CN116820418A - 一种基于模块化开发的认知训练交互方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于模块化开发的认知训练交互方法及系统。该方法包括如下步骤：利用终端设备访问服务器中通过计算机语言编写的预设程序；解析预设程序，以初始化对应认知训练任务的框架；基于认知训练任务配置的资源，预缓存至终端设备；在终端设备上运行主体内容，以供用户进行认知训练；获取用户认知训练过程中的行为反映数据，以动态调整下一轮任务试次的难度等级；判断认知训练任务是否达到结束条件，若达到结束条件，则结束认知训练任务，若未达到结束条件，则继续运行认知训练任务的主体内容，直至达到结束条件。本发明通过模块化的程序设计编写认知训练任务的程序包，降低了开发认知训练任务的成本，而且拓展性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于模块化开发的认知训练交互方法，同时也涉及相应的认知训练交互系统，属于人机交互技术领域。
背景技术
在心理学治疗中，经常会依据心理学范式制作认知训练任务，实现对用户的认知行为训练。对于同一个心理学范式，需要制作多个不同内容的认知训练任务，以降低认知训练任务的枯燥度，提升认知训练任务的可玩性和锻炼性。
现有技术中，认知训练任务的开发通常使用游戏框架实现。对于认知训练任务而言，使用这些游戏框架没有通用的流程，通常需要重复开发功能模块，如：试次控制，得分，难度升降等；对于通用的图片、音频等资源，无法实现整合利用，造成资源浪费。当认知训练任务的需求发生变更后，更改逻辑需要花费大量精力，降低开发效率。因此，使用游戏框架开发认知训练任务存在明显的局限性，无法满足用户的多样化认知训练需求。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种基于模块化开发的认知训练交互方法。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种基于模块化开发的认知训练交互系统。
为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，提供一种基于模块化开发的认知训练交互方法，包括如下步骤：
利用具有移动互联网功能的终端设备，通过网络协议请求指定资源路径，以访问服务器中的预设程序；其中，所述服务器中预先通过计算机语言编写有多个预设程序，每个所述预设程序均对应一个认知训练任务；
利用所述终端设备解析所述预设程序，以初始化对应的认知训练任务中的基础能力模块；
基于所述认知训练任务配置的资源，通过网络请求获取至所述终端设备的本地缓存；
在所述终端设备上运行所述认知训练任务的主体内容，以供用户进行认知训练；
获取所述用户在认知训练过程中的行为反映数据，以动态调整下一轮任务试次的难度等级，其中，每个所述认知训练任务包括多轮任务试次；
判断所述认知训练任务是否达到结束条件，若达到结束条件，则结束所述认知训练任务，若未达到结束条件，则继续运行所述认知训练任务的主体内容，直至达到结束条件。
其中较优地，所述认知训练任务的基础能力模块至少包括：
时钟模块，用于提供开始，暂停，恢复，等待或时间戳；
音视频模块，预设有音视频资源，以用于在满足条件时播放音视频；
场景模块，至少包括首页场景、倒计时场景、主体场景和结束场景；其中，所述首页场景用于展现与所述认知训练任务规则有关的文字和视频；所述倒计时场景为认知训练任务开始前的预备场景，用于高亮显示文字提示与任务相关的关键规则及注意事项，并开始倒计时提示；所述主体场景用于展示交互区、得分、等级，以供用户进行认知训练；所述结束场景用于展示认知训练任务中各难度等级下的得分信息；
交互模块，预设有多个任务试次文本，以用于供用户进行认知训练；
难度调节模块，预设有难度调节规则，以用于动态调节下一轮任务试次的难度等级。
其中较优地，基于所述认知训练任务配置的资源，通过网络请求获取至所述终端设备的本地缓存，具体包括：
读取资源目录下的资源地址、类型和加载限制标识，组成json数组压入预加载队列；
每次载入指定数量资源，使用请求对象设置请求的方式获取相应资源的加载请求，对所述相应资源使用fetch函数返回所述请求对象并开始加载；
在加载过程中读取分块内容查看加载进度信息，当收到所述请求对象返回的完成状态字段后，则表示所述请求对象加载成功；
检查所述预加载队列中是否还有剩余资源，若有，则继续载入资源重复上述步骤；
