OD長期化防止用の運動系スマホゲーム

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起立性調節障害の長期化防止のためのゲームを制作しています。
We are creating a game to prevent prolonged orthostatic dysregulation.

動画
開発素材
システム構成
system image
  1. M5StickC(またはM5StickC Plus)で角度値・加速度値を取得
  2. スマートフォン内のアプリにBluetooth通信で送信する
  3. 送信された値をもとに、Unity内で運動を検知し、ゲームに反映する



System

  1. get angle and acceleration values with M5StickC (or M5StickC Plus)
  2. send the values to the application in the smartphone via Bluetooth communication
  3. Based on the sent values, detect exercise in Unity and reflect it in the game.

ストーリー

起立性調節障害の長期化防止のためのゲームを制作しています。治療に効果があるとされている足の運動を、ゲームの入力動作として用いています。

We are creating a game to prevent prolonged orthostatic dysregulation. Leg exercises, which have been shown to be effective in treatment, are used as input motions for the game.

制作背景/Background

近年、起立時にめまいや動悸などが起きる自律神経の病気である起立性調節障害(略称:OD)の症状が長期化するケースが増加しています。この病気は中高生に多く見られることからも、症状の長期化は不登校などの深刻な状況を招く恐れがあります。また、起立性調節障害長期化の背景には、デコンディショニングという「長期間運動しないことによる身体機能の低下」があるとされています。この状態に陥る背景に、ゲームやテレビ、SNSなどの屋内娯楽が指摘されています。例えば、起立性調節障害を発症し、「しんどいから家で休んでゲームでもしていよう」などとなってしまい、その結果デコンディショニングに陥ってしまうのです。

デコンディショニングの解消のためには運動が推奨されています。こうしたことからも、この病気の治療方法の一つとして運動療法は有効であると言わていますが、起立性調節障害を抱える子どもの多くはその症状からも立った姿勢での運動は難しく、運動に対するモチベーションがあまり高くないと言われています。


Recently in Japan, there has been an increase in the number of cases of prolonged symptoms of orthostatic dysregulation (abbreviated as OD), an autonomic nervous system disorder that causes dizziness and palpitations upon standing up. Since this disease is often seen in junior and senior high school students, prolonged symptoms may lead to serious situations such as truancy. In addition, deconditioning, or "deterioration of physical functions due to long-term non-exercise," is believed to be a factor behind prolonged orthostatic dysregulation. Indoor entertainment such as video games, television, and social networking sites have been pointed out as a background to this condition. For example, a person may develop orthostatic dysregulation and decide to stay home to rest and play video games because it is too hard, resulting in deconditioning.

Exercise is recommended to relieve deconditioning. However, many children with orthostatic dysregulation have difficulty exercising in a standing position due to their symptoms, and they are not very motivated to exercise.


関連研究/Related works

参考にした研究を一部ピックアップし、「OD関連」と「ゲーム関連」の2つの視点からご紹介します。 We will pick up some of the referenced studies and present them from two perspectives: "OD-related" and "game-related".

OD関連/OD-related

健康な若者であっても、10日間ベッドで寝ていると、起立性不耐症(大人版OD)を引き起こすデコンディショニング状態に陥る。(Measurement of inferior vena cava diameter for evaluation of venous return in subjects on day 10 of a bed-rest experiment. Yuko Ishizaki, Hideoki Fukuoka, Tatsuro Ishizaki, et al. 2004.)

横になった/半身起こした/座った姿勢での下肢の運動はODに効果的だが、「患者の運動へのモチベーション維持」に課題。 (起立性調節障害とデコンディショニング-運動の重要性を語ろう-. 柳夲嘉時. 2020.)

こうした研究から、「ODの放置は問題であり、治療には下肢の運動が有効な一方で、モチベーションの維持に課題がある」ということがよく分かります。

These studies clearly show that while OD left untreated is a problem, and while foot exercises are effective in treating OD, there are challenges in maintaining motivation.

ゲーム関連/game-related

Exergame(運動を用いたゲーム)が治療に対するモチベーション維持に効果を示している。 (A Comparative Study on the Ef fectiveness of Adaptive Exergames for Stroke Rehabilitation in Pakistan. Hassan Ali Khan, Murayyiam Parvez, Suleman Shahid, Asbar Javaid. 2018)

この研究以外にも、ゲームを用いてリハビリへのモチベーションを維持したり、病気の治療における苦痛を和らげる事例は複数存在しています。そうしたことからもゲームはモチベーションの維持に効果があるのではないかと考えました。

In addition to this study, there are several other cases in which games have been used to maintain motivation for rehabilitation and to alleviate suffering in the treatment of illness. Based on these findings, we thought that m-games may be effective in maintaining motivation.


