使用健康生活方式指导聊天机器人应用程序来促进办公室职员的爬楼梯习惯:探索性随机对照试验

简介

在繁忙的工作生活中，缺乏锻炼时间是上班族的普遍现象。鉴于他们的职业限制和请假困难，有必要为工人提出有效的定期锻炼方法。日常生活中容易进行的非运动活动已被介绍为一种有效的养生方法。非运动活动是指通过生活方式的身体活动消耗能量，如步行和爬楼梯，这些活动是自然进行的，而不是有意、计划和结构化的活动[1］．保持日常生活中增加非运动活动的生活习惯可以防止体重增加，即使不能预期有效的减肥。这些身体活动也是简单的行为，可以习惯性地做，因为它们可以在日常生活中无意识地重复。

到目前为止，已经提出了许多模型和理论来解释行为改变项目中的健康行为。然而，这些尝试仅限于认知领域，缺乏对长期解决方案可持续性的解释[2］．

一种习惯形成模型已经被提出，在一致的环境中，习惯是通过提示-行为-奖励链接诱导重复行为来建立的，目前正在进行实验以支持该模型的有效性[3.-5］．习惯需要最少的考虑或计划，可以在没有有意识的意图的情况下养成，习惯养成的关键因素是特定环境的重复。这包括在同一情境中反复执行目标行为，以加强行为与情境线索之间的联系。6］．使用习惯形成模型设计和实施了几种治疗模式，并提出了一种有前途的新工具，以支持患者与食物和身体活动有关的方式发生可衡量的变化。然而，其中大多数都存在实质性障碍，破坏长期策略，如缺乏对干预的坚持，时间限制，以及缺乏长期一致的随访[7］．

信息和通信技术，特别是移动应用程序的使用，在提供治疗方案方面显示出巨大潜力。这些干预措施正变得非常有价值，因为它们促进了患者的持续就诊，而无需面对面会议、家访或额外费用[8］．然而，大多数与健康相关的应用程序都有提供信息、跟踪和记录活动状态的功能，这使得持续使用变得困难。效果往往很低，很多用户下载后就不使用了，通常1个月后就删除了[9］．其中一个原因是在管理过程中缺乏持续的动力。需要习惯形成的行为也需要持续的动机，需要建立一个环境，使它们彼此形成有机的关系;因此，在智能手机应用程序中实现这些功能是必要的，以提供干预。

在韩国，最受欢迎的聊天应用KakaoTalk截至2015年第一季度拥有4820万活跃用户。KakaoTalk使用智能手机网络进行一对一或群聊的实时交流，还可以连接到Kakao Plus Friend等服务。10］．虽然与其他应用程序相比，即时通讯应用程序在功能方面存在局限性，但它们通过习惯化、便利性、交互性、网络成员间的社交存在感和积极的情感交流来补充这些局限性。因此，它们可以作为一种工具，提供强调可持续性和参与重要性的健康行为干预。因此，有必要开发一种移动干预交付方法，从长期角度保持兴趣和管理健康行为。因此，在这项研究中，我们旨在评估健康生活方式指导聊天机器人干预的效果，该干预通过一个信使应用程序呈现，旨在为办公室职员养成爬楼梯的习惯。

方法

研究设计

这项探索性试验采用了平行研究设计，从2018年2月至4月进行了12周。采用随机分组以避免干预组和对照组之间的污染。该研究计划已由首尔国立大学机构审查委员会(IRB No. 1706/003-026)审查并批准，临床试验已在临床研究信息服务中心注册[KCT0004009]。

招聘

根据幂分析公式计算样本量[11］．显著性水平α=。5，幂次1 -β =0.80，中效应量=0.5集，基于1尾检验，每组最少需要51个。在假设20%的退出率后，我们计算出每组需要61名参与者，总共122名研究参与者。

参与者是在办公室或其他行政环境中工作的员工。我们招募了那些了解研究目的、愿意自愿参与并给予书面同意的人。入选标准是能够理解调查内容并做出回答的24岁以上，并且有使用KakaoTalk应用程序的经验。

