摘" 要：目的：探究年輕化模式下的體感游戲?qū)τ谇嗌倌耆巳哼\(yùn)動的心率影響和運(yùn)動強(qiáng)度研究，探究體感游戲模式下的運(yùn)動效果。方法：本研究共招募20名12～22周歲，BMI均處于正常范圍內(nèi)的受試者參與完成A組體感游戲《健身環(huán)大冒險》及B組體感游戲《Just Dance》，運(yùn)用Mac1200心電監(jiān)護(hù)儀檢測各項心率數(shù)據(jù)，包括靜息心率、最大心率、游戲平均心率，并參照運(yùn)動強(qiáng)度劃分區(qū)域來檢測兩項體感游戲的運(yùn)動強(qiáng)度效果，以及對比強(qiáng)少年男女組別在參與體感游戲下的運(yùn)動差異。結(jié)果：A組游戲中男女組別的精息心率、最大心率、游戲平均心率，游戲最大心率的p值分別為0.592、0.545、0.982、0.601，均無顯著差異；B組實驗中男女組別的精息心率、最大心率、游戲平均心率，游戲最大心率的p值分別為0.985、0.908、0.018、0.006，其中游戲平均心率和游戲最大心率具備顯著差異。從運(yùn)動強(qiáng)度來看A組B組男女運(yùn)動強(qiáng)度均處在50%～69%的中等強(qiáng)度區(qū)域。結(jié)論：A、B組體感游戲可以提供中等強(qiáng)度的運(yùn)動效果，從游戲平均心率和游戲最大心率來看，B組舞蹈類游戲強(qiáng)少年男女呈現(xiàn)顯著差異，從游戲心率均值數(shù)據(jù)來看，體感游戲可以達(dá)到一定的運(yùn)動效果。

關(guān)鍵詞：青少年；體感游戲；心率；運(yùn)動效果；運(yùn)動強(qiáng)度

Research on the Effect and Intensity of Motion Sensing GamesUnder Teenagers

Abstract： Objective： To explore the influence of motion games in young state mode on the heart rate and exercise intensity of adolescents， and to explore the effect of motion games in young state mode. Methods： this study recruited 20 people aged range from 12 to 22 years old， BMI are completed in the normal range of the subjects involved in A group of motion sensing game which called \"Ring Fit Adventure\" and group B of motion sensing game which called \"Just Dance\"， using Mac1200 monitor to detect the heart rate data， including the resting heart rate and maximum heart rate， games， the average heart rate， and with reference to the exercise intensity zoning to detect two motion sensing games’ effect， and gender groups and contrast difference of motion under the body feeling game. Results： There were no significant differences in the P values of resting heart rate， maximum heart rate and average game heart rate of male and female groups in group A， which P value were 0.592， 0.545， 0.982 and 0.601， respectively. In the experiment of group B， P values of the resting heart rate， maximum heart rate and average game heart rate of the male and female groups were 0.985， 0.908， 0.018 and 0.006， respectively， and there were significant differences between the average game heart rate and the maximum game heart rate. In terms of exercise intensity， both men and women in Group A and Group B were in the moderate intensity region of 50%～69%. Conclusion： Motion sensing games in group A/B can provide moderate exercise effect. From the perspective of average heart rate and maximum heart rate， there are significant differences between men and women in group B who play dance games. From the perspective of average heart rate data， Motion sensing games can achieve certain exercise effect.

Key words： Teenagers; Motion Sensing Game; Heart rate; Exercise intensity

中圖分類號：G804.83""""""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

體感游戲（Motion Sensing Game）通常是指用身體去進(jìn)行游戲運(yùn)動感知的電子類游戲，其目的在于革新久坐類電子游戲類別，通過提高身體運(yùn)動協(xié)調(diào)的方式增大使用者的運(yùn)動率。體感游戲多采用不同的設(shè)備來促進(jìn)身體運(yùn)動、衡量身體運(yùn)動的強(qiáng)度和提高游戲經(jīng)驗，如關(guān)于心率的監(jiān)測、運(yùn)動平板測試法、GPS設(shè)備和運(yùn)動器材等，展示了信息技術(shù)時代健康技術(shù)相互促進(jìn)的局面[1]。在學(xué)習(xí)和醫(yī)療行業(yè)，體感游戲已經(jīng)得到了較深入的應(yīng)用，基于體感互動游戲運(yùn)動方案幫助老年人在COPD穩(wěn)定期患者的應(yīng)用[2]。運(yùn)用體感游戲幫助腦血管病偏癱患者的恢復(fù)和老年患者下肢康復(fù)訓(xùn)練的影響[3]。從體感游戲Kinect在腦卒中病人肢體和認(rèn)知功能康復(fù)上的幫助等[4]。

