TWI635469B

TWI635469B - 用於反應力訓練的電腦程式產品

Info

Publication number: TWI635469B
Application number: TW106129371A
Authority: TW
Inventors: 黃國珍
Original assignee: 國立臺北商業大學
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2018-09-11
Also published as: TW201913597A

Abstract

本發明提供一種用於反應力訓練的電腦程式產品，其執行步驟：S1：進入選擇界面；S2：進入設定界面，選擇性地設定訓練控制參數或生理刺激參數；S3：進入訓練界面，使受訓練者接受訓練程序，訓練程序是配置來測量及記錄受訓練者辨識刺激物的反應及反應時間，其中，電腦根據訓練控制參數控制訓練程序，同時控制周邊裝置給予受訓練者生理刺激；S4：進入記分模式；以及S5：進入分析模式，根據受訓練者的得分、訓練控制參數及生理刺激參數為受訓練者產生分析報告。

Description

用於反應力訓練的電腦程式產品

本發明是關於電腦程式產品，特別是用於反應力訓練的電腦程式產品。

在心智能力評估上，反應力是一項重要指標。反應力指的是一個人從遇到刺激物(stimulus)到完成運動反應(motor response)所需的時間(又稱反應時間)。其中，反應時間越短，反應力越強。這個程序依序包含了辨識刺激物、啟動運動反應及執行反應動作。一般而言，患有失智症，例如帕金森氏症(Parkinson’s Disease)的患者，因為運動功能減退，反應時間較普通人緩慢。

在電子裝置普及的年代，電子遊戲已經逐漸取代傳統的娛樂方式。電子裝置通常安裝有遊戲軟體，其輸出影像及聲音，並且接受人類向電子裝置所輸入的指令。藉此，人類能與電子裝置互動，以達到娛樂的目的。

電子遊戲除了娛樂玩家以外，也可扮演教育或訓練玩家的角色。透過此類數位遊戲式學習系統(digital game-based learning system)，玩家的邏輯思考、四肢反應、眼手協調、記憶等能力都能得到提升。這類遊戲不止有助於小朋友的身心發展，也能幫助一些身心障礙人士復健。因此，愈來愈多的家庭、學校、政府機關、教育、文化、公益、慈善機關或醫療團體引進數位遊戲式學習系統，以作為教育或醫療輔助工具。數位遊戲式學習系統主要是以目標、規則、競爭、挑戰、娛樂、控制等遊戲設計元素為基礎進行開發，並透過資訊回饋評估學習或醫療成效。

然而，目前為止，人們對於電子遊戲的應用，無論是以娛樂、訓練、學習或復健為目的，往往只是專注在遊戲本身，例如遊戲的玩法、劇本、腳色、道具或場景的操作，以提供娛樂效果不足以開發玩家的潛能。因此，電子遊戲在這個方面，確實有很大的發展空間。

有鑑於此，本發明提出一種用於反應力訓練的電腦程式產品，其可被載入電腦，以執行步驟S1~S5。

步驟S1：進入選擇界面。通過選擇界面，用戶可選擇性地進入設定界面、訓練界面、資料存取界面、連線界面、說明界面或退出界面。

步驟S2：進入設定界面，然後選擇性地設定至少一訓練控制參數或至少一生理刺激參數。

步驟S3：進入訓練界面，使受訓練者接受訓練程序，訓練程序是配置來測量及記錄受訓練者辨識刺激物的反應及反應時間，其中，電腦根據訓練控制參數控制訓練程序，同時，電腦根據生理刺激參數控制周邊裝置來給予受訓練者至少一生理刺激。

