TWI645306B - 用於分析生理狀態的方法、電腦可讀取記錄媒體及電腦程式產品 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種分析生理狀態的方法，包括步驟S1，進入選單模式，在選單模式中可進入測驗模式、設定模式或結束模式；步驟S2，進入設定模式，在設定模式中可設定第一測驗參數及第一環境參數，第一測驗參數是用於改變測驗模式的測驗程序的第一規則，而第一環境參數是用於改變物理環境的第一因子；步驟S3，進入測驗模式，使得受測者接受測驗程序，且在測驗程序執行時，營造出物理環境；步驟S4，進入得分模式，記錄受測者接受測驗程序所得的測驗結果；及步驟S5，進入分析模式，分析第一測驗參數、第一環境參數及測驗結果之間的相關性。

Description

用於分析生理狀態的方法、電腦可讀取記錄媒體及電腦程式 產品

本發明是關於電腦軟體，特別是關於用於分析生理狀態的方法、電腦可讀取記錄媒體及電腦程式產品。

電子遊戲是指在電腦、手機或遊戲機等電子裝置上執行與人互動的遊戲。其主要目的是滿足人們的娛樂需求。其中，益智遊戲(puzzle video game)涉及推理要素及動作要素，可訓練人的大腦與四肢，令人變得心靈而手巧。此外，數位遊戲式學習(digital game based learning)的觀念逐漸普及，愈來愈多的家庭、學校、政府機關、教育、文化、公益、慈善機關或團體引進數位遊戲式學習系統作為教育工具。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成效。由此可知，電子遊戲可提供娛樂、訓練或學習的功能，達到寓教於樂的效果。

然而，目前為止，人們對於電子遊戲的應用，無論是以娛樂、訓練或學習為目的，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，而對於玩家在操作電子遊戲時所處的物理環境所造成的影響，並未有深刻的想法，更沒有相關應用。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，本發明提出一種分析生理狀態的方法，包括步驟S1，進入選單模式，在選單模式中可進入測驗模式、設定模式或結束模式；步驟S2，進入設定模式，在設定模式中可設定第一測驗參數及第一環境參數，第一測驗參數是用於改變測驗模式的測驗程序的第一規則，而第一環境參數是用於改變物理環境的第一因子；步驟S3，進入測驗模式，使得受測者接受測驗程序，且在測驗程序執行時，營造出物理環境；步驟S4，進入得分模式，記錄受測者接受測驗程序所得的測驗結果；及步驟S5，進入分析模式，分析第一測驗參數、第一環境參數及測驗結果之間的相關性。

由此可見，本發明的分析生理狀態的方法至少有兩項參數，一項是第一測驗參數，是用於改變測驗模式的測驗程序的第一規則；另一項是第一環境參數，是用於改變物理環境的第一因子。透過調整二項參數，可量化分析遊戲程序的規則及物理環境的因子對於受測者的影響。在分析兩項參數的相關性時，可先固定第一測驗參數，而調整第一環境參數，以取得調整第一環境參數所得的多個測驗結果樣本，以分析其關係；再固定第一環境參數，而調整第一測驗參數，以取得調整第一測驗參數所得的多個測驗結果樣本，以分析其關係。根據調整第一環境參數的多個測驗結果樣本及調整第一測驗參數的多個測驗結果樣本，即可計算出第一測驗參數及第一環境參數之間的相關性。上述相 關性可根據第一測驗參數及第二測驗參數各自的性質，以例如Pearson相關係數、淨相關係數、Phi相關係數、列聯相關係數、點對二元系列相關係數、Spearman等級相關係數、Kendall等級相關係數或Kendall和諧係數表示之。

進一步地，在本發明的分析生理狀態的方法中，第一因子可為名目、次序、等距或等比的尺度(scale)，例如光線、聲音、氣味、溫度或濕度。更進一步地，光線可為燈光的明暗及其輻射量。聲音可為休閒音樂、靈修音樂、恢復音樂或催眠音樂及其振幅。氣味可為花香、果香、木香、草香、辛香、軟香、動物香、海洋的味道或礦物的味道及其濃度。上述第一因子可能影響腦波。