参与者是从其中一个广告分享平台招募的。有了这个平台，上班族可以获得公司、餐厅、活动和各种社区内容的信息。招聘详情已上传至平台活动页面。一旦参与者表示有兴趣并同意加入研究，他们可以通过二维码连接到KakaoTalk Plus好友ID健康生活方式教练聊天机器人，点击“添加好友”图标，自动添加为成员。然后发送了一份在线同意书和调查链接。由于每个手机号码只能设置一个KakaoTalk ID，因此可以通过经理账户实时查看参与者。

在招募过程中，128名阅读研究介绍的参与者通过二维码报名。在排除了7名未回答问卷的参与者后，121名参与者被随机分为2组:干预组(IG) 61名，对照组(CG) 60名。使用R程序(R Foundation for Statistical Computing)进行分组随机化。受试者数量设置为121个，块大小设置为4个。

因为执行第一个动作对习惯的形成很重要，参与者被要求执行爬楼梯的动作并上传一个证明照片。共有15名未上传图片的参与者(IG组4名，CG组11名)被认为是第一个动作的非执行者，因此被排除在研究之外。共有106名参与者(IG组57名，CG组49名)参与了为期12周的干预计划(图1)．干预时间为2018年2月1日至2018年4月30日。

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基于Messenger应用程序的干预

干预健康生活方式教练聊天机器人通过一个应用程序呈现，旨在逐步建立爬楼梯的习惯和增加身体活动水平。韩国最受欢迎的通讯应用KakaoTalk被用作提供干预的平台。功能设计基于习惯形成模型，包括三个要素:提示、行为和奖励(内部奖励和外部奖励)。此外，使用Watson Conversation工具(IBM Corp)开发了一个自动响应的聊天机器人，并通过RESTful API链接到KakaoTalk Smart Chat应用程序编程接口(API)。

在本研究中，cue被设计为每天自动发送给参与者的推送警报，以提醒他们进行爬楼梯行为。参与者被要求根据他们的日常生活设定现实的行为目标，他们的反应被设计成推送警报。通过KakaoTalk管理员信息系统，可以单独设置，并在指定时间自动发送给指定的人。推送警报由五个基本条件组成:何人、时间、地点、内容和数量。例如，如果一个名叫John的参与者通常在上午9点到达办公室，并想要使用公司大楼的楼梯到达四楼，那么行为计划应该设置为谁:John，何时:上午9点，地点:公司大楼的楼梯，什么:爬楼梯，多少:四楼。每日推送闹钟将在早上8:50发送，比计划时间提前10分钟，并包含上述信息作为提示。推送警报被设计为在周一至周五的正式工作日发送。奖励被认为是线索-反应关联的强化物。外在奖励(如金钱激励)和内在奖励(如快乐、满足)之间存在根本区别。[12］．

通过Watson对话启动工具设计并实现了聊天场景，实现了自动聊天功能。然后通过API将其链接到应用程序。因为它与Plus Friend智能聊天API相连，参与者可以通过KakaoTalk应用程序与聊天机器人聊天，并根据每天的行为获得反馈。

在文献的基础上，我们设计了两个条件的场景。对于外部奖励，提供积分和咖啡券。为了鼓励积极的情绪，当参与者完成第一天的目标导向的行动时，就会收到咖啡券。此外，每天晚上8点自动发送一条消息。参与者通过谈论他们表演的内容与聊天机器人互动。如果参与者完成了计划的行为，每天会得到50分，如果他们每周重复这种行为超过3次，周日就会收到一张咖啡券。

对于内在奖励，使用了成就和积极强化。参与者被要求在完成动作后拍照并上传到聊天室作为动作的证据，之后聊天机器人会自动发送赞美信息，提供积极的反馈。此外，其他参与者发布的照片每天都被收集、编辑并发送给参与者，以表彰许多参与者联合起来挑战任务，并得到积极的强化。各组之间的干预有所不同。在整个12周的时间里，IG都得到了提示以及内在和外在的奖励。然而，在CG中，内在奖励在前4周被排除在外，从第5周到第12周被添加进来(图2)．