当所述预加载队列中不再有剩余资源后，克隆所有请求对象对应的资源数据，并将所有克隆的资源数据保存至所述终端设备的本地缓存。
其中较优地，在所述终端设备上运行所述认知训练任务的主体内容，具体包括：
当资源预加载完成后，利用场景模块切换至首页场景，以先后播放训练教学视频，训练规则音频，等待用户点击开始按钮发出开始训练信号；
当收到用户的开始训练信号后，利用场景模块切换至倒计时场景，播放倒计时提示音效并开始倒计时提示；
倒计时预定时间后，利用场景模块切换至主体场景，在所述主体场景中，左侧展示认知训练任务剩余时间，中间展示认知训练任务交互区，右侧展示当前难度等级和得分；
当所述主体场景展示完成后，开始认知训练任务总时长的倒计时，并在所述认知训练任务交互区显示本轮任务试次，以供用户进行认知训练。
其中较优地，在所述主体场景中，通过阶段执行模块控制本轮任务试次的执行流程；其中，所述阶段执行模块至少包括：准备阶段，呈现刺激阶段，呈现干扰阶段，呈现选项阶段和呈现反馈阶段，每个阶段均预设有配置时间；
所述阶段执行模块的所有阶段按照预设顺序通过程序配置放入一个集合，并按照所述集合中的先后顺序和配置的时间，依次执行相应的阶段；
不断循环所述阶段执行模块中的各个阶段，直至完成本轮任务试次与用户的交互。
其中较优地，所述阶段执行模块的执行过程包括：
将所述阶段执行模块中的各个阶段整合在一个阶段集合中，形成一个阶段周期，并为所述阶段集合设定一个指针变量的初始值；
阶段开始执行时，从集合中取出索引为当前指针变量的阶段元素，记录此刻时钟时间为阶段开始时间，检查是否配置初始化函数，若有则执行所述初始化函数；
在阶段执行过程中，用当前时钟时间减去阶段开始时间，得到阶段执行时间；
若没有收到停止阶段执行时间信号，则对比阶段配置时间和阶段执行时间，若阶段执行时间小于阶段配置时间，则检查阶段配置中是否有进度函数，若配置中存在进度函数，在时钟的每一帧回调中执行所述进度函数；若阶段执行时间大于配置时间，则检查是否配置超时函数，若有则执行所述超时函数，并且进度函数不再调用；最后检查配置中是否有结束函数，若有则执行所述结束函数；
若收到停止阶段执行时间信号，则立即停止当前正在执行的生命周期函数，随后进入结束函数；
结束函数完成后，取出阶段集合中的下一个元素，重复执行以上步骤；
当阶段集合中元素全部执行完成后，则一个阶段周期结束，检查配置中是否含有阶段周期完成函数，若有则执行所述阶段周期完成函数；其中，在所述阶段周期完成函数中，根据训练过程中的行为数据，动态调整下一轮试次的难度配置表参数。
其中较优地，获取所述用户在认知训练过程中的行为反映数据，以动态调整下一轮任务试次的难度等级，具体包括：
在准备阶段中，根据难度配置表的内容作为条件，生成本轮任务试次的题目参数；
在呈现刺激阶段中，依据所述本轮任务试次的题目参数展现刺激物；若存在干扰项类型，则同时展示相应数量的干扰项；
在呈现选项阶段中，将所述本轮任务试次的题目参数中的预设答案与用户的输入答案作对比，并结合用户的作答时间，得出用户本轮任务试次中各任务试次的作答结果类型；
在呈现反馈阶段中，根据本轮任务试次中各任务试次的作答结果类型计算本轮任务试次总得分；
基于评分阈值规则动态调整下一轮任务试次的难度等级。
其中较优地，所述基于评分阈值规则动态调整下一轮任务试次的难度等级，具体包括：
预先收集不同年龄段人群试验常模数据作为难度升降的调节参数，并将不同年龄段人群的调节参数放入难度配置表中；其中，每个难度配置表中均包括上升阈值和下降阈值；
获取用户的年龄信息，以读取对应的难度配置表；
获取所述用户每个任务试次的作答结果类型在所述难度配置表中对应的得分，以累计得到所述用户本轮任务试次的总得分；
对比所述总得分与所述上升阈值和下降阈值的大小，若所述总得分大于所述上升阈值，则下一轮任务试次的难度等级提高；若所述总得分小于所述下降阈值，则下一轮任务试次的难度等级降低；若所述总得分位于所述上升阈值与所述下降阈值之间，则下一轮任务试次的难度等级不变。
其中较优地，所述认知训练任务的结束条件至少包括：任务试次的完成数量和任务总时长；
当训练时间达到所述认知训练任务总时长后，利用场景模块切换至结束场景，以通过列表方式展示各难度下的得分，正确错误数量，并展示本次认知训练任务的总得分。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种基于模块化开发的认知训练交互方法，包括处理器和存储器，所述处理器读取所述存储器中的计算机程序，用于执行以下操作：
