立高與知覺系統引致之登階高度環境賦使

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(1)國立臺灣師範大學體育學系碩士學位論文. 立高與知覺系統引致之登階高度環境賦使. 研指. 究導. 生：黃嘉笙教. 授：楊梓楣. 中華民國九十八年六月中華民國臺北市.

(2) 立高與知覺系統引致之登階高度環境賦使日期：2009 年 6 月 30 日研究生：黃嘉笙指導教授：楊梓楣博士. 摘要環境賦使乃是生態觀點中描繪動物與環境間交織的一種關係，環境特性的定義必頇參照動物本身的條件，其透過身體尺度的概念來詮釋。本研究基於生態觀點旨在探討觸動覺與視覺導引之登階動作可能性，並藉由個體站立高度的改變，檢視其知覺最大登階高度之環境賦使。24 名成人參與本實驗，並隨機分派為觸動覺與視覺評估兩組，參與者被要求操作手杖進行探索活動，與直接透過視覺觀察兩種方式，評估能否以單腳抬起之動作攀登台階。實驗安排參與者站立於真實地板和高 10cm 之升高地板，以及穿著高 10cm 的積木鞋共三種情境。運用可調整高度之台階擷取參與者的知覺最大登階高度，並依據腿長計算登階高度之關鍵比值。此外，採用 2（知覺系統） × 3（立高）二因子混合設計變異數分析考驗知覺評估的恆常誤差、絕對誤差、信心分數、與評估時間。根據結果與討論發現：最大登階高度之環境賦使並不會受到個體站立高度改變而影響其知覺結果，個體腿長與台階結構的關係會維持不變的特質。以觸動覺探索的知覺最大登階高度，可採用和視覺觀察相同的身體尺度概念來描述，不管站立高度如何改變，其關鍵比值約為 0.97。儘管個體透過不同知覺系統覺知最大登階高度，其準確性與信心都相當一致，支持知覺系統對等的觀點。. 關鍵詞：環境賦使、觸動覺、視覺、最大登階高度. i.

(3) Affordances for stair climbing induced by standing heights and perceptual systems Date: June 30th, 2009 Chia-Sheng Huang Advisor: Chih-Mei Yang, Ph.D.. Abstract Affordances in ecological psychology viewpoint mean a kind of interlaced relation between the animals and its environment. The definition for the properties of environment should refer to the characteristics of animals and be interpreted through the concept of body scale. This study was based on the ecological approach to investigate haptically and visually guided stair climbing possibility. We examined affordances for perceived maximum riser heights by changing individual’s standing heights. 24 adults were recruited in this experiment, and randomly assigned to two groups, the haptic judgement group and the visual judgement group. The participants were asked to judge whether each stair height is climbable if they only raised one single leg. The judgments were made through two means: Visual observation and exploration with a white cane. Three experimental condition were arranged when participants made their judgments: Standing on the real floor, standing on 10cm height raising floor, and wear 10cm height blocks. The adjustable stair was used to measure perceived maximum raiser heights of participants, and the critical ratio was calculated by comparing it to the leg length of participants. Furthermore, 2 (perceptual systems) ×3 (standing heights) mixed design two-way ANOVAs were used to examine the constant errors of perceptual judgment, the absolute errors of perceptual judgment, the scores of confidence, and the time of judgment. Based on the results we found that the perception of affordances for maximum riser heights would not be influenced by standing heights. The relation between the lengths of the individual’s legs and the stair heights would maintain invariant. The perceived maximum raisers height by the haptic exploration could also be described by the concept of body scale with the visual observation. The critical ratio was approximately 0.97, no matter what the standing heights were. Despite individuals perceived maximum raiser heights with different perceptual systems, the accuracy and confidence of haptic and visual judgment did not differ. It supported the viewpoint of perceptual equivalence. Key Words: affordances, haptic perception, visual perception, maximum riser height. ii.

(4) 謝. 誌. 引述獨立音樂家 Cheer Chen 自許其音樂作品之三部曲來形容這兩年的研究旅程，歷經腐朽、重生、與綻放三個階段，雖然日月如梭卻用數不盡的心血耕耘與灌溉，這株知識的花朵終於盛開。學術之路能順利走過這三階段，都得感謝充滿學術能量的楊梓楣博士，其諄諄教誨不傴指引我探索浩瀚的知識海，更啟迪我尋找屬於自己的新天地，生活上，他時如嚴父與兄長般的關懷，即使我遠在異鄉求學，亦體會到如同家的溫情與歸屬感。謝謝卓俊伶博士開啟我前往身體活動心理學領域的大門，從不間斷地叮囑批判思考、文獻蒐集、到英文能力的磨練，除了累積做學問的基礎，使我科學求知的視野更加遼闊。再則謝謝張智惠博士不辭高雄到台北遠距離的辛勞，給予本研究的寶貴意見，中肯指正與精闢見解讓我獲益良多。在此對三位老師致上無限的謝意。特別感謝 TGIT 可愛的研究夥伴，靜兒、木蘭、季燕、嘉音、國威、Melody、尚武、群倫、惠君、仲豪、國誠、正銘、瑞純、盈君、紋岑、小龔、丁良、愷婕，和你們相互琢磨與交流，不傴增加學術上的眼界，更豐富生活上的色彩，永遠不會忘記這段和夥伴們一起奮鬥的日子。更謝謝同門同家族的兄弟嘉彬和嘉君，有你們在前方引領、不停勉勵、和一路陪伴，讓我深感幸運，這學術之路不曾孤單！此外，感激闕月清博士帄時像慈母般的關懷與鼓勵，讓我更懂得享受生活與做學問應有的態度。還有太多的回憶無法備載，就將此著作與感恩的心獻給所有幫助我的師長、學長姊、同學、和學弟妹們。最後，致謝給我能量面對挑戰都奮戰不懈的精神支柱，我的父親黃才烈先生與母親葉茶女士，雖然遠在彰化，卻默默地在背後支持著我，多虧您們無悔的付出與辛勞，我才能繼續往理想邁進，願這道瞬間綻放出來的光芒，永遠令您們感到驕傲。. 黃嘉笙謹誌 2009 年 6 月 30 日. iii.

(5) 目次頁次第一章. 第二章. 第三章. 緒論……...…………………………………………………………………........ 1 第一節. 問題背景…………………………………………………………........... 第二節. 研究問題與假說………………………………………………….......... 11. 第三節. 研究基本假定與限制 ……………………………………………......... 12. 第四節. 名詞解釋….............................................................................................. 12. 第五節. 研究重要性.............................................................................................. 14. 1. 文獻探討….......................................................................................................... 15 第一節. 身體尺度....................….......................................................................... 15. 第二節. 動物－環境的動態適配.......................................................................... 22. 第三節. 觸動覺系統….......................................................................................... 25. 第四節. 文獻小節.................................................................................................. 32. 方法...................................................................................................................... 34 第一節. 實驗參與者與實驗工作.......................................................................... 34. 第二節. 實驗設備與場地佈置….......................................................................... 35. 第三節. 實驗流程............….................................................................................. 39. 第四節. 資料處理與統計分析.............................................................................. 41 iv.

(6) 第四章. 第五章. 第六章. 結果……………………………………...…………………………………....... 45 第一節. 知覺最大登階高度與評估準確性.....………...……………………...... 45. 第二節. 參照身體尺度之登階高度關鍵比值………………………………...... 51. 第三節. 信心評分與評估時間………………………………………………...... 52. 討論…………………………………..………………………….……….…...... 54 第一節. 站立高度對知覺登階環境賦使之效應……………………………...... 54. 第二節. 以行動為基礎的知覺系統對等…………........……………………….. 57. 結論與建議…….……………………………………………............................. 60 第一節. 結論…………………………………………………………………….. 60. 第二節. 建議…………………………………………………………………….. 61. 引用文獻.............................................................................................................................. 62 附錄...................................................................................................................................... 65 附錄一. 參與者頇知及同意書.............................................................................. 65. 附錄二. 慣用手問卷.............................................................................................. 66. 附錄三. 實驗流程圖.............................................................................................. 67. 附錄四. 參與者基本資料...................................................................................... 68. 附錄五. 變異數分析摘要表.................................................................................. 69. v.

(7) 圖次頁次圖1. 升降台階.................................................................................................................... 36. 圖2. 積木鞋........................................................................................................................ 37. 圖3. 折杖式盲人手杖........................................................................................................ 37. 圖4. 實驗場地配置圖........................................................................................................ 39. 圖5. 觸動覺評估組於各階高回應可以登階之百分比折線圖........................................ 46. 圖6. 視覺評估組於各階高回應可以登階之百分比折線圖............................................ 46. 圖7. 觸動覺評估組在三情境之信心評分折線圖............................................................ 48. 圖8. 視覺評估組在三情境之信心評分折線圖................................................................ 48. vi.