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结果测量

习惯是一种通过重复过程而自动获得的行为。因为在我们的研究中，衡量特定行为的习惯强度很重要，我们使用自我报告习惯指数(SRHI)来衡量结果。13］．SRHI是一种量化衡量特定行为习惯强度的工具，由12个项目组成。每个项目都采用李克特7分制，从1=非常不同意到7=非常同意，总分从7到84分不等。该工具的Cronbach α信度为.89 [14］．测量SRHI的调查是使用谷歌Forms设计的，在12周的时间里，每个周日都会通过messenger应用程序将链接发送给参与者。参与者可以点击链接进入调查页面。

统计分析

采用SPSS统计21版(IBM Corp)进行统计分析。使用频率、百分比、平均值和标准偏差分析参与者的一般特征。首先进行相关统计分析以验证正确的随机化(独立样本)t卡方检验、Fisher独立样本检验)。采用12时刻重复测量方差分析(ANOVA)测量SRHI评分的变化，评价干预对两组患者的影响。两组之间身体活动水平的变化用Fisher精确测试进行测试。

结果

基线特征

对IG和CG之间的一般特征(如性别、年龄、体育活动状况、体重控制经验、体重和每周坐着的时间)的同质性测试显示，两组之间的任何基线特征均无显著差异(表1)．

参与者流失率

在IG中，57名参与者中有2人因第三周出国旅行而错过随访。在CG中，49名参与者中有11名被认为退出了研究。第1周2例，第2周3例，第3周5例，第4周1例。其中1人报告终止参与的原因为出国旅行，1人报告住院，另有9人因连续数周未回复而自动终止参与。

习惯强度的改变

在12周内，在84分制量表上，IG组的SRHI得分平均增加31.38分，CG组平均增加21.04分(表2)．此外，使用重复测量方差分析对每组的SRHI评分变化进行分析，结果显示，随着干预持续时间的增加，两组的评分均有统计学意义上的变化(P<措施)。此外，两组的SRHI评分在组间有显著差异(P= .008;表3而且图3)．

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内在奖励的影响

干预第四周后，比较两组之间SRHI评分的变化。IG组SRHI总分变化增加了13.54分(SD 14.99分)，CG组增加了6.42分(SD 9.42分)，两组在此期间差异有统计学意义(P= .04点)。

第5周后，在CG干预中加入内在奖励，从第5周到第12周，两组都提供相同的干预。我们发现IG组SRHI总分变化为12.08 (SD 10.87)分，CG组SRHI总分变化为15.88 (SD 13.29)分，从第5周到第12周，两组变化无显著性差异(P= . 21;表4)．这一结果表明，在没有向CG提供内在奖励的前4周，两组之间的SHRI评分变化存在显著差异。然而，由于从第五周开始在CG中添加内在奖励，对两组应用相同的干预措施，两组之间的所有分数都有所提高，没有显著差异。这说明内在奖励是习惯形成的影响因素。

讨论

主要研究结果

这项研究表明，健康生活方式指导聊天机器人项目导致了爬楼梯行为的有效习惯形成。养成一个习惯是很有挑战性的，尤其是在同时改变很多事情的时候。在这项研究中，参与者被要求设定小目标，并一次完成一步。此外，这种行为必须在相同的上下文线索存在的情况下重复进行。习惯是通过重复获得的自动行为。在这项研究中，随着干预的进行，大多数参与者倾向于增加行为的重复次数，从而增加习惯强度。这表明，根据习惯形成模型假设，在一致的情境下，线索-行为-奖励链的重复出现会导致习惯行为强度的增加[15］．

根据文献，外在奖励(如金钱激励)和内在奖励(如快乐、满足)之间有一个根本的区别。16］．奖励是维持新行为的动力，是重复执行行为的重要因素。然而，先前的研究表明，提供简单的经济奖励在维持动机诱导方面的成功有限。尽管外在奖励在一开始会激发动机，但它们最终会阻碍特定行为成为习惯。16］．在本研究中，干预第一周后，CG组的SRHI评分提高了3.64分。然而，直到第四周，当只有外部奖励时，上升趋势比IG慢。对干预第四周后SRHI评分变化的分析显示，IG组的变化大于CG组，具有统计学意义。此外，当从第5周开始向两组提供类似的奖励(包括内在和外在奖励)时，SRHI得分呈现相似的斜率和上升，组间差异不显著。这一结果与其他研究结果一致，即外在奖励最初会引发对行为的动机，但后来内在奖励成为增加行为延续的重要因素[17］．