利用具有移动互联网功能的终端设备，通过网络协议请求指定资源路径，以访问服务器中的预设程序；其中，所述服务器中预先通过计算机语言编写有多个预设程序，每个所述预设程序均对应一个认知训练任务；
利用所述终端设备解析所述预设程序，以初始化对应的认知训练任务中的基础能力模块；
基于所述认知训练任务配置的资源，通过网络请求获取至所述终端设备的本地缓存；
在所述终端设备上运行所述认知训练任务的主体内容，以供用户进行认知训练；
获取所述用户在认知训练过程中的行为反映数据，以动态调整下一轮任务试次的难度等级，其中，每个所述认知训练任务包括多轮任务试次；
判断所述认知训练任务是否达到结束条件，若达到结束条件，则结束所述认知训练任务，若未达到结束条件，则继续运行所述认知训练任务的主体内容，直至达到结束条件。
与现有技术相比较，本发明具有以下的技术效果：
1. 本发明实施例采用HTML5技术预先编写认知训练任务的程序包，HTML5技术应用场景广泛，保证了跨平台的特性，不用针对不同终端再次开发相同的认知训练任务，提高了认知训练任务的适配能力，降低了开发认知训练任务带来的生产成本。
2. 本发明实施例开发的认知训练任务，框架轻量简洁，资源占用小，对于认知训练任务中资源采用预加载形式，减少终端设备存储空间占用率。
3. 本发明实施例中，认知训练任务的功能采用了模块化的程序设计，如：场景模块、时钟模块、试次控制、阶段执行、得分、难度升降等，这些功能模块复用性高，避免多个认知训练任务使用时重复开发，减少开发周期，提高开发效率。并且，当功能模块的需求变更时，只需修改变更的功能模块程序包，对于其他功能模块程序包没有影响，扩展性强、易维护，降低开发维护成本。
4. 本发明实施例采用了统一的流程管理方式，规范了认知训练任务开发和执行流程，保障了业务流程的清晰稳定，在心理学范式的基础下，可以快速开发多个对应不同交互的认知训练任务。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于模块化开发的认知训练交互方法的整体流程图；
图2为本发明实施例提供的一种基于模块化开发的认知训练交互方法的原理架构图；
图3为本发明实施例中预加载认知训练任务的资源的流程图；
图4为本发明实施例中运行认知训练任务并动态调节任务难度的流程图；
图5为本发明实施例提供的一种基于模块化开发的认知训练交互系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。
如图1和图2所示，为本发明实施例提供的一种基于模块化开发的认知训练交互方法，具体包括步骤S1～S6：
S1：选择访问的认知训练任务。
具体的，预先通过计算机语言编写有多个预设程序，每个预设程序均对应一个认知训练任务。本发明实施例中的计算机语言由HTML5语言和JavaScript语言组成。其中，HTML5是构建Web内容的一种语言描述方式。HTML5是互联网的下一代标准，是构建以及呈现互联网内容的一种语言方式，被认为是互联网的核心技术之一，并广泛应用于互联网应用的开发。JavaScript是一种属于网络的高级解释性脚本语言，已被广泛用于Web应用开发，常用来为应用添加动态功能和效果等行为。通常JavaScript脚本是通过嵌入在HTML中来实现自身的功能的。使用HTML5技术开发的应用具有通用跨平台的特性。
在本发明的一个实施例中，每一个认知训练任务均由多个基础能力模块组成，而每一个基础能力模块均通过HTML5语言和JavaScript语言进行程序编写，从而形成对应于该认知训练任务的程序包，存放于服务器中。认知训练任务的基础能力模块至少包括：时钟模块、音视频模块、场景模块、交互模块、难度调节模块等。其中，时钟模块为认知训练任务的时间系统，用于提供开始，暂停，恢复，等待或时间戳等时间信息。视频模块内预设有音视频资源，以用于在满足条件时播放音视频。场景模块至少包括首页场景、倒计时场景、主体场景和结束场景；其中，首页场景用于展现与认知训练任务规则有关的文字和视频；倒计时场景为认知训练任务开始前的预备场景，用于高亮显示文字提示与任务相关的关键规则及注意事项，并开始倒计时提示；主体场景用于展示交互区、得分、等级，以供用户进行认知训练；结束场景用于展示认知训练任务中各难度等级下的得分信息。交互模块内预设有多个任务试次文本，以用于供用户进行认知训练。难度调节模块内预设有难度调节规则，以用于动态调节下一轮任务试次的难度等级。