在此，第一因子是取決於第一環境參數。在設定程序中，可設定第一環境參數，而在測驗程序中，電腦可根據第一環境參數指示相關設備營造出蘊含第一因子的物理環境。如此，本發明的物理環境對於受測者的影響可被定量或定性地分析。物理(現實)環境的分析是重要的，它可用於自然醫學(Naturopathy)，作為實證基礎。例如安排受測者在特定光線、聲音、氣味、溫度或濕度的物理環境中接受測驗程序，例如玩電子益智遊戲，而觀察特定光線、聲音、氣味、溫度或濕度是否可提升受測者的大腦的思考能力。當然，測驗程序不限於電子益智遊戲，亦包括智力測驗、心理測驗、體能測驗或健康測驗，以觀察特定物理環境是否可幫助受測者放鬆肌肉、活絡筋骨、促進血液循環或增強心肺功能。

除此之外，根據本發明的分析生理狀態的方法進行物理環境的分析，在虛擬實境(virtual reality，VR)或擴增實境(augmented reality，AR)的應用方面，它有助於受測者經驗的優化。特別是，本發明的測驗程序可以單人益智遊戲作為出發點，發展成多人線上遊戲，以定量或定性地觀察個體單純行為 如何演變出社會複雜行為。透過調整本發明的測驗參數及環境參數，可建構出人-機-環境(man-machine-environment)的理論基礎。

本發明的分析生理狀態的方法，可特別以老人、小孩或病患為對象，亦即以這些族群作為受測者，觀察其復原、復健、學習或訓練的成效，以便有效進行管理及提供建議。

1‧‧‧受測者

2‧‧‧物理環境

21‧‧‧電腦(智慧型手機)

22‧‧‧電燈

221‧‧‧光線(第二因子)

23‧‧‧揚聲器

231‧‧‧聲音(第一因子)

24‧‧‧芳香擴散器

25‧‧‧空調

31、32、33、34‧‧‧按鈕

51‧‧‧第一測驗參數選單

52‧‧‧第一環境參數選單

61‧‧‧認知物件

62‧‧‧干擾物件

63‧‧‧計時器

111‧‧‧第一測驗參數選單

112‧‧‧第一環境參數選單

121‧‧‧認知物件

123‧‧‧計時器

S1、S2、S3、S4、S5‧‧‧步驟

A1、A2、A3、A4、A5‧‧‧步驟

圖1顯示本發明第一實施例的分析生理狀態的方法的流程圖。

圖2顯示受測者在蘊含以聲音或燈光作為第一因子的物理環境下接受驗程序的示意圖。

圖3顯示本發明第二實施例的步驟S1的選單模式畫面。

圖4顯示本發明第二實施例的遊戲說明畫面。

圖5顯示本發明第二實施例的步驟S2的設定模式畫面。

圖6顯示本發明第二實施例的步驟S3的測驗模式畫面。

圖7顯示本發明第二實施例的步驟S4的得分模式畫面。

圖8顯示本發明第二實施例的步驟S5的分析模式畫面。

圖9顯示本發明第三實施例的步驟S1的選單模式畫面。

圖10顯示本發明第三實施例的遊戲說明畫面。

圖11顯示本發明第三實施例的步驟S2的設定模式畫面。

圖12顯示本發明第三實施例的步驟S3的測驗模式畫面。

圖13顯示本發明第二實施例的步驟S5的分析模式畫面。

圖14顯示本發明第四實施例的分析生理狀態的方法的流程圖。

以下將提供本發明不同實施例。可理解的是，這些實施例並非用以限制。本發明的特徵可加以修飾、置換、組合、分離及設計以應用於其他實施例。

本發明的分析生理狀態的方法可實現為電腦軟體，其開發環境為Microsoft Windows 10，且開發工具為Unity C#。實現本發明的分析生理狀態的方法的電腦軟體可進一步實現為可讀取記錄媒體或電腦程式產品，而被載入電腦，例如個人電腦、平板電腦或手機，以Windows、Android或iOS的操作系統作為應用平台，加以執行。電腦可與周邊電子設備，例如鍵盤、滑鼠、揚聲器、麥克風、頭戴式顯示器、立體眼鏡、智慧型手錶以有線通訊或無線通訊的方式協作。

第一實施例

圖1顯示本發明第一實施例的分析生理狀態的方法的流程圖。本發明第一實施例的分析生理狀態的方法主要包括步驟S1、步驟S2、步驟S3、步驟S4及步驟S5。

步驟S1，進入選單模式，在選單模式中可進入測驗模式、設定模式或結束模式。選單模式的畫面可呈現在顯示器上，較佳是在觸控顯示器上。

步驟S2，進入設定模式，在設定模式中可設定第一測驗參數及第一環境參數，第一測驗參數是用於改變測驗模式的測驗程序的第一規則，而第一環境參數是用於改變物理環境的第一因子。

