大多数个人往往在锻炼游戏变得过于具有挑战性或单调时停止参与。这种情况是否可以通过情感传感器来改善？与屏幕时间结合的虚拟现实（VR）游戏是提高健康的理想方式，但开发者面临着一个重大障碍——与传统锻炼类似，许多用户在感到不适或无聊时放弃“锻炼游戏”。
巴斯大学的研究人员提出了一种创新的方法：开发利用传感器监测人在锻炼过程中情绪状态的锻炼游戏，使得游戏能够进行调整，例如修改难度，以保持用户的兴趣。
最近一项专注于先进传感器技术以增强锻炼动机的研究的主要作者、博士多米尼克·波茨（Dr. Dominic Potts）表示：“在所有形式的体育活动中，锻炼的动机和坚持都是主要挑战。通过锻炼游戏，我们可以解决这个问题，并通过调整挑战级别以符合用户的能力和情绪来提升享受和表现。”
“完全自适应的锻炼游戏会检测一个人的情绪，并在他们感到困难时提供更多激励，同时在他们准备迎接更大挑战时提出更大的挑战。”
游戏设计师们一直梦想创建个性化的锻炼游戏——一种根据用户在锻炼时的体验进行调整的程序，回应他们的挑战和目标。然而，找到一种可靠的方法来衡量用户在活动期间不断变化的情绪状态一直很困难。
巴斯大学的研究团队通过使用一组合独特的传感器取得了重大进展——这些传感器可能嵌入在VR头盔及像智能手表这样的可穿戴设备中，监测锻炼期间经历的身体变化。
研究结果最近在全球领先的人机交互（HCI）会议CHI会议上展示，该工作获得了荣誉提及。
研究人员对他们的发现持乐观态度，认为这些发现将鼓励游戏设计师开发沉浸式程序，激励个人继续骑行、奔跑或举重，超越他们通常的放弃点。
背景噪音
此前，尽管传感器在检测静止状态下情感状态的有效性得到了证明，但在身体活动期间准确评估情感方面却一直存在困难，因此很难确定某人感到快乐、压力或无聊。
“历史上，这种类型的传感器已安装在VR头盔中，用于监测眨眼和瞳孔扩张，但它们常常受到生理和环境噪音的影响，” 波茨博士解释说。
这种不必要的“噪音”以两种方式产生：一是通过一个人在锻炼期间不可预测的运动，二是通过他们对所参与的虚拟环境（VE）的反应。例如，在锻炼期间观察到的瞳孔扩张可能反映的是环境中的光线变化，而不是个体真实的情感波动。
可靠跟踪
在这项新的研究中，72名参与者在VR静态自行车比赛中进行锻炼，而巴斯的科学家们使用特定组合的传感器监测瞳孔大小、面部表情、心率、出汗水平、皮肤温度和电皮肤反应（测量皮肤的导电性，以指示压力水平）。
在参与者骑行通过四个独特的虚拟环境时，数据通过这些传感器收集，这些环境的设计旨在引发特定情感（快乐、悲伤、压力和冷静）。参与者在三种不同强度级别（低、中和高）下体验这些环境。
在每个会话中，研究人员能够准确评估个体的情感状态，根据传感器跟踪到的生理变化来调整游戏的难度和虚拟环境的性质。
从这项研究中，为VR锻炼游戏创建者制定了八项指导原则，以增强用户的情感参与。其中一些关键建议包括：
- 设计瞳孔检测传感器以补偿虚拟环境中的亮度变化。
- 考虑用户的先前出汗水平，以更好地预测压力和神经系统激活。
- 在游戏开始前和进行过程中清洗传感器数据（去除无关信号），以适应个体差异，提供更为量身定制的体验。
- 使用多个生理传感器来增强对用户情感状态的预测。
领导锻炼游戏研究的REVEAL研究中心主任、摄像机项目的合作者、巴斯大学的克里斯托夫·卢特罗特博士评论称：“我们的长期目标是使VR锻炼具有情感智能。
“我们预计，VR锻炼在未来几年将会迎来流行复苏——学校的孩子们已经将其引入他们的锻炼日常中，并且它们也正在用于康复和运动科学。因此，优先开发具备情感意识并能够适应用户多样化需求的技术至关重要。”
