劉了箬 王之禾 孫妍

摘要：目的：面對(duì)“Z世代”大學(xué)生日益凸顯的心理健康問(wèn)題和新能源汽車(chē)智能座艙正朝著場(chǎng)景智能化、情感化服務(wù)、多模態(tài)融合交互等方向發(fā)展的趨勢(shì)，將美育和藝術(shù)治療應(yīng)用于新能源汽車(chē)領(lǐng)域，開(kāi)展車(chē)載虛擬空間交互設(shè)計(jì)研究，能夠使新能源汽車(chē)為“Z世代”大學(xué)生提供情緒價(jià)值，以提升其審美力、心理健康水平和幸福感。方法：文章采用SAS焦慮自評(píng)量表等調(diào)查問(wèn)卷及訪談法收集數(shù)據(jù)，調(diào)查“Z世代”大學(xué)生情緒問(wèn)題及其對(duì)新能源汽車(chē)的需求。應(yīng)用唐納德·諾曼基于反思層的情感化設(shè)計(jì)理論和凱倫·霍爾茲布拉特的情景化設(shè)計(jì)方法，以及藝術(shù)治療、美育、人工智能等方法。關(guān)鍵技術(shù)與算法模型在考慮國(guó)外新能源汽車(chē)發(fā)展的理念和趨勢(shì)以及國(guó)內(nèi)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，對(duì)情感識(shí)別、深度學(xué)習(xí)、多模態(tài)融合交互和情感化人工智能等技術(shù)進(jìn)行合理的組合和應(yīng)用。結(jié)果：基于調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行客戶(hù)畫(huà)像和情景化故事板設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出基于人工智能的車(chē)載“美育&美愈”虛擬空間交互模型，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的研究目標(biāo)。結(jié)論：調(diào)查發(fā)現(xiàn)，“Z世代”大學(xué)生存在各種消極情緒，平均焦慮指數(shù)高于正常值，而基于人工智能的車(chē)載“美育&美愈”虛擬空間交互模型有助于緩解其焦慮情緒，培養(yǎng)審美能力，具有應(yīng)用價(jià)值和推廣前景。研究不僅拓展了基于人工智能的美育與藝術(shù)治療的應(yīng)用領(lǐng)域，還為針對(duì)“Z世代”的新能源汽車(chē)交互設(shè)計(jì)提供了新的視角和實(shí)施路徑。

關(guān)鍵詞：藝術(shù)治療；美育；虛擬空間；人工智能；車(chē)載交互設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391；U463.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2024）04-00-04

0 引言

教育部等十七部門(mén)聯(lián)合印發(fā)的《全面加強(qiáng)和改進(jìn)新時(shí)代學(xué)生心理健康工作專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃（2023—2025年）》指出，“隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，學(xué)生成長(zhǎng)環(huán)境不斷變化，疊加新冠疫情影響，學(xué)生心理健康問(wèn)題更加凸顯，促進(jìn)學(xué)生身心健康、全面發(fā)展，是黨中央關(guān)心、人民群眾關(guān)切的重大課題”。如何在快速發(fā)展的新能源汽車(chē)領(lǐng)域發(fā)揮美育和藝術(shù)治療的作用，幫助“Z世代”大學(xué)生提升審美力、心理健康水平和幸福感，成為新的研究領(lǐng)域。

1 研究背景

生于1995年至2009年的“Z世代”大學(xué)生的心態(tài)具有多重矛盾性，如“躺平”還是“內(nèi)卷”，“現(xiàn)實(shí)社恐”卻“網(wǎng)絡(luò)活躍”等，這些矛盾最終導(dǎo)致“Z世代”自我意識(shí)出現(xiàn)偏差、幸福感降低、孤獨(dú)感增加［1］?！?023安盛心理健康和幸福研究報(bào)告》顯示，中國(guó)大陸近半數(shù)“Z世代”出現(xiàn)不良心理健康狀態(tài)。在14～28歲的“Z世代”群體中，僅有17%的受訪者擁有幸福、快樂(lè)的心理狀態(tài)。

