美国精神病学会年会的新探讨:如何将VR/AR用于精神疾病领域

有自闭症的孩子们正在学习分辨母亲是生气还是伤心,受到心理创伤的老兵们正在想办法处理记忆的重现,病人们可以忘记那些难以应付的病痛。

所有这些都需要感谢虚拟现实和增强现实技术。

通过最先进的软件和图形技术,VR/AR已经在过去的几年间获得了长足进步。

在近日举行的美国精神病学会(APA)2017年会期间的Innovation Zone特别展示活动中,展示了一些行为和心理健康相关的研究进展。

VR是完全由电脑生成的环境,可以把病人们沉浸在虚拟世界中,而使用增强现实,设备或软件可以给真实世界添加虚拟元素。

“这些技术其实早已存在数十年,但是随着近年来成本的大幅下降,以及图像和技术组件的改进,商业领域应用VR/AR的兴趣正在逐渐增长。”哈佛医学院精神病学导师,同时也是神经技术公司Brain Power的首席医学官的医学博士Arshya Vahabzadeh这样告诉我们。

Brain Power和Affectiva达成了合作。Affectiva是一家在麻省理工学院媒体实验室成长起来的公司,正在与谷歌联手,为患有自闭症的孩子开发增强现实智能眼镜。通过使用“游戏化的APP”,孩子们可以学习辨别情绪,并且和家人和医师们互动。

有自闭症的孩子经常被理解他人的情绪,阅读他们的表情所困扰。“这款设备可以给他们反馈,监控他们的反应,并且收集数据,”Vahabzadeh博士说道。

“我们正在寻找方法,本质上是提供一个人工智能的‘教练’,帮助孩子分辨妈妈所呈现出的情绪。比如,她是高兴还是伤心?是害怕还是冷静?”

他将其比作使用辅助轮来学习骑自行车。“有些孩子在学习骑自行车时会遇到困难,而他们能够从辅助轮上获益。”

平复焦虑

另有一些研究者在使用VR来治疗大量的成年人精神健康问题。通常研究最多的领域是焦虑症,Vahabzadeh博士说道。

“如果你恐高,我们可以为你生成一个增强现实或虚拟现实的体验,在其中,你可能会感觉到焦虑或不适。接下来,在这个环境中,我们可以使用数字手段生成介入内容,可以让你感觉舒适,或帮助你处理惊恐发作症状。”

作为例证,他提到对于一些恐高的人,虚拟环境可能会是一部电梯。

这项技术同样被用来教给创伤后应激障碍一些技能,比如专注力和深呼吸,来处理记忆的重现。

在Innovation Zone的一个展区中,Brennan Spiegel医学博士,作为加州洛杉矶市西奈医学中心负责学术事务和临床转化方面的健康服务研发总监,向我们描述了这样的应用场景。比如,患有创伤后应激障碍的老兵可以被传送到阿富汗战场,体验一场虚拟的迫击炮攻击。“病患还可以在这个虚拟环境中走动和导航,”他说道。

“临床医生们可以使用控制面板,来调整体验中的时间,光照,声音效果,并且帮助调整暴露疗法的程度,”Spiegel博士说道。

虚拟暴露疗法的目的之一,是为了改善病患的注意力和记忆,以及在战场环境中改善其执行功能。

Dr Spiegel博士说,现在已经有了针对该方法有效性的大量研究。“即使是最坏的数据也表明,我们的治疗效果和那些基于证据的,采用自然暴露疗法的治疗效果是一致的,而最好的数据则表明,我们的方法远胜过传统方法。”

除了军队之外,该技术也被用在病患家中,来实施物理治疗法和治疗法。它可以是一个有趣且吸引人的体验,Spiegel博士说。他还补充道,病患们不会坚持采用传统的疗法,因为传统疗法“无聊,重复乏味并且令人沮丧。”

减少痛苦

他展示了一个特殊的电脑游戏,有一个患有大脑性麻痹的小女孩,只能抬起和放下一只胳膊,而在这个游戏中,她第一次体验到了游戏的快乐。

他还展示了虚拟现实能够如何对医院环境造成重大影响,他描述了两个被剧痛折磨的病人,一个老年的癌症女患者,以及一个患有镰状细胞贫血病的小男孩。

这两位患者都被传送到了虚拟世界中,在这个世界里他们可以专注于一些令人愉快的事物,忘记他们的病痛和所处的冰冷无助的环境。

有研究表明,根据临床结果,这些治疗方法的确是有效的。Spiegel引用了一项研究,该研究对比了50个病人的平均疼痛指数作为对照组,并且将使用VR手段的另外50个病人作为实验组。临床反馈表明,使用VR手段的实验组有65%的疼痛指数降低,而在对照组仅有40%有疼痛指数的降低。