由于缺乏鍛煉所引發(fā)的一系列健康問題頻發(fā)，例如心律不齊、腸胃疾病、骨骼及關(guān)節(jié)疼痛、過度肥胖、免疫力低下等[5]。為引導(dǎo)正確的生活方式，特別是針對健身需求，通過室內(nèi)的健身產(chǎn)品設(shè)計與貼切的實踐運(yùn)動方式可以改變年輕群體的體質(zhì)[6]，特別是2020年疫情影響下，為響應(yīng)國家的號召，自覺減少外出避免和他人過度接觸，居家鍛煉形式成了一種必備需求，針對居家形式的產(chǎn)品設(shè)計，其主要側(cè)重點在于趣味性，尤其是對兒童群體，在智力開發(fā)，親子互動等模式上，對兒童的身心進(jìn)行友好開發(fā)鍛煉的意圖[7，8]。對于居家類健身產(chǎn)品的開發(fā)在設(shè)計表達(dá)過程中需要注重用戶的情感化體驗，在產(chǎn)品設(shè)計過程和使用過程中要關(guān)注用戶的意愿和體驗感[9，10]。同時伴隨科技的發(fā)展進(jìn)度，交互類電子產(chǎn)品的設(shè)計從多維度、多感知需求下滿足了不同用戶不同需求的體驗，從學(xué)齡前兒童的陪伴，針對老年人的生活情感照顧需求[11-13]。電子化的娛樂產(chǎn)品正在用一種智能化的方式幫助解決生活中的一些問題，再如本項目提出的體感游戲設(shè)備，以一種娛樂游戲的方式提供一種居家鍛煉的新模式。

鐘南山院士曾多次提出“鍛煉需像吃飯一樣成為生活中的一部分”，研究表明適度的、有規(guī)律性的運(yùn)動和免疫系統(tǒng)之間存在著密切關(guān)系。學(xué)術(shù)界上在體感游戲上的界定逐漸取得的共識是Exertion和game的組合。特別是關(guān)于年輕一代的對于游戲運(yùn)動的新機(jī)制下，體感游戲?qū)τ谇嗌倌甑男睦砦蜕礤憻捫远加兄芮嘘P(guān)聯(lián)。從心理機(jī)制上來看，其可以幫助激發(fā)青少年的活動興趣、自尊、自我效能等方面。比如在不同頻率的虛擬現(xiàn)實體感游戲?qū)η嗄耆巳旱闹笜?biāo)性影響測定，關(guān)于BMI在18.5～23.9正常范圍內(nèi)的青少年群體實驗，結(jié)果表明VR體感游戲可以作為一種日常鍛煉方式幫助用戶達(dá)到鍛煉和提升體質(zhì)的目的[14]。

體感游戲?qū)τ谇嗌倌暧脩糁饕饔迷谟谛蓍e娛樂的同時兼顧健康和健身的理念，現(xiàn)在年輕人對于電子游戲的接納度較高，好奇心和保持良久熱情度，新形勢下的體感游戲可以將純粹的休閑娛樂項目轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┣嗌倌瓯貍溥\(yùn)動需求，促進(jìn)健康，增強(qiáng)免疫力的新選擇[15]，本研究旨在探究兩款運(yùn)動型的體感游戲是否可以提高心率，保障運(yùn)動狀態(tài)及探究游戲運(yùn)動的強(qiáng)度，保障青少年的運(yùn)動消耗，論證體感游戲形式是否具備可替換傳統(tǒng)運(yùn)動的可能性。

1" 研究對象和方法

1.1" 研究對象

在社區(qū)里招募受試青少年人群中，年齡范圍12～22歲BMI在正常范圍內(nèi)（18.5～23.9）的青少年有20名，其中女性13名，男性9名，經(jīng)常規(guī)健康檢查確認(rèn)所有受試者均身體健康，無服藥記錄，無呼吸、循環(huán)、代謝系統(tǒng)等方面問題，沒有肌肉骨骼損傷，無肩、肘、腕、膝等關(guān)節(jié)上勞損現(xiàn)象，受試者均自愿簽署《實驗知情同意書》。A組游戲參與者共計20人，其中7名男性，13名女性；B組游戲參與者共計18人，其中6名男性，12名女性。如表1、表2所示為受試者基礎(chǔ)信息情況表。