步驟S4：進入記分模式，根據反應及反應時間，以預設的記分準則來計算受訓練者的得分。

步驟S5：進入分析模式，根據受訓練者的得分、訓練控制參數及生理刺激參數為受訓練者產生分析報告。

較佳地，在本發明的電腦程式產品中，生理刺激可包含：光線、聲音、氣味、溫度、濕度或振動。

較佳地，本發明的電腦程式產品在步驟S5之後可進一步執行步驟S6：進入反饋模式；將分析報告反饋給受訓練者或其他使用者。

較佳地，本發明的電腦程式產品在執行步驟S2或S3之前，更可執行步驟A1：進入資料存取界面，以取得受訓練者的個人資料。

較佳地，本發明的電腦程式產品在步驟A1後，其可更執行步驟A2：進入預設模式，根據個人資料，給定至少一訓練控制參數預設值或至少一生理刺激參數預設值。

較佳地，在本發明的電腦程式產品中，訓練程序是配置來訓練受訓練者區分顏色，且刺激物是具有不同顏色、形狀或線條的多個卡片。

較佳地，在本發明的電腦程式產品中，訓練程序是配置來訓練受訓練者區分移動動物，刺激物是在不同方向上移動的多個動物。

較佳地，本發明的電腦程式產品在步驟S1之前，偵測受訓練者的數目，若受訓練者的數目超過一人，則在執行步驟S1時，進入連線界面，以設置連線方式。

較佳地，本發明的電腦程式產品在執行步驟S3時，若受訓練者的數目超過一人，受訓練者們是通過各自的輸入裝置接受訓練程序。

較佳地，在本發明的電腦程式產品中，輸入裝置是以無線或有線的方式連接至電腦。

本發明可應用在自閉症、失智症、中風等疾病的病患身上，提升他們的反應力。此外，本發明也可幫助幼童的身心發展。透過提供受訓練者如音樂、香氛或光線等的生理刺激，在進行訓練的同時，本發明也能對使用者進行音樂治療(music therapy)、香氛治療(aromatherapy)或光譜治療(chromotherapy)，以測試他們的反應力是否有提升，這也對於替代醫學(alternative medicine)的研究非常有幫助。此外，本發明可支持多人同時訓練，讓受訓練者之間能有互動與陪伴，這將使訓練更加有趣。如此，當電子遊戲應用在復健的目的上時，可支援多人線上模式，起到鼓勵病患身心活動及社交的作用。

以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質，是為了進一步說明本發明的申請專利範圍。而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖式加以闡述。

10‧‧‧電腦

20、40‧‧‧周邊裝置

22、42‧‧‧螢幕

24、44‧‧‧喇叭

30、50‧‧‧輸入裝置

32、52‧‧‧鍵盤

34、54‧‧‧滑鼠

100‧‧‧選擇界面

102‧‧‧訓練界面

104‧‧‧設定界面

106‧‧‧資料存取界面

108‧‧‧連線界面

110‧‧‧說明界面

112‧‧‧退出界面

par_tc1‧‧‧第一訓練控制參數

par_tc2‧‧‧第二訓練控制參數

par_ps1‧‧‧第一生理刺激參數

par_ps2‧‧‧第二生理刺激參數

S1~S6、A1~A2‧‧‧步驟

圖1為本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品所執行的步驟流程圖。

圖2為本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品的第一實施例的系統方塊圖。

圖3為本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品的第一實施例的選擇界面。

圖4為本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品的第一實施例的設定界面。

圖5為本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品的第一實施例的訓練界面。

圖6為本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品的第二實施例的系統方塊圖。

圖7為本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品的第三實施例的訓練界面。

圖8為本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品的第三實施例的設定界面。

為了使本發明的目的、實施方式及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

圖1是本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品所執行的步驟流程圖。

本發明的電腦程式產品可應用於反應力的訓練，其可被載入電腦，具體而言，例如個人電腦、平板電腦或智慧型手機等的運算裝置，以執行一系列步驟。為了使本發明的說明更加簡潔易懂，在以下的實施例中，本發明的電腦程式產品是一種安裝在電腦上，用來幫助身心障礙病患復建的訓練系統。但是，可以理解的是，本發明的電腦程式產品並不以此實施例為限，其也可以是一種安裝在電腦上的遊戲。在一實施例中，本發明的電腦程式產品可執行步驟S1~S5，以下將詳細解釋本發明所執行的步驟S1~S5。

