代償機制下適老智慧產品交互設計研究

張 萍，丁曉敏

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代償機制下適老智慧產品交互設計研究

張 萍，丁曉敏

(合肥工業大學建筑與藝術學院，安徽 合肥 230601)

探討智慧養老服務模式下，適老智慧產品交互設計策略與方法，發揮代償機制作用實現科技產物與老年人的親和性匹配。首先通過對比研究分析技術支撐下的“新老年”較之傳統老年人不同特征及更高層次需求信息，探討老年智能產品交互障礙問題，進而引入感官代償設計理論，從產品使用方式層級出發，提出以知覺為導向的功能認知適老化、以效用為導向的行為交互適老化、以互動為導向的情感體驗適老化設計策略與方法，應用多種感官代償、心理代償、運動能力輔助等代償方法，優化人-機交互績效，使老年人輕松、愉悅地使用智能產品，實現技術與人文的融合生長。

感官代償；智能產品；交互設計；適老化

智慧養老時代，信息科技越來越多地為養老、護老提供支撐與服務，智能化將成為老年人生活的一種新常態。智能產品作為老年人生活輔助的重要工具，隨著科技的日新月異，使得原本作為工具的產品性能與操作內容日益復雜，老年人生理機能的衰退難以適應人類智慧創造出的新興“物種”，呈現出不準確、不自然、不輕松的交互態勢。面對老年人與智能產品之間巨大的數字鴻溝，如何把握“智能”尺度，實現科技產物與老年人訴求的親和性匹配成為社會普遍關注的重點。

銀色經濟驅動下，適老設計愈加引起關注。現有文獻主要集中在數字圖形界面交互研究領域，關于實體交互方式的綜合考慮較少。多數從用戶的角度出發，基于老年人群體特征及需求來探討適老智能產品設計策略與方法。國外學者KUANAVSKY[1]提出基于普適計算用戶體驗的智能產品設計的思路；文獻[2]針對老年人智能輔助設備進行包容性設計；文獻[3]采集用戶需求，為老年人運動支持服務機器人定量可用性評估標準，以提升用戶體驗。國內學者李雪亮和鞏淼淼[4]在分析老年人生理和心理特征的基礎上，結合服務設計的方法提出情景介入、聯系構建、用戶協作和系統關注的智能產品設計策略與方法；袁芳[5]分析了老年人的感知系統，提出基于多通道行為特征的適老化廚房家電交互設計策略。

倡導以人為本的當下，感官代償作為一種行之有效的無障礙設計方法被廣泛應用于產品設計中，旨在幫助弱勢人群獲得額外的功能補償，平等地參與社會生活。本研究將深入挖掘技術支撐下的“新老年”群體特征及需求信息，分析老年人在智能產品操作中的交互障礙問題，結合感官代償設計理論，綜合考慮數字圖形界面與實體交互界面，應用感官代償、運動能力輔助、心理代償等方法，優化人-機交互績效。

1 人體感官代償機制

感官代償是人體的一種自我調適機制，指當一種感官受損甚至缺失時，其他感官的功能會相應增強以替代補償[6]。其最初起源于生物進化論研究范疇，由華東師范大學張樹義教授與英國、愛爾蘭學者聯合課題組，通過對有著敏銳聽覺和準確回聲定位的蝙蝠的研究，提出的“感覺代償”感官進化新機制。將感官之間相互補償的這一自然生理現象應用于設計中，不僅能使產品更容易被感官障礙者感知，也能充分鍛煉其感官代償功能，這就是所謂的感官代償設計。其設計對象包括盲人、老年人等感官障礙者，也適用于正常人偶發感官障礙的特殊情境(如駕駛狀態)，是一種推廣到所有人的“無障礙設計”，充分體現著社會的進步以及對弱勢群體的細致關懷。