中國(guó)較早給美育下定義的是近代中國(guó)美育事業(yè)的奠基人蔡元培先生，其在《教育大辭書(shū)》的美育條目中說(shuō)：“美育者，應(yīng)用美學(xué)之理論于教育，以陶養(yǎng)感情為目的者也。”［2］2018年8月，習(xí)近平主席給中央美術(shù)學(xué)院老教授回信強(qiáng)調(diào)，“要做好美育工作，弘揚(yáng)中華美育精神”［3］。新時(shí)期的美育應(yīng)培養(yǎng)中國(guó)“審美”，用美育助力青年人追求美好、積極的精神世界［4］。近代的藝術(shù)治療運(yùn)動(dòng)源于20世紀(jì)30年代至40年代的精神治療運(yùn)動(dòng)，主要受到弗洛伊德和榮格兩位心理學(xué)家的影響，于20世紀(jì)60年代逐漸趨向于成熟。中國(guó)于20世紀(jì)80年代開(kāi)始進(jìn)行藝術(shù)與西醫(yī)結(jié)合治療疾病的研究［5］。國(guó)內(nèi)外眾多研究案例表明，藝術(shù)治療對(duì)災(zāi)后的心理干預(yù)起到了較好的效果。

新能源汽車(chē)智能座艙產(chǎn)品正朝場(chǎng)景智能化、情感化服務(wù)、多模態(tài)融合交互等方向發(fā)展，目前將美育和藝術(shù)治療應(yīng)用于新能源汽車(chē)領(lǐng)域的研究還不多。新能源汽車(chē)領(lǐng)域能夠發(fā)揮美育和藝術(shù)治療的作用，緩解“Z世代”心理壓力，助力其追求美好、積極的精神世界。

2 研究方法

2.1 研究目標(biāo)

研究基于AI的車(chē)載“美育&美愈”虛擬空間交互設(shè)計(jì)模型，讓愛(ài)車(chē)為“Z世代”大學(xué)生提供情緒價(jià)值，從而提升其審美力、心理健康水平和幸福感。

2.2 調(diào)查方法

采用線上調(diào)查問(wèn)卷法進(jìn)行定量分析，并采用訪談法進(jìn)行質(zhì)性調(diào)查。在情緒調(diào)查中使用到的中文版焦慮自評(píng)量表SAS（ Self－Rating Anxiety Scale）在國(guó)內(nèi)已得到廣泛運(yùn)用?，F(xiàn)已有國(guó)內(nèi)量表常模，且信度和效度可靠。

3 現(xiàn)狀調(diào)查

3.1 情緒調(diào)查

對(duì)128名“Z世代”大學(xué)生進(jìn)行心理調(diào)查，其SAS焦慮量表測(cè)試平均得分為56分，高于正常值50分。在平時(shí)常出現(xiàn)的情緒中，感到“壓力太大了（太卷了！）”的占59.38%；“無(wú)盡的疲倦……”占57.81%；“失眠/焦慮”占49.22%；“生活的大部分都和我設(shè)想的不一樣”占35.94%；“生活好無(wú)聊好枯燥”占32.03%；“自己沒(méi)有幸福感”占30.47%；“感覺(jué)自己抑郁了/要瘋了”占26.56%；只有16.7%的人“認(rèn)為一切都好”。通過(guò)對(duì)20名同學(xué)進(jìn)行訪談，發(fā)現(xiàn)83%的同學(xué)都存在各種消極情緒，而且在學(xué)習(xí)、生活及駕駛安全等方面出現(xiàn)問(wèn)題，嚴(yán)重影響青年一代的健康、獲得感和幸福感。

3.2 需求調(diào)查

調(diào)查對(duì)象中計(jì)劃買(mǎi)車(chē)的比例達(dá)77.3%，偏好低價(jià)位車(chē)，對(duì)品牌沒(méi)有集中的偏好，同時(shí)更偏好虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的導(dǎo)航和語(yǔ)音交互，關(guān)注駕車(chē)的安全性。個(gè)人空間偏好統(tǒng)一風(fēng)格、充滿(mǎn)回憶和溫暖，希望車(chē)內(nèi)提供的功能比較集中的是放松自己（聽(tīng)美的音樂(lè)/欣賞美的藝術(shù)等）、主動(dòng)播放喜歡的音樂(lè)、香氛、提供睡眠模式等。心情不好時(shí)的愿望清單集中度較高的是：溫馨空間休息、安全港灣、聽(tīng)音樂(lè)、虛擬美好的空間里放松、找個(gè)樹(shù)洞傾訴等。當(dāng)心情不好時(shí)，在車(chē)內(nèi)的愿望清單集中度較高的是：車(chē)上休息、音樂(lè)、放松、清新空氣、好風(fēng)景、陪伴等。

