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促进青少年身体发展的Android应用开发
1Department of Computer Science Norfolk State University Norfolk VA 23504 USA
2Center for Human Computer Interaction Virginia Tech Blacksburg VA 24060 USA
摘要：在当今社会，青少年变得越来越来宅，肥胖率也持续升高。由于此现象的普遍性，并以越来越多的青少年使用智能手机作为一个契机，Android应开发一套完整的手机应用程序来鼓励青少年多参与户外活动，促进身体健康发展。
关键词： 人机交互；移动计算；手机接口；可用性工程；
- 简介
在当今社会，青少年变得越来越来宅，肥胖率也持续升高。这一现象与青少年越来越容易接触到智能手机有很大关系，本文描述了一个完整的Android协作游戏的开发，让青少年得以出门活动身体。我们通过对青少年人群的了解，制定了基于场景的可实现对的方法，开发了相关应用。
Roanoke Boys and Girls俱乐部评估了一套三个由各种移动硬件组成的应用程序。第一个应用程序，Apple Tree Shaker，要求玩家振动设备利用加速度计在给定的时间内尽可能多寄到书上的苹果。Color Scavenger Hunt是第二个，这是一个让玩家在红色，绿色和蓝色（三原色）中选择的程序，一旦玩家选择了一种颜色，就要求玩家选择一个相同颜色的物体图像，在整个游戏过程中，玩家需要根据系统提示亲自行动来查找该物体所在的位置。Speed of Light (SOL)，程序使用全球定位系统，是一场由玩家亲自绘制路线图的竞赛，玩家的得分由自己的速度和距离决定。
随着数量众多型号各异的移动设备兴起，可以组合多个硬件形成一个有趣的，有挑战性的竞技游戏，增加青少年出门的机会，增强玩家之间的互动。为了使程序更具有互动性，已经有改进的图形在制作中。
本文的其余部分介绍了这项工作的背景和动机，在Android应用程序创建的可用性过程中，为每个设计阶段描绘了未来的工作方向。
- 背景
健康的饮食和规律的运动可以预防或在一定程度上减轻越来越多的威胁生命的病症，包心脏病，癌症和糖尿病（例如[1]）。这项工作旨在解决建立一个伊人注目的接口来解决人们对健康和保健的担心，特别是近几年出现并急速增加的儿童肥胖症（例如[2]），第一夫人Michelle Obama已经对此非常关注。
以前的研究已经表明，移动设备是我们工作的好搭档。许多年轻人，值得注意的是非裔美国人，从很小的时候开始移动设备就是他们上网的主要工具。作为改变行为的推动者，移动设备接口希那还是出来强劲的潜力，特别是在卫生和健康领域（例如，UbiFit花园通过使用移动显示器促进体能生长[3]）。特别的是，游戏提供了既吸引人又详实的用户体验。此前已经利用游戏接触到成人和儿童[4]。此外，研究结果表明，电脑游戏在促进健康的饮食消费是有效的[5]，因此，我们的研究重点是评估和开发年轻人的手机游戏[6]。显示以下内容的翻译： Many young people, notable African Americans, use mobile devices from a young age as a primary means to connect to the internet. Mobile device interfaces are showing strong potential as enablers of behavioral change, particularly in the health and wellness areas (e.g., UbiFit Garden fosters physical activity through the use of mobile displays [3]). In particular, games provide an experience for users that is both engaging and informative. Games have been leveraged previously to reach out to both adults and children [4]. Moreover, findings suggest that computer games could be effective in promoting healthier food and beverage consumption [5]; hence our continuing research focus on developing and evaluating mobile games for young people [6].仍然翻译： Many young people, notably African Americans, use mobile devices from a young age as a primary means to connect to the internet. Mobile device interfaces are showing strong potential as enablers of behavioral change, particularly in the health and wellness areas (e.g., UbiFit Garden fosters physical activity through the use of mobile displays [3]). In particular, games provide an experience for users that is both engaging and informative. Games have been leveraged previously to reach out to both adults and children [4]. Moreover, findings suggest that computer games could be effective in promoting healthier food and beverage consumption [5]; hence our continuing research focus on developing and evaluating mobile games for young people [6].
