多机构联合研发VR运动系统"灵境"助力青少年体重管理
虚拟现实智能运动干预系统“灵境”
（映维网Nweon 2025年06月25日）国家正在持续推进中小学生“体重管理”，并已公布了一系列的政策文件。在教育部教育信息化教学应用实践共同体项目和卫健委科技创新2030-国家科技重大专项等的资助支持下，由上海交通大学医学院附属第六人民医院，上海交通大学，上海科技大学/和新加坡国立大学等组成的团队日前发表了一个专为青少年设计的虚拟现实智能运动干预系统“灵境”。
青少年肥胖已成为一个全球性的公共卫生危机，患病率迅速上升。青少年时期的肥胖会增加心脏代谢紊乱和持久认知变化的风险。另外，青少年的大脑特别容易受到与肥胖有关的认知障碍的影响，这可能会影响工作记忆等执行功能。尽管体育锻炼是一线治疗方法，但青少年的运动动机低、同伴的不良经历、以及获得个性化指导机会有限等障碍限制了青少年参加体育锻炼的意愿和实际参与。所以，安全、有同理心的体育干预对于鼓励肥胖青少年参加体育活动至关重要。
VR已证明可以通过精准模拟实现行为干预的潜力，尤其是在疼痛管理、康复训练、心理疾病治疗等领域。然而，现有的大多数VR运动干预系统难以根据使用者的个体特征进行精准适配，从而影响了实际干预效果，甚至可能带来运动挫败感、身体负担加重等负面影响。
针对这个问题，研究团队提出了一种融合“模板驱动”与“反馈导向”的深度强化学习策略，借助高精度动捕技术，对专业教练的教学过程动作进行系统采集，并构建专家教练模板，以训练具有自主教学能力的虚拟教练智能体。在部署运行后，这一系统将持续采集虚拟教练智能体与青少年用户的交互数据，并用于虚拟教练智能体的持续强化学习与策略微调，从而实现针对青少年的个性化方式引导的运动干预。
研究结果显示，VR运动在减脂和代谢改善方面与真实运动相当，在运动能力、心理健康及运动意愿维持方面更具优势。尤其在认知功能方面，VR运动组表现出感知能力增强和工作记忆准确率提升。同时，VR运动后肠道微生物组、代谢组和脂质组的特征也发生了显著改变，而真实运动干预后则主要观察到蛋白质组的显著变化。
实验最终表明，“灵境”系统可以提供安全、有效、沉浸式且富有同理心的体育指导，其生物力学表现与运动心率响应与同样运动类型的真实世界体育活动相近。