他和他的同事在医院中发起了一项随机对照实验,使用了VR疗法,以确定这种疗法是否能够影响到阿片类药剂和抗焦虑药剂的使用,以及一些其他内容。

在今年早些时候发表于《临床神经科学》杂志的一篇元分析中,包含了11项关于VR的随机对照实验,其中将VR用于癌症病痛、肥胖和中风康复,乃至外伤性脑损伤等多种疾病。研究者发现,“VR在多数的研究中都有很明显的效果,并且看起来它还很容易被接受,”Spiegel博士说道。

“但是这些研究中也有一些限制,比如样本比较小,在方法论上有些多样化。我们需要更大样本的,更高质量的实验。”

Spiegel博士还指出,研究人员们还在通过创建“虚拟人”,将其用作教学工具,来进行诊所的接待工作。

另外,专业的生物制药学公司Shire PLC的研究人员还开发了一款专注于注意力缺陷/多动症(ADHD)研究的VR教学工具。该工具允许用户扮演ADHD患者,体验一天的虚拟生活,他们必须要处理在家中,工作中和社会场合中的注意力分散问题。

谁来买单

在Innovation Zone展示环节的末尾,一位代表问及谁为这些新技术买单。Spiegel博士说这还不清楚。“如果我们创建一个虚拟诊所,或者VR咨询服务的话,是不是需要申请一个ICD-10编号(国际疾病分类编码)?是不是要走这个程序?”

不过,已经有研究人员在探讨VR应用于医院环境中的健康生态了。

“我们已经做了一些价格低廉的建模,并且总结发现,如果VR能够减少即使只有10%的住院时间,即使是只有几个小时,那么它很快就能得到回报,整个VR咨询服务也是如此,”Spiegel博士说道。

“我们需要知道的是,VR是否能够减少住院时间,并且我们现在已经在临床试验中关注这一点。”

而该展示环节的另一位发言人,南加州大学创意技术学院的医学VR总监Skip Rizzo博士,同时也是南加州大学戴维斯老年病学院和南加州大学凯克医学院精神病学和行为科学学院的教授,则预测道,对VR技术应用的意识会逐步增长,其价格会持续下降。

“它会变得像烤面包机一样,每个家庭中都有一台。虽然不一定每天都会用,但每个人都会有一台。”

Vahabzadeh博士提到,iPhone和Facebook在几年前并不存在,虽然VR和AR技术还需要一些研究,并且没有在临床上广泛使用,但很快将会迎来改变。

而这在遇到“没有足够的人力”这一问题时尤其重要,他说道。

“争议在于,我们能够如何使用这项技术来增强医疗服务,或许是提升其强度,又或许是降低准入门槛?”

不过Vahabzadeh也警告,有些情况下VR和AR或许并不合适。比如,他说道,对于患有痉挛/癫痫的病人来说,要使用沉浸式或可感知的技术将会是很困难的。

另外,在Innovation Zone展示期间,专家们还探讨了机器学习,可穿戴技术,智能家居,以及人工智能技术如何帮助精神疾病患者。

位于新泽西州普林斯顿的Otsuka America制药公司的高级总监,中枢神经系统精神病学专家Tim Peters-Strickland博士讨论了如何使用Instagram来检测抑郁症。

“这还有很大的分歧,如果你能把社交媒体用作病患的早期筛查,这将会是非常令人神往的。”

最初发布于2017年6月5日

原文链接:http://www.medscape.com/viewarticle/880847

身临其境+多人互动 是时候把VR带进课堂了

康奈尔校区八年级学生Jada Jenkins站在传统的教室中,使用VR进入了另一个世界,通过她佩戴的VR头显,身边的桌椅都消失了,她被一个三维的阔叶林包围着,这与她学校所在的宾夕法尼亚州西部区域的环境是完全不同的。这片生机勃勃的森林–包含了由几何形状构成的树木、其他植物和动物–吸引了Jada和其他八年级的学生们的兴趣。

“好酷!”Jada呼喊道,她在森林中也有属于自己的化身,当她寻找她的同学们时,注意到了手中的控制器,可以通过控制器让自己的化身移动。“我在向你挥手,转过身来,”她对一个朋友说到。

Jada和其他的学生都被分配到了各自的队伍中,要通过线索完成寻物游戏。哪个杂食性动物会在漫长的睡眠之后搜寻附近的植物和动物?那些解决了这一问题的学生,即找到黑熊的学生,可以在地上立起队旗,以表示胜利。