拉利等[5]追踪了在自然环境中健康习惯的形成，在一致的线索下重复一种行为。基于这些结果，使用SRHI跟踪习惯形成通常遵循渐近曲线，最初的重复导致SRHI分数大幅增加，但随着每一次新的重复，分数增加减少，直到行为达到自动性的极限。此外，参与者达到自动性渐近线的平均时间为65天，接近10周。在本研究中，与CG相比，IG组的SRHI评分在第5周后变化较低，尽管两组之间没有显著差异。我们发现，对于IG组，SRHI评分在第10周后平均增加了1分。这一结果表明，在12周的干预期间，重复行为有可能达到IG的最大自动性水平。然而，对于CG, SRHI得分在第十周后平均增加了3分。有趣的是，内在奖励可以帮助参与者始终如一地执行行为，从而达到习惯状态。我们的研究结果表明，需要使用内在奖励因素来设计干预方案。此外，积极的反馈，如作为内在奖励的赞美，是一种简单但强大的工具，奖励的积极价值可以作为激励因素。16］．

在这项研究中，通讯应用KakaoTalk被用作一种干预传递方法。KakaoTalk应用程序使用智能手机网络进行一对一或群聊的实时交流，并可以连接到聊天机器人等服务。KakaoTalk具有超强的习惯性、便利性和交互性，是网络成员间积极进行社交存在和情感交流的平台[10］．随着数字技术的进步，帮助锻炼管理的移动应用程序正在发布，可穿戴设备也变得越来越多样化。但是，辍学率被认为很高。原因之一是在管理过程中出现的持续激励。

在本研究中，CG组49名参与者中有11人退出，IG组57名参与者中有2人退出;总辍学率为12.26%。此外，所有的辍学病例都出现在前4周。与之前的研究相比，我们的研究在第四周的辍学率接近50%，我们的研究显示出相对较低的辍学率。虽然移动干预提供了一种很有前途的方式来传递相关内容，但这种形式的退出率可能很高[18，19］．造成这一辍学率的一个潜在因素是应用的使用难度，特别是当应用被设计为以自我引导的方式使用时。20.］．

本研究设计了使用熟悉的应用程序进行干预的方法。参与者不需要下载其他应用程序并学习如何使用它们。这种传递方式的意义在于，它最大限度地减少了参与者的反感，可以提供持续的动机，并可以形成有机的关系。

在干预期间，大多数参与者在农历新年假期发生的第3周和第4周退出。根据先前的研究，过失对行为的可持续性有重要影响。虽然大约1 - 2天的失误对行为的可持续性影响不大，但大约1周的失误会极大地影响行为的可持续性，并显著降低未来执行行为的可能性[5］．我们发现，在我们的研究中，由于第3周的农历新年而缺席大约1周的研究对象也表现出很高的辍学率。这表明需要通过包括提供动机的干预方法来提高项目的有效性，以便通过专门管理正在失分的研究对象来使失分不超过1周。

因此，使用可以与研究对象保持持续关系，并提供动力和专业建议的即时通讯应用程序正在引起人们的兴趣。因此，我们研究中使用的方法可以通过开发项目和交付工具，在更广泛的疾病或健康行为上实施理论，从而有助于提高护理干预的可持续性和有效性。

限制

这个程序在设计上有局限性，因为目前messenger应用程序提供的功能不包括直接的沟通功能，比如通知同事他们的承诺，从其他人那里接收积极的支持信息。此外，还应该进行研究，以实施不同种类的奖励，以确定奖励如何影响习惯，以及哪些奖励对保持习惯最重要。此外，研究结果可能存在偏差，因为一些研究表明，自愿参加这类研究的参与者更有动力进行体育锻炼或养成习惯。

结论

这项研究提供了证据，证明通过应用程序呈现的健康生活方式指导聊天机器人程序可用于长期改善相关变量，并可用于培养新的健康习惯。这款信使应用程序作为一种传递工具，被认为是向大量人群传递干预措施的一种具有成本效益的手段。