بازی‌های رایانه‌ای، بازوی کمکی حوزه بهداشت و سلامت کشور

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، یکی از کارکردهای مهم و مورد استفاده از بازی‌های جدی مربوط به حوزه بهداشت و سلامت و کمک به بهبود و توانبخشی بیماران مختلف از طریق طراحی بازی‌های رایانه‌ای است. رویکردی که منجر به ایده‌پردازی بازی‌هایی می‌شوند که در فضایی کاملا علمی و پژوهشی و دانشگاهی طراحی می‌شوند تا در نهایت موجب التیام آلام درد در بیمارانی شوند که دچار اختلالات خاص حرکتی، بینایی، شنوایی و گفتاری هستند و از طریق این بازی‌ها می‌توانند در مسیر کاهش اختلال و بهبود آنها حرکت کنند.

دانشگاه اصفهان را به واسطه «مرکز نوآوری صنایع سرگرمی» که در دل آن جا خوش کرده است، باید یکی از قطب‌های مهم پژوهش، آموزش و کارآفرینی در حوزه بازی‌های رایانه‌ای کشور دانست که تولید بازی‌های جدی با رویکردهای مختلف آموزشی و درمانی را با نگاه ویژه‌ای از طریق حمایت از پایان نامه‌های دانشجویی و کمک به طراحی و توسعه این بازی‌ها دنبال می‌کند.

همزمان با اول شهریور که در تاریخ کشورمان به نام روز پزشک نامگذاری شده است، در گزارشی به چند بازی جدی که با رویکرد درمانی و به همت دانشجویان مقاطع کارشناسی و کارشناسی ارشد رشته مهندسی پزشکی گرایش بیوالکتریک دانشگاه اصفهان و با راهنمایی دکتر جواد راستی، مدیر مرکز نوآوری صنایع سرگرمی دانشگاه اصفهان طراحی شده‌اند، پرداخته‌ایم.

یک بازی دوبعدی برای بهبود روند گفتار درمانی

بازی «بهگفت» با رویکرد استفاده از بازی رایانه‌ای برای بهبود اختلال تولیدی در گفتار درمانی کودکان توسط صبا فریدی در قالب یک پایان‌نامه مقطع کارشناسی  رشته مهندسی پزشکی گرایش بیوالکتریک دانشگاه اصفهان طراحی شده است.

کودکی دوران بسیار حساسی است و اختلالاتی که در این دوران پدید می‌آیند، در صورتی که درمان نشوند و اثرات آنها عمیق شود، درمان دشواری در آینده خواهند داشت. از طرفی به دلیل مکانیسم انعطاف‌پذیر مغز در کودکی، می‌توان بسیاری از این اختلالات را راحت‌تر و سریع‌تر و با اثربخشی بیشتر در این دوران درمان کرد. اختلال در گفتار یکی از مهم‌ترین عارضه‌هایی است که گریبانگیر کودکان می‌شود و در صورت عدم درمان صحیح، تا پایان عمر با فرد باقی خواهد ماند. اختلال تولیدی یکی از انواع اختلالات گفتاری است که باعث بروز مشکل در تولید صداهای گفتاری می‌شود و باعث نامفهوم شدن کلام فرد خواهد شد. درمان این اختلال در کلینیک‌ها، با روش تکرار و تمرین صورت می‌پذیرد که بعضاً برای کودک و درمانگر خسته‌کننده خواهد بود.
بازی «بهگفت»، درمان کودکان دارای اختلال تولیدی گفتار در خصوص یک حرف خاص مثل «س» یا «ب» را دنبال می‌کند.
صبا فریدی در طراحی این بازی برای هر حرف یک ایستگاه در نظر گرفته است و کلماتی را انتخاب کرده که آن حرف در موقعیت‌های مختلف اول، وسط و آخر آن کلمات قرار می‌گیرد و کودک باید آنها را به صورت صوتی و صحیح ادا کند و مرحله به مرحله جلو برود.
سناریوی بازی این گونه است که بعد از ورود به هر کدام از این ایستگاه‌ها یک متن داستان‌گونه در اختیار کودک قرار می‌گیرد که تمام کلماتی که باید در آن ایستگاه اداء کند در آن متن وجود دارد و بعد از ادای صحیح هر کلمه، رنگ آن در متن به طلایی تغییر می‌کند رنگ طلایی در می‌آید تا کودک تشویق شود و با شوق و رغبت بازی را دنبال کند.