在学生们体验的同时,他们的耳机能够营造出森林中的氛围:比如湖中的水流声,或者山洞中的回声。

Jada说,她在搜寻过程中学到了狼和黑脉金斑蝶的知识。“当你在尝试炫酷的新技术时,你会想要尝试并且学习它,”她说道。

虚拟现实正在成为一个新兴的方式,来为K-12学校教育提供更深入的学习方式。当学生们沉浸在虚拟环境中时,他们所体验的学习方式是无法由书中的图片或文字传递的,VR的支持者们这样说。

“虚拟现实可以让学生们用尽可能接近真实的方式来探索地方和建筑,实际上并不用离开校园,”Kristopher Hupp说道。他是康奈尔校区的技术和教学创新总监,该校区位于宾夕法尼亚州匹兹堡往西10英里。

卡耐基梅隆大学的毕业生Julian Korzeniowsky正在和康奈尔校区的学生们一同进行研究,他将虚拟现实视为“通过让学生们参与其中,可以增进学生对知识的掌握的另一个途径。”

通过佩戴VR头显,康奈尔校区的学生们可以沉浸到叙利亚难民营、中国的长城和古罗马的三维环境中。有些学生在360°视频中观看了美国总统就职典礼,在其中,他们不仅可以看到面前的观众,甚至还可以体验到身处观众之中的感受。

专家说道,这些学生是将VR用作学习工具的先锋。虽然VR头显在线下体验店和电子产品商场中很常见,它们在学校中仍然是不寻常的。

而这,也即将发生改变。

Jesse Schell是卡耐基梅隆大学的娱乐技术实践特聘教授,同时也是Schell Games的创始人和CEO,他认为,虚拟现实能够被证明是非常有用的,“在任何时候,只有有一个难以形象化的内容,都可以用VR来展现。”

虚拟现实是一种沉浸式体验,其他的虚拟体验,比如增强现实和混合现实,可以把虚拟的内容投射到真实环境中,比如把一座虚拟的火山放在真实的桌子上。无论是增强现实还是混合现实,相比虚拟现实,都处在早期的开发阶段,但随着技术的进步,它们可能会有益于学生对地区、物体和抽象观念的形象化认知。

Schell的公司正在开发一个虚拟的化学实验室,他看到了早期的电脑和今天的虚拟现实之间的相似点。当电脑首次被引入到课堂中时,有些教育从业者们抱怨它们太昂贵,没有人使用它们,并且也没有足够的软件。

教育从业者们现在对于虚拟现实也持类似的保留意见,Schell说道。“我们将会看到这些争议逐渐消失,就像从1978年到1990年间,我们对电脑的争议那样。”

人们对于这项新技术的不满之处在于其高昂的价格和可用的内容,有些头显需要把学生束缚在某个设备上,佩戴着头显的学生不能看到其他人,甚至看不到教室,并且经常无法与同学们进行互动。而有些学生则在使用头显时会感觉眩晕或恶心。

“现在还有大量的挑战需要解决,”康奈尔校区的技术总监Hupp表示。

虽然康奈尔校区仅有630名学生,但却可以通过Allegheny Intermediate Unit赞助的2万美元资金来尝试虚拟现实。这是一个地区性的公共学校服务机构。

有了这笔赞助,该校区可以购买15台谷歌Daydream View头显,让大一些的孩子们使用,以及15台Mattel View Master VR头显,让年龄更小的学生们使用,此外还有15台谷歌Pixel手机。手机中已经安装了VR应用,放到头显中就可以体验。教师是不佩戴头显的,他们使用iPad来监控和引导VR体验。该校区还购买了两套360°相机,这样教师们就可以自己制作VR内容了。

其他的宾夕法尼亚州西部地区也在进行测试。Allegheny Intermediate Unit的教学创新总监Tyler Samstag已经对大概150名教师进行了虚拟现实和增强现实的培训。该机构还在增加VR设备,为教师们提供租赁服务。

康奈尔校区正在使用VR设备的消息传到了卡耐基梅隆大学的娱乐技术中心,在那里,学生们在开发一个名为Voyage的虚拟旅行体验。该校区和卡耐基梅隆大学达成了合作,在这项合作中,康奈尔校区的学生们可以参与设计项目。与很多VR体验会让学生们孤立所不同的是,Voyage可以让学生们在VR中进行协作。

七年级的学生们,可以和科学教师Susan Dunning和地理教师Megan Fuga一起,给卡耐基梅隆大学的学生们制作的内容提出反馈,而最终的反馈则由八年级的学生们提出,他们会首次体验这个游戏。

