摘要： 本文簡要介紹了智能感覺統合訓練系統CasBam，該系統運用了RFID身份識別、微控開關控制板、紅青立體圖片等技術。它的推廣，將在節約成本的基礎上，大大提高幼兒感統教育的質量。

　　關鍵詞： 感覺統合失調;RFID;紅青立體圖片;專家診斷系統

　　引言

　　筆者在北京市幾家幼兒園走訪時，了解到大約每個班級里都有10%的孩子患有一種感覺統合失調(DSI)的典型癥狀，中度或輕微癥狀的孩子就更多了。更為讓人擔憂的是，由于缺少相關的訓練器械和教育方法，在大部分的發展中國家，患兒很難及時得到治療或者痊愈。

　　了解到現今的感覺統合失調在教育中所面臨的問題以及它的重要性之后，我們覺得我們有義務來為這些孩子開發一套稱為CasBam的智能化的訓練設備。

　　系統功能概況

　　系統功能框圖如圖1所示，主要由數據采集、數據分析和數據反饋三部分組成。

　　數據采集

　　根據不同訓練模塊的要求和特性，我們引入了不同的技術，如在S橋模塊，基于圖像模塊和圖像處理技術，我們有效地將虛擬現實引入了訓練中。并且提供了實時交互和檢測，整個訓練中的各項數據也將被記錄下來。

　　數據分析

　　通過專家系統中的模糊數學算法，我們將第一部分采集來的訓練數據劃分類別、分難度的系統分析后，將會給出訓練達標級別，以及簡單的訓練提示，自動對訓練模式進行一定的修正。訓練模式和難度可以根據不同小孩的情況得到修改和調整。

　　數據反饋

　　通過網絡終端的控制，老師、家長以及感統訓練專家可以通過不同的權限登陸到系統專屬的網站上，察看不同部分的訓練數據。專家更可以通過網絡對判斷閾值進行修改，給出訓練建議。系統設計框圖如圖2所示。

　　系統特色

　　基于RFID技術的個人訓練模式

　　采用RFID技術來識別和處理個人的有用信息，從而調整訓練狀態。在這個系統中，RFID部分內置在小孩佩戴的手表上，便于攜帶，讓小孩在游戲中輕松地完成刷卡和身份識別的過程。

　　利用視覺游戲生成的S橋訓練模塊

　　利用紅青立體技術，制作出三維立體效果的圖片，讓兒童在立體視覺效果中完成訓練。3D圖片主要利用人左右雙眼的距離差異體現立體效果，在圖像處理軟件中利用兩個攝影機模擬人的左右雙眼，最終通過顏色處理，合成圖片。具體的操作步驟如下：

　　根據小孩所接觸的簡單的社會和生活場景以及感覺統合訓練中平衡感的訓練要求，在紙面上設計出大致的場景圖片，并且根據路徑長度、曲度、寬度以及周圍景物的復雜程度，確定不同場景的難度。

　　在3D Max等三維建模軟件中根據第一步中的設計草圖進行建模，通過細微形狀調整來實現不同場景的不同難度。并貼上材質圖層。

　　在3D Max中模仿人的左右雙眼，設置兩臺攝影機，分別從不同角度進行拍攝，并且渲染成兩幅圖片。

　　將兩幅圖片導入到Photoshop中，將兩幅圖片的RGB通道進行調整，使得一幅呈紅相，一幅呈青相，合成兩幅圖片后，帶上紅青立體眼鏡后，即可觀測到立體效果。

　　具體圖片示例如圖4。

　　自動機械化模塊

　　利用微動開關和模擬傳感器，接收兒童的行走信息;利用電動馬達和旋轉座椅，節省訓練成本。

　　路線跟蹤算法

　　將PSP地板分為幾大模塊，利用自己設計的路線跟蹤算法，以最優的形式匹配路徑。整個板面裝有7500個微控開關，可精確記錄下兒童的行走路線。裝有微控開關的地板模塊如圖5所示。

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　　基于模糊數學模型的專家系統

　　因為訓練項目的數量較多，同時專家系統需要來自不同訓練的多組數據來綜合評價一個小孩的感統狀態，在設計時對多種數學模型進行了大量的試驗，從結果中得出最優選擇是模糊數學模型。

　　圖6是基于模糊數學的專家系統模型，整個專家系統分為三部分：數據分類，自動診斷和自動判別。

　　WinCE 6.0在Ebox2300上的應用

　　我們在Ebox2300游戲機上構建了一個WinCE 6.0的映像，為了能使操作系統能夠與Ebox2300相兼容，用以下的工具如微軟公司Visual Studio 2005和ICOP公司Vortex86_60B: X86的BSP支持倉來構建我們自己的操作系統，以便Windows CE可以更好地在Ebox2300發揮作用。

　　系統的軟件設計主要特點包括：.NET Framework構建的操作系統;防火墻保證網絡傳輸的安全;MCU游戲機與單片機的應用;互聯網網絡服務器的采用;EDB引擎實現數據保存和處理功能;Hive基注冊表實現程序運行同步保存數據，防止數據丟失;支持靜態圖片的編碼和解碼;串聯端口完成Ebox2300與USB設備的數據傳輸。

　　市場分析

　　兒童感覺統合(簡稱感統)訓練作為兒童教育產業中一個新的巨大市場正浮出水面。我國4-6歲兒童約有3.7億多人，這是一片龐大的兒童智力開發教育市場。我國家長對孩子的受教育質量和水平特別注重，因此，兒童感統教育引入中國將大受歡迎。目前，感統訓練雖在歐美、我國香港、臺灣地區等都大于95%，在中國的普及率還不及5%。幼兒園可以成為推廣感統教育的最好平臺，讓更多的孩子都加入到感統訓練中來，獲得幸福快樂的童年。

　　結語

　　CasBam包含了幾個不同的訓練器械，比如S型橋、旋轉椅、旋轉床等等，目的是為了提高和改進現有的感覺統合訓練教具。為了有更好的訓練效果，我們運用了先進的機械自動化、RFID身份識別、3D建模、路徑跟蹤和遠程溝通等技術。

　　下一步我們將進一步測試系統的穩定性，并且進行深入的市場調研。