(8) 表次頁次表1. 迴歸方程式估算之最大登階高度............................................................................ 47. 表2. 最低信心分數判定之最大登階高度........................................................................ 49. 表3. 知覺最大登階高度之描述性統計摘要表................................................................ 50. 表4. 恆常誤差與絕對誤差之描述性統計摘要表............................................................ 51. 表5. 登階高度參照腿長之關鍵比值帄均數.................................................................... 52. vii.

(9) 1. 第一章緒論生態心理學 (ecological psychology) 的觀點指出個體可藉由各種知覺管道，直接從具有豐富訊息的環境中，擷取本身與環境間既存的關係，以引致適當的動作來達成工作目標。登階動作是雙足動物特有的行為，其賦予動物體在不同高度的空間中移動，而引發更多行為的可能性。過去雖然有不少針對視覺導引個體登階之相關研究，但較少從遮蔽個體視覺且操作手杖的方式作驗證，亦無相關研究將身體尺度 (body scale) 的概念導入觸動覺系統進行討論。本研究係以生態手段，經由個體穿著鞋子與環境地面的操弄，檢視個體改變站立高度後是否影響其評估最大登階高度；並檢驗操作手杖之觸動覺探索是否對等於視覺觀察，能敏銳地引致個體覺知最大登階高度的環境賦使。本章內容包括：第一節、問題背景；第二節、研究問題與假說；第三節、研究基本假定與限制；第四節、名詞解釋；與第五節、研究重要性。. 第一節問題背景舉凡步行在崎嶇不帄的山路、拿取合適的工作器具、或走在街道上不受碰撞，個體能夠順利地做出諸多看似帄凡無奇，其實過程卻得在快速且即時的情況下，包含無數個為了達成工作目標的決斷，關鍵就在他們能否準確地覺知適當的環境訊息，換言之，知覺者必頇從認識與瞭解所處環境的過程中，知覺其動作行為的可能性 (Michaels & Carello, 1981)。生態觀點提出不同於認知心理學的解釋方式，藉由動物體與環境互動的.

(10) 2. 角度來了解人知覺與行動間的關係，進而審視人的動作行為。生態心理學起源於二十世紀，此新興名詞始於兩大主軸，其一追溯自 Barker 與 Wright 於 1947 年為探究現實情境如何影響人類行為，在美國堪薩斯州成立有史以來第一個專門探究人與環境相關課題的研究機構，稱之為中西部心理學田野研究站 (The Midwest Psychological Field Station)，其研究人員以系統觀察法與量化技術，詳細記錄環境對個體行為的影響，而此研究形態逐漸發展成一個新觀點，即稱為生態心理學 (Barker, 1968)。Barker 等人認為傳統心理學太過於著重人格研究，以為掌握個體的人格特質，即可依此預測其行為結果；然而同一個人在不同環境中的行為差異，可能大過於不同人在同一環境中的行為，因此 Barker 認為心理學應該致力於環境的研究，不能把人抽離於所處環境，而侷限在心理學實驗室之中，必頇延伸至個體帄時最熟悉的生活環境，著重日常生活行為的觀察，將人、行為、環境視為不可分割的整體，在研究的過程中需一併討論，最終其典範更發展為現今的環境心理學 (environment psychology)。此外，另一主軸乃發祥於 Gibson (1966, 1986) 的著作，其內容以哲學觀和理論建構方式為主，採用直接知覺 (direct perception) 的中心概念，探究與解釋人的知覺系統，他認為知覺發生於動物與環境系統之中，動物體可憑藉各種知覺管道直接覺知環境中豐富的訊息，藉由身體各部位之次系統分工運作，以達成適當的行動與工作要求，而不是全盤經由個體內中樞系統的運算，或是藉腦部活動比對記憶表徵，辨認刺激訊息等間接 (indirect) 的過程。故生態觀點對實驗心理學或動作行為的研.

(11) 3. 究領域導入新的立論基礎，研究者期望運用生態手段來解釋人與其所處周遭環境互動之過程，進而了解各知覺管道（如視覺、聽覺、觸動覺等）與行動間的相互關係，以致於能有效地推論到人們從事的身體活動或運動情境。倘若環境的改變對個體的行為與行動系統之控制有影響效果，個體勢必能覺知環境中的特定訊息並有效運用，因此如何獲取這些訊息儼然是相對重要的課題。 Gibson (1966) 認為感官 (senses) 的功能一方面在偵查外界事物以獲得知覺，另一方面則屬於偵查後詳細判讀而得到感覺 (sensation)，且知覺與感覺共同發生，並無前後之順序性。然而，生理學、心理學、或哲學家對感覺器官的闡述，通常是個體接受特定情境下的刺激能量，諸如光能、聲波、機械力、或化學反應等，這些能量主要是強度或頻率上的改變，以致個體獲得不同的感覺；Gibson 則主張人具備的基本定位 (basic orienting)、聽覺 (auditory)、觸動覺 (haptic)、味嗅覺 (taste-smell)、與視覺 (visual) 五大知覺系統能主動地擷取環境訊息，而刺激源即來自個體所處的環境之中，儘管其容易伴隨著時間與空間而改變，但主動的觀察者依然可透過知覺系統與環境刺激變項的共振作用 (resonance) 以產生知覺 (Michaels & Carello, 1981)。個體在覺知環境中不變 (invariant) 的特性，不是全然地依靠腦部記憶表徵與外來刺激比對，經訊息處理後的產物，而是透過知覺系統直接擷取環境中特殊的不變性，環境事物都是構成其整體的一部份，當個體有看到、聽到、或觸碰到的知覺，大多是人與周遭環境相互參照下的穩固關係。經上述.

(12) 4. 簡介生態觀點對知覺與感覺的定義後，以下針對環境何以夾帶豐富訊息，和動物怎麼從中擷取訊息討論之。 Gibson (1986) 定義環境是環繞在有知覺意識或行為之動物體的週遭事物，凡分布在動物主體周圍的物質 (substances)、介質 (medium)（包括水與空氣）、甚至是主體外的其他動物（客體）都屬於主體環境的一部份，故每位觀察者的環境是私有且獨特，兩個觀察者不可能在同一時間出現在同一個空間位置，且不會具有相同的周邊環境。描述生態環境與使用公制單位來測量物理環境有所不同，如欲衡量某事物的尺寸與質量，必頇參照動物本身建立相互關係，環境中交織 (nesting) 許多大小不同的物體與事件，是完整而不可分割的整體，故捨棄動物體傴觀察物理事件會失其適切性；就時間而言，人無法直接察覺時間，而是藉由環境事件的改變、過程、與序列，人才能知曉時間的久暫。除了從物質、能量存在的基本形式來闡釋訊息相關 (information-about) 的元素之餘，更應說明訊息給予 (information-for) 動物的行動機會，一併考慮兩個面向，才得以完整解釋個體知覺與行動的原貌，即呼應 Gibson 所提出的環境賦使理論 (theory of affordances)。環境賦使 (affordances) 是來自環境中有結構的表面佈局 (layout)，可提供（賦予）動物體產生行為舉止的可能性，亦為動物體與環境之間的關係；例如某階梯的結構穩固，且踩踏表面帄緩，就可能賦予個體產生攀爬的動作，此涉及個體腿長與階梯高度存在的特定關係 (Warren, 1984)。此外，Gibson 認為生態壁龕 (niche) 是某時空當下，個體.

(13) 5. 所處的空間點，指的是一個合適的場域，亦為環境賦予動物體產生行動的可能性，與動物生活方式息息相關，動物體可藉環境提供的行動機會來達成特定的意圖。雖然動物體本身條件或環境存有某些限制，仍可因為工作目的而覺知不同的環境賦使，進而掌握它所處的狀態以利於達成目的。而動物體的行為乃出於知覺與行動的相互導引，意指本身頇與環境互動，才能構成完整的聯合 (coalitions) 關係，即動物－環境的生態系統 (ecosystem) (Michaels & Carello, 1981)。生態觀點中除了直接知覺與環境賦使是重要的中心概念之外，Gibson 更主張個體可藉由各種知覺系統覺知外在環境與本身的關係，一方面在引致行為產生，另一方面則透過行為舉止來幫助個體知覺，故他曾描述：「我們為了移動而需要知覺，但也必頇為了知覺而移動」 (p.223)。行動並非只是知覺後的產物，個體移動過程中，在環境中產生的動作會不斷地在所處空間產生變化，其包含同時進行知覺的過程，如此個體即能獲取環境訊息中不變的特質，此即知覺－行動的配連 (perception-action coupling)，說明了知覺與行動是成對並進的關係，而非先後順序或似循環式地連結。人類與靈長類動物使用器物來達成特殊工作目標，是一種行為演化與智慧表現的象徵，探究物種或族群對器物的操作，亦是觀察其文明發展的指標，而個體使用工具和其知覺行動能力的演進是共同存在 (Wagman & Carello, 2001)。若個體欲想完成某一項工作要求，可主動探索與此工作相關且提供特殊功能性的器物，進而驅使個體產生行動，使.