其中，第一規則可為在測驗程序中所出現的認知物件的種類、大小或數目。在本例中，認知物件是數字的圖案；在其他例子中，認知物件可為撲克牌、骰子或其他類型化或有序的物件的圖案。或者，第一規則可為在測驗程序中所出現的干擾物件的種類、大小、出現的速度或出現的頻率。在第二實施例中，干擾物件是足球的圖案；在其他例子中，干擾物件可為樹葉、櫻花、氣泡、沙塵的圖案或自訂圖案。

其中，第一因子可為光線、聲音、氣味、溫度或濕度。光線可為燈光的顏色及其輻射量，其可由電腦控制電燈進行調整。聲音可為休閒音樂、靈修音樂、恢復音樂或催眠音樂及其振幅，其可由電腦控制揚聲器進行調整。氣味可為花香、果香、木香、草香、辛香、軟香、動物香、海洋的味道或礦物的味道及其濃度，其可由電腦控制芳香擴散器進行調整。溫度或濕度可由電腦控制空調、加濕機或除濕機進行調整。

步驟S3，進入測驗模式，使得受測者接受測驗程序，且在測驗程序執行時，電腦指示相關設備營造出蘊含有第一因子的物理環境。

圖2顯示受測者1在蘊含以聲音231或燈光221作為第一因子的物理環境2下接受測驗程序的示意圖。此外，圖2亦顯示電腦(智慧型手機)21與電燈22、揚聲器23、芳香擴散器24及空調25之間的通訊及協作(閃電箭頭表示它們之間的無線通訊)。

步驟S4，進入得分模式，記錄受測者接受測驗程序所得的測驗結果。具體而言，在得分模式中，螢幕可顯示受測者的個人資料、測驗程序的次數及編號、第一測驗參數、第一環境參數及測驗程序所得的測驗結果等資料。 此外，實現本發明的分析生理狀態的方法的軟體可將上述資料輸出成檔案，例如純文字檔或表單，以供分析及管理。

步驟S5，進入分析模式，分析第一測驗參數、第一環境參數及測驗結果之間的相關性，以例如Pearson相關係數、淨相關係數、Phi相關係數、列聯相關係數、點對二元系列相關係數、Spearman等級相關係數、Kendall等級相關係數或Kendall和諧係數表示之。

第二實施例

在第二實施例中，本發明的分析生理狀態的方法是以一種「找數字遊戲」作為步驟S3的測驗程序。

圖3顯示本發明第二實施例的步驟S1的選單模式畫面。點選「開始遊戲」按鈕31，就會進入步驟S3的測驗程序；點選「遊戲說明」按鈕32，就會進入遊戲說明畫面；點選「設定」按鈕33，就會進入步驟S2的設定模式；點選「離開」按鈕34，就會進入結束模式，以結束本方法，例如關閉實現本發法的電腦軟體。

圖4顯示本發明第二實施例的遊戲說明畫面。「找數字遊戲」的玩法是點選螢幕相同數字。秒數越少，得分越高。

圖5顯示本發明第二實施例的步驟S2的設定模式畫面。受測者可透過第一測驗參數選單51設定「找數字遊戲」的第一規則，例如設定無物件干擾、有圖片干擾、有足球干擾或持續換圖干擾。同時，受測者亦可透過第一環境參數選單52設定物理環境的第一因子，例如設定環境無音樂，或有休閒音樂、靈修音樂、恢復音樂或催眠音樂，當然亦可能自訂音樂。

圖6顯示本發明第二實施例的步驟S3的測驗模式畫面。測驗模式的測驗程序是「找數字遊戲」。如圖6所示，畫面會出現多個數字，作為認知物件61，其中有一對相同數字，在本例中是二個「18」。在受測者點選二個「18」後，遊戲即為破關，換言之，測驗程序即為完成。若在步驟S2設定有足球作為干擾物件62，則在「找數字遊戲」的測驗模式畫面中，足球會不斷掉落，干擾受測者的認知及操作，藉此增加測驗程序的難度，以便定量或定性地分析受測者的大腦的思考能力。圖8的遊戲畫面的角落有計時器63，是以遞增的方式計算受測者破關所花費的時間。在遊戲執行時，電腦會控制揚聲器撥放選定的音樂，使得受測者在蘊含上述音樂的物理環境中玩遊戲以接受測驗程序。

