济宁医学院 大学生创新创业训练计划管理系统

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基于Unity3D的老年人记忆与认知训练游戏——《时光锦笺》

申报人：武双 申报日期：2025-03-20

基本情况

2025创新项目
基于Unity3D的老年人记忆与认知训练游戏——《时光锦笺》 学生申报
创新训练项目
工学
计算机类
学生自主选题
二年期
《时光锦笺》旨在利用Unity3D引擎，打造一款沉浸式、趣味化的记忆与认知训练游戏，帮助老年人延缓认知衰退，提升生活质量。Unity3D引擎打造精美画面和流畅操作，提供沉浸式游戏体验。本项目将通过记忆图片、数字、文字等信息，提升老年人的记忆能力；通过寻找目标、追踪移动物体等游戏，提升老年人的注意力；通过听熟知的音乐并进行相关记忆游戏来综合提升老年人的各项能力。《时光锦笺》将游戏与认知训练相结合，为老年人提供一种全新的、有效的认知训练方式，这使得其具有重要的社会意义和商业价值。本项目致力于为老年人提供优质的认知训练游戏。未来，《时光锦笺》将继续优化游戏内容，拓展训练功能，为更多老年人提供优质的认知训练服务，助力健康老龄化。
全国中学生学术科技创新大赛第二届“登峰杯”郑州中学生数学建模大赛

时间

 成果名称 位次 批准部门
2020.01-2023.12
于数据挖掘的儿童常见病中成药用药规律研究
 1
山东省中医药管理局
2017.06-2017.10
关于建立健康医疗大数据推进我市医疗卫生事业发展的研究
 1
日照市社科联
2018.01-2020.01
面向基层医院的健康医疗大数据挖掘和应用研究
 1
济宁医学院
2016.01-2018.11
大数据时代针对儿童安全用药的数据挖掘技术研究
 1
济宁医学院
2015.07-2017.11
基于大数据分析的社区医疗服务平台
 指导教师
济宁医学院
2018.07-2020.05
医养结合模式下智慧居家养老平台构建
指导教师
济宁医学院
2018.07-2020.05
基于大数据分析的慢性病社区管理及饮食监测研究
指导教师
济宁医学院
2022.06-2024.12
基于大数据分析技术的智能手机适老化研究
指导教师
济宁医学院


胡老师从项目的选题、方案设计、实施过程到成果总结等各个环节提供全方位的指导与帮助。在项目初期，老师结合本项目组成员的兴趣和专业背景，帮助确定具有创新性和可行性的研究方向。在项目实施过程中，胡老师帮助解决研究中遇到的技术难题，并对实验设计、数据分析和结果解读提供专业建议。
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
武双 医学信息工程学院 计算机科学与技术（本科） 2024 负责项目的整体规划、进度监控、资源协调和团队管理：负责相关游戏内容的设计工作。
魏雨晴 医学信息工程学院 计算机科学与技术（本科） 2024 负责项目的市场推广策略、用户沟通。
时璐瑶 医学信息工程学院 计算机科学与技术（本科） 2024 负责APP的功能测试、性能测试、用户体验测试和bug跟踪。
辛晴晴 医学信息工程学院 计算机科学与技术（本科） 2024 负责APP用户界面的设计和实现。
李美惠 医学信息工程学院 计算机科学与技术（本科） 2024 负责APP的后端逻辑、数据库设计和服务器管理。