步驟S1：進入選擇界面。通過選擇界面，用戶可選擇性地進入設定界面、訓練界面、資料存取界面、連線界面、說明界面或退出界面。其中，設定界面可用來調整控制訓練程序的訓練控制參數或生理刺激參數；資料存取界面可讀取或儲存受訓練者的資料；連線界面可用來支援多人線上同時訓練；選擇退出界面則可退出訓練程序。

步驟S2：進入設定界面，然後選擇性地設定至少一訓練控制參數及/或至少一生理刺激參數。

步驟S3：進入訓練界面，使受訓練者接受訓練程序。訓練程序是配置來測量及記錄受訓練者辨識刺激物的反應及反應時間，其中，電腦根據訓練控制參數控制訓練程序，同時，電腦也根據生理刺激參數控制周邊裝置來給予受訓練者至少一生理刺激。

步驟S4：進入記分模式，根據受訓練者接受訓練程序時所輸入的反應及反應時間，以預設的記分準則來計算受訓練者的得分。

在一實施例中，本發明的電腦程式產品在步驟S5之後可進一步執行步驟S6：進入反饋模式；把分析報告反饋給受訓練者或其他使用者。其他使用者可以是醫護人員、訓練計劃的負責人、受訓練者的親屬等，但本發明並不以此為限。在另一實施例中，本發明的電腦程式產品也可只執行步驟S1~S5。

第一實施例

圖2是本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品的第一實施例的系統方塊圖。

以下將詳細解釋本發明的電腦程式產品應用在電腦時的態樣。如圖2所示，在一實施例中，可有一名受訓練者使用電腦10進行訓練。電腦10可連接並控制周邊裝置20，以便給予受訓練者生理刺激及向受訓練者顯示訓練程序。周邊裝置20可包含螢幕22及喇叭24，但本發明並不以此為限。在另一實施例中，周邊裝置20也可包含耳機、虛擬實境(Virtual Reality)眼鏡、擴增實境(Augmented Reality)眼鏡、觸控螢幕等。進一步地，電腦10也連接輸入裝置30，其可包含鍵盤32及滑鼠34。受訓練者可藉由鍵盤32及滑鼠34來向電腦10輸入指令。

圖3是本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品的第一實施例的選擇界面100。

如圖3所示，受訓練者在進入本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品時，電腦螢幕可顯示出選擇界面100。在選擇界面100中，受訓練者可使用滑鼠或鍵盤選擇：訓練開始102、設定104、資料存取106、連線108、說明110或退出112。其中，選擇訓練開始102可進入訓練界面；選擇設定104可進入設定界面；選擇資料存取106可進入資料存取界面；選擇連線108可進入連線界面；選擇說明110可進入說明界面；選擇退出112可進入退出界面。

圖4及圖5分別是本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品的設定界面104及訓練界面102。

請合併參照圖3至圖5。本實施例的電腦程式產品可以是一款區分移動動物的訓練，而刺激物是在不同方向上移動的多個動物，例如綿羊或狼。受訓練者需要在訓練中點選綿羊以獲得分數。如圖4所示，在設定界面104中，受訓練者可設定第一訓練控制參數par_tc1。第一訓練控制參數par_tc1可以是綿羊出現的方向數量。舉例而言，當受訓練者選擇一個方向時，綿羊可從圖5中的訓練界面102的L1~L4側的其中一側隨機出現，並移動至另一側。這時，受訓練者可點選綿羊得分。在一實施例中，受訓練者可在設定界面104中進一步設定第二訓練控制參數par_tc2，其可以是狼出現的方向。舉例說明，當受訓練者選擇第二訓練控制參數par_tc2為一個方向時，狼可從訓練界面102中的L1~L4側的其中一側隨機出現，並移動至另一側。如果受訓練者不小心點選了狼，他可被扣分。下文將會對預設的記分準則有更詳細的介紹。在一實施例的設定界面104中，受訓練者也可只設定一項訓練控制參數，例如綿羊出現的方向。如此一來，訓練界面102中就不會有狼出現。在另一實施例中，受訓練者可在設定界面104中更進一步設定第三訓練控制參數(未顯示於繪圖中)，例如綿羊移動的速度或綿羊的數量，但本發明並不以此為限，受訓練者也可在設定界面104中設定更多的訓練控制參數。在一實施例中，綿羊及狼的出現方向、出現時間點或移動路徑可以是隨機的。隨機值可用偽隨機數生成器(Pseudorandom number generator)生成。可以理解的是，本實施例的電腦程式產品是用來觀察及提升受訓練者的反應力、精準度、眼腦手協調等能力。其可結合醫藥治療或其他物理治療，以觀察或改善受訓練者的反應力。

