摘要： 本文簡要介紹了智能感覺統(tǒng)合訓練系統(tǒng)CasBam，該系統(tǒng)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(jié)約成本的基礎上，大大提高幼兒感統(tǒng)教育的質量。

　　關鍵詞： 感覺統(tǒng)合失調;RFID;紅青立體圖片;專家診斷系統(tǒng)

　　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(tǒng)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(fā)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(tǒng)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(fā)一套稱為CasBam的智能化的訓練設備。

　　系統(tǒng)功能概況

　　系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)訓練專家可以通過不同的權限登陸到系統(tǒng)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(tǒng)設計框圖如圖2所示。

　　系統(tǒng)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(tài)。在這個系統(tǒng)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(tǒng)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(jié)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(yōu)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(tǒng)

　　因為訓練項目的數量較多，同時專家系統(tǒng)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(tǒng)狀態(tài)，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(yōu)選擇是模糊數學模型。

　　圖6是基于模糊數學的專家系統(tǒng)模型，整個專家系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)，以便Windows CE可以更好地在Ebox2300發(fā)揮作用。

　　系統(tǒng)的軟件設計主要特點包括：.NET Framework構建的操作系統(tǒng);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(tài)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(tǒng)合(簡稱感統(tǒng))訓練作為兒童教育產業(yè)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(fā)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(tǒng)教育引入中國將大受歡迎。目前，感統(tǒng)訓練雖在歐美、我國香港、臺灣地區(qū)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(tǒng)教育的最好平臺，讓更多的孩子都加入到感統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的穩(wěn)定性，并且進行深入的市場調研。