The Voices of VR Podcast
我的名字是Kent Bye
欢迎来到《美国VR声音》播客。在今天的节目中，我请来了Larry Hodges，他是克莱姆森大学人机交互的教授。Larry还是I Triple E VR学术会议的原始共同主席，该会议自1999年起便开始举办。因此，今天Larry将与我讨论一个转变为初创公司的研究项目，名为Recover。他们正在利用体感控制器对中风恢复过程进行游戏化。中风导致的身体部位瘫痪，实际上并没有什么问题，这些部位可以通过神经可塑性原则进行重新训练。因此，您可以通过重复动作的过程来重新连接大脑，而虚拟现实技术可以放大这一过程，以帮助激励患者并跟踪其在保险方面的进展。我们将讨论这一点，以及利用VR来从创伤后应激障碍（PTSD）中恢复的相关话题。
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与Larry的采访发生在2016年3月19日至23日于南卡罗来纳州格林维尔举行的IEEE VR会议上。那么，我们可以开始了。
自我介绍
我是Larry Hodges，我是克莱姆森大学以人为本的计算教授，今年也是IEEE VR会议的共同主席。我的研究涉及虚拟现实的所有方面，并关注健康护理、仿真与训练的应用，以及对虚拟环境中不同交互技巧的评估。
关于IEEE VR的历史
你刚才提到IEEE VR，也许你可以谈谈这个会议的历史，以及你在其中的参与。第一个I Triple E VR会议于1999年在休斯顿举行。当时Bowen Lofton和我担任共同主席，Bowen是主主席，而我是他的副主席。从那时以来，每年都举办一次，这是虚拟现实领域的主要学术会议。会议实际上有两个部分，3D UI是一个3D交互会议，通常在周六和周日举办，这是一场完全审查的会议。随后是正式的虚拟现实会议，通常在周一到周三举行，会议上的论文质量在全球范围内都是最好的。
除此之外，我们还有很多其他方面的活动，比如博士生联盟、构建系统和3D接口的比赛、研讨会和教程。历史上，约三分之一到四成的参与者来自欧洲或太平洋地区。REMS是一个非常国际化的会议，还是我们这些虚拟现实领域的小圈子聚会的地方，因为虚拟现实社区不大，大家在这里相聚，更新彼此的关系，交流研究想法。
关于健康医疗和虚拟现实的研究
那么，能否谈谈你在健康护理和虚拟现实方面的研究性质？好的，实际上20年前，我共同创立了一家使用虚拟现实进行行为疗法的公司，最初关注这些，比如飞行恐惧症和恐高症，公司的名字叫Virtually Better。我已不再参与该公司，已经出售了我的所有股份，但它仍然存在于亚特兰大。我们最知名的产品是为从战争中归来的退伍军人提供的治疗创伤后应激障碍的系统。
除了在克莱姆森大学担任教授，我还有一家公司专注于康复游戏，不仅仅是游戏，这些游戏还收集信息，帮助诊所向患者展示他们的进展，并用于向保险公司申请报销证明他们的进展。我们目前在南卡罗来纳州克莱姆森的一个新初创公司正在与主要的护理中心合作，开始时我们主要研究中风康复，现在我们关注任何上肢康复，无论是任何需要锻炼的地方，主要是人们会进行哪些锻炼是我们宣传的重点。最大的竞争来自释放患者回家时的健身小纸条，实际上没有人会去做。研究表明，大多数试图进行中风康复的人只完成了恢复所需的重复次数的10%。这些人的手臂没有问题，问题在于大脑。所以您需要重新学习使用他们的手臂，因此我们与南卡罗来纳州医学大学合作开发了一些游戏，实际上遵循了科学理论，关注他们需要进行的动作和重复，并考虑如何让他们保持参与。
中风康复中的虚拟现实
很有趣的是，大多数中风幸存者可能有一些身体部位实际上是瘫痪的，但这些并不是永远的瘫痪。如果他们能够通过神经可塑性原则重新连接大脑，并通过重复练习进行康复，那么对于恢复功能有哪些帮助？能否谈谈虚拟现实如何在这一过程中特别发挥作用？