此外，在本實施例的設定界面104中，受訓練者也可設定至少一生理刺激參數。生理刺激參數可以是光線、聲音、氣味、溫度、濕度或振動，但本發明並不以此為限。其中，光線可藉由電腦控制外部燈或螢幕所發出的波長或亮度實現；聲音可藉由電腦控制喇叭發出的頻率及振幅實現；氣味可藉由電腦控制芳香擴散機發出的氣味分子及分子濃度實現；溫度可藉由電腦控制空調實現；濕度可藉由電腦控制空調或加濕機實現；振動可藉由電腦控制按摩椅或振動裝置實現。如圖4所示，第一生理刺激參數par_ps1可以是聲音，例如休閒音樂、靈修音樂、恢復音樂或催眠音樂等。在一實施例中，受訓練者也可進一步地設定第二生理刺激參數par_ps2，其可以是氣味，例如花香、果香、木香、草香、辛香、軟香、動物香、海洋的味道或礦物的味道，但本發明並不以此為限。在一實施例中，受訓練者在設定界面104中可設定更多的生理刺激參數，例如第三生理刺激參數(未顯示於繪圖中)，其可以是溫度的變化，或是背景光線的波長及/或亮度。本發明結合了生理刺激元素，有助於提升受訓練者的反應力。此外，本發明也可用於替代醫學的研究。

具體而言，當受訓練者在本實施例的設定界面104中設定第一訓練控制參數par_tc1及第一生理刺激參數par_ps1後，在進入訓練界面102時，電腦10可根據第一訓練控制參數par_tc1控制訓練界面102所顯示的訓練程序，並且根據該第一生理刺激參數par_ps1控制周邊裝置給予受訓練者第一生理刺激。在本實施例中，電腦10可根據第一訓練控制參數par_tc1及第一生理刺激參數par_ps1運算，以產生電子訊號。舉例來說，電腦10可將電子訊號分別傳送到圖3的周邊裝置20的螢幕22及喇叭24，以控制訓練界面102中所顯示的訓練程序及周邊裝置20給予受訓練者的第一生理刺激。同樣的，在一實施例中，當受訓練者也可進一步地設定第二生理刺激參數par_ps2，其可以是氣味，電腦10也可根據第二生理刺激參數par_ps2產生電子訊號，並傳送電子訊號到周邊裝置20的組件，例如芳香擴散機或精油霧化機中(未繪示)，以控制芳香擴散器或精油霧化器發出的氣味分子及/或分子的濃度。

接下來，根據螢幕所顯示的訓練程序，受訓練者可利用鍵盤、滑鼠或觸控螢幕來輸入反應以獲得分數，而電腦可記錄受訓練者所輸入的反應。

之後，本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品可進入記分模式。電腦可根據受訓練者在接受訓練程序時所輸入的反應，以預設的記分準則來計算受訓練者的得分。在一實施例中，預設的記分準則可以是點選綿羊所需要的時間或點選綿羊的準確率。例如在本實施例中，當受訓練者在1秒內成功點選綿羊，他可獲得5分；在1秒~2秒內點選綿羊，他可獲得3分；如果用超過2秒的時間點選綿羊，則他只能獲得1分。另外，在一實施例中，如果受訓練者不小心點選了狼，他可被扣3分，但本發明並不以此為限。

