衡量日常生活中的照护者与儿童距离：TotTag可穿戴传感器的可行性与接受度

《Infant Behavior and Development》：Measuring caregiver–child proximity in daily life: Feasibility and acceptability of the TotTag wearable sensor

　　摘要：照顾者与婴儿之间的身体接近有助于其早期社交、情感及认知发展，但目前大多数研究仅依赖简短的实验室观察，无法展现这种接近关系在日常生活中的实际表现。为填补这一空白，我们设计了TotTag——一种无需基础设施的可穿戴系统，能够实时监测多名佩戴者之间的距离。本研究旨在评估在婴儿（平均月龄12.19个月，标准差0.50个月）及其家庭成员（包括兄弟姐妹及最多两名照顾者）的日常环境中使用TotTag的可行性和接受度。研究要求家庭连续七天每天使用该设备，并完成简短的晨间和晚间问卷调查。参与者大多拥有学士学位及以上学历，平均每个家庭有两个孩子。可行性评估从操作流程、技术层面以及用户遵守程度三个方面展开，而接受度则涉及照顾者对设备易用性、舒适度、隐私保护、科学价值、与日常生活的融合程度以及整体满意度的看法。操作流程方面的可行性评分很高，家庭能够按照要求使用该设备，且能坚持完成每日问卷调查，同时生成可解读的距离数据。照顾者普遍对TotTag的接受度较高，尤其认可其科学价值、易用性以及带来的满意度。参与者在开放式反馈中认为TotTag简单易用，易于融入日常生活，但也指出了其在佩戴便利性、洗澡或游泳后忘记携带设备以及确认充电状态等方面存在的不足。研究结果表明，多日、多佩戴者的距离监测技术在家庭环境中具有较高的可行性和接受度，有望用于未来针对家庭的自然主义研究。

引言：照顾者与婴儿之间的身体接近有助于实现支持健康发展的社交、情感及生理互动。与照顾者保持亲密接触能够帮助婴儿调节情绪，创造有利于形成安全依恋关系的稳定环境（Ainsworth和Bell，1970；Bowlby，1969；Feldman，2017）。除了为依恋关系的形成创造条件外，这种接近关系还通过持续的互动机制发挥作用。身体上的接近增加了触摸、视觉交流以及协同互动的机会，从而有助于情绪调节、情感联结以及相互响应能力的提升（Clark等人，2021；Field等人，2010）。这类近距离互动为情绪调节、社会认知及语言发展提供了支撑（Feldman，2012；Tamis-LeMonda等人，2014）。因此，与照顾者保持近距离接触与幼儿期的多种发展结果密切相关，可被视为早期经历中一个独特且可测量的维度（Barnett等人，2022）。这种接近关系并非仅仅与照顾行为同时出现，它还影响着不同时间和情境下的互动机会。

值得注意的是，婴儿期期间，这种接近关系的重要性并非一成不变，而是会随着婴儿的快速成长而发生变化。在出生后的最初几周，新生儿几乎完全依赖照顾者来调节生理状态，如进食、睡眠和情绪，而这些需求主要通过触摸和身体接近来满足。这一阶段的频繁接触不仅提供了基本照料，还是沟通和共同调节情绪的主要途径（Hertenstein，2002；Kirsch等人，2018；Kurth等人，2011）。在出生后的头几个月里，婴儿对照顾者的反应逐渐变得更具差异性。大约在4到6个月大时，婴儿开始偏爱熟悉的照顾者，并会通过发声、视线追踪或动作示意等方式主动寻求保持或重新建立亲近关系（Ainsworth和Bell，1970；Bowlby，1983）。到第一年末，婴儿的亲近行为在依恋关系中变得更加有序。大约10到12个月大时，婴儿在遇到困扰时会更可靠地寻求照顾者的接近，并将照顾者视为探索世界的安全基地。从由照顾者主动维持接触发展到婴儿主动寻求亲近，这一发展进程表明，婴儿期期间亲近关系的功能和形式都在发生显著变化。