3.3 客戶(hù)畫(huà)像

通過(guò)調(diào)查，客戶(hù)群畫(huà)像為：年齡區(qū)間為17～28歲；興趣偏好主要包括聽(tīng)音樂(lè)、看電影、美食、游戲；情緒特點(diǎn)為壓力大、焦慮；希望私人空間具有充滿(mǎn)回憶、溫暖等特征；交互偏好為虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的交互、語(yǔ)音交互；對(duì)新能源汽車(chē)的需求主要包括放松自己、音樂(lè)、香氛、車(chē)能懂我。

4 模型設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)方法

美國(guó)唐納德·諾曼提出基于大腦自我指涉性質(zhì)的本能—行為—反思三層次結(jié)構(gòu)，其在《設(shè)計(jì)心理學(xué)》中提出基于反思層的情感化設(shè)計(jì)。美國(guó)凱倫·霍爾茲布拉特在《情境交互設(shè)計(jì)：為生活而設(shè)計(jì)》一書(shū)中提出以用戶(hù)為中心的情景化設(shè)計(jì)方法，倡導(dǎo)以用戶(hù)為中心的設(shè)計(jì)前端與面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)之間的聯(lián)系。本項(xiàng)目對(duì)以上理論及美育、藝術(shù)治療、人工智能方法進(jìn)行研究和應(yīng)用，綜合智能座艙的發(fā)展趨勢(shì)，搭建基于情景化的設(shè)計(jì)流程和方法模型。

4.2 情景化故事板

女生小A在開(kāi)車(chē)：“堵死了，面試要遲到了……”

“啊，成績(jī)出來(lái)了，就差兩分沒(méi)過(guò)線！”其男友小C打來(lái)電話：“你為什么還不過(guò)來(lái)？”小A：“我在開(kāi)車(chē)，好多DDL，壓力好大！真沒(méi)空啊！”小C：“我在你心里就不重要，是吧？”“又吵架??？要不，分手吧……啊，追尾了！”處理完事故后，小A崩潰哭泣，愛(ài)車(chē)識(shí)別后啟動(dòng)消極情緒處理模式，虛擬小人提示小A將車(chē)停在路邊，開(kāi)始安慰小A，并問(wèn)她最想去哪里，小A答森林，全車(chē)進(jìn)入AI“森林”虛擬空間，虛擬小人帶領(lǐng)小A進(jìn)入AI樹(shù)洞，讓她傾訴發(fā)生的事情和消極情緒，然后AI燒掉這些壞情緒，同時(shí)配合音樂(lè)、香薰、燈光、呼吸療法、繪畫(huà)表達(dá)療法等。后來(lái)，小C找到小A，道歉并安慰小A，對(duì)此，愛(ài)車(chē)識(shí)別后啟動(dòng)積極情緒模式，小C說(shuō)出小A喜歡“薰衣草園”，愛(ài)車(chē)AI繪畫(huà)“薰衣草園”，全車(chē)進(jìn)入多模態(tài)交互的浪漫虛擬空間，并選擇性記錄此次積極情緒。

4.3 策略方案

通過(guò)前期痛點(diǎn)調(diào)查、需求洞察和用戶(hù)畫(huà)像及方法論的研究，得出總體策略方案（見(jiàn)表1）。

4.4 功能模塊

虛擬空間交互模型分為4個(gè)大模塊和12個(gè)子模塊（見(jiàn)表2）。

4.5 硬件與界面

方案一為全息投影方式，搭載AI全息智控系統(tǒng)，在密閉環(huán)境中可以呈現(xiàn)虛擬形象，并與中控屏聯(lián)動(dòng)。硬件外觀可進(jìn)行個(gè)性化定制，虛擬人可自定義，可以是用戶(hù)喜歡的人、寵物、盲盒、虛擬數(shù)字人或形象等。

方案二為中控屏方式，在智能中控屏內(nèi)顯示，作為原有車(chē)載輔助功能的延伸。此方案消極情緒模式處理過(guò)程的部分界面示例見(jiàn)圖1。為模擬用戶(hù)AIGC虛擬空間效果，本圖片為AI生成，以“小狐貍”作為虛擬人，“森林”作為虛擬空間。四個(gè)中控屏界面示例依次為：小狐貍帶主人進(jìn)入森林；進(jìn)入樹(shù)洞，引導(dǎo)其傾訴，將壞情緒寫(xiě)下并扔進(jìn)樹(shù)洞；指引燒掉壞情緒；小狐貍守護(hù)著主人的情緒健康樹(shù)，引導(dǎo)并選擇其他藝術(shù)療愈方法。

4.6 關(guān)鍵技術(shù)