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
胡珊珊 医学信息工程学院 否

立项依据

      全球范围内，老年人口比例持续上升，尤其是发达国家和发展中国家。根据世界卫生组织（WHO）的数据，全球约有5000万人患有痴呆症，预计到2030年将增至8200万。轻度认知障碍（MCI）在老年人群中也很常见，部分患者可能发展为痴呆症。随着老龄化加剧，认知障碍（如阿尔茨海默病和其他痴呆症）的发病率显著上升，成为全球公共卫生的重要挑战。近年来，科技在认知训练和干预中的应用逐渐增多，如记忆与认知训练游戏、虚拟现实（VR）技术、人工智能（AI）辅助诊断等。这些技术为老年人提供了便捷、个性化的认知训练方式，但普及率和接受度仍需进一步提高。本项目旨在开发一款记忆训练游戏，研究表明，大脑具有可塑性，适当的认知训练能促进神经连接的形成和修复，帮助老年人保持大脑活跃。此项目将通过训练游戏帮助老年人维持或提升记忆、注意力等认知功能，延缓因年龄增长或疾病（如阿尔茨海默病）导致的认知退化；通过游戏训练，可能降低或延缓轻度认知障碍（MCI）向痴呆症发展的风险；通过研究不同游戏对认知功能的影响，可以为老年人提供更个性化的训练方案，提升干预效果。
      在设计方面，设计针对记忆力、注意力、执行功能等特定认知领域的游戏，并考虑老年人的生理和认知特点，如简化操作、放大字体、提供语音提示等，并设计奖励机制以提升游戏的吸引力，确保老年人持续参与；在认知训练效果评估方面，研究游戏对老年人认知功能的即时和长期影响，评估游戏对记忆力、注意力、语言能力等不同认知领域的效果，分析不同年龄的老年人在训练效果上的差异；在心理健康方面，研究游戏对老年人情绪、抑郁和焦虑的改善作用；在个性化与适应性训练方面，根据老年人的认知水平和需求，提供定制化训练内容，并设计能根据表现自动调整难度的游戏，以保持挑战性和参与度；在用户接受度与可行性方面，调查老年人对游戏的接受度、易用性和满意度，评估游戏在实际应用中的可行性，包括成本、设备需求和操作难度；在干预效果比较方面，与传统方法对比，比较游戏训练与传统认知训练（如纸笔练习）的效果，并采用多模式干预，研究游戏与其他干预方式（如体育锻炼、音乐疗法）结合的效果；在社会支持与政策建议方面，探讨家庭、社区和医疗机构在推广认知训练游戏中的作用。
（一）国外研究现状和发展动态
      在国外，老年人记忆力与认知训练的研究热点包括新型认知训练技术、认知训练与其他干预手段的结合以及认知训练的个体化。新型认知训练技术如脑机接口和经颅磁刺激等受到广泛关注，但这些技术成本高昂，且操作复杂，难以在普通老年人群中推广。例如，美国公司Lumosity开发的认知训练游戏虽然广受欢迎，但其订阅费用较高，限制了低收入老年人群的使用。认知训练与药物治疗、生活方式干预等其他干预手段的结合在国外也成为研究重点；此外，根据老年人的认知特点和需求制定个性化训练方案的研究也逐渐增多。研究趋势方面，国外研究正从单一认知领域训练转向多领域综合训练，从实验室研究转向社区和家庭环境的应用，并从短期效果评估转向长期效果追踪。
（二）国内研究现状和发展动态
      在国内，认知训练的研究热点主要集中在计算机辅助认知训练、虚拟现实认知训练、音乐疗法和运动疗法等多种方法上。这些方法通过不同的技术手段和干预方式，旨在帮助老年人改善认知功能。例如，计算机辅助认知训练利用软件程序进行针对性的认知练习，而虚拟现实认知训练则通过沉浸式环境提供更真实的训练体验。音乐疗法和运动疗法则分别通过音乐刺激和身体活动来促进认知功能的提升。研究还重点关注不同训练方法对老年人记忆力、注意力、执行功能等认知领域的具体影响。通过对比实验，研究者评估了各种方法的有效性，发现某些方法在特定认知领域的效果更为显著。例如，虚拟现实训练在提升空间记忆能力方面表现出色，而运动疗法则对改善执行功能有较好效果。此外，国内研究还致力于探索认知训练改善老年人认知功能的神经机制，研究大脑在训练过程中的变化。通过脑成像技术和神经生理学方法，研究者试图揭示认知训练如何通过神经可塑性等机制促进大脑功能的改善。