可以理解的是，本发明实施例中的认知训练任务采用了模块化的程序设计，这些功能模块复用性高，避免多个认知训练任务使用时重复开发，减少开发周期，提高开发效率。当功能模块的需求变更时，只需修改变更对应的功能模块程序包，对于其他功能模块程序包没有影响，扩展性强、易维护，降低开发维护成本。
当用户需要进行认知训练时，可利用具有移动互联网功能的终端设备，通过网络协议请求指定资源路径（例如：在网页上点击某一个认知训练任务的名称），以访问服务器中的预设程序。
S2：初始化认知训练任务的框架
当基于步骤S1获取到预设程序后，利用终端设备解析该预设程序，以初始化对应的认知训练任务中的基础能力模块，其中至少包括场景模块和时钟模块。
具体的， 场景是认知训练任务中的每一个HTML页面，场景模块控制显示页面和各页面之间的切换。场景模块是一个WEB组件，作为HTML文件唯一的子元素挂载于根节点之上，接受其他HTML页面作为子场景。为每一个HTML页面命名一个全局唯一标识（ID），判断子场景是否符合web组件规范。若符合规范，放入场景集合中。每一个子场景在最外层嵌套一个DIV容器，相对于场景模块组件SCENE容器绝对定位，并继承其宽高。若不符合规范，则直接删除。每次仅会显示一个场景组件。
当场景切换时，从场景集合中查找出与跳转标识相同的页面，删除HTML根节点中的内容，将该页面挂载至HTML文件根节点上，便向用户展示了当前场景。
时钟模块是认知训练任务的时间系统。时钟会按照终端屏幕刷新率执行回调事件，按常见终端屏幕60HZ刷新率计算，回调事件在16.6ms执行一次。通过获取预定义的时间配置和执行次数配置控制回调事件的执行时间和次数，构成预设的动画和定时器在对应时间执行。
时钟模块基于JavaScript提供的raf（request Animation Frame）函数接口实现，依此有以下两种情况：
（1）给定预设执行时间。记录五组变量数据：预设时间，开始时间，流逝时间，执行进度，每帧间的时间间隔。获取当前系统时间为开始时间，随后每次raf函数执行时更改流逝时间。判断流逝时间是否大于预设时间，若大于，则执行回调监听完成动作。
计算公式为：流逝时间＝当前时间－开始时间，执行进度=流逝时间 /预设时间，每帧间的时间间隔=当前时间－流逝时间。
（2）给定执行次数和执行时间间隔。在记录五组变量数据基础上增加实际执行次数变量，每次执型后变量加一，当实际执行次数大于给定执行次数，不再执行回调监听函数。
当场景模块和时钟模块初始化完成后，向服务器获取游戏参数和难度配置表等相关数据信息。游戏参数包括开始等级，训练时长，历史最高分。难度配置表数据分为固定数据和配置数据，其中，固定数据包括难度等级，难度评分，时间限制，难度等级上升阈值，难度等级下降阈值，得分等；配置数据包括影响认知训练任务中试次反应难度的相关配置数据。
S3：预加载认知训练任务的资源。
当初始化认知训练任务框架完成后，开始资源预加载过程，以基于认知训练任务配置的资源，通过网络请求获取至终端设备的本地缓存。
具体的，参照图3所示，包括步骤S31～S36：
S31：读取资源目录下的资源（包括但不限于图片、音频、视频、文本、JSON文件、SVG文件等）地址、类型和加载限制标识；
S32：将所读取的资源信息组成json数组压入预加载队列；
S33：每次载入指定数量资源，使用请求对象设置请求的方式获取相应资源的加载请求，对相应资源使用fetch函数返回请求对象并开始加载；
S34：在加载过程中读取分块内容查看加载进度信息，当收到请求对象返回的完成状态字段后，则表示请求对象加载成功；
S35：检查预加载队列中是否还有剩余资源，若有，则继续载入资源重复上述步骤；
S36：当预加载队列中不再有剩余资源后，使用函数克隆所有请求对象对应的资源数据，并将所有克隆的资源数据保存至终端设备的本地缓存。
S4：运行认知训练任务的主体内容。
认知训练任务的主体内容主要为心理学范式的刺激、用户作答以及根据作答结果的反馈。在完成资源预加载后，在终端设备上运行认知训练任务的主体内容，以供用户进行认知训练。具体包括步骤S41～S44：
S41：当资源预加载完成后，利用场景模块切换至首页场景，以先后播放训练教学视频，训练规则音频，等待用户点击开始按钮发出开始训练信号；
S42：当收到用户的开始训练信号后，利用场景模块切换至倒计时场景，播放倒计时提示音效并开始倒计时提示；
S43：倒计时预定时间（例如3秒）后，利用场景模块切换至主体场景，在主体场景中，左侧展示认知训练任务剩余时间，中间展示认知训练任务交互区，右侧展示当前难度等级和得分；