به‌طور خلاصه، بازی رایانه‌ای «بهگفت» که یک بازی رایانه‌ای دو بعدی است و با تشخیص صدا کنترل می‌شود، بستری سرگرم‌کننده برای انجام این تکرار و تمرین فراهم می‌کند و علاوه بر ترغیب کودک به ادامه درمان، به درمانگر نیز کمک می‌کند تا نقاط ضعف کودک را دریابد و بیشتر روی آنها تمرکز کند. در بازی «بهگفت»، کلماتی که حاو ی همخوان‌های مختلف در ابتدا، میانه و انتها هستند، در مراحل مختلف ظاهر می‌شوند و کودک می‌بایست در ابتدا با تقلید صدای پخش‌ شده و در ادامه بدون شنیدن آن، کلمه را تلفظ کند. هرچه کودک کلمات بیشتری را به درستی تلفظ کند، امتیاز بیشتری نیز کسب خواهد کرد.

در واقع این بازی با هدف بهبود اختلال تولیدی به عنوان یکی از اختلالات گفتاری شایع به کمک استفاده از بازی رایانه‌ای طراحی شده است؛ به گونه‌ای که کودک بتواند در قالب سرگرمی و در یک محیط فانتزی و کودکانه و در عین حال ساده، با توجه به استانداردهای گفتاردرمانی، پله‌به پله نواقص کلامی‌اش را رفع کند.

«بهگفت» به زبان فارسی طراحی شده و به عنوان یک روش درمانی به همراه گفتار درمانگر و یا به عنوان یک تمرین خانگی ارائه می‌شود که متناسب با سن و همخوان هدف، مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌تواند در بهبود مشکلات گفتاری کودکان موثر واقع شود. تمامی کلمات به‌کار رفته در این بازی به صورت تصویری نیز قرار داده شده‌اند تا کودکان در هر سنی بتوانند با آنها ارتباط برقرار کنند.

بازی «بهگفت» به کمک موتور بازی‌سازی یونیتی و زبان سی‌شارپ و برای پلتفرم ویندوز طراحی شده است. محیط بازی و عملکرد آن نیز  در قالب یک بستر جذاب، بازی‌گونه و تعاملی پیاده‌سازی و طراحی شده است.

ایجاد انگیزه‌های فراگیری الفبا در کودکان ناشنوا و کم‌شنوا

بازی «به‌نشان» که با هدف آموزش الفبا به زبان اشاره به کودکان ناشنوا به کمک روش‌های بینایی ماشین و هوش مصنوعی، توسط یزدان قنواتی از دانشجویان مقطع کارشناسی رشته مهندسی پزشکی گرایش بیوالکتریک دانشگاه اصفهان طراحی شده است.

در طراحی این بازی تلاش شده با استفاده از کتابخانه‌های مدیاپایپ و اوپن‌سی وی و ترکیب آنها با شبکه عصبی LSTM و به هدف شناسایی و ردیابی حرکات اشاره با بهره‌مندی از پای‌گیم (موتور بازی‌سازی زبان پایتون)، یک بازی در سبک پلتفورمر در راستای ایجاد انگیزه در کودکان ناشنوا برای یادگیری زبان اشاره و ارتقای کیفیت و مدرنیزه کردن سیستم آموزشی کم‌ شنوایان و ناشنوایان ساخته شود. در واقع کودک ناشنوا و کم‌شنوا در مراحل مختلف بازی، حرکات زبان اشاره که به او نشان داده می‌شود را مقابل دوربین وب‌کم عینا تقلید کند تا امتیاز بگیرد و به مرحله بعدی بازی برود.

در طراحی این بازی سعی شده تا بخشی از قابلیت‌های کتابخانه مدیاپایپ و کاربردهای آن در زمینه بازی‌سازی و آموزش در بستر نرم‌افزاری سرگرم‌کننده و بازی محور جهت آموزش زبان اشاره به کودکان ناشنوا و کم شنوا ارائه شود و با جایگزینی کنترل‌کننده‌های سخت‌افزاری در بخش‌هایی از بازی با حرکات و اجرای بدن کودک، گامی در زمینه بازی‌های حرکتی و کنترلی بدون نیاز به سخت‌افزار ویژه برداشته شود.