1.2" 試驗設(shè)備及場地

本次實驗選用任天堂Switch游戲主機(jī)，Switch游戲主機(jī)屬于手柄類游戲主機(jī)，主機(jī)通過接受計算手柄的運(yùn)動數(shù)據(jù)對玩家的動作進(jìn)行判斷和反饋，游戲設(shè)備連接42寸液晶電視進(jìn)行游戲體驗實驗，實驗者分別進(jìn)行A組《健身環(huán)大冒險》一個回合和B組《Just Dance》15min健身歌單的游戲體驗。

所有實驗對象均在實地面積為1.8m×1.8m的無障礙物空間內(nèi)進(jìn)行游戲?qū)嶒炦^程。

實驗采用日產(chǎn)Mac1200心電監(jiān)護(hù)儀，測量數(shù)據(jù)包含靜息心率、最大心率、游戲平均心率。

1.3" 測定與評價

1.3.1" 客觀數(shù)據(jù)測定" 運(yùn)動心率，即人體在運(yùn)動過程中保持的心率狀態(tài)，有氧/無氧運(yùn)動需要保持一個合適的心率才能達(dá)到較好的運(yùn)動效果。保持最佳運(yùn)動心率對于運(yùn)動的效果和運(yùn)動的安全都是十分重要。

最大心率（HRmax），是指在進(jìn)行運(yùn)動負(fù)荷中，隨著運(yùn)動量的不斷增加，耗氧量和心率也隨之增大，在最大負(fù)荷強(qiáng)度時，耗氧量和心率將不再繼續(xù)變大時的心率稱之為最高水平。因測定該數(shù)值所存在的危險系數(shù)極高，本研究所用最大心率計算公式為Fox提出的：220-年齡。測評游戲最大心率與最大心率的比值，可對體感游戲的強(qiáng)度判定評價為：等級（1）lt;30% HRmax 非常輕松；（2）30%-49% HRmax輕松；（3）50%-69% HRmax中等強(qiáng)度；（4）70%-89% HRmax 困難；（5）≥90% HRmax 非常困難；（6）100% HRmax 極限。

游戲最大心率：指在游戲過程中，運(yùn)動手環(huán)設(shè)備所檢測到的過程中的最大心率數(shù)值。

游戲強(qiáng)度占比：游戲最大心率/最大心率

游戲平均占比：游戲平均心率/最大心率

靶心率：靶心率（THR）是指通過有氧運(yùn)動提高心血管循環(huán)系統(tǒng)的機(jī)能時有效而安全的運(yùn)動心率，其準(zhǔn)確計算公式為，靶心率=[（最大心率-精息心率）*（60%～80%）+靜息心率]。

統(tǒng)計方法：本研究項目所有數(shù)據(jù)用Excel 2019及Minitab 19統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，人員基礎(chǔ)信息計量數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差，計數(shù)資料用百分率（%）表示，等級資料組間比較采用秩和檢驗，P小于0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

1.3.2" 主觀評價" 實驗后詢問實驗者的游戲主觀感受，有無身體部位、肌肉特別疲累、有無出汗等，收集實驗者的主觀感受，從實驗者主觀感受對游戲運(yùn)動效果進(jìn)行評價。同時詢問實驗者對通過此方式進(jìn)行運(yùn)動的意愿程度，了解體感游戲作為年輕人的家居運(yùn)動形式的可接受度和受歡迎程度。

1.4" 實驗方法

實驗者在游戲前，靜坐5min，使用心電監(jiān)測儀檢測其靜息心率。選用自由訓(xùn)練、游戲運(yùn)動模式監(jiān)測游戲期間的受試者心率。

A組《健身環(huán)大冒險》需要兩個手柄進(jìn)行游戲，一個手柄接入健身環(huán)，另一個綁在玩家的左大腿上。玩家在游戲過程中需要對健身環(huán)進(jìn)行不同形式的擠壓、拉扯、舉放和擺動等，配合腿上檢測玩家腿部動作的手柄，控制游戲中的人物并進(jìn)行運(yùn)動指導(dǎo)，為自由訓(xùn)練模式下的運(yùn)動心率檢測。

B組《Just Dance》需要一個手柄進(jìn)行游戲，玩家需要把手柄握在右手。游戲通過畫面中央的舞者和畫面右下角的節(jié)拍對玩家進(jìn)行舞蹈動作指導(dǎo)。根據(jù)玩家手持的手柄的運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行動作判斷并給予即時的動作評分，為游戲模式下的運(yùn)動心率檢測。

