用實體互動結合數位遊戲
這次要介紹的是我的碩士論文作品，我的研究主題是：導入數位益智遊戲於幼兒教育。當代的幼兒很早就開始接觸手機、平板或各種數位內容，但當「數位化」越來越普遍，我們也開始思考一件事：學習一定只能透過閱讀或課程來完成嗎？
我試著把數位遊戲、益智學習與實體操作結合在一起，設計出一套名為「生命智慧樹」的多人互動遊戲，希望孩子們不只是看著畫面，而是能透過手部操作、聲音、動畫與同伴互動，一起完成遊戲。
互動投影幼兒教育
不可忽視的幼兒教育，學習與成長不只是靠書本
讓孩子看得懂，也能直接動手玩
幼兒的學習與成人不同，除了理解資訊，也高度依賴感官刺激、身體操作與同伴互動。因此研究一開始並沒有直接思考「畫面要怎麼設計」，而是先回到孩子如何認知、操作與參與。
研究將數位學習、益智遊戲與實體互動作為主要設計基礎，並從認知、情緒、生理與社交等面向重新整理遊戲機制，希望降低操作本身的理解負擔，讓孩子能把注意力留在探索與學習上。
真正的挑戰不是加入多少科技，而是如何讓 4–6 歲的孩子幾乎不用學習操作方式，就能理解遊戲。因此設計聚焦三個方向：
- 01
降低操作門檻
透過滑動與按壓建立容易理解的操作邏輯
- 02
建立多感官回饋
整合視覺、聲音與觸覺，讓操作結果能立即被感受到。
- 03
帶入多人互動
讓 2–4 位孩子共同參與，在合作與競賽之間自然產生交流。
把數位介面，變成真正摸得到的東西
整套系統以一張「樹幹」造型的互動投影桌為核心，桌面負責呈現遊戲內容，周圍則配置四組滑桿與實體按鈕。孩子可以透過滑桿選擇水果顏色與角色造型，再使用按鈕確認操作或進行遊戲，讓原本存在螢幕裡的資訊轉化成可以直接操作的實體行為。
遊戲該怎麼玩，才能兼顧娛樂與學習？
進入遊戲後，系統會先取得對應的遊戲資料，接著透過滑動電位器選擇水果的正確顏色，再以按鈕確認答案。如果答案錯誤，系統會立即提示並讓孩子重新選擇；回答正確後，才會進入水果介紹與後續的彈射遊戲。完成遊戲後，可以返回首頁重新開始下一輪體驗。
只需要按一下，背後其實跑了一整套系統
用戶看到的是簡單的按鈕與滑桿，但每一次操作背後都需要經過完整的軟硬體串接。
實體端由 Arduino Uno 連接按鈕與滑動電位器，負責取得孩子的操作訊號，再將資料傳送至遊戲主機。
遊戲主機使用 Unity 處理操作判斷、遊戲狀態與畫面內容，並與雲端資料庫進行資料交換。完成運算後，再由短焦投影機將遊戲影像投射到桌面，同時透過音響提供聲音回饋。
從水果遊戲主題延伸出「樹幹」裝置造型
因應遊戲以水果辨識與配對為核心內容，實體裝置的造型也從「水果生長於樹上」的情境延伸，將互動桌轉化為具有樹幹意象的圓柱結構。外觀以垂直板件環繞桌體，搭配不同色塊建立自然且活潑的視覺感受，讓裝置本身就能呼應遊戲主題，而不是單純承載投影設備。圓形桌面同時提供多人圍繞操作的條件，使造型概念、使用情境與遊戲內容能整合在同一個載體中。
視覺動畫由投影機輸出，再經鏡面反射呈現於裝置桌面。電子感測器包含按鈕開關與滑軌電位器：按鈕開關設置於桌面邊緣的四個角落，滑軌電位器則位於裝置側邊的環形面，每面各放置一組。
開工前的準備，絕不能有誤差
裝置尺寸依 4–6 歲幼兒的身高、操作範圍與多人使用情境規劃，並配合短焦投影機約 57 公分的投射距離，將桌面高度設定約 800 mm、外徑約 670 mm，支援 2–4 人自然站立操作。桌體以雷射切割木板製作，透過預留孔位、榫接與模組化板件完成組裝。
如何在桌面呈現完整的圓形？
桌面採夾層式剖面結構設計，將投影區域、按鈕開關與桌面材質整合於同一系統中。上層以投影膜作為主要顯示介面，搭配壓克力板提供平整且具保護性的操作表面，再透過上下密集板形成穩固支撐結構，讓投影顯示、實體互動與桌體結構得以同步運作，建立完整的互動桌面基礎。
想法與概念有了，那接下來就是實作
依據前期尺寸與結構規劃，將雷射切割完成的板件進行組裝，並逐步整合桌面投影區、按鈕、滑動控制元件與內部設備空間。製作過程中同步確認板件接合、元件固定與維修開口，使桌體在維持結構穩定的同時，也保留後續安裝投影機、Arduino 與線路的彈性。
來看看成品吧！
歷經千辛萬苦終於完成啦！雖然過程中也遇到許多困難，從桌體結構、投影距離、硬體安裝到感測器與遊戲訊號串接，每個環節都需要反覆測試與調整。但也因為這些實際製作的過程，讓原本停留在設計圖上的概念一步步變成真正能操作的互動裝置。
看到孩子們實際圍著桌面操作、理解遊戲規則，並透過按鈕、滑動電位器與投影畫面完成互動時，也讓整個專案有了最直接的回饋。這次不只是完成一套遊戲，而是完整經歷了從概念發想、介面設計、硬體製作到實際驗證的過程，也讓我更確定：好的互動體驗，往往來自軟體、硬體與使用情境彼此之間的整合。
設計驗證，前往幼兒園實地測試
完成原型後，我們將互動裝置實際帶進幼兒園，邀請孩子完整體驗遊戲流程。除了觀察他們是否能自然理解操作，也記錄多人互動以及對畫面、聲音回饋的反應，藉此檢視設計是否符合幼兒的使用習慣，並找出原型階段不容易發現的問題。
專案成果
從一開始的概念發想，到桌體製作、軟硬體整合，再到實際帶進幼兒園測試，這個專案最後不只是完成一套「可以運作」的互動裝置，而是真的讓孩子能看得懂、願意玩，也能自然和其他人一起參與。透過 58 位幼兒的實際操作與問卷結果，我們也驗證了簡單的按壓、滑動操作，搭配即時的畫面與聲音回饋，確實能降低使用門檻並提升參與感。研究過程中整理出的設計原則，也成為後續思考幼兒互動介面時很重要的參考。