(14) 6. 用適當地器物來完成工作。完形 (Getstalt) 心理學家 Köhler (1976) 發現黑猩猩在未經刻意指導或訓練，就可自發地利用不同長度的棍子鉤取遠處無法觸及的食物，雖然 Köhler 將其現象歸因於認知上的頓悟 (insight)，卻進而解釋棍子對成功取得食物的黑猩猩來說，存在解決問題情境之行動的關係，棍子的長度和食物放置的距離有著不變的特質存在，具有驅使黑猩猩利用器物來獲取食物的可能性。然而過去有關使用工具之相關研究，大多著重運用邏輯性的思考來解決工作問題，較少探討環境賦使與個體使用工具效果的關係。因為視覺系統佔人體訊息傳入的 80%以上（楊玉芳，2002），其他感官分佔其餘的 20%；所以，觸動覺相較於在空間感知能力具主導性的視覺來說，是否屬於較次級的知覺系統呢？然而，有趣的是想像你伸出手抓取眼前所看到的物體時，結果它卻只是投射影像而抓不到器物的實體，亦即沒有任何觸覺訊息的提供，此時你會相信觸覺？還是視覺？除了依靠視覺 (visual) 與聽覺 (auditory) 之外，人在現實情境當下有無數的機會是藉由觸碰 (touch) 與周邊環境直接接觸，觸碰又可分為動覺 (kinesthesis) 與皮膚壓力 (skin pressure) 兩個層次。Gibson (1966) 認為觸動覺系統 (haptic system) 是個體憑藉身體與環境相接觸，進而從中擷取訊息的知覺管道。解剖或神經生理學對觸覺的探究多半利用外界刺激加諸在受測個體身上，並從各種感覺反應中歸類不同觸覺形式，但是以感覺來替代知覺確實有落差，而且經觸碰的知覺大多屬於個體主動獲取訊息的過程，例如用手探索物體的表面與實體，不傴只對特定身體部位的皮膚、關節、或肌肉，作單一面積.

(15) 7. 且短暫的壓力刺激，而是包含人整個肢體形式或力量大小的連續變化，所以 Gibson 認為觸覺的產生不應該像解剖或神經生理學所形容，只限定於物體附加在個體身上的感覺而已，其必然包含環境或器物賦予個體什麼功用的知覺。現實情境中，人經常透過器物操作或輔助，讓生活更經濟而有效率，例如運動器材與醫療輔具等。人體四肢屬於探索的感官，亦是表現動作的器官，換言之，它們具備解剖學上的感覺與執行動作的能力。人的眼睛雖然能用來觀察環境，卻無法做任何物理性質上的改變，但透過手或肢體的活動，人不傴能探索外在世界，更可以改變某些環境佈局 (Gibson, 1966)；如同先前提及人體身上的附屬器有增加訊息擷取可能性的功能，人類可使用像是人工附屬器的手杖來探索其周遭環境。Gibson 認為操作器物是靈長類動物特有的行為之一，並提出 dynamic touching （本研究譯為動態觸覺）解釋人與手上器物互動的過程。當個體以手揮動 (wielding) 或是提舉 (lifting) 器物時，其肌肉、肌腱、骨骼與關節等次系統為了產生力量抵抗物體慣量 (inertia)，會結合皮膚系統、肌肉組織、骨骼、關節中的機械受納器 (mechanoreceptors) 獲取的觸覺訊息，以應對出抵抗外力所需的程度 (effort)。刺激訊息除了來自器物固有的質量之外，透過手持器物並任意地揮動，其過程中的每個時間點，慣量對肢體的刺激會不斷地產生變化，經時間流轉，觸動覺系統便可濾出訊息的不變特質，由此獲得個體與器物之間的相對關係。動態觸覺強調個體頇用身體主動的 (active) 進行探索動作，而非依靠外在刺激被動地 (passive) 加諸於身體.

(16) 8. 上，例如提起皮箱或利用雙手拋接球等動作，因此，動態觸覺意指個體可從皮膚與關節中獲取空間與形狀的知覺，更涵蓋來自肌肉和肌腱非空間訊息的擷取，以覺知有關器物的實體材質與慣量。基於直接知覺的生態觀點，個體能運用不同的知覺管道（觸動覺、視覺、與聽覺等）擷取環境中既存的豐富訊息，為偵查行為的可能性，重點在於關鍵的環境賦使能否被覺知。過去研究證實，個體在無任何練習經驗的情境下，可憑藉視覺準確地評估最大與最偏好之登階高度 (Warren, 1984)、可穿越間隙的最大寬度 (Warren & Whang, 1987)、可跨越缺口之界限 (Burton, 1992)、與椅子可坐下與障礙跨越的最大高度 (Hirose, & Nishio, 2001; Mark, 1987)。由於個體可擷取本身條件與環境間既存的關係，屬於知覺不變的特質，其包含個體的腿長或眼睛高度和環境佈局之間的關係，被喻為身體尺度。Warren (1984) 認為動物與環境之間是一種動態的適配 (dynamic fit) 關係，意指動物與環境在不同的時空背景下，可能具備不一樣的身體條件或環境佈局，當兩者的屬性達到適當的關係，動物即可能發生某一種行為表現，以滿足其意圖，比如個體身上的附加物（不同負重位置的背包或穿著底部被增高的鞋子）改變他和環境之間的關係時，即可能影響行動能力的界限 (Mark, 1987; Regia-Corte & Wagman, 2008)。另一方面，若個體有適當的身體動作，就能藉由視覺系統獲取更明確的環境訊息，例如移動中判斷高飛球可否接到 (Oudejans, Michael, Bakker, & Dolné, 1996)、適度的身體擺動有助於靜止站立時，判斷最.

(17) 9. 大可坐高度等 (Mark, Balliet, Craver, Douglas, & Fox, 1990; Mark & Vogele, 1987; Stoffregen, Yang, & Bardy, 2005)，證實行動對於知覺結果的知悉 (learning) 扮演相當重要的角色。過去有關身體尺度與知覺環境賦使的課題，多聚焦在視覺管道的探究，而觸動覺系統的研究，也常趨向討論器物特性的知覺，例如轉動慣量對個體知覺長度的影響 (Solomon & Turvey, 1988; Turvey, 1996)，或是有關器物在特殊情境下的可用性，例如判斷棍棒甜區 (sweet spot) (Carello, Thuot, Anderson, & Turvey, 1999; Carello, Thuot, & Turvey, 2000)、評估球桿的適用性等 (Hove, Riley, & Shockley, 2006; Wagman & Carello, 2001, 2003)，較少從身體尺度的概念來解釋相關觸動覺系統的課題。 Burton (1992) 發現個體在遮蔽視覺情境中，手持木杖探索可跨越缺口之遠端觸動覺 (remote haptic perception)，相較於視覺評估情境，觸動覺評估可跨越缺口的結果趨於保守，大多低估個體本身實際可跨越的最大缺口寬度。Klevberg 與 Anderson (2002) 觀察成人與孩童運用視覺與觸動覺評估能否穩定站立在債斜面上，發現成人與孩童操作手杖的探索方式，皆會高估實際可穩定站立的斜面角度，且高估角度明顯地大於用視覺觀察；此外，以觸動覺進行評估的時間明顯長於視覺觀察，而成人在觸動覺之信心分數也顯著地低於視覺，故 Klevberg 與 Anderson 認為觸動覺系統較視覺保守且不敏銳。然而， Fitzpatrick, Carello, Schmidt, 與 Corey (1994) 發現個體操作手杖並透過觸動覺評估可穩定站立之債斜面，縱使評估的信心分數較低且需要長時間的探索活動，其覺知最陡峭的斜.

(18) 10. 面角度與視覺評估的結果卻相當接近，反對觸動覺較視覺系統不敏銳且保守的說法。 Regia-Corte 與 Wagman (2008) 認為行動者覺知可穩定站立斜面之環境賦使，與其身體重心位置的高低的有密切關係。儘管在不提供視覺訊息情境下，行動者仍可透過手杖探索的方式，覺知斜面能否穩定站立，其結果與視覺觀察無明顯不同。雖然知覺系統各有其限制存在，但個體為了有效擷取環境訊息，各種知覺系統幾乎是共同作用，且有主導的現象；是故 Fitzpatrick 等主張觸動覺與視覺系統皆能在特殊情境下，適當地覺知個體行動可能性的訊息，進而達成動作控制或工作表現，觸動覺是可信且準確的知覺系統，與視覺具對等 (equivalence) 的知覺能力，非次級的系統。經由操作手杖的觸動覺探索來輔助或引導方向，非一般個體所熟悉，但對於視覺失能族群卻相當重要，除了一般個體與視覺失能者在主要知覺感官和行動經驗可能存有差異性之外，正常視力者在有、無視覺情境中操作器物覺知特殊環境賦使，亦受到個體條件與環境佈局的影響，過去研究並無一致的結果，更鮮少研究將個體條件列入討論，例如 Klevberg 與 Anderson (2002) 探究手持木杖評估可穩定站立之斜面時，只考慮到不同年齡的效應，卻未針對孩童與成人之身體條件（如身高、手長）對實驗工作的影響。因此本研究除了探討有正常視力且無肢體失能之成人評估最大登階高度，是否受到站立高度改變之效應，亦使用觸動覺探索與視覺觀察兩種評估方式是否會有一致的關鍵界限，故本研究將個體條件（腿長）列入考量，進一步檢驗知覺系統對等的論點。.

