脑瘫儿童的科技未来

——VR/AR技术在特殊教育领域的应用科研项目

项目时间：2017年1月17日一25日

　　【活动时间】：2017年1月17日-25日

　　【适用对象】：初中/高中生(我要报名)

　　【报名截止日期】：2017年1月11日

　　【活动地点】：成都

　　【留学目标专业】：申请方向为心理学、教育学、力学、材料学、计算机多媒体技术、人机交互技术等相关专业

　　 项目背景 | 项目分析 | 项目基础信息 | 项目补充材料 | 在线咨询

Facebook创始人兼首席执行官马克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)曾预言：

未来的三大技术——VR/AR、人工智能和视频；

硅谷精神教父”凯文·凯利预言未来五年人机互动将进入虚拟VR/AR时代；

那么现阶段的你，会用VR/AR来做什么呢？

只是看看电影，打打游戏？

还是用科技来帮助和关爱那些被遗落的小天使们？

每个孩子都应该被宠爱，他们是我们的未来！

　　【项目背景】

　　在我们共同生活的蓝天下，有这样一群孩子们，他们本应该拥有纯真烂漫的童年，也应该依偎在父母怀里天真的撒娇，幸福的欢笑......但，他们眼神黯淡，行为笨拙，他们失去了健康的体魄，未来渺茫，甚于要随时面临死亡。他们是患有脑瘫疾病的儿童，像是被遗落的天使，在遥远而漆黑的夜空中独自闪烁...他们的家人也承受着别人无法想象的“生命之重”，甚至有的父母因为无力救治而遗弃自己的亲生孩子。

　　脑瘫儿童现状：脑性瘫痪是由于发育中胎儿或婴儿脑的非进行性损伤所致的持续性运动和姿势发育异常、活动受限的一组综合症，也是引起儿童运动残疾的主要疾病。中国残疾人福利基金会官方数据显示，我国0-14岁的少年儿童中患脑性瘫痪的有178万人,且每年以4.6万的速度递增。据世界卫生组织(WTO)的统计，新生儿的脑瘫发生率在2%—5%，平均每500名新生儿中至少就有1名可能因各种原因导致脑瘫。目前脑瘫患者尚无法根治,但通过各种康复治疗手段,可以降低其残疾程度。事实上，患有脑瘫的孩子中有50%智力是正常的，经过训练后70%的人智力可以恢复正常，30%的人可以回归主流社会，可是目前并没有引起社会很大的重视。

　　江苏溧水的6岁小男孩俊俊被多家医院确诊为平衡功能障碍型脑瘫。俊俊的手脚不一样大，灵活性差，手无法握拿东西。运动无法维持身体的平衡，常常摔倒。父母带着俊俊四处求医，但仍然无法摆脱脑瘫的折磨。

　　目前国内对脑瘫儿童的治疗上多采用物理疗法、作业疗法、语言训练等传统康复治疗方法，这些疗法仍存在较大局限性，特别是对空间、感知方面的刺激有限，康复功能单一。国内运用VR和AR技术进行康复治疗才刚起步，专业设备及软件的研发、制作很少，主要依赖国外设备，但“舶来品”却不一定适用于中国的患儿，存在大量本土化问题。

　　此次我们联合了华东师范大学教授和美国新奥尔良杜兰大学心理学博士、青海师范大学心理系副教授和一线特教资深教师，通过远程与面授、实践结合的教学方式，让同学们有机会在顶级专家团队指导下，学习心理学、特殊儿童教育和VR/AR方面的学科知识和科研实验、测评技法，学习国际领先的VR/AR技术在脑瘫康复干预方面的课题内容；并亲身进入特教学校与脑瘫儿童交流互动。结合特殊儿童教育心理学的知识以及最前端康复治疗的干预手段，为每一位患者设计制定出针对个体需求的治疗方案，并通过一周的实践见证康复干预的效果、撰写专业测评科研报告,并捐建首个公益特教VR科技微教室。

　　实地调研结束后2个月内，学生们仍将远程追踪干预效果、收集反馈数据，一线特教老师将定期反馈脑瘫儿童使用VR/AR康复干预后的后续效果；导师团队也将远程指导同学们进行本地脑瘫案例的对比分析。

　　学员还有机会申请成为当地脑瘫儿童关爱联盟使者，在老师的指导下，持续开展本地化脑瘫儿童的公益活动，呼吁更多力量关注脑瘫患儿。

　　实践项目结束后，优秀学员更有机会作为科研助手加入导师的课题组，远程参与课题研究，深入学习VR和AR在脑瘫康复干预方面的课题组知识和技法，设计VR/AR辅疗软件和产品，帮助脑瘫患儿能更便捷的在家庭和学校进行有效的康复训练, 促进康复治疗与日常生活融合等。

　　孩子是社会的未来和希望，学习最前沿的技术，再将技术运用到有意义的实践中去，通过每个同学坚实的一小步，推动中国科技新公益事业的一大步。

　　【项目分析】

　　1、项目优势

　　Ø 顶级师资团队联合指导，心理学、特殊儿童教育学、VR/AR多学科知识融合

　　Ø 独家定制课程，结合国际领先科研课题，双环实验创新设计

　　Ø 远程指导与面授课结合，授课方式灵活，指导周期长

　　Ø 学科知识与科研实践能力综合提升

　　Ø 学术、实践、公益结合一站式培养项目

　　Ø 国家级科研课题承接与实习深造

　　2、项目收获

　　Ø 青海心理学会课程证书

　　Ø 特教学校的公益实践证书

　　Ø 专业心理学调研报告一份

　　Ø 个性化推荐信一份(20%优秀学生可获得)