感官代償機制最先應用于傳播和教育領域，為特殊人群創造補償教育環境，開發其他敏感、本能的感官效用。近年來，設計領域也開始“人機交互”的感官代償產品研究。利用人體器官對信息感知方式的互通性和補償性，提高靈活選擇信息編碼方式和傳遞方式優化交互績效。早在30多年前，美國神經學家保羅大夫發明首個“感官交換器”代償視覺功能；1990年，國內外開始從信息傳輸多通道的角度研究人機交互問題。國外學者先后提出了基于框架、基于神經網絡、基于智能體的多通道整合方法；國內也相繼提出視覺人、面向任務的整合方法等[7]；熊興福和李姝瑤[8]探討了感官代償設計理論在產品設計中的具體應用方法；葛美芹[9]分析聽力言語障礙群體特征及需求，并應用視覺代償、聽覺代償和觸覺代償方法實現了信息無障礙交流；王亦敏和焦斐[10]從人的感官體驗出發，應用通感設計、感官代償等方法實現多通道交互，提升用戶體驗。

由此看出，感官代償設計理論發展趨于成熟，被廣泛應用于產品設計中。其具體應用主要集中視覺代償、觸覺代償、聽覺代償方式，鮮有關于多感官聯合作用及用戶心理代償方面研究，本研究將拓展代償方式，從生理上輔助、心理上鼓勵，讓老年人輕松、愉悅地使用智能產品。

2 面向“新老年”的智慧產品交互設計

2.1 “新老年”群體特征及需求

“新老年”一詞最早出現在意大利，特指達到法定退休年齡卻自愿堅持工作或積極參與社會活動的老年人[11]。國內著名人口學家徐鴻道指出，“思想解放、心態年輕、生活時尚和熱心公益，是新老年人的特點”。“新老年”是動態老齡化進程的催生產物，有著時代的鮮明烙印。其區別于傳統印象中的老年群體，以一種全新的方式變老。智能科技輔助下的新一代老年人呈現出多維度、高層次的特征及需求信息(表1)。

老齡化催熱銀色產業，高科技引領智慧養老服務。“新老年”愿意走出舒適區，擁抱數字時代，市場亟需“適老化”智慧產品，以設計軟性的一面來平衡技術硬的一面，給予老年人溫暖關懷。

2.2 適老智慧產品交互設計

智能時代，科技重新定義人們的生活方式，這一切必然導致“物”的質量觀的變化。新一代老年人對于作為生活工具的“物”的屬性有了更高的要求，不僅滿足于“器物”對人的生理照顧，更傾向于對人的情感關懷，注重產品使用的舒適、愉悅體驗。

表1 “新老年”群體特征及需求

2.2.1 基于生理照顧的人機交互語言

人與機器的交互關系，首先表現在人體感官對于信息內容的有效感知，設計時應充分照顧到老年人感官的生理變化，選擇合適的人機交互語言，保證信息的有效傳遞和識別。①在視覺感知上，老年人辨色、視覺搜索、視力等逐步下降，需合理調整界面布局、文字大小、色彩等元素，保證其對信息的準確感知。②在聽覺感知上，聽力、聲音靈敏度逐漸喪失，需注意聲音的頻率選擇與變化，給予有效的信息提示與反饋，緩解老年人對于機器的陌生感。③在觸覺感知上，肢體靈活度和觸覺敏感度下降，需避免老年人手指外展、內收等姿勢局限，采用多點式觸控或對操作行為給予反饋，如圖標下陷、振動等。④多感官聯合作用。老年用戶感官功能的退化，多種感知方式的替代補償或聯合作用可避免單一感知方式對老年用戶造成的生理負擔，優化交互績效。

2.2.2 基于行為關懷的人機交互方式

交互設計區別于一般的造物活動，旨在創造“行為”。交互方式應尊重老年人的行為邏輯和習慣，以并行、多元方式與機器進行自然順暢交流。老年人的學習和認知能力下降，對于智能化趨勢下觸屏、光標等非物質交互形式存在信息理解與記憶困難。應綜合考慮數字圖形和實體交互界面，給予直觀高效以及流暢易用的功能表達，使數字載體的信息表達方式與老年人在物理世界的認知經驗相匹配，從“模擬現實”向“融合現實”轉變，貼合老年人生活形態。