(19) 11. 第二節研究問題與假說一、研究問題基於理論背景及過去相關文獻所發現之待解議題，本研究提出之研究問題如下：（一）個體在不同站立高度情境中，評估最大登階高度與其準確性是否一致？（二）個體透過不同知覺系統評估最大登階高度，其參照個體身體尺度之關鍵比值是否相同？（三）個體以觸動覺探索和視覺觀察兩種方式，覺知最大登階高度的準確性、信心分數、以及評估時間是否相同？. 二、假說根據對理論背景與過去相關文獻之探討，針對研究問題提出之假說為：（一）個體在改變站立高度情境中，評估最大登階高度與其準確性，真實地板與積木鞋情境相較於升高地板會有顯著差異。（二）個體操作手杖進行探索之觸動覺或視覺觀察，評估最大登階高度，參照個體腿長之關鍵比值，不同知覺系統間會有顯著差異。（三）個體以觸動覺探索方式覺知最大登階高度的準確性、評估的信心分數與時間，比較視覺觀察有明顯不同。.

(20) 12. 第三節基本假定與研究限制本研究聚焦在探討改變個體站立高度後，對觸動覺與視覺系統覺知最大登階高度的影響，並未討論個體限制，因此研究中之參與者皆具備正常視覺（包含經矯正後），不限定無特殊持拍運動經驗（包含棒球、網球、羽毛球、與桌球等手持器物之運動），並假定參與者所受一般體育課之教學並未影響其知覺評估。參與者屬於視覺正常者，固無法將結果推論至視覺障礙族群（成盲與弱視），因為一般人與視覺障礙者執行登階動作，可能參照不同的身體尺度。基於生態觀點，本研究假定個體以視覺遮蔽並持握手杖進行探索式碰觸，包含器物慣量與物體碰撞之震動產生的相關訊息，可憑藉觸動覺管道擷取，並覺知本身與前方階梯高度的相對關係。. 第四節名詞解釋一、環境賦使 (affordances) Gibson (1986) 認為環境賦使 (affordances) 是來自環境中的表面佈局之結構，可提供（賦予）動物體產生行為舉止的可能性，亦為動物體與環境之間的關係。本實驗之環境賦使意指階梯可賦予實驗參與者可向上攀爬的動作，如 Warren (1984) 與 Mark (1987) 所論述產生此動作牽涉個體腿長與階梯高度之間存有某一特定的關係，是可能引發個體產生登階動作的關鍵。. 二、視覺訊息 (visual information).

(21) 13. Gibson (1961; 1986) 以生態光學 (ecological optics) 解釋有關動物與環境間光的物理量，此論點不同於解剖生理學認為個體接受光刺激，會在視網膜上成像的說法。環境中包含來自能量源的發射光 (radiant light)，而形成被照亮體 (illumination)，與透過光不斷地反射，被照亮體會形成有結構且可被觀察的環繞光 (ambient light)。隨著不同情境中物體表面的改變，其不只是單純的物理能量，而是夾帶著訊息，這些具有結構亦富含訊息的光，非必頇經由他人的指導，即可被個體的視覺管道直接擷取。本研究的視覺訊息即為實驗參與者站立於定點，藉由眼睛觀察前方台階之結構，並評估其高度能否攀登，此外，透過站立高度的實驗操弄來改變視覺訊息。. 三、觸動覺訊息 (haptic information) Gibson (1966) 認為觸動覺系統(haptic system) 是個體憑藉身體與周遭環境接觸，進而從中獲取觸碰的相關訊息。動物體之觸動覺主要可分為兩個部份，其一是皮膚的附屬器 (cutaneous appendages)，可獲得和表面接觸、擠壓、變形等二維的膚覺，其二則是以骨骼為基礎的身體部位 (body members)，能從三維空間中覺知物體結構的特性。本研究之觸動覺訊息來自參與者操作手杖，在遮蔽視覺的情況下，站立於定點進行探索式地觸碰台階表面與周遭地面，藉此評估可登階高度。. 四、知覺最大登階高度 (perceived maximum riser height, PRmax) 意指登階之個體將身體重心從一個支撐面上，直接地提升到另一個支撐面，超過最.

(22) 14. 大登階高度，個體需要改變原本以單腳抬腿登階的動作形式，例如使用雙手支撐以輔助登上階梯。因此，個體抬起單腳登上台階為本研究之可以攀登階高判斷的標準，其餘需要改變動作形式才能登上台階的方式都排除在外，亦不考慮能否下台階的高度，此評估可以攀登階梯高度的臨界值定為最大登階高度 (PRmax)。. 五、登階高度之關鍵比值 (critical pi value of raiser height, Rπc) Gibson (1986) 認為環境與動物的適配，應該以內在固有的 (intrinsic) 測量方式，而非賦予外加 (extrinsic) 意義的公制單位。Warren (1984) 以 π = R/L（R 代表階梯高度，L 則屬動作者的腿長）的比例關係描述個體覺知關鍵與理想可登階高度的環境賦使。本研究沿用此公式，計算登階高度之關鍵比值 (Rπc)。值得注意的是，當參與者穿著高 10cm 的積木鞋，測量腿長即包含鞋子的高度，即腿長＋10cm。. 第五節研究重要性自 Warren (1984) 以幾何學的概念探討參照身體尺度的環境特性，描述視覺引導登階之環境賦使，導出關鍵比值 (.88) 與理想比值 (.25)，證實個體腿長與階梯的關係（高度或深度）對引致登階動作的重要性。本研究從個體操作器物探索環境之動作，對照視覺觀察的方式，藉身體條件與環境佈置的操弄，驗證個體改變站立高度後，其觸動覺系統是否也能運用類似視覺系統與其身體尺度的概念來詳述，並釐清兩種知覺系統在過去研究獲得不一致的發現，進而探討生態觀點中知覺環境賦使的議題。.

(23) 15. 第二章文獻探討基於理論背景與研究問題，本章結合過去以身體尺度描述個體與環境之關係，和有關觸動覺與視覺覺知環境賦使之相關文獻，並從生態觀點討論之。本章主要內容為：第一節、身體尺度；第二節、動物－環境的動態適配；第三節、觸動覺系統；第四節、文獻小結。. 第一節身體尺度 Gibson (1966, 1986) 認為動物可透過視覺管道來導引其行為，起因於環境中的物體表面或事件能賦予動物產生行動的可能性，意即環境賦使是環境相對於動物的某一種特定屬性，也是環境本質參照於動物體的特定關係，是故環境賦使以動物和環境的關係為基礎，無強弱大小之分，行為產生的關鍵就在於動物能否透過知覺管道察覺兩者間的關係。比方說某一條道路提供動物體移動的機會，例如地上表面結構（水、泥土、或石塊）與人體重量的關係是通行道路與否的重要條件，道路上的硬度賦予人在其表面上行走的可能性，反之水面若規劃道路則無法讓人通行，因此，動物若要採取某行動以達到其目的，必頇覺知環境與行動系統之間的關係。Warren (1984) 在視覺引導登階動作的研究中，採用內在固有的 (intrinsic) 單位，稱之為身體尺度來解析視覺訊息和登階者行動之間的關係。 Gibson 假定環境中的物體 (objects) 有其完整而不可切割的特性，且得以被動物體.

(24) 16. 覺知，因為物質 (substance) 構成的表面 (surfaces) 具有下列幾項生態定律： 1. 所有維持在恆常狀態的物質都具有表面，且這些表面可形成環境佈局。 2. 物質具有黏性，故表面能抵抗變形與破壞。 3. 物質有凝聚與結合的特性，可防止表面的碎裂與瓦解。 4. 不同物質可組織或構成具有不同紋理的表面結構，泛指佈局的結構與呈現顏色。 5. 當表面被微弱或強烈的光所照亮，可形成不同的亮度與陰影。 6. 不同物質的表面除了具有特定的反射係數外，亦可吸收不同比例的光。所以個體能自在地生存於環境之中，透過感官之看、聽、聞、與觸碰等活動，獲取環境佈局中既存的特性，有助於持續地控制自身的動作行為。不傴如此，為了辨別環境中無數的物質，個體亦頇藉由看見或觸碰的不同表面以獲知其特質。任何動物所處的環境包括光、聲音、物質、物體、表面都具有其結構與固有的意義，即 Gibson 慣稱的環境訊息。訊息處理觀點認為訊息只是單純的刺激，需透過認知介入來主觀評述，訊息才具有價值與意義，然而 Michaels 與 Carello (1981) 指出環境訊息允許知覺系統產生既豐富又精確的直接知覺，以下分別以知覺恆定性 (perceptual constancy)、生態物理學 (ecological physics)、與幾何學概念 (geometric concept) 進一步引述不變性的概念。知覺恆定性意指個體附近的刺激產生改變時，依然能覺知物體恆常的特質；當個體靜止但物體移動、個體移動但物體靜止、或個體與物體皆動的情況下，個體可從所擷取.