圖7顯示本發明第二實施例的步驟S4的得分模式畫面。畫面顯示受測者的個人資料、測驗程序的編號及次數、第一測驗參數(干擾的種類)、第一環境參數(音樂的種類)及測驗程序所得的測驗結果等資料。得分是取決於，例如反比於破關所花費的時間，或基於大數據以量尺分數計算之。

圖8顯示本發明第二實施例的步驟S5的分析模式畫面。分析模式可建立成後台模式，只有醫療人員或有權限之人才可查看此畫面，因此，並未顯示在圖5的選單模式畫面中，並非受測者可點選而進入者。當然，在其他實施例中，亦可顯示在選單模式畫面中。分析模式畫面可顯示多種參數與測驗結果的相關性。圖8假設性地顯示第一測驗參數(干擾的頻率)與測驗結果(得分)的相關性及第一環境參數(音樂的大小)與測驗結果(得分)的相關性。

第三實施例

在第三實施例中，本發明的分析生理狀態的方法是以一種「數數字遊戲」作為步驟S3的測驗程序。

圖9顯示本發明第三實施例的步驟S1的選單模式畫面，其技術內容可參考第二實施例，在此不宜贅述。

圖10顯示本發明第三實施例的遊戲說明畫面。「數數字遊戲」的玩法是由大到小點選螢幕的數字。所花費的時間越少，得分越高。

圖11顯示本發明第三實施例的步驟S2的設定模式畫面。受測者可透過第一測驗參數選單111設定「數數字遊戲」的第一規則，亦即，設定畫面所出現的認知物件的數目，例如設定畫面所出現的數字的數目，例如9個、12個、15個或18個，或者，可設定數字為自然數、分數、小數，或它們形成等差數列或等比數列，或無規則的數列，藉此分析受測者大腦的思考能力。同時，受測者亦可透過第一環境參數選單112設定物理環境的第一因子，例如設定環境無音樂，音樂20分貝、音樂40分貝、音樂60分貝或音樂80分貝，當然亦可能自訂音量。

圖12顯示本發明第三實施例的步驟S3的測驗模式畫面。測驗模式的測驗程序是「數數字遊戲」。如圖12所示，畫面會出現多個不同數字，作為認知物件121。在受測者由大到小依序點選上述多個不同數字後，遊戲即為破關，換言之，測驗程序即為完成。圖12的遊戲畫面的角落有計時器123，是以遞增的方式計算受測者破關所花費的時間。在遊戲執行時，電腦會控制揚聲器撥放選定的音樂，使得受測者在蘊含上述音樂的物理環境中玩遊戲以接受測驗程序。

第三實施例的步驟S4的得分模式畫面，其技術內容可參考第二實施例，在此不宜贅述。

圖13顯示本發明第二實施例的步驟S5的分析模式畫面。圖13假設性地顯示第一測驗參數(數字的數目)與測驗結果的相關性及第一環境參數(音樂的音量)與測驗結果的相關性。

第四實施例

圖14顯示本發明第四實施例的分析生理狀態的方法的流程圖。本發明第四實施例的分析生理狀態的方法主要包括步驟A1、步驟S1、步驟A2、步驟S2、步驟S3、步驟S4、步驟S5、步驟A3及步驟A4。

步驟S1、步驟S2、步驟S3、步驟S4、步驟S5的內容可參考第一實施例，在此不宜贅述。

選擇性地，在執行步驟S1前，可執行步驟A1，進入個人資料模式，以取得受測者的個人資料。步驟A1可由例如觸控螢幕或語音即時輸入取得個人資料，或由連結至資料庫取得個人資料。步驟A1可在步驟S1前執行。

選擇性地，在執行步驟S2前，可執行步驟A2，進入預設模式，其根據個人資料，給定第一測驗參數預設值及第一環境參數預設值。以第二實施例為例，第一測驗參數預設值可為在找數字遊戲中「無干擾物件」，第二環境參數預設值可為在找數字遊戲中「無音樂」。

選擇性地，在執行步驟S5後，可執行步驟A3，進入管理模式，其根據步驟S4所得的測驗結果及步驟S5所得的相關性，分析受測者的生理狀態，並給定醫療風險等級。例如根據多個受試者在步驟S4中所得的測驗結果，計算其得分的平均值及標準差。接著，若某受測者的得分高於平均值，或在平均值附近一個標準差的範圍中，則列為低風險群；若低於平均值，且在一個標準差 及二個標準差之間，則列為中風險群；若低於平均值二個標準差，則列為高風險群。從而，根據步驟S5所得的相關性給予受試者治療。