八年级的学生Victoria Cohen认为这段体验“确实非常酷”,并且对她能够在VR寻物游戏中使用她对乳草属植物的知识感到非常骄傲。“这是一个非常好的学习方式,因为看见一个东西远比通过阅读来了解要好得多。”她说道。

即使是沉浸在森林中,学生们仍然需要阅读有关植物和动物的线索,来完成寻物游戏。Dunning在这之后发起了传统的课堂讨论,在其中,学生们都很渴望分享他们学到的知识。

“有时一项技术虽然很酷,但并不是特别具有教育意义,”康奈尔校区的教师Andrew Erwin说道。他的高中二年级世界历史课程是用VR头显带学生们前往罗马。“但通过使用虚拟现实技术,即使是仅仅尝试一次,我也能说,这其中有一些教育价值。学生们在体验虚拟现实之后,会更好地掌握知识。”

即便如此,Erwin也没有把虚拟现实当做是日常课堂需要使用的体验,而将其视为可以偶尔使用的工具。

Schell说,现在已经可以进行一些测试了,但还没到大规模投入的时候。“从某个角度来说,很明显,你应该尝试下。”

最初发布于2018年2月7日

原文链接:http://hechingerreport.org/one-high-poverty-district-adding-virtual-reality-classrooms/

VR已经准备好进入K-12教育了吗?

技术公司们正在努力,一些市场动向也会给他们助力。但是还有很多的理由,提示我们需要对VR保持谨慎。

这就是上个月Education Week在伦敦举行的全球性教育技术展Bett和在费城举行的EduCon活动得出的结论,这两场活动聚集了一批进步的教育行业人士和技术爱好者。

看好这一趋势的理由包括新的硬件的进步,价格的下降,以及大批的区域很快就要替换掉他们现有的电脑或笔记本。到2021年,超过15%的美国学校将会配备VR教室套件,该数据来自市场调研机构Futuresource Consulting作出的预测。

“你将会看到这种沉浸式技术快速被人们接受和采用,”该机构的高级分析师Ben Davis说道。

但是,其他的专家则表示,任何潜在的增长都取决于至今仍未解决的问题,比如VR在课堂上的价值,以及会对儿童产生的长远影响。

除此之外,研究人员已经开始强调一系列的围绕孩子使用VR而产生的道德和伦理方面的考量,目前针对这些问题的研究还很少。其中的主要观点包括:虚拟现实能够成为一个强大的触发器,引发已经存在的情感和心理方面的问题。并且科学家们才刚刚开始了解,暴露在沉浸式的虚拟环境中会如何影响孩子们的大脑和发展。

最终的结果是,非营利组织Project Tomorrow的CEO Julie Evans认为,K-12教育者和决策者们将会留意VR的潜力,但不会过高评价其未来的效益。

“VR是目前教学领域最激动人心的事物,可能有些人会非常兴奋,”Evans说道。“但是厂商们没有说明最基本的挑战并提出有效的策略,并且还需要有一个更好的理由,来证明为何学校应该在这些技术上做投入。”

VR已经开始进入教育行业

虚拟现实通常包含一个由电脑生成的沉浸式的环境,用户可以用逼真的方式与之互动。必备的硬件可以是廉价的头显,可以与用户现有的手机配合使用,或者价格高达600美元的沉浸式头显,并且还需要高端电脑来驱动。

目前,VR技术领域的首要目标是消费者,比如在娱乐或游戏领域中,VR被视为是一个潜在的规则变革者。但无论是小公司还是大公司,都已经开始进军教育领域。

比如,在Bett展会期间,不少于18家厂商展示了用于学校的VR产品。

谷歌在展会上展示了其颇为流行的Cardboard和Expeditions系列产品,想要让其“虚拟实地考察”成为K-12学生们每天的体验项目。

Facebook也在最近宣布,将会提供给阿肯色州每所高中一个VR产品包,其中包含了电脑、VR相机和Oculus Rift头显。

“这样的教学工具包将会是美国学校新一波技术普及的重要组成部分,“Davis在Bett展会期间的一次演讲中说道。

Davis认为,到2020年,美国学校中将会有大约一半的电脑被替换掉,以取代现有的设备,尤其是所有那些在近年间购买了Chromebook的地区。为了给自家的VR产品开拓市场,厂商们可能会将VR硬件作为教学设备更新的一部分,即使这意味着短期内的财政损失。

“VR行业现在正在寻找垂直市场,来为VR技术寻找栖身之所,”Davis说道。

仍需对VR教育持谨慎态度

有分析师对是否有即将到来的引爆点保持怀疑态度。他们认为,即使VR硬件有了改善,并且越来越廉价易用,但仍一直受制于内容的缺乏,虽然VR技术相比简单的让学生参与要更有明确的教育价值。