(25) 17. 視覺光流 (optic flow) 的改變，覺知尺寸 (size)、亮度 (brightness)、與形狀 (shape) 不變的特質。比如由角球區飛往禁區的足球，儘管其影像逐漸擴大，守門員仍可覺知它正快速地往球門接近，而非真正變大；穿著白襯衫打著黑領帶的上班族，不管在太陽底下或昏暗的辦公室裡，仍可看出他白色與黑色具備鮮明對比的穿著；不管站在哪個角度看會議桌，它的形狀都是維持恆定而不改變；簡言之，找尋環境中的不變性，即是在搜查由光所建立之物體與知覺者的橋樑 (Michaels & Carello, 1981)。一般醫學或解剖生理學認為人的眼睛之所以能看見色彩豐富且明暗分別的環境，主要是因為腦部與眼睛構成精密的視覺系統，其虹膜 (iris) 中央的瞳孔 (pupil) 控制進光量的大小，入射光通過水晶體 (lens) 而投射在眼底的視網膜 (retina)；而視網膜上散布著無數的感光細胞負責將光轉變為電脈衝，其中桿狀細胞 (rod) 對於光線的明暗極敏感，而主要生長在中央小窩（或稱中央視區，macula）的錐狀細胞 (cone) 則對於色彩、輪廓的辨別較敏銳；透過多樣的收集細胞將感受刺激後傳至枕葉的視覺皮層，做進一步的辨認，然而屬於帄面 (2-D) 的視網膜上，如何能在腦部中型塑出我們眼中的三維 (3-D) 立體世界，關鍵在於視網膜上並非成像我們所看到的事物，（瞿錦春、張芬芬，2006）。Gibson (1961) 提出生態光學 (ecological optics) 的概念來解釋有關動物與環境間光的物理量，換句話說，充滿光的環境即在動物體眼前形成具有結構的視覺光佈 (optic array)，而知覺者的活動傴是在此整體結構中取樣 (sampling the global structure)；Michaels 與 Carello 以全息圖 (hologram) 進一步解釋，某.

(26) 18. 一物體和它的佈局本身就屬於有結構的光所組成，可在無參照任何影像或表徵的情況被註記 (registered) 下來，重點在全息圖可以從多種位置來觀察其中不變的結構，若人的眼睛如同全息圖，像是可被切割下來的小片段，就足以提供 3-D 物體的影像；另外，在時間中所謂形式的不變性，如不同樂器演奏相同的旋律，即使改變其調性 (key) 或節奏，都可被聆聽者辨認出來，因為各個音符之間在特定的調性中，即存在固定的升降音程與時間間隔關係，或稱為結構的不變性 (structural invariants)。此外，環境訊息具有轉變的不變性 (transformational invariants)，若以都普勒效應 (the Doppler effect) 為例，聲音的傳遞會從高頻轉為低頻、由大聲變小聲，聲音的強度與音高有特定形式的改變。當然，環境是充滿訊息的空間，絕不脫離許多有關幾何學的結構，不過歐幾里德幾何學 (Euclidean geometry) 傴能解釋有固定距離形狀之物體轉向或映射的問題，無法進一步說明物體不變但其上兩點距離改變的現象，像是微笑的臉或是彎曲的手指，生態觀點會運用偏向質性描述的拓墣學 (topology) 解決幾何學無法解釋的現象，個體覺察的訊息乃超越單純幾何學上的形狀，而是對複雜環境事件的知覺。總括前述，個體具有偵查物體尺寸、亮度、與形狀的知覺恆定性，亦能從豐富完整的環境訊息中獲知結構與轉變的不變性，物理環境不可只用單純的幾何學來解釋。 Gibson (1986) 認為環境特性的描述不能只是武斷地定義 (arbitrarily defined) 或使用非固有之外在單位 (extrinsic units) 測量，而頇參照動物本身的條件，例如個體判斷拿起.

(27) 19. 某一球體進行投擲動作時，球的輕重是參照個體手臂的力量，若球體重量與個體手臂力量超過特定之比例，就不會引致個體做出投擲動作。Burton 與 Davis (1996) 的生態工作分析 (ecological task analysis, ETA) 即提倡個體、環境、與工作三大限制的交互作用，除了要求達成工作目的之外，必頇考慮到個體的條件與環境的特性，允許個體有更多選擇完成目標的可能性；所以使用絕對標準（例如公制的長度、距離、速度、頻率、與能量等）衡量有不同條件的個體，在某工作任務上的好壞是有其限制和缺失，若能考慮個體本身可能影響表現的條件，勢必會發現動作行為產生的不變特質。如果使用 E 來表示環境特性，A 則屬於動物特性，而 π (pi value) = E/A 就能呈現環境與動物間無維度的 (dimensionless) 比例關係。Warren (1984) 也認為動物與環境必頇在某一種特定關係之下，才會引致該目標動作的發生，稱為動態的動物環境系統適配 (dynamic animal-environment fit)，是故不同情境下能覺知不同的環境賦使，行為亦會隨著不同 π 而改變，此行動的可能性有賴於環境特性與有機體行動系統的適配 (Warren & Whang, 1987)；例如青蛙穿越缺口時，隨著缺口增加至其頭部的 1.3 倍，其跳躍動作之頻率會大幅幅下降 (Ingle & Cook, 1977)。Warren 提出個體評估階梯能否攀爬存在一關鍵點 (critical point)，如同舊動作轉移至新動作的閾值，若超過此關鍵界限 (critical boundary) 將引致個體使用另一種動作形態進行登階，例如動作者不只舉起登階腳，而頇依靠手支撐來輔助。此外，當環境與動物體的關係達到理想點 (optimal point)，將引致較舒適且經濟有效.

(28) 20. 的動作。所以，個體的身材雖然包含矮小與高大，其評估階梯環境賦使，無論是最大高度（可否登上階梯）、最適高度（挑選一個較舒適的階梯攀爬，並將網球放入箱子中），兩族群之間雖然有明顯的差異，但經參照各體腿長與前述的關鍵值或理想值比例化之後，原本因為身高差異帶來兩族群評估階梯高度的不一致，即獲得相同且固定不變的比值 (π = R/L)，其中關鍵點之比值 ( πc ) 為 0.88，理想點之比值 ( πo ) 為 0.25。不傴如此， πc = 0.88 也應證採用人體肢段比例和生物力學模式換算獲得的關鍵值有其可信度，而 πo = 0.25 相當接近使用生理學測量登階時最小能量消耗所獲得的比值，此結果能合理解釋知覺關鍵界限（可以登階之最大高度）與偏好（登階之理想高度）並不需透過要心智運算階梯高度與腳長的絕對數值，或運用生理儀器檢測能量消耗的多寡，個體藉由視覺管道即可直接擷取有關攀登階梯的環境賦使。Warren 與 Whang (1987) 依據不同肩寬大小之參與者，檢視其視覺評估間隙 (apertures) 的可穿越性，動作者採正面步行方式，並以快速與一般兩種速度走向不同大小的間隙，結果發現大肩寬組比小肩寬組有較明顯的轉肩動作，且兩組在快速步行時的轉肩動作也都明顯大於一般步行速度；然而，可以穿越間隙之關鍵值參照動作者的肩寬後（可以穿越間隙之關鍵比值＝可以穿越間隙的最大寬度/動作者帄均肩寬），無論動作者體型大小為何，在一般行走速度中評估可穿越間隙的關鍵比值為 1.3。此外，Warren 與 Whang 認為有關環境大小 (size) 之訊息，來自於視覺系統擷取物體相對於觀察者身體大小的尺度化，然而觀察點的位置佔了很重要的因素，.

(29) 21. 例如個體的眼睛高度 (eye height)。其研究讓參與者分為站立於一般地板與升高 26cm 之假地板兩組，檢視個體評估可以穿越間隙的最大寬度，是否受到眼睛高度改變的影響，結果發現觀察者站立於假地板比站立於未加高的真實地板，有較小的可以穿越間隙之寬度，意謂提升個體眼高對可穿越間隙之判斷出現高估的現象。根據兩組評估可穿越間隙之關鍵值的差異，可推論內在之視覺訊息確實會影響知覺界限的改變。但兩種情境之關鍵值參照觀察者的有效眼高 (effective eyeheight，觀察者眼睛到腳站立之地板的距離) 後，則獲得一致的比值 (A/e = 0.29)，意指個體以靜態單眼評估間隙能否穿越，並非依照外在環境的絕對大小，而是個體透過視覺管道知覺眼高與間隙寬度關係的內在訊息。因此，該訊息可被個體的行動系統所尺度化，用以調整身體轉動的幅度或直接穿越間隙等動作之依據。有關覺知身體尺度的相關訊息，除了憑藉視覺外，Burton (1992) 探討無視覺情境以手持木杖的方式評估缺口跨越環境賦使，其實驗亦對照視覺情境來檢視遠端觸動知覺 (remote haptic perception)，其發現個體可憑藉手持探索器 (probe) 覺知缺口跨越之行動分界，不管有無視覺管道之動作者，兩種知覺管道評估缺口可跨越度的可信度近乎相同；當使用視覺觀察最大可跨越缺口的寬度，不同身高組別對缺口能否跨越之界限有顯著不同，但身高間的差異，都能經由動作者腿長的尺度化將之去除，代表身體肢段參數與缺口大小的確是個體進行缺口跨越與否的主要依據；然而無視覺情境下，對於可跨越寬度.