这些发展变化是依恋理论的核心内容，该理论将寻求亲近视为一种具有生物学基础的行为模式，旨在保障婴儿的安全并促进其发展（Bowlby，1983）。依恋关系以亲近与探索的动态模式为核心，照顾者则充当安全基地，让婴儿能够离开去探索周围环境（Ainsworth和Bell，1970；Powell等人，2014）。有照顾者在身边的婴儿能够在面临不确定或潜在威胁时，通过身体或视觉上的接近来寻求安慰。从这个角度看，亲近关系是早期人际关系的核心组织要素，既影响即时的情绪调节过程，也影响婴儿对照顾者是否在场及能否提供支持的长期预期。

照顾者与婴儿之间的亲近关系的重要性不仅体现在个体之间，还延伸到整个家庭网络中。婴儿的照料并非只发生在一对一的关系中，而是处于一个更为复杂的照料网络之中。照料环境通常包含多位依恋对象——如父母、祖父母、兄弟姐妹以及托育人员——他们的可用性和反应能力共同影响着婴儿的应激反应、依恋安全感以及社交能力的发展（Feldman，2012；Feldman，2017；Humphreys等人，2024）。兄弟姐妹之间的亲近关系可能会直接或间接地影响儿童的成长体验。间接而言，兄弟姐妹间的亲近可能会影响他们获得照顾者关注和资源的机会，因为一个兄弟姐妹在附近时，可能会吸引父母对另一个孩子的注意。而直接而言，兄弟姐妹关系是儿童最早且最持久的社交关系之一，其互动频率高、情感强度大，且提供了不同于与照顾者关系的社交学习机会（Brody，2004；Dunn，1983）。密切的兄弟姐妹关系为合作游戏、模仿、冲突解决以及情感交流创造了条件，这些过程有助于儿童发展社交理解能力、情绪调节能力以及心智理论能力（Brody，2004；Cox，2010）。因此，除了关注照顾者与婴儿之间的亲近关系外，了解兄弟姐妹间的亲近关系也能为理解早期社交环境提供更有意义的视角。家庭系统理论进一步强调了这一点，它将家庭视为一个由相互影响的子系统构成的整体，其中照顾者与婴儿、照顾者与兄弟姐妹、兄弟姐妹之间的关系都无法孤立地理解（Cox和Paley，1997；Cox和Paley，2003）。因此，能够同时测量多种人际关系之间亲近程度的方法，非常适合用来描述构成日常发展体验的完整身体接近网络。

已有大量实证研究在实验室环境中探讨了与亲近相关的行为机制。例如，“陌生情境实验”通过观察婴儿在与照顾者分离和重聚时的亲近寻求及保持接触的行为，来判断其依恋安全性（Ainsworth等人，1978）。安全型依恋的婴儿在分离时会表现出焦虑，重聚时则会主动寻求亲近，并且容易得到安抚，而不安全型依恋的婴儿则表现为较少寻求亲近、回避接触或出现矛盾的互动行为。显然，亲近行为是确定依恋类型的关键因素。不过，这些实验往往在高度结构化的条件下进行，通常只关注短暂的分离与重聚过程，因此虽然能为我们了解依恋行为的模式提供重要线索，但很难揭示亲近关系在日常环境中的实际表现及长期发展趋势。

尽管亲近关系对婴儿发展具有重要理论意义，但相关实证研究却受到方法论的限制。传统的实验室实验，如“静止面孔实验”和“陌生情境实验”，只能捕捉到人工环境下的有限行为片段，无法体现日常生活中行为的多样性、节奏性和规律性（de Barbaro，2019；Humphreys和King，2025）。相比之下，短期的家庭观察虽然能提供更具生态效度的数据，但通常只能覆盖较短的时间段，无法呈现一天或更长时间内亲近关系的细微时间变化规律。在实验室和短期观察环境中，这些日常的时间模式往往会被简化或忽略，而自我报告法及时间使用日记则依赖于回忆和主观解释，提供的时间估计较为粗略，而且很难区分与特定照顾者之间的亲近程度。这些限制反映了在测量早期经验时面临的诸多挑战，包括生态效度不足、信息提供者偏差以及复杂环境的过度简化（Humphreys和King，2025；Salo等人，2022）。因此，被动式和可穿戴式传感技术为在不同环境和不同时间持续、真实地测量与照料相关的体验提供了有力的补充手段。