教育技术市场的长期观察者,同时也是市场调研机构Tyton Partners的市场运营总监Trace Urdan认为,VR技术领域有待于提供一个有力的理由,说服学校应该在VR中投入较为紧张的资金,而非投向其他领域。

“在进行过市场调研之后,我仍然认为VR是一个炫酷的产品,”Urdan说。“我绝对相信这会改变我们的未来,但我仍然希望在接下来的一两年间有一些更有意义的事物涌现。”

Project Tomorrow的CEO Evans也表达了一致的观点。

在2016年,作为Project Tomorrow的年度Speak Up项目的一部分,参加调研的超过38000名美国教师中,只有5%报告已经在其课堂教学中应用过VR或AR。

Evans说,该集团在2017年调研的数据还正在整理中,但这一数据并没有出现有明显变动的迹象。在他看来,热衷于使用VR的群体貌似局限于相对少数的热衷于技术的教育者,他们更趋向于探索将任何的新技术加入课堂教学。

在EduCon展会上,一场由小企业参与的关于VR的论坛中,Malvern Preparatory私立学校的视觉艺术教师Rob Muntz也参与其中。

当他的学校在去年购置了一台先进的VR头显时,Muntz说道,他想象了各种可能性,其中包括让学生在他的雕塑课上创作VR作品,并且在学校中展示。

“就像是在HGTV家园频道上播出一样,可以让准买家在一个模拟场景中走动,观看房子被改造后的样子,”他说道。

但这场论坛的大多数话题都集中在让孩子使用VR的道德和伦理问题上。

这场论坛由foundry10发起,这是一个由Gabe Newell参与创建的调研机构,他是游戏公司Valve的CEO,同时也参与了HTC Vive VR头显的开发工作。在刚刚过去的这三年,foundry10为美国和加拿大的30间课堂免费提供了一系列的VR设备套件,之后又针对VR技术的使用情况组织了访谈、观察和调查。

foundry10的CEO Lisa Castanada曾经是一名教师,她说,那些尝试过VR的学生通常都会很习惯,尤其是他们可以与完全沉浸的虚拟世界互动的时候。同时还有一些迹象表明,VR能够在某些情况下超越“令人印象深刻的教学元素”,成为一个有价值的工具,来深化学生对事件或知识的理解。

但是仍然有不断出现的各种问题,即使是短期地使用VR。

在foundry10的调查中,大约16%的学生在使用时出现了身体不适症状,包括恶心、眩晕和头痛。

大约7%的学生因为体验的内容产生了心理上的不安,比如沉浸式的水下模拟环境,以及其中的蓝鲸或乘坐过山车太过紧张刺激,或者触发了害怕和恐惧症等等。

卖点不足且会引发长期的担忧

截至目前,Castanada说道,仍然只有很少的证据来支持VR在K-12教育阶段的主要卖点,即VR是“终极共情机器”(这是一个由电影制作人Chris Milk杜撰的短语,他制作的VR体验将用户带进了叙利亚难民营),毕竟教育领域目前还主要采用社会情绪性学习。

即使是在使用过这项技术之后,大部分的学生并不会对“VR将会帮助他们更好地理解他人”这一事实买账,Castanada说道。

同时,还有另外一些长期的担忧。

首先,研究者们对于在真实世界和沉浸式的虚拟世界中穿梭对孩子们大脑的会有何种影响知之甚少,尤其是那些在分辨二者时会遇到困难的孩子。

foundry10发现,学生和老师们都出奇地信任VR传达的内容的准确性和真实性,一旦这种新的媒介逐渐被用于广告行业,或者用来传播错误的信息,或者被用来宣传时,就会引发新的问题。

并且VR设备还会从用户的生理反应和情感状态中获取一些信息,这就引发了数据隐私保护的问题。

有些消费级VR设备的生产商已经默默地开始关注这些问题,比如三星,最近开始建议其Gear VR头显不应用于低于13岁的儿童。

像是zSpace这样的公司也开始尝试销售不包含头显的VR技术产品,并且是为K-12市场而特别设计的。其目的在于促进学生间的合作,帮助教师引入和解释高质量的教学内容。

考虑到这一领域既让人兴奋又充满不确定性,Castanada说,教育者们在使用VR时要足够细心和体贴就变得非常重要了。

“这一领域当然是值得研究的,”她说道。“但是技术的进步速度无疑比我们理解的速度要快。”

最初发布于2018年2月26日

原文链接:https://www.edweek.org/ew/articles/2018/02/08/virtual-reality-for-learning-raises-high-hopes.html