2 "實驗結(jié)果

2.1 "A組游戲運(yùn)動實驗結(jié)果

如表3所示，靜息心率男士為73.28，女士為70.85，p值為0.592，兩者沒有表現(xiàn)出顯著差異；最大心率數(shù)值來看，A組游戲男士最大心率數(shù)值為203.00，女士為202.15，p值為0.545，兩者沒有顯著差異；從游戲平均心率來看，男士游戲平均心率為110.57，女士為110.46，p值為0.982，兩者沒有顯著差異；從游戲最大心率來看，男士數(shù)值為140.28，女士為138.08，p值為0.601，兩者沒有顯著差異?？防锵臄?shù)據(jù)來看，男士消耗93.15，女士消耗76.62，p值為0.105，兩者沒有顯著差異。

如表4所示，對于男女組別的靜息心率，游戲平均心率，游戲最大心率和最大心率進(jìn)行顯著差異測評，結(jié)果顯示男女組別的4組心率表現(xiàn)均具備顯著差異，即游戲所帶來的運(yùn)動及對心率的提升和靜息情況比，具備顯著差異，A組體感游戲?qū)τ谶\(yùn)動過程中的心率提升和最高心率狀態(tài)的表現(xiàn)，證明體感游戲具備運(yùn)動效果。

如表5所示，A組游戲中男士游戲強(qiáng)度占比為69%，處于評價階段中的50%～69%中等強(qiáng)度區(qū)域，即代表游戲過程中的運(yùn)動強(qiáng)度相對比較適中，在一個較合理的范圍內(nèi)達(dá)到運(yùn)動效果；女士游戲強(qiáng)度占比為68%，處于評價階段中的50%～69%中等強(qiáng)度區(qū)域，即代表游戲過程中的運(yùn)動強(qiáng)度相對比較適中，在一個較合理的范圍內(nèi)達(dá)到運(yùn)動效果；男士游戲平均占比54%，女士游戲平均占比55%，男士游戲靶心率為151.11～183.54，女士游戲靶心率為149.63～182.46。

2.2 "B組游戲運(yùn)動實驗結(jié)果

如表6所示，靜息心率男士為72.33，女士為72.25，p值為0.985，兩者沒有表現(xiàn)出顯著差異；最大心率數(shù)值來看，A組游戲男士最大心率數(shù)值為202.67，女士為202.50，p值為0.908，兩者沒有顯著差異；從游戲平均心率來看，男士游戲平均心率為121.67，女士為110.25，p值為0.018（＜0.05），兩者具備顯著差異；從游戲最大心率來看，男士數(shù)值為152.33，女士為137.50，p值為0.006（＜0.05），兩者具備顯著差異?？防锵臄?shù)據(jù)來看，男士消耗102.5，女士消耗85.67，p值為0.046（＜0.05），兩者具備顯著差異。

如表7所示，對于男女組別的靜息心率，游戲平均心率，游戲最大心率和最大心率進(jìn)行顯著差異測評，結(jié)果顯示男女組別的4組心率表現(xiàn)均具備顯著差異，即游戲所帶來的運(yùn)動及對心率的提升和靜息情況比，具備顯著差異，B組體感游戲?qū)τ谶\(yùn)動過程中的心率提升和最高心率狀態(tài)的表現(xiàn)，證明體感游戲具備運(yùn)動效果。

如表8所示，A組游戲中男士游戲強(qiáng)度占比為75%，女士游戲強(qiáng)度占比為68%；男士游戲平均占比60%，處于評價階段中的50%～69%中等強(qiáng)度區(qū)域，即代表游戲過程中的運(yùn)動強(qiáng)度相對比較適中，在一個較合理的范圍內(nèi)達(dá)到運(yùn)動效果；女士游戲平均占比54%，處于評價階段中的50%～69%中等強(qiáng)度區(qū)域，即代表游戲過程中的運(yùn)動強(qiáng)度相對比較適中，在一個較合理的范圍內(nèi)達(dá)到運(yùn)動效果。男士游戲靶心率為150.53～183.12，女士游戲靶心率為150.40～182.96。