S44：当主体场景展示完成后，开始认知训练任务总时长的倒计时，并在认知训练任务交互区显示本轮任务试次，以供用户进行认知训练。
具体的，当用户进入主体场景开始主体认知训练任务时，启用阶段执行模块，以通过阶段执行模块控制本轮任务试次的执行流程。阶段的目的是通过约定的规范使认知训练任务流程化，是本发明实施例中基于模块化开发认知训练任务的特点和认知训练任务主体执行流程的抽象表现。
其中，阶段执行模块至少包括：准备阶段，呈现刺激阶段，呈现干扰阶段，呈现选项阶段和呈现反馈阶段，每个阶段均预设有配置时间。阶段执行模块的所有阶段按照预设顺序通过程序配置放入一个集合，并按照集合中的先后顺序和配置的时间，依次执行相应的阶段。阶段开始后，当配置时间等于时钟运行时间，则进入下一个阶段，每个阶段有初始化，进程，超时，结束四个生命周期，在不同的生命周期中执行不同的行为。在主体场景下，通过不断循环阶段执行模块中的各个阶段，直至完成本轮任务试次与用户的交互。
此外，在本发明的一个实施例中，阶段执行模块的执行逻辑如下：
将所述阶段执行模块中的各个阶段整合在一个阶段集合中，形成一个阶段周期，并为所述阶段集合设定一个指针变量的初始值0；
阶段开始执行时，从集合中取出索引为当前指针变量的阶段元素，记录此刻时钟时间为阶段开始时间，检查是否配置初始化函数，若有则执行所述初始化函数；
在阶段执行过程中，用当前时钟时间减去阶段开始时间，得到阶段执行时间；
若没有收到停止阶段执行时间信号，则对比阶段配置时间和阶段执行时间，若阶段执行时间小于阶段配置时间，则检查阶段配置中是否有进度函数，若配置中存在进度函数，在时钟的每一帧回调中执行所述进度函数；若阶段执行时间大于配置时间，则检查是否配置超时函数，若有则执行所述超时函数，同时进度函数不再调用；最后检查配置中是否有结束函数，若有则执行所述结束函数；
若收到停止阶段执行时间信号，则立即停止当前正在执行的生命周期函数，随后进入结束函数；
结束函数完成后，取出阶段集合中的下一个元素，重复执行以上步骤；
当阶段集合中元素全部执行完成后，则一个阶段周期结束，检查配置中是否含有阶段周期完成函数，若有则执行所述阶段周期完成函数；其中，在所述阶段周期完成函数中，根据训练过程中的行为数据，动态调整下一轮试次的难度配置表参数。
S5：获取用户的行为反映数据，并动态调整下一轮任务试次的难度等级。
具体，参照图4所示，包括步骤S51～S55：
S51：在准备阶段中，根据难度配置表的内容作为条件，生成本轮任务试次的题目参数。
其中，任务试次的题目参数为：刺激物类型及数量，干扰项类型及数量，目标答案，用户答案，反应时间，得分，作答结果类型。数据生产成功后，进入呈现刺激阶段。
S52：在呈现刺激阶段中，依据本轮任务试次的题目参数展现刺激物；若存在干扰项类型，则同时展示相应数量的干扰项。
具体的，从预加载的刺激物资源中，依据生成的题目参数，选择对应的刺激物数量在交互区展示，若存在干扰项类型，则同时展示相应数量的干扰项。展示时间为阶段时长，到达展示时间后，进入呈现选项阶段。
S53：在呈现选项阶段中，将本轮任务试次的题目参数中的预设答案与用户的输入答案作对比，并结合用户的作答时间，得出用户本轮任务试次中各任务试次的作答结果类型（RT）；
具体的，等待用户触发交互区中选项的事件信号，当收到时间信号时，计算呈现选项开始时至此刻的流逝时间，得到用户反应时间，记录在试次数据的反应时间中。将触摸的选项转化为用户答案，同试次数据中的目标答案做比对，若两者一致，判断为正确，两者不一致，作答结果类型记录为错误。在判断为正确的基础上，判断用户反应时间和难度配置表中时间限制做比较，若反应时间大于时间限制，说明用户触发选项的反应速度没有达到训练规定的时间限制，作答结果类型记录为慢，反之说明用户出发选项的反应速度超过了认知训练任务规定的时间限制，作答结果类型记录为快。若在阶段时间内没有接收到交互区事件信号，作答结果类型记录为超时。得到结果作答类型后，进入反馈阶段。
S54：在呈现反馈阶段中，根据本轮任务试次中各任务试次的作答结果类型计算本轮任务试次总得分。
具体的，反馈内容为带有成功、失败等含义的动画或图片。作答结果类型为慢或快，展示成功反馈，作答结果类型为错误，展示错误反馈，若为超时，展示超时反馈。展示反馈的同时，得分面板中显示的总分数加减本轮试次得分。得分从难度配置表中，对应作答结果类型的得分获取。