在各个发展领域中，目前关于亲近关系的相关研究大多基于短暂的、结构化的实验室实验或回顾性的照顾者报告，而这些方法都限制了我们能够提出的研究问题。在依恋研究中，诸如“陌生情境实验”以及改良后的分离-重聚实验，只能在有限的时间内观察照顾者与儿童的行为，无法了解他们在普通家庭生活中是如何保持身体上的接近以及何时会重聚的（Solomon和George，2008）。在语言发展研究方面，虽然借助LENA等设备进行的自然记录技术已经取得了显著进展，但大多数研究仍然将语言输入与单一的主要照顾者联系在一起，无法准确判断在特定交流过程中谁处于对话范围内，也无法了解儿童与其他家庭成员在语言丰富环境中的互动频率（Bergelson和Aslin，2017；Gilkerson等人，2017）。关于共同游戏和共同活动的研究同样依赖于10到20分钟的观察时段，虽然能详细展示双人之间的互动协调情况，但却无法反映日常生活中自发游戏发生的频率、持续时间以及日常变化规律。至于共调行为的研究，大多是通过设计一些能引发轻微困扰或挑战的结构化任务来进行的，这些任务虽然能帮助我们了解照顾者和儿童如何应对特定时刻的情况，但却难以揭示他们在家庭生活中实际的亲近关系动态（Feldman，2007）。在所有这些研究领域中，共同的局限性并不在于实验室测量方法本身的有效性，而在于缺乏能够反映儿童在日常生活中何时、与谁保持身体接近的辅助工具。

新兴的传感技术，如加速度计、基于蓝牙的系统以及生物传感器，为在更高时间分辨率下研究婴儿的体验带来了新的可能（Bagot等人，2018；Contini和Martins，2024）。用于分析社交行为的可穿戴传感器已在更广泛的社交和行为科学领域得到应用，早期在MIT媒体实验室就曾有过关于社会计量徽章的研究（Olguín等人，2009；Pentland，2008）。研究人员利用可穿戴式的亲近和互动传感器，记录了工作场所、教室、会议场所以及医院中的面对面接触模式（Cattuto等人，2010；Eagle和Pentland，2006；Stehlé等人，2011）。这些应用为研究团队动态、同伴互动以及传染病传播提供了有力支持，使得可穿戴式亲近感测技术成为成人及学龄人群体研究中的一种成熟方法（Chaffin等人，2017）。然而，在发展科学领域，可穿戴式亲近感测技术的应用仍然十分有限，尤其是在家庭环境以及针对婴儿和幼儿的研究中。有一个值得注意的例外是，有研究利用可穿戴式亲近感测技术来评估学校环境中自闭症谱系障碍儿童的社交亲近程度（Douglas等人，2022），证明了该技术在结构化群体环境中的可行性，但并未探讨其在其他日常家庭环境中的适用性和接受度。总体而言，现有的系统大多是为双人测量而设计的，需要固定的基础设施（如壁挂式接收器），或者不具备同时监测多个人之间亲近关系的功能。这些限制使得在包含婴儿和幼儿的自然家庭环境中进行测量变得困难。

正是由于存在这些限制，我们才需要开发出能够充分考虑婴儿照料环境实际状况的传感系统。为填补这一空白，我们设计了TotTag——一种无需基础设施即可实时监测多名佩戴者之间亲近程度的可穿戴设备（Salo等人，2022）。TotTag利用低能量射频信号来估算距离，设计上注重非侵入性、便于佩戴，并且适合长时间连续使用。每个标签结合了超宽带测距技术与基于蓝牙的“邻居发现”功能，从而实现了在多个家庭成员之间无需基础设施的亲近感测。

我们之前的研究已经在两个家庭中初步验证了TotTag的概念可行性（Salo等人，2022）。当前的研究则在更大规模的婴儿家庭样本中进一步测试TotTag的实际应用效果。更重要的是，除了证明其技术可行性之外，还有几个关键问题亟待解答：首先，带有婴儿的家庭是否能够在保持数据质量和高使用率的前提下，在家庭环境中实施多日、多设备的亲近感测方案？其次，这样的系统是否能够被照顾者所接受？解答这些关于可行性和接受度的问题，对于将可穿戴式亲近感测技术大规模应用于发展研究至关重要，它将有助于我们未来了解亲近关系模式如何影响婴儿的发展。