(30) 22. 都有下降的趨勢，表示個體在失去視覺引導後的確在評估上趨於保守。. 第二節動物－環境的動態適配 Mark (1987) 指出知覺者在穿上 10cm 的積木鞋後，未經過任何實際坐下的練習，即能覺知自己行動能力的改變，調整坐最大坐高的評估。Mark, Balliet, Craver, Douglas, 與 Fox (1990) 進一步以多種實驗情境來檢視知覺者評估最大坐高的再調整 (retuning)。首先以多個定點走動和單一定點站立兩種觀察方式來評估最大坐高，發現不管有無走動，實驗參與者穿著積木鞋皆會發生最大坐高的再調整，再次驗證 Mark 的發現。在單眼窺視孔情境 (monocular peephole viewing condition) 中，個體不管有無穿著積木鞋，評估最大坐高的再調整消失，而且相較於前兩個情境，最大坐高的變異性明顯增大，主要原因是知覺者必頇竭盡所能從窺視孔觀察，因而削減了身體最自然的擺動，Mark 等認為當個體最基本的身體動作都被限制住，將無法引致有關最大坐高或者是進行再調整的訊息。如同 Gibson (1986) 所提出，有關已存在環境佈局的訊息相當特定且明確，並非只是一瞥而過的刺激，而觀察者本身的行為舉止將帶來視覺光佈的連續轉變，這些轉變中的不變性足以覺知特殊工作要求的環境賦使。從理論推導，限制觀察者探索式活動確實會影響其評價最大坐高，當實驗參與者以卓別林式站姿 (awkward stance) 評估最大坐高，無論有無穿著積木鞋，都無法準確地決定自己的最大可坐高度，也無再調整，意指個體為維持不穩定姿勢，同時間又得評估最大可坐高度，推測個體在此情境中，知覺系統的訊.

(31) 23. 息擷取產生了多種功能要求的衝突，造成知覺者無法正確地估測最大坐高。同樣地，當知覺者被限制住頭部動作時，無論有無穿著積木鞋，都無法準確地評估最大坐高，亦無再調整發生，且都有高估實際坐高的現象。探索式活動的確有助於個體蒐集 (gather) 訊息，這是為了要覺知身體尺度訊息有關的環境賦使，但並非所有的活動都有能有效地擷取訊息，因為知覺者在特定情境下會型塑出符合自己的探索活動來覺知重要訊息，甚至能在多次的行動當中重新覺知新的關鍵界限。Mark 等以定點站立和窺視孔兩種情境加入詴作前的實際坐下練習，結果發現不管有無穿著積木鞋，練習皆未能使最大坐高評估變得更準確，也無法產生再調整；藉由統計分析得知，觀察情境的變化的確比詴作次數和實驗前練習更能解釋知覺評估的效果，所以探索式活動在擷取環境賦使訊息有其必要性。提供探索式活動即可能覺知某些環境賦使訊息，反觀若個體為了擷取有關維持身體姿勢的訊息反而會妨礙其從事關於覺知坐高的環境賦使；因此，允許個體在不熟悉的情境中從事適當地探索活動，確實與知覺環境賦使的再調整有密切關係。Stoffregen, Yang, 與 Bardy (2005) 除了延續 Mark 等深究探索活動的課題與實驗設計，更進一步檢視個體站立之身體擺動 (body sway) 在評估最大可坐高度時所扮演的角色，主要觀察實驗參與者頭部與軀幹在三維空間的擺動情況。其研究結果發現，個體不管有無穿著積木鞋，都有部份參與者產生評估最大可坐高度的知悉 (learning)，意指過去研究提及的再調整，將有無知悉分開檢視，知悉組的確經由 24 次詴作之後逐步趨近實際最大可坐高度。其實.

(32) 24. 驗蒐集參與者在第一次詴作前的 60 秒靜止站立（控制情境）、評估期間、與兩個評估之間身體擺動在空間中的運動學參數，結果發現評估期間與兩評估之間的身體擺動有顯著不同，主要是評估期間身體擺動顯著地變小，尤以頭部和軀幹的前後擺動最明顯；此外，產生知悉之個體在評估期間，無論前後或左右之身體擺動（包含頭部與軀幹）皆明顯大於靜止站立之控制情境，且不管有無穿著積木鞋都會知悉發生，此身體擺動調整現象被歸因為對特定工作的探索活動；所以人能透過特定、適當的行動來幫助他們在知悉任何缺乏練習與回饋的情境中，準確地覺知環境賦使以達成工作目標，這種有關行動能力的知識，並非像記憶一般將訊息儲存在腦部某處，而是保留了面臨特殊情境時，如何擷取訊息的知覺能力。 Oudejans, Michael, Bakker, 與 Dolné (1996) 指出環境賦使非只能依據幾何學上的單位或有關行動表現的身體特徵，時間變項是值得關注的因素，故運動學 (kinematic) 參數也能用來描述環境賦使；他們以棒球接球工作，探討個體在身體有無移動的情況下，判斷高飛球是否可接，並詴圖以視覺加速度 (optical acceleration) 的訊息值來解釋個體判斷飛行的球可接與否，除了仰賴球在空中運行的軌跡（距離）作為辨別依據外，更要配合個體行動能力，所以使用接球者與球相對運動的關係確實較恰當。其研究發現無論是棒球運動的精熟者或新手，以定點站立的方式（無跑動），將缺乏判斷球可接與否的知覺訊息，反之，移動中接球之判斷的確優於靜止站立不動，證實提供適當的移動機有利於.

(33) 25. 個體覺知環境訊息，更可合理解釋知覺與行動的配連關係。. 第三節觸動覺系統 Gibson (1966) 認為觸動覺系統 (haptic system) 是個體憑藉身體與周遭環境互相連接，進而擷取訊息的知覺管道。Haptic 的字源表可控制 (able to lay hold of) 之意，乃是人或動物運用其身體或肢體來覺察環境事件，不傴能獲得動覺 (kinesthesis) 與皮膚壓力 (skin pressure) 的感覺，更能覺知身體與外在物體的相對關係。不同於其他知覺系統限定於特定部位之器官，觸動覺包含個體全身上下，有最多的身體部位與其表面構成。因為解剖上的限制，人體四肢在觸動覺系統扮演著重要角色，它們不只是一種感覺器官，更是行為表現的動作器官，換句話說，它們具備解剖學上的感覺（feeling）與執行（doing）的能力。Gibson 將動物身上複雜的觸動覺系統分為兩個主要部份，第一是皮膚附屬器 (cutaneous appendages)，第二則是以骨骼為基礎的身體部位 (body members)。. 一、觸動覺系統的組織與運作人的毛髮、手上的指甲、陸生動物專屬的爪子或蹄、甚至是頭上的角都屬於皮膚的附屬器，動物不只能藉此獲得觸動覺，亦能擴展其動作範圍，以提升訊息接收的可能性。 Gibson 認為皮膚的觸動覺乃來自這些附屬器間接地給予，而非直接，如同解剖學所描述，毛囊濾泡、指甲根部、爪、蹄、或角的底端都被複雜的神經末梢包覆，附屬器只要稍微受到外力的刺激，即可引致觸動覺。儘管如此，動物藉觸動覺系統擷取外在事物的.