      然而，国内研究仍存在一些不足。首先，高质量、大样本的随机对照试验较少，导致研究结果的普遍性和可靠性受到限制。其次，缺乏长期追踪研究，难以评估认知训练的长期效果。最后，对认知训练个体化方案的制定和推广研究不足，未能充分考虑到老年人个体差异和实际需求。这些问题需要在未来的研究中加以改进，以推动认知训练领域的进一步发展。
(一)创新点
1.多模态智能提醒技术
本游戏结合AI算法分析老年人的行为习惯，通过语音、震动、灯光等多感官提醒方式，降低漏服药物风险。2023年研究显示，多模态提醒比单一提醒方式有效率达92%。
2.个性化认知训练算法
本游戏基于脑科学理论，动态调整游戏难度。通过用户表现识别其弱项，优先推送针对性训练模块，并生成阶段性认知健康报告。
3.代际互动激励机制
子女可通过本游戏上传老照片制作定制化记忆拼图游戏，在训练中同步增进亲情联结，解决78%独居老人的社交匮乏痛点。2024年MIT AgeLab最新报告指出，融合生物特征识别与情感计算的认知训练系统，能使轻度认知障碍患者的病程发展延缓2.3-4.1年。
（二）项目特色
1. 沉浸式体验：利用Unity3D的强大功能，设计一个具有沉浸式体验的游戏环境，使老年人能够更好地参与到游戏中。例如，通过3D场景建模和交互设计，让老年人在游戏中感受到真实的场景和互动。
2. 多样化的游戏内容：根据老年人的兴趣和需求，设计多样化的游戏内容，如数字记忆、图形识别、词语联想等，以满足不同老年人的认知训练需求。
3. 语音交互技术：融入语音交互技术，使老年人可以通过语音指令与游戏进行互动，提高游戏的易用性和趣味性。帮助行动不便或视力不佳的老年人更方便的使用应用，增加应用易用性和包容性。
4. 家庭共享功能：增加家庭共享功能，使家人或看护人员能够远程添加提醒或查看记录，确保老年人得到及时的帮助和支持。
（一）技术路线
1. 需求分析与游戏设计
（1）目标用户调研:通过问卷调查、访谈等方式，深入了解老年人对记忆与认知训练游戏的需求、偏好以及操作习惯。
（2）游戏机制设计:结合认知心理学理论，设计针对记忆力、注意力、逻辑思维等认知功能的游戏关卡，例如：记忆训练、 注意力训练、 逻辑思维训练。
（3）游戏剧情与美术风格:以“时光锦笺”为主题，设计温馨怀旧的剧情和美术风格，例如老照片、老物件等元素，增强老年人的情感共鸣和游戏代入感。
2. 游戏开发
（1）Unity3D场景搭建:使用Unity3D引擎搭建游戏场景，包括主界面、关卡选择界面、游戏场景等。
（2）游戏逻辑实现:使用C语言编写游戏逻辑代码，实现游戏关卡、角色控制、交互事件等功能。
（3）UI界面设计:设计简洁明了、易于操作的UI界面，采用大字体、高对比度、清晰的图标等，方便老年人操作。
（4）音效与音乐:添加舒缓轻松的背景音乐和音效，营造愉悦的游戏氛围。
3. 游戏测试与优化
（1）功能测试:对游戏进行全面的功能测试，确保游戏运行稳定、逻辑正确。
（2）用户体验测试:邀请目标用户进行游戏体验测试，收集用户反馈，优化游戏操作、界面设计等方面。
（3) 性能优化:对游戏进行性能优化，确保游戏在不同设备上流畅运行。
4. 数据收集与分析
(1) 游戏数据收集:记录用户在游戏中的行为数据，例如游戏时长、关卡完成情况、错误率等。
(2) 数据分析与可视化:对收集到的数据进行分析，生成可视化图表，帮助用户了解自身认知能力的变化趋势。
（二）拟解决的问题
1.老年人认知功能衰退:通过游戏化的训练方式，帮助老年人延缓记忆力、注意力、逻辑思维等认知功能的衰退。
2.缺乏针对性的认知训练工具:目前市面上缺乏专门针对老年人设计的、科学有效的认知训练游戏。
3.通过简单易上手的游戏操作和界面设计，降低老年人使用数字产品的门槛，帮助他们更好地融入数字社会。
（三）预期成果
1.完成《时光锦笺》游戏开发，涵盖多种针对记忆与认知训练的玩法关卡，确保游戏在Unity3D引擎下稳定运行，适配常见电脑及平板设备。