‌طراحی بازی «به‌نشان» بدین گونه است که کودک باید پس از مشاهده تصویر یک حرف، لغت یا عدد، خود نیز اجرای درست را انجام دهد و صحت آن توسط مدل طراحی‌شده بر پایه شبکه عصبی LSTM و ترکیب آن با الگوریتم تشخیصی مدیاپایپ بررسی و در صورتی‌که دقت اجرای کودک بیش از حد آستانة
تعیین‌شده باشد، مرحله بعدی بازی اجرا می‌شود. در بخشی دیگر از این پروژه، آموزش الفبا و لغات با بهره‌گیری از دوربین وب‌کم صورت می‌گیرد؛ بدین صورت که اجرای درست آن حرف یا کلمه در قالب یک تصویر به کودک نشان داده شده و در صورت اجرای درست آن و تأیید صحت درستی این اجرا توسط مدل تشخیصی آموزش داده شده، حرف یا لغت بعدی نمایش داده خواهد شد.

این بازی می‌تواند به‌عنوان یکی از نمونه‌های عملی در زمینه توسعه بازی‌‌های حرکتی و به‌خصوص بازی‌های جدی در نظر گرفته شود. بازی‌های متعددی در زمینه بازی‌درمانی و همچنین بازی‌های رایانه‌ای - ورزشی متعددی با ایده گرفتن از چنین پروژه‌ای قابلیت توسعه و طراحی را خواهند داشت.

 

افزایش فعالیت جسمانی و تقویت مهارت‌های شناختی با یک بازی رایانه‌ای- ورزشی

در سال‌های اخیر پیشرفت فناوری‌های ارتباطی باعث دگرگونی در شیوه زندگی مردم شده است که یکی از نتایج آن کاهش سطح فعالیت بدنی مردم در طول روز و بالطبع افزایش نرخ اضافه وزن در جامعه به خصوص در قشر کودک و نوجوان است.

از این رو توسعه یک بازی رایانه‌ای-ورزشی می‌تواند راهکار مناسبی برای افزایش سطح فعالیت بدنی در مردم باشد. در واقع بازی‌های رایانه‌ای-ورزشی (اکسرگیم‌ها) به‌طور مستقیم میزان بی تحرکی به‌وجود آمده در اثر استفاده از لوازم الکترونیکی را کاهش می‌دهد. از آنجایی که بازی‌های رایانه‌ای دارای جذابیت زیادی برای قشر کودک و نوجوان هستند، انجام بازی‌های رایانه‌ای-ورزشی راه مناسبی برای پایبند کردن این گروه سنی به انجام فعالیت‌های ورزشی برای جلوگیری از افزایش وزن و بیماری‌های ناشی از آن به شمار می‌رود.

با همین رویکرد مهراب محمدی دیگر دانشجوی مقطع کارشناسی رشته مهندسی پزشکی گرایش بیوالکتریک دانشگاه اصفهان بازی «به‌آگاه» را طراحی کرده است  که یک بازی رایانه‌ای -ورزشی برای افزایش سطح فعالیت بدنی و توانایی تصمیم‌گیری اختیاری است.

یکی از امتیازات بازی رایانه- ورزشی «به‌آگاه» این است که نیازی به تهیه لوازم جانبی خاصی ندارد و با داشتن حداقل امکانات رایانه‌ای قابل انجام است. «به‌آگاه» علاوه بر افزایش سطح بدنی بازیکن، توانایی‌های شناختی او در تشخیص رنگ، سرعت واکنش و توجه انتخابی بین محرک‌های صوتی و بصری را نیز به چالش می‌کشد.

این بازی حرکتی - شناختی با کمک پردازش تصاویر دریافتی از دوربین وب‌کم یا لپ‌تاپ با کمک بسته مدیاپایپ پایتون کنترل می‌شود و میزان و نوع تحرک بازیکن، عامل کلیدی در پیشرفت بازی محسوب می‌شود. همچنین در این بازی از تمرینات شناختی به همراه فعالیت‌های بدنی استفاده شده است که در کنار افزایش تحرک، توانایی تصمیم‌گیری اختیاری نیز بهبود پیدا کند تا علاوه بر افزایش سطح سرگرمی و چالش بازی، یکی از عوامل مهم در گرفتن تصمیم‌های درست در شرایط بحرانی و افزایش سرعت واکنش بازیکن به شمار می‌رود.