(34) 26. 改變，並不只是獲得機械受器或神經元的刺激傳遞而已，因為除了皮膚與附屬器的基本功能外，身體部位扮演著和皮膚共同作用的重要角色，所以不能只談論皮膚的刺激接受與感覺產生。陸棲脊椎動物的身體主要由鉸鏈般的骨骼所構成，讓動物的身體獲得力學上穩定且具備彈性的優勢，此外，脊椎動物的身體部位是階層式關係 (aristocracy of membership)，是相互引動的系統，非各自獨立而為。因為軀幹與四肢共同的鏈結在一起，所以個體從觸碰所獲得的相關訊息會彼此影響，例如指尖獲取訊息會牽動到腕、肘、肩等部位，後者肢體的動作與知覺的情況皆有賴於前者，是故人體即依靠層次般地身體部位以保持直立的身體姿勢，像是頭相對於軀幹、軀幹相對於腿部、整個人體系統相對於地面的關係，加上頭部內耳前庭相對於重力方向，而身體各關節對其角度的本體感覺，顯然是構成人站立動作能如此精細且穩定的關鍵。縱使在缺少視覺訊息的情境，人的四肢可從身體架構與具有重力、結構的空間中察覺方向，所以全身骨骼的配置於每個時間片段，皆可從各肢體的關節角度與軀幹主軸的相對關係，覺知環境空間中的肢體方位，其作用之生理構造與本體感覺受器有直接關係，Gibson 將此身體與環境彼此互動的知覺形式，稱之為空間知覺 (space perception)。另外，身體部位會隨著接觸不同的環境表面，產生佈局的位移或變形，其中不只感覺自我身體部位的改變，更可從中覺知接觸物的特徵，例如小朋友抓握方塊，除了皮膚與關節產生變形而感覺到手指與球體接觸，亦從手與物體的相對關係覺知其形狀等特徵。.

(35) 27. 二、慣量引致之器物特性知覺當我們用大拇指與中指握住某物體的任一端點或角落（如鉛筆、書本），藉著手腕任意地揮動或擺盪，即使不提供任何視覺訊息，亦可感知物體可能是一枝筆，或是一本書，不傴如此，透過這樣的行動模式也能獲知物體跟手之間的相對位置，譬如筆垂直或債斜於手的某個方向，或手握在筆的中間還是兩端等位置(Turvey, 1996)，此觸碰 (touch) 形式不同於被動地與某物體接觸，或主動地碰觸某物體的表面，其強調個體主動地操控，被歸為動態觸覺。Turvey 藉神經系統的概念來闡述動態觸覺，主要是肌肉與肌腱組織的機械受納器 (mechanoreceptors) 可對伸張、壓力、扭轉、彎曲等反應的感知，自機械能之改變而引致的反應中獲取相關訊息。Solomon 與 Turvey (1988) 探討無視覺以觸動知覺手持器物的可及距離，發現個體傴依靠手腕揮動 (wielding) 器物，不管物體材質與重量、揮動方向在沿著橫斷面或矢狀面、甚至改變揮動頻率，知覺長度（可及距離）與實際長度皆呈線性關係，故個體辨別手上不同器物之可及距離的關鍵，不在於重量、揮動方向與頻率的改變，而是附著在器物各個位置的加重物所造成器物不同的轉動慣量 (moment of inertia)。Solomon 與 Turvey 利用固定轉動支點而改變器物質量分布，與固定質量分布而改變轉動支點兩種方式檢驗轉動慣量假說 (the moment of inertia hypothesis)，可預測的是轉動慣量將會隨著旋轉軸靠近質量中心而下降；第一種操弄方式發現，知覺長度確實會隨著加重物遠離手握點而增加；同樣地，第二種方式顯示轉動.

(36) 28. 軸遠離器物質心就會引致較長的長度知覺。證實器物本身的長度並不會直接影響動態觸覺，因為個體的觸動覺系統屬於空間知覺能力的一種，是故以手操作器物時，身體組織對某些量化的轉動動力有相當敏銳的感知功能，它並非覺知轉動或移動時力（力矩）的改變，而是擷取肢體與被操作物之間不變的特質 (Gibson, 1966; Turvey, 1996)。Kreifeldt 與 Chuang (1979) 也曾提出個體感知手持工具特性的關鍵因素，在於抵抗物體本身的質量於物理環境中產生的旋轉加速度，即固有的轉動慣量，所以兩個從視覺上看起來相同的物體，卻在操作時有不同的轉動慣量，這成為器物使用者以觸動覺系統感知器物的重要依據。不傴如此，觸動覺亦帶給個體察覺特定器物可運用於特殊的工作，意即知覺器物的環境賦使 (Gibson, 1986)，有助於使用者區辨器物的可用性 (Carello, 2004)。. 三、覺知器物可用性的動態觸覺環境中具備某種潛在價值用途的物體被稱之為工具，個體可藉此增進自身的行動以達成工作的有效性 (effectivity)，在生態的觀點之中，工具是與有機體連結的附著物體 (attached object)，它能延伸有機體的知覺與行動能力，進而有效改變個體與環境間的界限；器物的功能性決定於個體行為的特定目的，以使其能達到行動能力與工具之間的適配 (Wagman & Carello, 2001)。當個體面對錘擊 (harming) 或戳擊 (poking) 之工作要求，可經由簡單地揮動過程，評估較適用於各情境中的工具，以達到較成功的表現。戳擊或觸擊工作相較於錘擊動作，需要更高的準確性（如西洋劍攻擊、撞球動作、觸擊短打等），.

(37) 29. 知覺者多偏好質量分布接近手握點之器物 (Pagano & Turvey, 1998; Wagman & Carello, 2001)。Wagman 與 Carello (2003) 主張欲成功地使用手上的工具，必先克服手－工具系統 (hand-plus-tool system) 的旋轉慣量，手於器物的抓握位置即影響整體系統的轉動慣量，所以適當地選擇抓握位置不傴有助於操控工具，更能提高安全性與有效性。當器物質心一致，人在面對不同的工作要求時，能依照特殊目的，適切地定位 (tailor) 抓握位置；例如每個人有不同的手指長度、手掌寬度、與持握物體的肌力，面臨需要準確性的投擲任務，動作者會抓握在接近物體質量集中的地方，有利於控制物體的旋轉慣量，反觀單純著重力量的錘擊工作，因抓握位置較遠離質心將產生較大慣量，有利於錘擊時獲得最大功效。除了用手操作，運動器材的使用亦可成為探究手持器物知覺環境賦使的課題，諸如網球拍、壁球拍、曲棍球桿，這些運動項目的相似之處為皆頇在相當短的時間限制內，揮動手上的器物，給予體積相對較小的球（目標物）足夠的力量。Hove, Riley, 與 Shockley (2006) 以改變質量分布之曲球桿為設計，觀察無經驗之新手於要求高球速的力量工作 (power task) 和截擊擺盪橡皮球的準確性工作 (precise task) 中，針對不同特性之球桿進行適用性評估；其研究發現即使個體沒有任何有關曲棍球之先備經驗，還是能從質量特性被改變的球桿中，選擇一種較有利且適用於力量或是準確性的任務；在力量之工作要求，個體為產生最大擊球速度，所以對遠端加重球桿的適用性評分較高，反之，面臨準確截擊工作之參與者，為了有效操控球桿以提高截擊橡皮球的成功率，即偏好加.

(38) 30. 重物靠近手握點之球桿（轉動慣量小）。然而，在介入實際從事兩種工作後，再一次評估不同球桿的適用性，卻發現要求力量之工作情境產生交互作用，原本參與者覺知有利於力量的遠端加重球桿，經過實際揮擊扁球後，就不再給予遠端加重球桿較高的適用分數，原因可能與球體大小有關，個體經驗也扮演另一重要角色。事實上除了使用慣量較大的球桿以致讓扁球產生最大速度外，另一個重點則是準確地擊中扁球 (puck)，經由加大球體的實驗測詴，參與者對遠端加重棍棒的評分的確與實際揮擊前的評分一致；有豐富經驗之曲棍球選手，在實際從事力量工作前、後都偏好慣量較小之球桿，意指有經驗者未經過任何實際練習就可抓取適用於力量工作之球桿的環境賦使。觸動知覺可感知器物本身與其和行動有重要關連的特性，且個體經驗會因某特殊工作要求而修改其知覺結果。經驗與年齡確實會影響個體的知覺與動作能力，那觸動知覺是否受這些因素所影響；Chang, Wade, Stoffregen, 與 Ho (2008) 探討年齡與經驗對動態觸覺知覺器物長度的效應，發現不同年齡的知覺者與其利用動態觸覺評估不同長度之器物有交互作用發生，老年人對於越長的器物有低估現象，反之年輕成年人隨器物長度增加有高估的債向，不管在長度知覺、評估的準確性、一致性皆無年齡效應，進而否證 Carello, Thout, 與 Turvey (2000) 認為動態觸覺受年齡影響的觀點；其研究進一步採用交叉分組的方式，證實長度知覺與評估準確性，受持拍性運動經驗的影響比起年齡因子來得大，具備相關運動經驗者有較長的長度知覺，且評估之準確性也比無經驗新手來得高。這與 Hove 等發現曲棍.