2. 通过游戏训练，有效提升老年人的记忆力，增强认知能力。训练后，老年人在日常生活中展现出更强的生活自理能力和社交参与度。
3. 游戏内置全面的评估系统，通过数据分析生成个性化评估报告，直观呈现能力变化趋势，为调整训练方案提供依据。根据反馈，持续优化游戏内容，使其更贴合老年人的实际训练需求。
4.引发社会对老年人认知健康的广泛关注，推动养老产业与数字游戏领域融合发展，为老年认知训练提供创新解决方案，促进老年群体的数字化融入。
1.准备阶段（2025.5-2025.9）:
查阅国内外关于老年人记忆与认知训练等方面的文献资料，了解相关理论、技术和发展趋势；调研市场上现有的老年人记忆与认知训练产品，分析其优缺点，明确目标用户需求和产品定位。
2.实施阶段 （2025.10-2026.11）:
搭建游戏框架，进行游戏的测试与优化 ，设计并制作更多游戏关卡、角色、道具等，完善游戏剧情、音效、动画等，提升游戏整体品质。
3.收尾阶段 （2026.12-2027.5）：
进行游戏最终测试并将游戏发布到目标平台，撰写项目结题报告，将项目成果应用于实际场景，并进行效果评估。
      本项目团队由6名成员组成。成员通过互联网检索、文献查阅及现实案例等系统分析了老年人的记忆与认知的特征，为项目的推进奠定理论基础。结合访谈和问卷调查发现，老年人普遍偏好怀旧元素（比如老照片、老歌），讨厌复杂操作，且存在记忆力减退、反应速度降低等现象。成员也初步了解了3D建模与动画，交互逻辑简化，怀旧视觉风格，3D数学应用等。
（一）已具备的条件
1.通过互联网检索、文献查阅及现实案例，了解了老年人的需求与看法，以便后续的研究。
2.本项目团队由6名成员组成，且均为计算机科学与技术专业学生，在技术能力（如有一定的编程与算法基础和数学建模能力）、逻辑思维、问题解决等方面能力较强，为后期的开发提供便利。
3.团队成员们不怕吃苦、意志坚定、有责任心、有较强的沟通能力和协作能力。希望通过大学生创新创业训练计划提高个人综合能力和学术与科研能力，丰富自我，完善自我。
4.具有强大的教师团队指导，可以得到一定的技术支持。
（二）尚缺少的条件
1.目前团队成员对更加深入的研究方法及技术应用掌握稍有欠缺，例如数据安全分析与个性化、bug跟踪、宣传和推广课题的技术支持。
2.老年人领悟能力较差，认知能力与记忆力差异因人而异，急需针对各个年龄段的老年人设置不同的游戏方案。
（三）解决方法
1.利用教师资源或互联网学习更加先进的技术，提高成员的能力。
2.基于各个年龄段老年人的认知能力与记忆力实时更新和丰富数据库，整理并分析数据得出一套通用方案。

经费预算

开支科目 预算经费（元） 主要用途 阶段下达经费计划（元）
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 5000.00 用于业务费、仪器设备购置费、实验装置试制费、资料费 2250.00 2750.00
1. 业务费 2300.00 用于支持项目的数据计算、系统测试、能源供应、会议差旅、文献综述和论文出版等方面 1050.00 1250.00
（1）计算、分析、测试费 1000.00 用于软件订阅、测试优化等 500.00 500.00
（2）能源动力费 500.00 用于素材购买等 200.00 300.00
（3）会议、差旅费 500.00 用于市场调研、了解用户需求等 200.00 300.00
（4）文献检索费 200.00 用于收集资料、文献综述等 100.00 100.00
（5）论文出版费 100.00 用于评估分析、论文出版等 50.00 50.00
2. 仪器设备购置费 1000.00 用于购买硬件设备等 500.00 500.00
3. 实验装置试制费 1000.00 用于云服务器租赁等 400.00 600.00
4. 材料费 700.00 用于资料收集、问卷调查等 300.00 400.00
结束

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