是的，正是这个想法。我们使用Microsoft Kinect作为追踪器，这样他们就能在屏幕上看到游戏。他们通过移动受损的手臂来玩游戏。当然，您正好击中了问题的关键，许多患者，尤其是中风患者，动作非常有限，其实有很大一部分患者没有足够的能力进行所需的锻炼来进行康复。因此，我们的游戏实际上是以比例缩放的方式，通过在屏幕上显示一个虚拟手臂来进行游戏，如果您的手臂动作受限，那么我们缩放，让您看到的虚拟手臂具有完整的运动范围。无论您的损伤程度如何，您都可以玩游戏。随着您的逐渐好转，治疗师可以改变缩放比例，让它变得更具挑战性。我们将全部控制权交给治疗师，因此我们构建了一个直观的界面，由治疗师做出所有临床决策，决定如何挑战患者、做多少重复，而我们的工作就是让游戏变得有趣，同时跟踪数据，让治疗师能够回头查看患者的进展情况，以及缩放变化，这样对治疗师来说会的信息也会变得有效。因此，您能否谈谈在看到进展方面的动机？看起来如果一个人在做这些锻炼时没有看到进展，他们可能会觉得“哎，干嘛呢？”，然后放弃。谈谈这一动机对看到身体变好的影响，以及这种影响如何随时间推移。
治疗中的动机
是的，我认为有两个方面。我跟几个做过各种类型康复的人谈过，他们通常会提到的问题是，第一，通常得到的就是一张纸，上面写着“去做这些锻炼”。所以这些锻炼很无聊，没有趣，有时还会疼痛。而我听到的评论是，“我感觉没有任何好处，所以我就不再做了”。因此，我们的目标就是做到两件事：第一，给他们一个有趣的游戏来参与；我们设计了很多游戏元素，比如得分，设定不同的等级，以便你获得不同的视觉效果，能够升级。然而，我们还要确保游戏简单，尤其是对于中风康复的患者。有时他们也可能有认知问题，所以游戏不能有复杂的规则或说明。我们第一个游戏的指示是“看到鸭子就去击打”，简单易懂。
而且我们还考虑到了许多中风幸存者的年龄组，通常是老年人，有些在60岁以上。我们讨论过，设计什么类型的游戏才能引起他们的兴趣。因此，最初的游戏模特源自一种老式的射击游乐场，您知道，就像在集市上见到的，实际上是那些会突然出现的鹅，类似于一个打靶游戏。游戏的艺术风格被设计为看起来不仅现实，而且如同老式嘉年华游戏，便于建立联系。
然而，随着我们与真实患者的合作，发现越来越多年轻人在中风后也会遇到这一问题，该现象在美国的东南部地区被称为中风带，南卡罗来纳正处于其中。例如，我们看到一些年轻女性在分娩后发生中风。也有一些青少年因为事故而中风。 我们的研究表明，如果能获得足够的重复，很多人可以重新获得手臂的使用权，但大约只有15%左右的人能够做到。在一次治疗中，通常进行的可能只有30到60次动作，而根据研究显示，您每天至少需要进行500到600次重复，才能有效进行康复。这部分研究通常来源于动物研究，因为没有人能做到这样多的康复。我们的目标是实际上打造游戏，能够在治疗中进行更高数量的重复。
此外，简单到足以让患者在家中根据治疗师的指导进行治疗。在南卡罗来纳医学大学，我们进行的几项试点研究中，如果将游戏带回家，患者实际上每天能完成300到600次的重复。经过5次课程，我们能够看到通常已经多年未能动作的中风患者的明显进步，这很令人惊讶。
大脑重塑的潜力
重新连接大脑的过程对我来说非常有趣。而我们从研究中了解到的是什么？我认为简单的想法就是，关键在于重复，但并不仅是任何类型的重复，而是特定类型的运动。如果你去看职业治疗师，他们擅长于设计各种各样简单的策略，比如伸手去拿一罐可乐等，不同类型的运动难易不一。身体交叉的运动通常比向外伸展要容易，而向上伸展则比向下要难。许多中风患者的肘部伸展非常有限，因此他们必须在伸手动作上进行大量练习。同时，有些患者实际上可以完全伸展，但在控制上却非常有问题。因此，设置目标以便进行伸手运动是治疗师认为需要工作的重点。让这些运动足够富有吸引力，以使他们愿意进行足够的重复训练，并通过得分或者在线升级来挑战他们。同时，通过我们的比例缩放技术，也确保他们能够看到成功。如果损伤严重，他们可能会感到非常沮丧，无法伸手去拿可乐罐，无法使用这只手臂。因此，能让他们看到从一开始就能体验到成功是非常重要的。