これらの研究を踏まえ、本研究では、OD児の運動に対するモチベーションを維持するためのシリアスゲーム(娯楽目的以外のゲーム)を開発しました。ODの症状により立ったまま運動することが困難な患者に対しゲーム内では横になった姿勢または座った姿勢でできる足の動き(曲げる/漕ぐ)を入力に使用しました。

In addition to this study, there are several other cases in which games have been used to maintain motivation for rehabilitation and to alleviate suffering in the treatment of illness. Based on these findings, we thought that m-games may be effective in maintaining motivation.


制作/Development

ゴールを目指して走る、シンプルな2D横スクロールアクションゲームです。スマートフォンを手に持ってプレイします。

道中、コインを拾ったり敵を倒すことで、お金を集めます。

A simple 2D side-scrolling action game where you run for the goal. The game is played with a smartphone in your hand. Along the way, they collect money by picking up coins and defeating enemies.

また、運動とゲーム内の動きは以下のように連動しています。「足を胸に引き寄せる動き」でキャラクターがジャンプし、「足を漕ぐ動き」でキャラクターが前進・攻撃します。

座った姿勢・横になった姿勢のどちらでも遊ぶことができます。

In addition, exercises and in-game movements are linked as follows. The character jumps by "pulling the legs to the chest," and the character moves forward and attacks by "paddling. The game can be played in both sitting and lying postures.



運動の検出について/Detection of exercise

M5StickC(M5StickC Plusにも対応)を運動の検出に使用しています。センサーは膝上に取り付けます。

M5StickC (also compatible with M5StickC Plus) is used to detect exercise. The sensor is mounted above the knee. 角度・加速度値をゲームに送信し、その値をもとにゲーム内で運動を検知します。特にジャンプを検知する際の値は、体格によって大きく異なるため、ゲーム内で以下のようなガイドを出してキャリブレーションをしています。

Angle and acceleration values are sent to the game, and the game detects exercise based on these values. In particular, the values for detecting jumps vary greatly depending on the physique, so the following guides are issued and calibrated in the game.

また、なるべく誤差を抑えるべく、角度・加速度値はカルマンフィルタを使用して補正しています。

To minimize errors as much as possible, angle and acceleration values are corrected using a Kalman filter.

ゲームのデザイン/Game design

対象となる年齢や性別(ODは中高生女子に多い)を意識したゲームデザインにしました。

We designed the game with the target age and gender (OD is mostly middle and high school girls) in mind. また、画面酔いを防止するため、ゲームは2Dで作成しました。

The game was also created in 2D to prevent video sickness.


検証

また、本ゲームの効果や、ゲーム内のレベルアップ要素に関して検証を行い、論文として発表しています。詳しくは、リンク先をご覧ください。

We have also conducted a study on the effectiveness of this game and the level-up factor in the game and presented it as a paper. For more information, please see the link.

  1. 短時間の運動に関して、運動時の感情に対し、ポジティブな効果を与えることがわかりました。 (Development of Exergame to Resolve Deconditioning in Children with Orthostatic Dysregulation

  2. ゲーム内のレベルアップ要素に着目し、長期間のテストプレイを行いました。その結果、レベルアップ要素を取り入れた場合の方が、プレイ日数やプレイ時間が多くなりました。一方で、センシングの悪さ(※)や難易度の高さが悪影響を与えることが分かりました。 (起立性調節障害の長期化防止に向けたシリアスゲーム制作におけるプレイヤーのレベルアップ要素が与える影響の検証

※ この結果を踏まえ、角度値・加速度値の補正を、簡易な補正からカルマンフィルタを用いたものに変更しました。

メンバー
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    hitomi-neko @hitomi_neko_0211
    • 企画・制作

関連イベント
  • event M5Stack Japan Creativity Contest 20232023-07-15 開催
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hitomi-neko @hitomi_neko_0211

閲覧ありがとうございました。本研究は、私自身が高校生の時にODであった経験から始めたものです。当時、「少しは体を動かしなさい」と言われてもやりたくないし、高校生活は台無しでいつもイライラしていました。その経験から、ODで嫌な思いをする人を減らしたいと思い、この研究を行っています。

user
hitomi-neko @hitomi_neko_0211

また、この研究によって、少しでもODについて知ってくださる方がいれば、非常に嬉しく思います。

今後とも、より良いゲームを作っていけるよう、精進いたしますので、よろしくお願いします!


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