- 程序开发
这项工作采用了基于场景的开发方法来创建移动应用程序[7]，第一步是开发反映目标用法的脚本，正如组图1中的示例：
场景：一群孩子在野炊结束后正在寻找娱乐活动时，一个孩子提到他有一个新的应用程序，可以让别人来挑战他的最高分。他演示了一下游戏，并从树上摇下了20个苹果，然后把移动设备传递给了挑战者，他的小伙伴们。
场景：家庭野餐时，孩子们聚集在一起，
Jimmy拿出他的新手机，提议大家一
起比一场。
场景：Jimmy给孩子们展示Apple Tree这
个应用，并给他们显示如何去玩这
个游戏，他告诉他们游戏的目的是
在60秒内胸树上摇下尽可能多的
苹果。
场景：60秒结束时，Jimmy从树上摇下了
20个苹果，然后他让别人来挑战他
的分数
场景：Jimmy的孪生兄弟Jhonny接受了他
的挑战，然后重新玩了这个游戏
图1 这个项目的样本场景图案及概述
按照时间排序，每幅场景都显示了关键行为的处理，以引导下一幅场景的出现，我们努力创造出能鼓励年轻人多运动的情况。
我们创建线框作为下一步来捕捉应用程序中的关键阶段。他们可以与场景进行比对，以确保场景的组成和应用的各个阶段能互相匹配。两个线框图分别是图2和图3，线框图可以是电脑生成的，也可以是手绘的。
线框图为我们提供了创建应用程序的基础。我们保证线框每一帧（包含场景的每个元素）的东西，与人在用程序的过程中的可见的行为进行匹配。这使我们在整个设计过程中与专家评审一起做认知演练，从而简化了应用程序的设计来创造更好的应用。
正式通过这些可用性工程的步骤，我们连接了多种的科学领域，致力于进一步发展科学。而寻求其他程序鼓励健康生活的行为（例如，[3,4]），这项工作提出了一个设计这些应用的方法（详情见[5]）。
图2 计算机生成的应用“Apple Shaker”的线框图
图3 手绘的应用“Color Hunt”的线框图
一整套由各种移动硬件组成的三个应用程序是为在Roanoke Boys and Girls Club评估定制的（详情请看下节）。
第一个应用程序，Apple Tree Shaker,使用加速器，并要求玩家在给定时间内通过振动设备尽可能多的从树上摇下苹果。参与者每个人都有自己的设备，并通过查看谁获得了最高分来进行竞争。图4显示了应用Apple Tree Shaker的两个阶段。
图4 “Apple Tree Shaker”的应用程序截图
Color Scavenger Hunt是一款让玩家在红色，绿色和蓝色（三原色）之间进行选择的游戏。一旦玩家选择了一种颜色后，玩家将需要选取相同颜色的物体，并在整局游戏中根据提示来查找改颜色的物体所在的位置，这样身体就自然地参与了进来。参与者之间的竞争会促使他们为了找到高评价的图片不断地走动。图5显示了Color Scavenger Hunt游戏的程序截图。
图5 “Color Hunt”的程序截图
Speed of Light (SOL)是我们设计的最后一款应用程序，我们使用了GPS并让玩家在自己绘制起点与终点的线路上进行比赛。玩家的分数由他们移动的距离与速度来判定。
- 结论和未来的工作
本文介绍了Android平台三个鼓励年轻人锻炼的三个应用程序。在如今的只能手机中
这些应用程序使用专门的硬件，如GPS和加速计，同时我们期望这些手机在不就的将来会变得更廉价，在年轻人中普及更广。
为了评估这些应用在年轻人群中的可行性，我们与当地的Boys and Girls Club紧密合作[8]。我们的初步结果显示，随着人们对手机的日益熟悉，尤其是对于游戏和通信方面——我们开发的应用程序是一场伟大的比赛。我们的下一个步骤是在这个青年社区中部署人力进行长期研究，研究这些和其他类似定位的游戏，尝试观察他们的使用模式，并收集同伴群体中的反馈（如[9]）。为了更广泛地传播，我们还计划在移动应用市场内推出各种游戏。
致谢
感谢美国国家科学基金会(NSF)通过弗吉尼亚理工大学的REU网站资助IIS-0851774来支持这项工作。还要对George Zhang的支持表示感谢，感谢他推进了这个应用的发展，并给许多人推广评论了这个应用程序。
参考文献：
[1] K. Kulkarni. “Food culture, and diabetes in the United States,” in Clinical Diabetes, vol 22, number 4, 2004.
[2] S. Kim and E. Obarzanek. “Childhood obesity: A new pandemic of the new millennium,” in Pediatrics vol 110, number 5, 2002.
[3] S. Consolvo, D. W. McDonald, and J. A. Landay. “Theory-driven design strategies for technologies that support behavior change in everyday life,” in Proceedings of the ACM Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI), 2009.
[4] A. Grimes, V. Kantroo, and R. E. Grinter. “Letrsquo;s play! Mobile health games for adults,” in Proceedings of the ACM Conference on Ubiquitous Computing (Ubicomp), 2010.
[5] W. W. Winchester, III, D. S. McCrickard, and F. Doswell. “Towards culturally empowered design: Addressing African-American health disparities through notification interfaces,” in CHI Wellness Informatics Workshop, 2010.
[6] D. Hill, J. Blunt, T. Pugh, M
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