开发和商业化的过程
毫无疑问，这是一个非常简单的想法，但绝大多数康复项目都是如此。如果您曾经统合任何身体部位的康复，您会发现人们对这种无聊和看不到进展的过程是多么厌倦。这就是我们能够架构获得积分、跟踪您的进展情况，向您展示您正在改善的原因，亦是一个重要方面。因此我们刚刚启动的公司的商业化过程，最初是一个实验室实验，仍在南卡罗来纳医学大学进行。我们建立了原型，其中一个有趣的冒险是我们参加了微软Imagine Cup竞争，全球有500支队伍参与，旨在为Kinect设计应用程序。在悉尼的决赛中，我们获得了亚军，这样让我们彼此看到了事情的潜在价值。现在我们已经开始商业化了，我的一位前学生是Recover公司的首席执行官，我们正试图将其引入康复诊所和护理中心，以帮助那些正在恢复上肢功能的患者，同时继续开发新游戏，建立在科学的基础之上，使得正确的运动和精细的用户接口设计能够保证患者和治疗师都能轻松操作这些游戏，且无需计算机科学学位。
运动跟踪技术的未来
这带来了一个问题：通过像Kinect这样的运动跟踪控制器，您能够获取更具体的数据来跟踪随着时间推移的范围运动的进展。我很好奇，您怎么认为这将最终改变他们所接受的护理类型，鉴于系统能够自适应地进行测量，并根据以前医生没有的信息来改变他们的治疗课程？
我们有机会用相对便宜的设备进行非常精确的测量，现在Kinect便是主要的例子，可以真实展示进展。要克服的一个大问题是，如果有任何临床想法，必须有资金支持。因此，报销在美国是一个大问题，通常必须证明患者在某种程度上有所进展才能获得保险的持续覆盖，或者以某种方式记录进展。因此，除了使患者感到激励外，因为他们希望看到自己的进展，这样能够让他们坚持锻炼，对辨认真人的行政人员也很重要，特别是他们需要跟踪这些进展，以处理报销问题。个人看，我曾有其他想法，在医院进行试验，大家都喜欢，但没有人愿意为此付费。当你身处学术圈时，你会认为这性质良好，但实际从实验室走入现实，就需要跟支付账单的人进行交流，说明这为何能增加您的报销或为您节省开支，否则没人会使用您的产品。因此，要产生影响，您也必须做出商业论证。对于我这样在研究领域工作了大部分时间的人来说，学习这些课程非常重要。
潜在的保险节省
听起来这一点有效性能够给保险公司节省开支，因此对其覆盖是有激励的。
是的，我们正在朝着从基于护理的支付转向基于结果的支付的系统进行了努力。这使得能够记录结果的必要性愈发重要。许多医院不再仅仅根据病人在医院待了多少天来收取费用，而是致力于让患者出院并保持他们不再住院。因此我们需要能够跟踪事情，并显示出我们所做的工作有效。
成功的故事
您有没有关于人们使用这个系统并且对他们的生活产生影响的故事？
是的，我们一直在使用这个系统，因为根据美国FDA的规定，我们是一种医疗器械。我们在南卡罗来纳医学大学开展的联合研究，直到获得FDA批准，我们现在可以销售这个系统。然而我们早期的一些参与者在我们的研究之后回来与我们会面，一位治疗师给我打电话，说，“快来与我进行视频通话，病人想与您交谈。”她是一位中风幸存者，正与治疗师一起工作，她因游戏而感到如此兴奋，无法掩饰地想告诉我们这个系统对她生活的巨大影响。能够独立刷牙、穿上外套，甚至独立涂抹腋下香料，对于她都是很重要的事。这位年轻女性有小孩，曾是一名硕士教师，能恢复运动能力并能做很多我们认为理所当然的小事，这着实了不起。
震撼人心的改变
视频通话结束时我们都在哭泣。编写更好的操作系统，不会有人主动给您打电话说：“这改变了我的人生。”但进行这样的工作让人们主动联系，告诉你“这对我的生活品质有重大改变”，这种经历非常令人感动。
克服临床上的额外考验