從游戲強(qiáng)度評判等級來分析圖1和圖2數(shù)據(jù)，即等級（1）lt;30% HRmax 非常輕松；（2）30%-49% HRmax 輕松；（3）50%-69% HRmax 中等強(qiáng)度；（4）70%-89% HRmax困難；（5）≥90% HRmax 非常困難；（6）100% HRmax 極限。參與A組《健身環(huán)大冒險》實驗的實驗者中，100%實驗者平均心率達(dá)到輕松的運(yùn)動強(qiáng)度，85%實驗者平均心率達(dá)到中等強(qiáng)度；100%實驗者最大心率達(dá)到中等強(qiáng)度，35%實驗者最大心率達(dá)到困難強(qiáng)度。參與B組《Just Dance》實驗的實驗者中，100%實驗者平均心率達(dá)到輕松的運(yùn)動強(qiáng)度，94.44%實驗者平均心率達(dá)到中等強(qiáng)度；100%實驗者最大心率達(dá)到中等強(qiáng)度，38.89%實驗者最大心率達(dá)到困難強(qiáng)度。即年輕態(tài)勢下的體感游戲運(yùn)動方式，從運(yùn)動心率數(shù)據(jù)分析和運(yùn)動強(qiáng)度分析結(jié)合來看，該形式下的運(yùn)動有利于參與者的有效運(yùn)動心率提升，游戲強(qiáng)度多分布于中等強(qiáng)度區(qū)域，在保證安全的情況下有達(dá)到運(yùn)動健身的效果。

2.3" 主觀評價結(jié)果

如表9所示，游戲前通過詢問實驗者是否意愿參與體感游戲運(yùn)動，評價等級分為5級：非常不愿意、不愿意、一般、愿意和非常愿意，分別對應(yīng)的用1-5分機(jī)制對受試者關(guān)于游戲體驗期許愿意程度進(jìn)行計分。游戲結(jié)束后對受試者進(jìn)行游戲體驗訪問，是否出現(xiàn)疲勞疼痛等運(yùn)動癥狀，對于身體部位出現(xiàn)的疲勞及出汗情況的了解作為運(yùn)動主觀感受信息評價。以上信息收集結(jié)果如下所示，A組游戲的意愿參與度為3.75，B組游戲意愿度為4.00。A組受試者有20%有出汗跡象，45%表示有手臂疲勞，15%表示膝蓋疲勞和10%有其他運(yùn)動疲憊感受。B組受試者有11%有出汗跡象，22%表示有手臂疲勞，17%表示膝蓋疲勞和6%有其他運(yùn)動疲憊感受。

在受試者實驗過程中，觀察發(fā)現(xiàn)，游戲通過手柄的運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行動作的判定，部分玩家會比較注意握著手柄的手的動作和運(yùn)動幅度，因此可能出現(xiàn)單只手臂比較疲累的情況；部分舞蹈動作比較考驗玩家的手腳協(xié)調(diào)能力，實驗中實驗者都出現(xiàn)不同程度的因為腿部動作跟不上，下肢不動，只進(jìn)行上肢運(yùn)動的情況；實驗者會因為有趣的舞蹈動作或喜歡的歌曲而無意中增大運(yùn)動幅度的情況。

3" 結(jié)論和探討

（1）A、B組游戲針對各項心率，靜息心率，游戲平均心率，游戲最大心率和最大心率進(jìn)行顯著差異測評，結(jié)果顯示男女組別的4組心率表現(xiàn)均具備顯著差異，即代表兩項體感游戲從運(yùn)動心率上評估該游戲具備運(yùn)動效果。

（2）A組游戲從性別上評估各項心率指標(biāo)，該游戲過程下男女各項心率指標(biāo)無顯著差異，在B組舞蹈類游戲過程表現(xiàn)中，男、女就游戲平均心率來看，男生組121.67顯著高于女士組110.25，游戲最大心率來看男生組152.33顯著高于女生組137.50。

（3）A、B組均能帶來運(yùn)動強(qiáng)度介于50%～69%的中等運(yùn)動強(qiáng)度區(qū)間數(shù)值，證明體感游戲可以達(dá)到中等運(yùn)動的效果，其安全性，體能消耗上均具備一定的效果。

（4）從受試者對于體感游戲?qū)嶒灥膮⑴c意愿度來看，A組3.75及B組4.00的數(shù)值表示年輕群體比較愿意接受這類新型的居家運(yùn)動模式。其受訪者主觀評價的手臂疲勞，膝蓋疲勞等現(xiàn)象應(yīng)證了體感游戲?qū)τ谏眢w部位的訓(xùn)練效果。

本項研究實驗主要探討了疫情下居家健身，體感游戲模式對于青少年群體的心率和運(yùn)動強(qiáng)度的實驗，游戲種類選擇較為局限，對于市面上更多類型的體感游戲如棒球、拳擊、賽車等的運(yùn)動效果可進(jìn)行長效研究，對于針對年輕人居家運(yùn)動的模式，可以通過數(shù)據(jù)和實驗觀察，更優(yōu)質(zhì)化的提升運(yùn)動效果，推廣體感類游戲作為居家運(yùn)動的一種形式。

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