本发明实施例中，预先收集不同年龄段人群试验常模数据作为难度升降的调节参数，并将不同年龄段人群的调节参数放入难度配置表中；其中，每个难度配置表中均包括上升阈值和下降阈值。当用户进行认知训练时，通过获取用户的年龄信息，以读取对应的难度配置表。在用户完成本轮任务试次后，获取用户本轮中每个任务试次的作答结果类型在难度配置表中对应的得分，以累计得到用户本轮任务试次的总得分。
S55：基于评分阈值规则动态调整下一轮任务试次的难度等级。
可以理解的是，一个认知训练任务包括多轮任务试次，在一轮任务试次完成后，查看认知训练任务时间，若认知训练任务时长已经倒计时至0秒，则结束阶段运行，结束认知训练任务主体训练，场景切换至结束场景。若认知训练任务时长还有剩余，则基于评分阈值规则动态调整下一轮试次的难度升降等级。
其中，该评分阈值规则如下：
对比总得分与上升阈值和下降阈值的大小，若总得分大于上升阈值，则下一轮任务试次的难度等级提高；若总得分小于下降阈值，则下一轮任务试次的难度等级降低；若总得分位于上升阈值与下降阈值之间，则下一轮任务试次的难度等级不变。
具体的，在本发明的一个实施例中，难度升降模式采用阈值评分模式，根据作答结果类型，从难度配置表中取出对应的难度评分，通常设定快为2分，慢为1分，错误－1分，超时0分。将本次的评分和之前试次累加的总评分相加，当总评分大于等于0时，同难度配置表中设定的难度上升阈值进行对比，当总评分小于0时，同难度下降阈值进行对比，若总评分大于等于难度上升或下降阈值，则下一轮试次难度上升或下降一级，同时总评分清零。若总评分小于难度上升或下降阈值，则下一轮试次难度保持不变，总评分也保持不变，下一轮试次继续累计。
S6：判断认知训练任务是否达到结束条件，若达到结束条件，则结束认知训练任务，若未达到结束条件，则继续运行认知训练任务的主体内容，直至达到结束条件。
具体的，该结束条件至少包括试次完成数量和认知训练任务总时长。本发明实施例中，当训练时间达到认知训练任务总时长后，利用场景模块切换至结束场景，以通过列表方式展示各难度下的得分，正确错误数量，并展示本次认知训练任务的总得分。同时，将认知训练任务中的数据记录发送至服务器保存。数据包括：
训练用时：从进入主体场景，阶段开始至最后一个试次阶段结束的时长；
最高难度等级：本次训练达到的最高难度等级；
总分：本次训练的总得分；
试次数据：每一个试次生产和记录的数据。
在上述基于模块化开发的认知训练交互方法的基础上，本发明进一步提供一种基于模块化开发的认知训练交互系统。如图5所示，该认知训练交互系统包括一个或多个处理器21和存储器22。其中，存储器22与处理器21耦接，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器21执行，使得所述一个或多个处理器21实现如上述实施例中的基于模块化开发的认知训练交互方法。
其中，处理器21用于控制该认知训练交互系统的整体操作，以完成上述基于模块化开发的认知训练交互方法的全部或部分步骤。该处理器21可以是中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）、现场可编程逻辑门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、数字信号处理（DSP）芯片等。存储器22用于存储各种类型的数据以支持在该认知训练交互系统的操作，这些数据例如可以包括用于在该认知训练交互系统上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器22可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器（SRAM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、可编程只读存储器（PROM）、只读存储器（ROM）、磁存储器、快闪存储器等。
在一个示例性实施例中，认知训练交互系统具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现，用于执行上述的基于模块化开发的认知训练交互方法，并达到如上述方法一致的技术效果。一种典型的实施例为计算机。具体地说，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、车载人机交互设备、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