本研究涉及的核心人工智能算法主要有人臉情緒識(shí)別、聲音情緒識(shí)別和情感化人工智能等。人臉情緒識(shí)別算法使用VGG、ResNet、Inception等卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）或循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）進(jìn)行特征提取和分類(lèi)，使用FER2013、CK+、IMFDB等作為訓(xùn)練集和測(cè)試集。聲音情緒識(shí)別方面已有許多成熟的聲音情感識(shí)別軟件（Affectiva、Beyond Verbal）等。在此基礎(chǔ)上，為了提高AI情緒識(shí)別的精度，整合人臉、語(yǔ)境等信息，通過(guò)深度學(xué)習(xí)來(lái)識(shí)別和判斷人的積極情緒與消極情緒。使用Xception結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的卷積操作以及在單個(gè)輕量化網(wǎng)絡(luò)模塊中讓任意兩個(gè)Xception都被密集連接起來(lái)的方法，一個(gè)端到端DenseXception網(wǎng)絡(luò)模型同時(shí)預(yù)測(cè)26個(gè)離散類(lèi)別和3個(gè)連續(xù)維度，5個(gè)DenseXception block組成一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)。在情感化人工智能方面，利用深度學(xué)習(xí)的生成模型，如變分自編碼器和生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行情感生成，從而搭建具有情感認(rèn)知能力的智能系統(tǒng)，如情感聊天機(jī)器人和情感化客服。

此外，國(guó)外的理念和趨勢(shì)也能提供一定的借鑒和啟發(fā)，如結(jié)合多種傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行情感識(shí)別、實(shí)現(xiàn)更加連貫的多模態(tài)交互、開(kāi)發(fā)能夠自適應(yīng)用戶(hù)情感的智能系統(tǒng)等。在國(guó)內(nèi)，可以利用深度學(xué)習(xí)和遷移學(xué)習(xí)等技術(shù)，提高情感識(shí)別的精度。

5 反饋結(jié)果

為考察方案模型的效果，配合故事板搭建模擬的虛擬空間場(chǎng)景，邀請(qǐng)調(diào)查對(duì)象體驗(yàn)，并進(jìn)行訪談，部分訪談結(jié)果匯總見(jiàn)表3。

6 結(jié)論與改進(jìn)

結(jié)果表明，本模型有助于緩解“Z世代”的情緒問(wèn)題，培養(yǎng)其審美能力，具有應(yīng)用價(jià)值和推廣前景。根據(jù)反饋結(jié)果，還要對(duì)其安全性和功能模塊組合進(jìn)行改進(jìn)，如增加情緒激動(dòng)識(shí)別，靠邊停車(chē)時(shí)使用提醒與安全行車(chē)提醒等，還應(yīng)增加各功能模塊的可選擇性，以“情緒充電——情緒健康樹(shù)呵護(hù)”為基礎(chǔ)模塊，客戶(hù)可以選擇所需要的個(gè)性化和低成本的功能模塊。

7 結(jié)語(yǔ)

本文利用SAS焦慮自評(píng)量表等線上調(diào)查問(wèn)卷及訪談法，對(duì)“Z世代”大學(xué)生的情緒問(wèn)題及其對(duì)新能源汽車(chē)的需求進(jìn)行調(diào)查與分析，并進(jìn)行客戶(hù)畫(huà)像和情景化故事板設(shè)計(jì)，研究和應(yīng)用情感化設(shè)計(jì)理論和情景化設(shè)計(jì)及美育、藝術(shù)治療方法，并對(duì)情感識(shí)別、深度學(xué)習(xí)、多模態(tài)融合交互和情感化人工智能等技術(shù)進(jìn)行組合和應(yīng)用，設(shè)計(jì)出一種基于AI的車(chē)載“美育&美愈”交互虛擬空間交互模型。該模型有助于緩解“Z世代”的心理健康問(wèn)題，提升其審美水平，具有進(jìn)一步研究、開(kāi)發(fā)和推廣的價(jià)值，但在安全性、功能個(gè)性化和降低成本等方面還需要改進(jìn)。

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作者簡(jiǎn)介：劉了箬（2003—），女，北京人，本科在讀，系本文通訊作者，研究方向：交互設(shè)計(jì)、人工智能、藝術(shù)治療。

王之禾（2003—），女，甘肅天水人，本科在讀，研究方向：人工智能。

孫妍（2004—），女，北京人，本科在讀，研究方向：歷史、藝術(shù)教育?；痦?xiàng)目：本論文為2023—2024年度北京市大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“基于AI的‘美育&美愈虛擬空間設(shè)計(jì)研究”階段性成果，項(xiàng)目編號(hào)：S202310027146