在記分模式之後，本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品可進入分析模式。電腦可根據受訓練者的得分、訓練控制參數及生理刺激參數為受訓練者產生分析報告，並儲存分析報告於儲存裝置，以供受訓練者或其他使用者參考。以下將會更詳細地介紹分析報告儲存於儲存裝置的用途。其中，分析報告可包含受訓練者的得分與生理刺激參數的關聯性(correlation)，計算方法可採用皮爾遜積矩相關係數(PPMCC)、斯皮爾曼等級相關係數(Spearman's ρ)、Kendall rank correlation coefficient等。藉此，各生理刺激與受訓練者的表現之間的關係就能夠被鑑定。此外，當有多個受訓練者時，各受訓練者的分析報告也可用來進行假設鑑定(hypothesis test)，例如皮爾森卡方檢定(Pearson’s Chi-squared test)等，以評估各種生理刺激對受訓練者是否產生作用。

本發明的電腦程式產品的一實施例在執行步驟S2或S3之前，可進一步執行步驟A1，以進入資料存取界面，取得受訓練者的個人資料。在一實施例中，在步驟A1後，本發明的電腦程式產品可進一步執行步驟A2，並進入預設模式，以根據個人資料，給定至少一訓練控制參數預設值或至少一生理刺激參數預設值。

值得注意的是，個人資料可以是通過連接儲存裝置取得或通過手動輸入。在一實施例中，個人資料可包含受訓練者的姓名、年齡、生理情況等。例如受訓練者可能是患有失智症的病患。醫護人員可為該病患設計一套療程，並搭配本發明的電腦程式產品來評估或改善病患的反應力。因此，在資料存取界面中，醫護人員可手動輸入病患的資料及療程，或者是本發明可讀取儲存裝置所儲存的個人資料。然後，電腦可根據個人資料計算出合適的訓練控制參數預設值及生理刺激參數預設值。在進行步驟S3時，電腦便可將訓練控制參數預設值或生理刺激參數預設值設定為訓練控制參數或生理刺激參數，並據以產生電子訊號，進而控制周邊設備。

在一實施例中，個人資料可包含受訓練者上一次接受訓練所產生的過往分析報告。具體而言，受訓練者在進行第一次訓練後將會儲存一份分析報告，裡面包含受訓練者的得分、訓練控制參數及生理刺激參數。在進行下一次訓練時，只需要進入資料存取界面，讀取個人資料，就能獲得上一次接受訓練所產生的過往分析報告。根據過往分析報告，電腦可計算出合適的訓練控制參數預設值或生理刺激參數預設值。

第二實施例

在本實施例中，電腦程式產品可支援超過一名受訓練者進行訓練，例如可同時有兩名受訓練者使用本發明的電腦程式產品。因此，在執行步驟S1時，各受訓練者可選擇性地進入連線界面，設置各自的連線方式，以便進行同步訓練。如圖6所示，電腦10可連接並控制第一周邊裝置20及第二周邊裝置40。第一周邊裝置20可包含第一螢幕22及第一喇叭24，而第二周邊裝置40可包含第二螢幕42及第二喇叭44，但本發明並不以此為限。可以理解的是，電腦10可根據訓練控制參數及生理刺激參數運算後傳送電子訊號至第一及第二周邊裝置20及40。藉此，第一螢幕22及第一喇叭24可向第一受訓練者顯示訓練程序及給予生理刺激，而第二螢幕42及第二喇叭44可向第二受訓練者顯示訓練程序及給予生理刺激。進一步地，電腦10也連接第一輸入裝置30及第二輸入裝置50。第一輸入裝置30可包含第一鍵盤32及第一滑鼠34，而第二輸入裝置50可包含第二鍵盤52及第二滑鼠54。第一受訓練者可藉由第一鍵盤32及第一滑鼠34來向電腦10輸入指令，而第二受訓練者可藉由第二鍵盤52及第二滑鼠54來向電腦10輸入指令。所以，當受訓練者人數超過一人時，在執行步驟S3時，各受訓練者是通過各自的輸入裝置接受訓練程序，及向電腦輸入反應。在一實施例中，各輸入裝置是以無線或有線的方式連接至電腦。本實施例與第一實施例相同的元件可參考第一實施例，其特徵與第一實施例類似，在此不便贅述。

第三實施例

圖7及圖8分別為本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品的第三實施例的訓練界面102及設定界面104。