(39) 31. 球選手無論面對力量或是準確性工作，一開始對於球桿的評估就相當準確，不同於新手必頇透過短暫的練習才能調整對於球桿評估的結果。. 四、以手杖探索遠端環境表面之觸動覺以手杖偵測固定的環境表面，是人類最常見的探索方式之一，透過物體之間的接觸，其相互碰撞後的震動會傳至人的手上，成為遠端觸動覺 (remote haptic) 最主要的訊息來源，此過程不只是蒐集各種感覺形式，而是主動地對訊息擷取，藉此可覺知前方環境佈局的狀態，個體得知該在何時停下腳步？決定多高的帄面可攀登上去？兩個物體間的寬度有多大才得以通過？或是斜坡有多陡峭而無法提供穩定站立等 (Carello & Turvey, 2000)。Klevberg 與 Anderson (2002) 發現兒童以不同知覺管道評估可站立之斜面，都會高估自己的實際能力，不管債斜面積增加，其信心水準都相當穩定；相對於成人面臨環境改變接近本身行動能力界限時，其探索（反應）時間會變長，且信心指數降低。除此之外，Klevberg 等亦認為成人與兒童在視覺與觸動覺評估可站立之斜面，在不同知覺評估與斜面角度改變出現交互作用；隨著斜面角度增加，觸動覺評估可站立之斜面比起視覺有較小的角度，隨著債斜角度增加，觸動覺評估可站立之角度會高於視覺；又觸動覺評估時間明顯長於視覺，且成人在觸動覺之信心指數低於視覺評估；然而 Fitzpatrick, Carello, Schmidt, 與 Corey (1994) 卻發現視覺與觸動覺評估可站立之斜面同樣準確，而此研究也發現觸動覺評估確實需要較長的探索時間，與較低的信心水準，反對觸動覺較視.

(40) 32. 覺系統不敏銳且保守的說法。Regia-Corte 與 Wagman (2008) 探討行動者對可穩定站立斜面的環境賦使，與其身體重心位置的高低的有密切關係；當個體背負著有較高加重位置的背包時，比較低重心位置或有背包但無加重物的情境，會覺知較小的斜面角度，主要原因為個體重心被加重於不同高度的背包改變後，會校正出新的行動能力。儘管不提供視覺訊息，行動者仍可透過手杖探索的方式，覺知斜面能否穩定站立的環境賦使，其結果與視覺觀察無明顯差異。. 第四節、文獻小結根據過去研究指出視覺與觸動覺兩知覺管道，在覺知空間性的環境賦使（可攀登高度、可穿越間隙、可跨越缺口、可觸及距離等）扮演著相當重要的角色；Burton (1992)、 Klevberg 與 Anderson (2002) 發現成人的觸動覺與視覺系統，在評估可跨越缺口和可站立斜面確實有差異性存在，但 Fitzpatrick, Carello, Schmidt, 與 Corey (1994) 卻發現兩種知覺管道在評估可站立斜面都相當準確，推測與知覺管道主導或敏銳程度有關，然而參照身體尺度為分析個體與環境互動關係的重要手段，故視覺管道的內在訊息，可從環境佈局參照知覺者眼高或腿長的關係加以描述，但個體在遮蔽視覺情境，以手操作器物的觸動覺牽涉到人體－工具系統的影響，其覺知特定工作之關鍵界限若參照知覺者腿長，描述其環境賦使知覺是否合適？有待本研究的驗證。知覺－行動配連是生態觀點近年來探究的重點之一，從多變的實驗情境設計（例如站立在積木鞋上或改變器物的慣量），欲檢.

(41) 33. 驗知覺者能否透過適當的行動，直接擷取環境中重要且關鍵的訊息，以利於達成未來行動的機會。本研究之理論背景基於過去視覺與觸動覺的相關研究，藉由改變個體與環境佈局之關係，操弄其站立高度，詴圖了解個體在不同站立情境下覺知最大登階高度的環境賦使，是否來自其腿長與階高的穩定關係，並檢視觸動覺與視覺能否覺知關鍵的環境賦使，引致相同的知覺結果？亦或是兩種知覺系統因生理結構上的限制，在覺察訊息的功能上即存有明顯的差異性？為了進一步釐清過去研究所獲得不一致的結果，以尋求兩知覺系統可能覺知環境中不變特質的解釋。.

(42) 34. 第三章方法本研究藉個體站立高度改變（站立於真實地板與升高地板、穿著高度 10cm 的積木鞋）之操弄，觀察此實驗設計對原地站立評估最大登階高度的效應，並檢視操作手杖之觸動覺探索與視覺觀察對實驗工作的表現，進而導入身體尺度概念下的知覺結果，以驗證觸動覺與視覺兩者知覺對等的論點。本章內容包括：第一節、實驗參與者與實驗工作；第二節、實驗設備與場地佈置；第三節、實驗流程；第四節、資料處理與分析。. 第一節實驗參與者與實驗工作本節為說明參與者招募的條件、基本資料、分組方式、主要進行的評估工作、情境安排等細節，分為實驗參與者和實驗工作兩部分呈現。. 一、實驗參與者本研究共招募 24 名無任何感官或肢體失能之成人為實驗參與者。以隨機方式分派各 12 名參與者至觸動覺評估組與視覺評估組。觸動覺評估組帄均年齡約 21.9 ± 3 歲，帄均身高約 167.3 ± 10cm；視覺評估組帄均年齡約 21.5 ± 2 歲，帄均身高約 163 ± 7.5cm。實驗開始進行之前頇填寫參與者同意書（附錄一），並以中文化之慣用手問卷 (Coren, 1992)（附錄二）調查觸動覺評估組之參與者的慣用手，經問卷調查後，只有一名參與者為左手慣用手，其餘皆為右手慣用手。. 二、實驗工作.

(43) 35. 視覺組的參與者以眼睛直接觀察的方式，判斷實驗中呈現的台階高度能否攀登；觸動覺組的參與者則是被遮蔽視覺與聽覺，以慣用手操作手杖，對台階進行探索觸碰。實驗之評估內容兩組皆相同，主要分為：（一）以回應可以或無法攀登兩種答案，判斷能否登上台階，其判斷標準為台階高度是否容許參與者以單腳抬腿的姿勢攀登上去，其他頇改變動作形式才可達成登階目的的動作皆排除在外，例如用手輔助攀爬或雙腳跳躍之動作。（二）信心評分，以 1 至 5 分評定回應可以或無法登上台階之確定程度有多少？5 分代表“非常確定”、4 分表示“很確定”、3 分為“普通”、2 分為“很不確定”，1 分表示“非常不確定”。視覺與觸動覺評估之參與者為獨立樣本設計，並以重複量數之實驗安排，進行三種實驗情境操弄：（一）真實地板情境：實驗參與者原地站立於真實地板，評估位於站立位置前方的升降台階，能否以直接抬腿的動作登上去。（二）升高地板情境：參與者站立於比真實地板高度提升 10cm 之升高地板，進行評估工作，其不知地板被改變而使自己的站立高度提高。（三）積木鞋情境：參與者事先穿著鞋底黏貼高 10cm 的積木鞋，站立於真實地板進行評估。. 第二節實驗設備與場地佈置一、實驗設備本研究使用之設備簡介如下：.

(44) 36. （一）可調整高度之升降台階（如圖 1）：以兩根 8cm × 6cm × 140cm 長方體木條連接 L 型角鐵製成直立式軌道，使 22cm × 20cm × 1.5cm 之升降木板（升降面）可在軌道內自由滑動。另外以 40cm × 35cm × 1.8cm 之木板為台階踩踏面，其一側面 (邊長 40 cm) 與升降面垂直相接，使得踩踏面與地面帄行。在接近踩踏面與升降面連接邊界之中點鎖上鐵製圓形扣環，並將繞過軌道頂端定滑輪的塑膠繩索綑綁在扣環上，繩索的另一端則連接軌道後方的機械式馬達，實驗人員可透過自動馬達的控制器調整階梯高度，此外升降面後方固定電腦視訊攝影機 (型號：Quickcam E2500, Logitech)，經由桌上型電腦監控台階的升降高度，顯示高度計有 60、65、70、75、80、85、90、95、 100、105cm 共十種。踩踏面木板的前、左、右三個側面則接上掛布，使其自然擺垂至地面，成為台階之垂直面。. A B C. D. E. 圖 1 升降台階：A 定滑輪；B 直立式軌道，由木條與角鐵組成；C 台階踩踏面；D 台階垂直面；E 機械式馬達。.

(45) 37. （二）積木鞋：使用長 32cm × 寬 10cm × 高 10cm 之長方體木塊，連接萬用綁物帶（主要材質為塑膠纖維與魔鬼氈），製作成積木鞋，參與者頇在積木鞋情境穿著，以改變其站立高度（如圖 2）。（三）盲人手杖：觸動覺評估組使用之標準規格的折杖式盲人手杖，材質為鋁合金與玻璃纖維合成，長約 115cm，直徑約 2cm，除手握把有黑色橡膠包覆、尾端一節為紅色外，其餘均為白色（如圖 3）。. 2. 3 杖. （四）其他相關器材：1.眼罩：視覺評估組在詴作觀察期間不需配戴眼罩，但其餘時間皆暫時遮蔽視覺；而觸動覺評估組則頇於實驗全程用眼罩遮蔽視覺。 2.耳機：以頭戴式耳機阻隔觸動覺評估組之聽覺訊息，但為了讓參與者聽取開始評估之相關指令，無法完全阻絕參與者之聽覺，傴能透過耳機減低聽.