在另一个示例性实施例中，本发明还提供一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述任意一个实施例中的基于模块化开发的认知训练交互方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器，上述程序指令可由认知训练交互系统的处理器执行以完成上述的基于模块化开发的认知训练交互方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
综上所述，本发明提供的基于模块化开发的认知训练交互方法及系统，具有以下的有益效果：
1. 本发明实施例采用HTML5技术预先编写认知训练任务的程序包，HTML5技术应用场景广泛，保证了跨平台的特性，不用针对不同终端再次开发相同的认知训练任务，提高了认知训练任务的适配能力，降低了开发认知训练任务带来的生产成本。
2. 本发明实施例开发的认知训练任务，框架轻量简洁，资源占用小，对于认知训练任务中资源采用预加载形式，减少终端设备存储空间占用率。
3. 本发明实施例中，认知训练任务的功能采用了模块化的程序设计，如：场景模块、时钟模块、试次控制、阶段执行、得分、难度升降等，这些功能模块复用性高，避免多个认知训练任务使用时重复开发，减少开发周期，提高开发效率。并且，当功能模块的需求变更时，只需修改变更的功能模块程序包，对于其他功能模块程序包没有影响，扩展性强、易维护，降低开发维护成本。
4. 本发明实施例采用了统一的流程管理方式，规范了认知训练任务开发和执行流程，保障了业务流程的清晰稳定，在心理学范式的基础下，可以快速开发多个对应不同交互的认知训练任务。
上面对本发明提供的基于模块化开发的认知训练交互方法及系统进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
Claims (10)
1.一种基于模块化开发的认知训练交互方法，其特征在于包括如下步骤：
利用具有移动互联网功能的终端设备，通过网络协议请求指定资源路径，以访问服务器中的预设程序；其中，所述服务器中预先通过计算机语言编写有多个预设程序，每个所述预设程序均对应一个认知训练任务；
利用所述终端设备解析所述预设程序，以初始化对应的认知训练任务中的基础能力模块；
基于所述认知训练任务配置的资源，通过网络请求获取至所述终端设备的本地缓存；
在所述终端设备上运行所述认知训练任务的主体内容，以供用户进行认知训练；
获取所述用户在认知训练过程中的行为反映数据，以动态调整下一轮任务试次的难度等级，其中，每个所述认知训练任务包括多轮任务试次；
判断所述认知训练任务是否达到结束条件，若达到结束条件，则结束所述认知训练任务，若未达到结束条件，则继续运行所述认知训练任务的主体内容，直至达到结束条件。
2.如权利要求1所述的认知训练交互方法，其特征在于所述认知训练任务的基础能力模块至少包括：
时钟模块，用于提供开始，暂停，恢复，等待或时间戳；
音视频模块，预设有音视频资源，以用于在满足条件时播放音视频；
场景模块，至少包括首页场景、倒计时场景、主体场景和结束场景；其中，所述首页场景用于展现与所述认知训练任务规则有关的文字和视频；所述倒计时场景为认知训练任务开始前的预备场景，用于高亮显示文字提示与任务相关的关键规则及注意事项，并开始倒计时提示；所述主体场景用于展示交互区、得分、等级，以供用户进行认知训练；所述结束场景用于展示认知训练任务中各难度等级下的得分信息；
交互模块，预设有多个任务试次文本，以用于供用户进行认知训练；
难度调节模块，预设有难度调节规则，以用于动态调节下一轮任务试次的难度等级。
3.如权利要求1所述的认知训练交互方法，其特征在于基于所述认知训练任务配置的资源，通过网络请求获取至所述终端设备的本地缓存，具体包括：
读取资源目录下的资源地址、类型和加载限制标识，组成json数组压入预加载队列；
每次载入指定数量资源，使用请求对象设置请求的方式获取相应资源的加载请求，对所述相应资源使用fetch函数返回所述请求对象并开始加载；
在加载过程中读取分块内容查看加载进度信息，当收到所述请求对象返回的完成状态字段后，则表示所述请求对象加载成功；
检查所述预加载队列中是否还有剩余资源，若有，则继续载入资源重复上述步骤；
当所述预加载队列中不再有剩余资源后，克隆所有请求对象对应的资源数据，并将所有克隆的资源数据保存至所述终端设备的本地缓存。
4.如权利要求2所述的认知训练交互方法，其特征在于在所述终端设备上运行所述认知训练任务的主体内容，具体包括：
当资源预加载完成后，利用场景模块切换至首页场景，以先后播放训练教学视频，训练规则音频，等待用户点击开始按钮发出开始训练信号；
