将屏幕时间与锻炼相结合的虚拟现实(VR)视频游戏是健身的好方法，但游戏设计师面临着一个重大挑战——与常规锻炼一样，“运动游戏”的坚持率很低，大多数用户一旦开始感到不舒服或无聊就会放弃。

个性化技术如何将运动痛苦转化为快乐

巴斯大学的计算机科学家相信他们已经找到了解决方案：创建运动游戏，使用传感器不断测量人们在运动时的情绪状态，然后调整游戏(例如，使其更容易或更难)以保持用户的参与度。

DominicPotts博士是利用尖端传感器技术来保持锻炼者积极性的新研究的首席作者，他表示：“对于所有形式的体育锻炼来说，积极性和锻炼坚持性都是巨大的问题。通过运动游戏，我们可以解决这个问题，并通过调整挑战级别以匹配用户的能力和心情，最大限度地提高人们的享受和表现。

“完全自适应的锻炼游戏会感知人们的情绪，在人们遇到困难时给予他们更多‘奖励’，在人们准备迎接新挑战时给予他们更多障碍。”

游戏设计师一直渴望开发更加个性化的运动游戏，即在用户锻炼时，根据用户在游戏中遇到的困难和抱负进行调整的程序。然而，要找到一种可靠的方法来衡量用户不断变化的情绪状态，却一直难以实现。

巴斯团队取得了突破，他们采用了一系列新型传感器——可以嵌入VR耳机和智能手表等可穿戴设备——来追踪锻炼者在锻炼时所经历的身体变化。

该团队的论文获得了CHI计算机系统人为因素会议的荣誉奖。

研究人员希望，他们的研究成果能够被游戏设计师采用，从而创建出沉浸式的程序，让人们即使通常会选择放弃，也能继续进行踩踏板、跑步或举重等运动。

背景噪音

到目前为止，传感器虽然可以非常有效地追踪人们久坐时的情绪状态，但在测量参与体力活动的人的情绪状况方面却被证明是不可靠的，因此很难识别一个人是感到快乐、压力还是无聊。

“传统上，这些传感设备被放入VR头戴式设备中来追踪眨眼和瞳孔扩张，但它们通常很容易受到生理和背景噪音的影响，”Potts博士解释道。

不想要的“噪音”以两种方式产生：一是人们以不可预测的方式移动(锻炼时经常如此)，二是锻炼者对其所处的虚拟环境(VE)做出反应。例如，传感器显示人们锻炼时瞳孔扩张，这可能反映的是VE中的亮度变化，而不是用户不断变化的情绪状态。

可靠追踪

在这项新研究中，72名参与者参加了VR静态自行车比赛，巴斯大学的科学家使用特定的传感器组合来测量瞳孔大小、面部表情、心率、出汗程度、皮肤炎症和皮肤电活动(测量皮肤导电的能力，反映压力水平)。

当参赛者在四个不同的VE中锻炼时，传感器会收集数据，每个环境都旨在引发一种特定的情绪(快乐、悲伤、压力和平静)。参赛者以三种不同的锻炼强度(低、中、高)在这些VE中锻炼。

对于每次锻炼，研究人员能够准确描绘出用户的情绪状态，将游戏的难度级别和VE的性质与用户通过传感器捕捉到的生理变化相匹配。

根据这项研究，我们为VR运动游戏的创造者制定了八项指导方针，旨在增强用户的情感参与度。这些建议包括：

瞳孔检测传感器的设计应能够校正虚拟环境中的亮度变化。

应该考虑用户先前存在的出汗水平来预测神经系统的压力和唤醒。

应在运动游戏之前和期间清理传感器数据(即去除与情绪变化无关的信号)，以衡量人际差异并使游戏能够适合每个用户。

应该使用多个生理传感器来提高对用户情绪状态的预测。

克里斯托夫·卢特罗斯(ChristofLutteroth)博士是巴斯大学的REVEAL研究中心主任，负责运动游戏研究，同时也是CAMERA的联合研究员，他表示：“从长远来看，我们的目标是让VR锻炼具有情感智能。

“我们完全相信VR体育活动将在未来几年内迅速普及——学生们已经将其作为锻炼计划的一部分，并且它们还被用于康复和运动科学——因此，专注于制造情感智能且能适应用户差异的技术非常重要。”

巴斯大学此项研究的研究团队包括DominicPotts博士、硕士生ZoeBroad、心理学本科生TariniSehgal、JosephHartley、EamonnO'Neill教授、CrescentJicol博士、ChristopherClarke博士和ChristofLutteroth博士。