人。一名研究人员在玩《Kinect Adventures》的时候就得了轻微的病。这可能是由于游戏中快速改变颜色的结果，让玩家更加关注[41］．然而，这也可能导致一些视觉问题。解决办法之一是在玩游戏时戴上太阳镜。42］．使用Xbox锻炼的另一个问题是锻炼时受伤的可能性。

成本

2012年1月，一家大型游戏零售商出售的搭载三款游戏的250GB Kinect游戏机Xbox 360售价为388美元(澳元)。游戏的成本从20美元到150美元不等。购买这样一个控制台的成本是相对负担得起的，是一个可行的解决方案，以提高驾驶能力。

讨论

主要研究结果

根据我们的发现，使用电子游戏来提高驾驶能力有很多好处。衰老和缺乏锻炼会导致身心衰弱。然而，研究[43的研究表明，身体和精神的恶化可以通过锻炼来减缓。实现这一目标的方法很少包括物理治疗和游泳。虽然对很多人来说，参加这些活动可能很麻烦。另一种选择是在家锻炼，既锻炼身体又完成智力挑战，比如报纸和杂志上的填字游戏。这种方法的问题是，这些练习可能会让少数人感到无聊，他们可能会忽视完成它们。

在这项研究中，我们也注意到一些人体工程学问题。在像《Just dance 3》这样的活跃游戏中，由于扭动身体时需要平衡，受伤的可能性很高。然而，在玩身体和大脑锻炼等游戏时，受伤的概率就会小一些。我们发现，玩家的体能需要逐渐提高，要么从不太活跃的游戏开始，要么从较低的难度开始，然后逐渐增加难度。还有人建议，应设计一套系统，确保在有人受伤时能得到紧急服务。就像体育锻炼一样，运动员应该意识到自己的能力，必须避免让自己过度紧张。电子游戏制作人应该考虑到老年玩家的身体限制，以及特定的人体工程学要求可以通过更人性化的因素来实现。

结论

电子游戏的优点是为娱乐而设计，也有增加身体活动的潜力。它们携带方便，在大多数家庭都可以轻松安装，提供了一种非常方便的锻炼方法，特别是对那些行动不便的人来说。对带有Kinect的Xbox 360的评估结果表明，它是改善用户身体和精神状态的可行解决方案。尽管使用Xbox进行锻炼存在一些问题，比如受伤和恶心的风险，但可以采取措施克服这些障碍。游戏机价格实惠、方便、激励人心，因此有助于减少交通事故，提高平均驾驶年龄。最终这会提高生活质量，尤其是老年人的生活质量。

未来的工作

根据我们的观测研究，我们建议进行进一步的调查，以找到游戏和提高驾驶技能之间的相关性。一个很有前途的方法是进行长期研究，比较用Xbox Kinect游戏训练老年人驾驶技能的结果。