当收到用户的开始训练信号后，利用场景模块切换至倒计时场景，播放倒计时提示音效并开始倒计时提示；
倒计时预定时间后，利用场景模块切换至主体场景，在所述主体场景中，左侧展示认知训练任务剩余时间，中间展示认知训练任务交互区，右侧展示当前难度等级和得分；
当所述主体场景展示完成后，开始认知训练任务总时长的倒计时，并在所述认知训练任务交互区显示本轮任务试次，以供用户进行认知训练。
5.如权利要求4所述的认知训练交互方法，其特征在于：
在所述主体场景中，通过阶段执行模块控制本轮任务试次的执行流程；其中，所述阶段执行模块至少包括：准备阶段，呈现刺激阶段，呈现干扰阶段，呈现选项阶段和呈现反馈阶段，每个阶段均预设有配置时间；
所述阶段执行模块的所有阶段按照预设顺序通过程序配置放入一个集合，并按照所述集合中的先后顺序和配置的时间，依次执行相应的阶段；
不断循环所述阶段执行模块中的各个阶段，直至完成本轮任务试次与用户的交互。
6.如权利要求5所述的认知训练交互方法，其特征在于所述阶段执行模块的执行过程包括如下步骤：
将所述阶段执行模块中的各个阶段整合在一个阶段集合中，形成一个阶段周期，并为所述阶段集合设定一个指针变量的初始值；
阶段开始执行时，从集合中取出索引为当前指针变量的阶段元素，记录此刻时钟时间为阶段开始时间，检查是否配置初始化函数，若有则执行所述初始化函数；
在阶段执行过程中，用当前时钟时间减去阶段开始时间，得到阶段执行时间；
若没有收到停止阶段执行时间信号，则对比阶段配置时间和阶段执行时间，若阶段执行时间小于阶段配置时间，则检查阶段配置中是否有进度函数，若配置中存在进度函数，在时钟的每一帧回调中执行所述进度函数；若阶段执行时间大于配置时间，则检查是否配置超时函数，若有则执行所述超时函数，同时进度函数不再调用；最后检查配置中是否有结束函数，若有则执行所述结束函数；
若收到停止阶段执行时间信号，则立即停止当前正在执行的生命周期函数，随后进入结束函数；
结束函数完成后，取出阶段集合中的下一个元素，重复执行以上步骤；
当阶段集合中元素全部执行完成后，则一个阶段周期结束，检查配置中是否含有阶段周期完成函数，若有则执行所述阶段周期完成函数；其中，在所述阶段周期完成函数中，根据训练过程中的行为数据，动态调整下一轮试次的难度配置表参数。
7.如权利要求5所述的认知训练交互方法，其特征在于获取所述用户在认知训练过程中的行为反映数据，以动态调整下一轮任务试次的难度等级，具体包括：
在准备阶段中，根据难度配置表的内容作为条件，生成本轮任务试次的题目参数；
在呈现刺激阶段中，依据所述本轮任务试次的题目参数展现刺激物；若存在干扰项类型，则同时展示相应数量的干扰项；
在呈现选项阶段中，将所述本轮任务试次的题目参数中的预设答案与用户的输入答案作对比，并结合用户的作答时间，得出用户本轮任务试次中各任务试次的作答结果类型；
在呈现反馈阶段中，根据本轮任务试次中各任务试次的作答结果类型计算本轮任务试次总得分；
基于评分阈值规则动态调整下一轮任务试次的难度等级。
8.如权利要求7所述的认知训练交互方法，其特征在于所述基于评分阈值规则动态调整下一轮任务试次的难度等级，具体包括：
预先收集不同年龄段人群试验常模数据作为难度升降的调节参数，并将不同年龄段人群的调节参数放入难度配置表中；其中，每个难度配置表中均包括上升阈值和下降阈值；
获取用户的年龄信息，以读取对应的难度配置表；
获取所述用户每个任务试次的作答结果类型在所述难度配置表中对应的得分，以累计得到所述用户本轮任务试次的总得分；
对比所述总得分与所述上升阈值和下降阈值的大小，若所述总得分大于所述上升阈值，则下一轮任务试次的难度等级提高；若所述总得分小于所述下降阈值，则下一轮任务试次的难度等级降低；若所述总得分位于所述上升阈值与所述下降阈值之间，则下一轮任务试次的难度等级不变。
9.如权利要求2所述的认知训练交互方法，其特征在于：
所述认知训练任务的结束条件至少包括：任务试次的完成数量和任务总时长；
当训练时间达到所述认知训练任务总时长后，利用场景模块切换至结束场景，以通过列表方式展示各难度下的得分，正确错误数量，并展示本次认知训练任务的总得分。
10.一种基于模块化开发的认知训练交互系统，其特征在于包括处理器和存储器，所述处理器读取所述存储器中的计算机程序，用于执行权利要求1～9中任意一项所述的认知训练交互方法。
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