我们在进行几项研究时，曾有一位患者，只能用一侧的身体开车，他愿意从洛利驾车到查尔斯顿参加我们的研究，尽管身体不便，还特意住下来体验游戏与康复过程。无可否认地表明这是一种他们愿意使用的疗法，并且看到效果的确有所进步，之前没有其他方式做到这一点。这是令人难以置信的，考虑到美国每年约有80万人中风，且大约800万人因中风后遗症而生活其中，他们中的一些人多年未能进行运动，仍有潜力在多年后恢复。
居家疗法的潜力
我们能否将此系统推广至患者的家庭？或者说这将需要在诊所中执行？
是的，目前我们关注的是诊所，但显然，我们已经进行了居家研究，发送此功能的目的是理解如何执行这一操作。将系统带回家所需的是Kinect与电脑的组合，并将其连接至电视。我们甚至能将其与老式显示器连接在一起。这样当然可以用于家庭治疗。设想就像任何其他处方一样，您的治疗师和医生需书写处方，您需要在家中做这些练习。数据将上传至云端的门户，以便治疗师能够看到您的活动和进展，并可以据此对游戏的难度做出调整。因此，虽然使用软件下载是给家庭用户提供产品的最便宜方式，您仍需配备笔记本和Kinect。实际操作中，我们希望能安全简单地向用户提供高效的服务，这意味着将设备简单化以保证兼容性。我们希望能在家中提供居家复健，前提是必须具备保险和医保的支持。此外，为了有效推动，再考虑各种收费和评估的方面。
康复练习的处理
如您所说，600次重复是理想的数量。这种重复次数是在一段时间内实现，还是分为5到6次不同的会话？
可以是两者的结合。当然，这是一个临床决策，由治疗师来进行。因此，他们可以设定游戏暂停功能，很多患者会选择这样做。我们曾有一位患者，在家使用这一游戏，他实际上是一名治疗师，第一天做了1000次，中风后他非常高兴，体验了这样的康复方式。因为他是治疗师，所以他明白自己不应如此做，但他仍然感到极其兴奋，因而愿意尝试所有运动。再次说明，这一切都是临床决策的后果，我们尽量将这些功能留给职业治疗师、物理治疗师进行指导。对于您我来说，这游戏十分简单，但进行了几百次后，您也会觉得，“我手臂现在有点疲惫。”因此，您希望看能否获取到所需的运动，是否能在多次复健中持续进行那些锻炼，这很重要，我们收集数据以了解每次进行锻炼所需的时间和每个会话的总次数，以方便治疗师进行追踪。
重要的动作指标
您提到的运动范围是一个重要指标，还有哪些其他的关键指标？例如，肘部伸展是运动范围的一部分，肩部抬升、掌控身体各部位的能力。这些游戏都具备调整功能，治疗师能够控制患者的伸展方向，可能会持续在左侧或右侧，或者下侧刺激目标，调整界面以便控制目标的出现，例如，可能通过触碰或者击打目标来进行实验。因此，我们的工作是确保游戏包含这些切换功能，治疗师能够确认实现的目标。
未来的虚拟现实组件
未来是否会有VR组件？
这取决于您对虚拟现实的定义。我们现在在大型显示屏上运行，使用Kinect进行身体跟踪，这是VR定义的一部分。然而，使用头戴显示器进行Gamification并没有意义，因为不需要这个设备。在反馈方面，您在屏幕上观察的运动与您的身体运动相对应，其中会有秘密元素，比如我们所识别的具体动作。我们花费了大量的时间查看文献，尤其是针对中风康复的研究，又与治疗师进行了充分的交流，并建立系统。幸运的是，南卡罗来纳医学大学拥有一支优秀团队与我们合作。尽管我们之间相隔4小时，但我们通过Skype交流，治疗师使用我们系统与患者互动并向我们发送录像，进行后续分析，评估哪些想法是好的，哪些行不通。
对游戏的反应
在这个年龄段的人们对玩游戏或视频游戏的康复过程是否有什么抵触？
实际上并没有。我们发现，许多老年患者在游戏过程中变得更为热衷。最开始我们宣布要玩这个游戏时，一位老年男性即将进行训练，他的孙子告诉他，“你即将打架”，对他来说这一概念不可接受，因为他曾是士兵。不久之后，治疗师向他解释称，“不会有人被打”，让他相对安心。结果，他玩得很开心。而当他们看到游戏后，我们发现有许多70多岁的人在家中玩，他们用老式的CRT电视连接到笔记本，并积极参与锻炼。对年轻患者而言，最初没有引起他们的兴趣，但发现自己又逐渐好转后，他们才开始参与其中。至于游戏效果的最佳事例，一位年轻妈妈有小孩，之前游戏的兴奋状态设立了其他人悉知的标记，这是一个有趣的动态。小孩子们也开始与妈妈共同玩这个游戏。我们还为孩子们设置了一种特殊的比例，让他们与妈妈们使用不同的难度进行挑战。