در این بازی و در یک محیط شبیه ورزشگاه توپ‌هایی با رنگ‌های مختلف به سمت کاربر شلیک می‌شود و او باید این توپ‌ها را با حرکت دست در مقابل وب‌کم به سمت دروازه‌هایی با رنگ‌های مشابه هدایت کند و همزمان فعالیت بدنی هم داشته باشد.
این بازی علاوه بر قابلیت‌های حرکتی به موضوعات شناختی مانند سنجش و افزایش توجه در افراد نیز توجه کرده است. به‌عنوان مثال، در بخشی از بازی محرک‌های صوتی نیز اضافه می‌شوند که بازیکن باید تلاش کند تقدم حس‌های بینایی و شنوایی در هدایت توپ‌ها به سمت دروازه‌ها را رعایت کند.
از سوی دیگر، ترکیب کردن فعالیت‌های بدنی با تمرینات شناختی، راهکاری به نام تکلیف دوگانه را به وجود می‌آورد که یکی از جدیدترین راهکارهای بهبود توانمندی‌های شناختی -حرکتی افراد است و در جهت افزایش همگام مهارت‌های فرد عامل مهمی به شمار می‌رود.

این بازی مناسب برای سیستم عامل ویندوز است که با استفاده از یک وب‌کم حرکات بدن بازیکن را شناسایی کرده و از پدیده تناقض حسی استفاده می‌کند تا توانایی توجه و تصمیم‌گیری اختیاری بازیکن را بهبود بخشد.

کمک به بهبود آسیب‌های حرکتی ناشی از سکته مغزی

سکته مغزی یکی از علل اصلی مرگ ومیر در جهان است که بر اساس اینکه باعث صدمه به کدام بخش از مغز شود، پیامدهای متفاوتی دارد؛ اما آسیب‌های حرکتی، حسی و شناختی از مواردی هستند که اغلب گزارش شده است. نقایص شناختی و رفتاری ناشی از آسیب عملکردی مغز، تأثیر بسیاری بر زندگی فرد می‌گذارد و توسعه روش‌های درمانی مبتنی بر تکالیف دوگانه که آموزش مهارت‌های شناختی و حرکتی را ترکیب کند، مورد توجه زیادی قرار گرفته است.

درمان بیماری‌ها وابستگی زیادی به تعامل بین بیمار و درمانگر دارد که این امر می‌تواند برای بیمار و پزشک خسته‌کننده باشد؛ به همین دلیل بازی و روش‌های درمانی سرگرم‌کننده می‌توانند پیشنهادهای ارزشمندی برای توانبخشی سکته مغزی باشند و مشارکت بیماران را در امر توانبخشی افزایش دهند.

همین امر انگیزه‌ای بوده تا فاطمه هاشمی‌زاده دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی پزشکی گرایش بیوالکتریک دانشگاه اصفهان، یک بازی رایانه‌ای-حرکتی مبتنی بر واقعیت مجازی و تکالیف دوگانه برای بهبود دامنه حرکتی و مهارت‌های شناختی در بیماران مبتلا به سکته مغزی را طراحی و اعتبارسنجی نماید.

این بازی رایانه‌ای-حرکتی واقعیت مجازی که قابل اجرا بر روی گوشی همراه است، تلاش دارد تا با استفاده از فناوری لیپموشن که حرکات دست و انگشتان را تشخیص می‌دهد، در جهت افزایش و بهبود دامنه حرکات ظریف تا دامنه‌دار دست راست و بهبود مهارت‌های شناختی در افراد مبتلا به سکته مغزی عمل نماید.

برای این منظور در ابتدا تمرینات حرکتی سوپینیشن، پرونیشن، پینچ و حرکات شانه با مطالعه مراجع و مشورت متخصصین توانبخشی و کاردرمانی انتخاب و در نهایت تمرینات شناختی تشخیص رنگ، هماهنگی چشم و دست، دیس‌متریا و فراموشی یک‌طرفه به بازی اضافه شده تا یک بازی مبتنی بر تکالیف دوگانه توسعه یابد. این بسته حاوی سه مرحله  است که هدف مرحله اول، بهبود حرکات پینچ و شانه، هدف مرحله دوم بهبود حرکات سوپینیشن، پرونیشن و شانه و هدف مرحله سوم ترکیب این حرکات است که در تمامی مراحل، مهارت‌های شناختی نیز گنجانده شده است.

اجرای بازی بر روی گوشی همراه است و لپ‌تاپ تنها برای انتقال داده مورد قرار گرفته است؛ اما می‌توان با رعایت نکاتی، بازی اجرا شده بر روی لپ‌تاپ و گوشی همراه را هماهنگ کرد تا بتوان زمانی‌که بیمار عینک را بر روی چشمان خود می‌گذارد و بازی اجرا می‌شود، فرد درمانگر از طریق رایانه بتواند بر روی حرکات بیمار نظارت داشته باشد تا در صورت نیاز، نکات لازم به بیمار گفته شود.