選擇性地，在執行步驟S5後，可執行步驟A4，進入更新模式，其根據步驟S5的分析所得的相關性，重新給定第一測驗參數預設值及第一環境參數預設值。如此，受測者可延續先前的設定進入測驗模式，實現本方法的電腦軟體亦可充分蒐集受測者在此設定下接受測驗程序所得的測驗結果，以更客觀地統計及更準確地分析生理狀態。

第五實施例

本實施例是第一實施例的變化例。

本實施例在步驟S2的設定模式中，更可設定第二環境參數，用於改變物理環境的第二因子，並在步驟S5的分析模式中，分析第二因子及測驗結果之間的相關性，分析第一因子、第二因子及測驗結果之間的相關性，並判斷第一因子及第二因子何者為影響測驗結果的主導因子。例如如圖3所示，聲音231的大小與光線232的大小何者為影響測驗結果的主導因子。其中，為了定量比較，例如第一因子與第二因子可以用於產生該等因子所耗費的能量或功率作為比較基礎，換言之，在相同能量或功率下比較光線與聲音的影響。

綜之，本發明的分析生理狀態的方法，旨在定性或定量地建立人-機-環境的相關性，以針對老人、小孩或病患的復原、復健、學習或訓練進行管理及提供建議。

儘管本發明已透過上述實施例說明，可理解的是，在不悖離本發明精神及申請專利範圍之下，可進行許多其他修飾及變化。

Claims (11)

1. 一種分析生理狀態的方法，包括：步驟S1，進入選單模式，在選單模式中可進入測驗模式、設定模式或結束模式；步驟S2，進入設定模式，在設定模式中可設定第一測驗參數及第一環境參數，第一測驗參數是用於改變測驗模式的測驗程序的第一規則，而第一環境參數是用於改變物理環境的第一因子；其中，在步驟S2的設定模式中，更可設定第二環境參數，用於改變物理環境的第二因子，並在步驟S5的分析模式中，分析第二因子及測驗結果之間的相關性，分析第一因子、第二因子及測驗結果之間的相關性，並判斷第一因子及第二因子何者為影響測驗結果的主導因子；步驟S3，進入測驗模式，使得受測者接受測驗程序，且在測驗程序執行時，營造出物理環境；步驟S4，進入得分模式，記錄受測者接受測驗程序所得的測驗結果；及步驟S5，進入分析模式，分析第一測驗參數、第一環境參數及測驗結果之間的相關性。
2. 如請求項1所述的分析生理狀態的方法，其中，第一因子是光線、聲音、氣味、溫度或濕度。
3. 如請求項2所述的分析生理狀態的方法，其中，第一因子是光線，且光線是燈光的顏色及其輻射量。
4. 如請求項2所述的分析生理狀態的方法，其中，第一因子是聲音，且聲音是休閒音樂、靈修音樂、恢復音樂或催眠音樂及其振幅。
5. 如請求項2所述的分析生理狀態的方法，其中，第一因子是氣味，且氣味是花香、果香、木香、草香、辛香、軟香、動物香、海洋的味道或礦物的味道及其濃度。
6. 如請求項1所述的分析生理狀態的方法，更包括步驟A1，進入個人資料模式，以取得受測者的個人資料；且步驟A1是由即時輸人取得個人資料，或由連結至資料庫取得個人資料。
7. 如請求項6所述的分析生理狀態的方法，更包括步驟A2，進入預設模式，其根據個人資料，給定第一測驗參數預設值及第一環境參數預設值。
8. 如請求項1所述的分析生理狀態的方法，更包括步驟A3，進入管理模式，其根據步驟S4所得的測驗結果及步驟S5所得的相關性，分析受測者的生理狀態，並給定醫療風險等級。
9. 如請求項1所述的分析生理狀態的方法，更包括步驟A4，進入更新模式，其根據步驟S5的分析所得的相關性，重新給定第一測驗參數預設值及第一環境參數預設值。
10. 一種分析生理狀態的電腦可讀取記錄媒體，其被載入電腦，以執行如請求項1所述的分析生理狀態的方法。
11. 一種分析生理狀態的電腦程式產品，其被載入電腦，以執行如請求項1所述的分析生理狀態的方法。