全家参与的动力
看起来您创建了一个整个家庭参与的社会性游戏。过去，康复往往是非常个人化的，若家人参与，应该会有额外的动机因素。
我认为这非常重要。我们现在还在研究基础上努力推进这一理念，但希望在解决报销与保险覆盖的问题后，这能够变得普通化。非常棒！
对虚拟现实的终极潜力的看法
最后，您认为虚拟现实的终极潜力将会是什么样子？
我认为，身临其境的虚拟现实顶尖应用尚未找到。近年来，很多头戴式显示器出现，而自我对专业的看法仍然是，能够带来身临其境的体验的特定领域清楚可见。在此之上，成功应用有限，像宇航员培训及军事训练，这些需要沉浸环境的领域相对成熟，而虚拟疗法则是那个少数领域之一，特别是面对PTSD的退役军人时，非常有效。对于PTSD的疗法，需要实现的就是让退伍军人回到曾经经历的环境，以便提取他们的故事。因为实际上对PTSD的处理就是要让他们有能力再次讲述那些故事，并通过不断叙述以减少其对他们的影响。
像一些培训，尤其是社交交互训练，也常见于身临其境的虚拟环境，可以与虚拟角色进行互动。我们早期参与了CDC的一个项目，开发出一个系统，帮助他们在前往某个国家时适应当地文化。因此，培训系统帮助这些医务人员了解文化，以便能够应对令人高兴或痛苦的情况，比如可能有瘟疫发生的地方。为深入了解文化现象而产生的教育，都是以不同的目的进行的，各有其重要性。
PTSD与叙事疗法
关于PTSD的治疗，您提到对那些经历过相似事件的退伍军人和他们在特定时间内面临的共同体验，因而编译场景。有必要对环境进行适当设计，而不能只是随机设定一次体验。这些场景构成了强大的基础，从而能够激励与他们相似经历的个体，触发他们的叙事，进而理解并叙述出他们的感受，令人难以置信。
实际上，虚拟现实本身并不能治愈任何人，治疗师才是把这些元素放在每个不同情境中使用的，所以这实际上会被整合到更大的治疗方案中。然而，虚拟现实确实可以在通知治疗师以帮助患者进行治疗时极大对他们起到启发。如果我们将改进与设计整合，辅助患者与医疗人员相互交流，这样的体验会通过影响临床实现更多可能性。我们内部通过相互讨论和反馈密切合作，彼此理解需求适应、技术支持，致力于克服他们的挑战。
访谈总结
这就是今天的访谈内容，感谢Larry Hodges与我们的对话！他的背景以及他所做的努力使我们充分了解到，先前的偏见正在转变。首先，我意识到，从人数和人数相比的话题来看，更多中风幸存者有机会恢复先前被认为丢失的身体部位。而且，通过神经可塑性原则，他们有机会重拾这些能力，即使它们已经失去了好几年。
通过与James Plaha探讨的虚拟疗法，以及与Michael Erto的VR Recover进行的讨论，我们发现Recover和所提到的Recover的实践方法略有不同，但核心都是利用体感控制器对个人动作进行跟踪，这种游戏化的过程显然将极大增强这些患者的信心，令他们看到自己能取得的进步。
此外，我们还看到，通过大量的运动数据帮助治疗师跟踪患者的进展，不仅是出于保险目的，更是为了他们自身的内在驱动力保持积极。而我特别赞赏的一点在于，将这些技术与传统康复过程结合，并革新传统，在关键时期最大程度地刺激潜在的自我意识。也许这为我们在未来重新认识不知名潜力中展现希望。
这也使我毫不怀疑，随着虚拟现实技术的不断升级，更多的技术开发能够赋予患者以自我恢复的能力，尤其是通过实现内在动机达到最优方案。总之，那将是一个充满可能性的未来。最后，非常感谢您的收看，希望您喜欢今天的节目，欢迎告诉您的朋友，传播这个播客的信息。如果您想为我的工作和VR社区的未来做出贡献，请考虑加入我们的Patreon计划，每月的几美元将具有巨大意义。谢谢您的收听！