　　Ø 捐赠国内首个公益特教VR科技微教室

　　Ø 有机会成为当地脑瘫儿童关爱联盟使者

　　Ø 有机会入选参加国家课题组科研实习，参加国内、国际学术会议

　　【项目基础信息】

　　1、项目时间：2017年1月17日-25日

　　2、项目地点：成都

　　3、招生人数：24人

　　4、招生对象：初中生、高中生

　　Ø 适合于申请心理学、教育学、力学、材料学、计算机多媒体技术、人机交互技术等相关专业学生；

　　Ø 适合于对VR、AR技术、前沿科技感兴趣的学生；

　　Ø 适合于热心社会公益，关爱弱势群体的学生

　　Ø 适合于对需要提升科研能力的学生；

　　5、招生截止时间：2017年1月11日

　　【项目补充材料】

　　(一) 国际脑瘫儿童康复机制现状

　　在欧美及澳大利亚等发达国家,儿童脑瘫康复已经形成了强大的社区康复(community based rehabilitation, CBR)网络,基本囊括了医疗、教育、职业和社会康复,将院内与院外康复有机结合,同时又有健全的法律制度保障,通过网络化的管理服务,建立起一整套评估体系。我国小儿脑瘫的研究文献广泛而分散, 研究关注点较为集中于机构康复, 中东部地区研究较为深入,西部及少数民族聚居区研究较少。各界都在呼吁并努力建设起完善的康复机制。

　　(二) VR/AR技术是什么？国际上如何在脑瘫儿童康复治疗领域应用？

　　VR虚拟现实技术

　　通过计算机技术和电子技术创造的类似真实的虚拟环境，为用户提供视、听、触等直观而又自然的感官体验，使参与者“沉浸”其中。使用VR技术模拟真实的生活场景，可以给患儿身临其境的感觉，三位数字图像增强了对空间及感知方面的刺激，在一定程度上能综合地进行运动、感觉、认知等功能训练，简化了患儿康复训练任务，同时，人机交互的特点增强康复训练的趣味性，调动了患儿进行训练的主动性。

　　国外很多发达国家，VR和AR技术已被应用到脑瘫康复治疗中来，并取得了较好的疗效。在康复认知领域，美国利用VR技术进行康复治疗有10余年的历史，例如美国的“鹦鹉软件”，主要用于治疗语言障碍、注意力障碍、记忆缺失、认知能力低等问题；加拿大研发的brain train软件用于进行大脑训练、认知训练，从而提升记忆力、注意力、自控能力等；法国Paris Descartes University的人体记忆及认知研究认为，VR技术能促进记忆障碍和认知障碍的功能恢复。

　　在改善行为障碍方面，VR技术能促进患儿交流、表达、解决问题的能力，激发他们去寻求新挑战，提高他们对环境及社会的适应力，同时研究表明患儿沉浸在虚拟环境中，提升了他们的主动性，患儿在虚拟游戏中获得的成功也增强了他们的自信心及对生活的乐观态度。

　　在运动障碍康复领域，美国科学家Grigore和daniel利用VR游戏，例如飞行游戏、逃跑3D游戏等对患儿进行定期的训练和测评，根据GFMCS(Gross Motor Function Classification System)的评估证实增强了患侧踝关节运动范围、运动速度及耐力，同时也提高了患儿的生活质量。

　　AR增强现实技术

　　一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，看到的场景和人物一部分是真一部分是假，是把虚拟的信息带入到现实世界中。

　　脑瘫儿童康复干预过程，真实环境和虚拟物体的实时叠加，不仅能够达到超越现实的感官体验，进一步提升患儿的感官感知，还能够大大促进脑瘫患儿的认知能力和想象力的提升，帮助进行脑部功能的恢复训练。目前AR增强现实技术也是特教康复治疗领域的最新、最热门课题和方向，各国科研人员都在积极的开发AR技术相关的辅疗产品。

　　AR增强现实特点及应用

　　三个突出的特点：

　　①真实世界和虚拟的信息集成；

　　②具有实时交互性；

　　③是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。

　　AR技术不仅在与VR技术相类似的应用领域，而且由于其具有能够对真实环境进行增强显示输出的特性，在医疗研究与解剖训练、精密仪器制造和维修、军用飞机导航、工程设计和远程机器人控制等领域，具有比VR技术更加明显的优势。

　　* 医疗领域：医生可以利用增强现实技术，轻易地进行手术部位的精确定位。

　　* 军事领域：部队可以利用增强现实技术，进行方位的识别，获得实时所在地点的地理数据等军事数据。

　　* 古迹复原和数字化文化遗产保护：文化古迹的信息以增强现实的方式提供给参观者，用户不仅可以看到古迹的文字解说，还能看到遗址上残缺部分的虚拟重构。

　　* 工业维修领域：通过头盔式显示器将多种辅助信息显示给用户，包括虚拟仪表的面板、被维修设备的内部结构、被维修设备零件图等。