打破运动耻感，利用VR技术帮助超重型肥胖青少年在校园减肥
对超重或肥胖的青少年来说，运动往往伴随着羞耻感，他们害怕在体育活动中被同龄人取笑或歧视。
如何打破这种因为心理冲突而不愿意运动的恶性循环，进而陷入“越不动越胖，越胖越不动”的局面？虚拟现实(VR技术)可能会提供突破。
上海交通大学医学院附属第六人民医院、上海交通大学计算机学院/人工智能教育部重点实验室盛斌教授团队、上海体育大学王继红研究院团队等。世界上第一个专门为青少年设计的虚拟现实联合开发（VR)智能化运动干涉系统——REVERIE（Real-world Exercise and VR-based Exercise Research In Education，中文名为“灵境”)。该系统希望通过互动体验与智能教练的结合，为青少年提供更具吸引力和个性化的运动干预。
上述研究结果最近在《自然医学》中（Nature Medicine）在线发布。《自然医学》认为“REVERIE是一项具有里程碑意义的研究。虚拟现实运动作为一种创新、高效、安全的策略，可以改善和增加超重青少年的健康状况”。日前，ThePaper科技记者采访了盛斌。
最近的研究结果是《自然医学》（Nature Medicine）网上发布。
虚拟AI教练，为超重型肥胖青少年提供富有同理心的运动指导。
盛斌是教育部人工智能重点实验室、上海人工智能研究院智能医疗项目负责人“万人计划”青年拔尖人才获奖者。研究领域包括人工智能和虚拟现实（Virtual Reality，VR）。
《柳叶刀》曾经发表过很多关于青少年体育活动的研究报告，报告中提到“体育不活跃”（physical inactivity）它已成为全世界青少年面临的重要公共健康问题。长期缺乏体育活动不仅会加重肥胖，还会导致慢性疾病和心理社会问题，形成系统的恶性循环。
早在2022年3月，盛斌就在接受《ThePaper》采访时透露，希望通过人工智能和虚拟现实，回答当前困扰科学界多年的问题，即真实世界体育锻炼和虚拟世界(元宇宙)VR运动对人类健康的影响。
盛斌告诉澎湃科技，这项研究始于疫情期间。当时他和教学组在上海一所区级中小学的调查中发现，青少年的肥胖问题在中小学校园里非常突出。这种肥胖或超重的青少年因为肥胖而感到“羞耻”。例如，如果他们和其他孩子一起踢足球和打乒乓球，他们会害怕被歧视。因此，这些学生的运动意愿会进一步降低，体重问题会更加严重。
根据盛斌的介绍，REVERIE一位虚拟教练双生智能体系(灵境)系统创新性地设置——REVERIE Coach。该系统采用了基于Transformer架构的深度强化学习驱动，能提供安全、身临其境、富有同理心、有效的运动指导。
真实的虚拟运动系统（REVERIE）概述及生物力学评价
在传统的体育课上，老师必须面对整个班级。对于跟不上动作的孩子，老师通常没有足够的精力进行个别指导，很难根据每个人的情况调整课程内容，这很容易打击孩子的自信心。
盛斌称，REVERIE 由深度学习算法驱动的Coach“MFC能力，也就是“”Motivational, Friendly, and Compassionate“(激励、友好、同情/同情)，超重肥胖青少年在做运动时可以进行微调。这种实时反馈机制可以让教练逐渐适应不同学生的表现。儿童还可以根据自己的节奏提高打球技巧。
VR运动后，记忆精度提高了肠道微生物菌群的运动特性也发生了变化。
在研究过程中，研究小组选取了227名超重或肥胖青少年，随机分配到对照组、真实乒乓球小组、真实足球小组、VR乒乓球小组和VR足球小组。研究期间，227名受试者接受了统一的饮食管理，干预持续了8周。
青少年可以带着VR设备积极锻炼和学习技能。在VR环境中，他们没有社交距离的压力，也不会因为外表或身体的外在条件而受到歧视，这将逐渐建立他们的运动信心和兴趣。
经过8周的实验，研究小组发现，参加VR实验的孩子的运动意愿仍然很高。“心理状态、自信心和参与体育的想法通常比真正的体育课高得多。”
试验资料显示，超重或肥胖青少年嗅觉感知综合得分(TDI总分)在干涉后比基线提高3.54分。特别是在认知功能方面，VR运动组在面对需要集中注意力、不断创新记忆的任务时，表现出感知力增强和工作记忆精度提高，其平均记忆精度提高了11.46%。与此同时，微生物组、代谢组和脂质组在VR运动后的特性也发生了显著变化。
值得一提的是，REVERIE系统不仅可以帮助超重肥胖青少年减肥，还可以提高神经元效率和神经可塑性，显著提高记忆力、注意力和思维清晰度，帮助这些超重肥胖青少年构建积极运动的想法，让青少年从“被动参与”转变为“积极选择”。
盛斌表示，对于肥胖儿童来说，肠道功能障碍和菌群异常是很常见的。在实验和临床观察中，如果有些孩子过于谨慎、焦虑甚至强迫，肠道出现问题的概率相对较高。
盛斌表示，测试设置为8周。考虑到VR毕竟需要佩戴电子产品，其使用频率和持续时间在短期内具有明显的干预效果。但是，如果干预周期延长到半年或一年，超重肥胖青少年的认知功能能否继续改善和改善，是否存在“拐点”，比如会有损伤，需要后续进一步研究和进一步完善。
“在现阶段，我们的实验就像《爱丽丝梦游仙境》中刚刚进入兔子洞的第一步一样生动。不深入洞底，不确定前方是充满风险还是美好。但可以肯定的是，VR干预的有效机制和影响力有很多值得研究的地方。”盛斌说。
据悉，目前这套REVERIE虚拟现实（VR)智能化运动干预系统已经申请了专利，盛斌表示将进一步转化应用研究成果，随后将考虑推广到更多的中小学进一步落地。
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