如圖7所示，本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品也可以是一款區分顏色或形狀的訓練，且刺激物可以是具有不同顏色、形狀或線條的多個卡片。在訓練界面102的提問區102A中，可出現一張卡片，受訓練者可在答案區102B中點選匹配的卡片以獲得分數。在一實施例中，受訓練者點選匹配卡片的速度越快，時間愈短，他獲得的分數也越高。

如圖8所示，受訓練者可在設定界面104中設定第一訓練控制參數par_tc1，其可以是顏色的數量。例如當受訓練者選擇四種顏色時，訓練界面102的答案區102B中將會出現四種不同顏色的卡片，而受訓練者需選擇與提問區102A相同顏色的卡片以得分，當本發明並不以此為限。此外，受訓練者也可在設定界面104中進一步設定第二或第三訓練控制參數par_tc2或par_tc3。其可以分別是卡片的形狀及卡片的線條。在一實施例中，第二訓練控制參數par_tc2可以是答案區102B中各種顏色的差異，例如各顏色在CIE Lab色彩空間中的差值範圍。這樣一來，隨著難度增加，在訓練界面102中顯示的卡片在色調上將變得更接近，而受訓練者須更專注分辨色彩飽和度、明暗灰階等差異，才能選擇出正確答案。因此，本發明的電腦程式產品可量化分析受訓練者的視力或辨色能力。本實施例中與第一實施例相同的元件可參考第一實施例，其特徵與第一實施例類似，在此不便贅述。

本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品可利用Unity C#開發，其開發環境可以是Microsoft Windows 10。本發明的用於反應力訓練的電腦程式產品可被載入電腦，例如個人電腦、智慧型手機、平板電腦等，以執行上文所述的步驟；電腦的作業系統可以是Windows、Linux、MacOS、Android、iOS等。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍為準，而非僅限於上述實施例。

Claims

一種用於反應力訓練的電腦程式產品，其被載入一電腦，以執行下列步驟：步驟S1：進入一選擇界面，通過該選擇界面，選擇性地進入一設定界面、一訓練界面、一資料存取界面、一連線界面、一說明界面或一退出界面；步驟S2：進入該設定界面，選擇性地設定至少一訓練控制參數或至少一生理刺激參數；步驟S3：進入該訓練界面，使一受訓練者接受一訓練程序，該訓練程序是配置來測量及記錄該受訓練者辨識一刺激物的一反應及一反應時間，其中，該電腦根據該等訓練控制參數控制該訓練程序，同時，該電腦根據該生理刺激參數控制一周邊裝置來給予該受訓練者至少一生理刺激；步驟S4：進入一記分模式，根據該反應及該反應時間，以一預設的記分準則來計算該受訓練者的得分；以及步驟S5：進入一分析模式，根據該受訓練者的得分、該等訓練控制參數及該等生理刺激參數為該受訓練者產生一分析報告；其中，在步驟S2或S3之前，更執行步驟A1：進入該資料存取界面，以取得該受訓練者的一個人資料。
如請求項1所述的電腦程式產品，其中，該等生理刺激包含：光線、聲音、氣味、溫度、濕度或振動。
如請求項1所述的電腦程式產品，在步驟S5之後，更執行：步驟S6：進入一反饋模式；將該分析報告反饋給該受訓練者或其他使用者。
如請求項1所述的電腦程式產品，其中，該訓練程序是配置來訓練該受訓練者區分顏色，且該刺激物是具有不同顏色、形狀或線條的多個卡片。
如請求項1所述的電腦程式產品，其中，該訓練程序是配置來訓練該受訓練者區分移動動物，該刺激物是在不同方向上移動的多個動物。
如請求項1所述的電腦程式產品，其中，在步驟S1之前，偵測該受訓練者的一數目，若該受訓練者的該數目超過一人，則在執行步驟S1時，進入該連線界面，以設置一連線方式。
如請求項6所述的電腦程式產品，其中，在執行步驟S3時，若該受訓練者的該數目超過一人，該等受訓練者是通過各自的輸入裝置接受該訓練程序。
如請求項7所述的電腦程式產品，其中，該等輸入裝置是以無線或有線的方式連接至該電腦。