我们依据Proctor的实施成果框架，评估了在日常生活中使用TotTag来测量照顾者与儿童之间亲近程度的可行性和接受度（Dopp等人，2020；Proctor等人，2011）。该框架侧重于早期阶段的成果，这些成果能够决定某一系统、技术或创新是否能够在现实环境中成功应用。它区分了系统是否能够按预期实施（可行性），以及最终用户是否认为其具有可用性、适宜性且值得使用（可接受性）。借助这一框架，我们不仅系统地评估了该技术是否有效，还研究了它在最关键的场景——日常家庭生活中是否适用。在本研究中，可行性被定义为家庭在日常生活中成功实施多设备、多日连续距离感知协议的程度，这一程度通过程序可行性（指令的清晰度、提醒机制以及研究支持）、技术可行性（系统在日常环境中生成连续且可解读的距离数据的能力），以及护理者对日常调查流程的遵守情况来体现。而可接受性则是指护理者对TotTag系统的可用性、舒适度、适宜性以及整体满意度的评价。本研究聚焦于专为有婴儿的家庭设计的可穿戴距离感知系统在早期阶段的实施情况，具体而言，它有三个目标：首先，探讨家庭在日常生活中是否能够可行地实施多设备距离感知协议，评估程序可行性（如指令的清晰度、提醒效果以及研究支持）、技术可行性，以及参与者对规则的遵守情况；其次，评估护理者对TotTag系统的可接受性，包括使用便捷性、舒适度、感知到的负担以及整体满意度，这些都是该系统大规模推广和在不同社区应用的先决条件；第三，研究可行性与可接受性指标如何与护理者对设备的整体满意度相关联。本研究旨在评估实施效果，而非距离感知与儿童发展结果之间的关联，它为未来研究护理网络中的距离模式如何影响婴儿的行为与发展奠定了方法论基础。此处给出的评估结果反映了实施的早期和后期情况，因此可能在理想条件下低估了系统的实际可行性和可接受性。

研究设计
本研究是一项正在进行的纵向研究的一部分，该研究利用TotTag设备，探讨日常生活中护理者与儿童之间的距离、护理行为以及依恋关系。TotTag是由我们的团队（Salo等人，2022年）基于SociTrack系统（Biri等人，2020年）开发的一种可穿戴设备，无需任何基础设施即可实现2赫兹频率的连续距离测量。在本研究中，约12个月大的研究对象连续七天佩戴TotTag设备。

程序可行性
程序可行性评分表明，家庭普遍认为TotTag系统易于实施。在1到5分的评分体系中，反映指令清晰度、提醒有效性以及技术问题状况的程序可行性综合得分较高（平均分4.42分，标准差0.58分；见表2），分数越高意味着对研究流程的评价越积极。这些结果表明，诸如指令清晰度之类的系统层面因素对用户的体验有着重要影响。

讨论
在针对129个有12个月大婴儿的家庭所进行的研究中，我们评估了使用TotTag这种无需基础设施的可穿戴系统来实施多日多设备距离感知协议的可行性与可接受性，该系统可用于捕捉护理网络中的实时距离变化。总体而言，研究结果凸显出了影响家庭在日常环境中使用此类可穿戴距离感知系统的关键因素。家庭通常能够……

作者贡献说明
Whitney Barnett：撰写初稿、进行正式分析。Sarah Bouthillier：撰写初稿、负责项目管理及数据整理。Hannah A. Piersiak：参与文章审阅与编辑、负责项目管理及数据整理。Hannah F. Rasmussen：负责数据可视化及数据整理工作。Vanisha L. Brown：参与文章审阅与编辑。Kathryn L. Humphreys：参与文章审阅与编辑、负责研究监督、方法设计、资金申请以及研究概念的构建。

资金支持
本研究得到了美国国立卫生研究院（K01HD112541项目，资助WB）、美国国家科学基金会（2322837项目）以及美国国立卫生研究院（R21HD111744项目）的支持。WB还部分获得了美国卫生资源与服务管理局的资助。

致谢
我们感谢所有研究参与者在百忙之中抽出时间参与研究，尤其要感谢那些在生活十分忙碌的情况下仍给予支持的家人。同时，我们也感谢所有参与数据收集的研究团队成员。

Whitney Barnett|Sarah Bouthillier|Hannah A. Piersiak|Hannah F. Rasmussen|Vanisha L. Brown|Kathryn L. Humphreys
美国田纳西州纳什维尔市梅哈里医学院公共卫生系