2.2.3 基于心理愉悅的人機交互體驗

體驗經濟浪潮下，高科技產品應最大限度地為老年人提供高情感的服務體驗，增強親密互動。有用性是用戶體驗的根基，智能產品的核心功能應契合老年人生活形態和真實訴求；易用性直接影響用戶對產品的“操作體驗”，交互流程及方式以老年人熟悉或能理解的形式表現，減少認知負荷；美觀性屬于錦上添花，視覺表現形式滿足老年人審美情趣，拉近距離感。另外，注重對老年人消極情緒的化解。友好的容錯方式如一鍵返回、溫馨提示等，減少誤操作，避免其產生無助、自我否定甚至排斥心理，增強數字產品的親和力。

3 代償機制下的適老智慧產品交互設計策略與方法

從產品使用方式行為層級(認知層、交互層和體驗層)出發，提出以知覺為導向的功能認知適老化、以效用為導向的行為交互適老化、以互動為導向的情感體驗適老化設計策略與方法，應用感官代償、運動能力輔助、心理代償等多種代償方法，優化人-機交互績效，提高智能產品的可用性。

3.1 以知覺為導向的功能認知適老化

良好的功能認知是成功完成人機對話的必要條件。以知覺為導向的交互設計，旨在跳出用戶認知的局限，讓老年人通過自身的視覺、聽覺等器官的“直觀感覺”及本能行為自然理解和使用產品。應用多種感官代償方法，實現對老年人的生理輔助。

3.1.1 視覺代償

以觸覺、聽覺、嗅覺補償視覺功能，達到產品的“可視化”。觸覺能準確分辨事物的形狀、大小、材質等，合理運用產品造型語義、表面凹凸處理、正負形、觸感反饋提示(振動)、溫度變化等方式傳遞功能信息，讓老年人形成鮮明的觸覺感受，使產品更容易被感知。聽覺是信息傳播最為高效的方式之一，其一方面可以用語音信息引導用戶認知和操作產品；另一方面通過樂音、自然音等非語音信息進行操作反饋(刷卡機聲音)。嗅覺是一種有效的距離分析器，也是人類所有感官中最敏感、與情感聯系最密切的感官。根據氣味強弱辨別事物、了解環境，確定行動方向。合理利用人的嗅覺記憶或喜好，喚起用戶記憶產生共鳴。

3.1.2 聽覺代償

視覺、觸覺及輔具設計是聽覺代償的主要方式。首先，通過圖形、色彩、燈光、表情等視覺表現形式傳遞信息，增強產品的功能可見性，方便聽覺障礙的老年人直觀、有效感知產品。其次，可以將聲音轉為振動等觸感信息，實現對聽覺功能的替代性補償。著名音樂家貝多芬失聰后，利用木棍聯接鋼琴和自己，通過感知振動來“聆聽”琴聲。另外，開發功能以替代感官，如助聽器等輔具設計，充分體現對弱勢群體的人文關懷。

3.1.3 觸覺代償

用嘴說、用眼看，是人類向外界發送指令最基本的方式。以視覺和聽覺感官交互可將復雜的觸控操作簡單化。眼見為實，視覺是人類感知信息最直觀、高效的方式之一，應用視線、表情、人臉識別等方式進行人機“直接對話”，取代舊有“鍵入命令”式的觸控方式，增添趣味與活力。概念老人電話(Elderly E Phone，圖1，摘自Yanko Design網)，以圖像識別代替傳統的按鍵撥號，極大地方便了不善于撥號或查詢通訊錄的老年人。語音交互解放了人的手和眼睛，有效緩解老年人的生理負擔。通過擬人化設計賦予聲音情感化，強化人人交互的溫馨體驗。如微信、QQ等社交類APP語音交流、海爾智能語音產品等，都為人們帶來更佳的智慧生活體驗。

圖1 概念老人電話(Elderly E)

3.1.4 感官逐級代償及多感官聯合作用

由于老年用戶的感官功能逐漸退化，多感官逐級代償或聯合作用可避免單一感知方式對老年人造成的生理負擔。根據不同層次的老年人特征及需求進行逐級代償，充分發揮人體各感官翻譯能力，拓展智能產品的交互空間，實現老年人與產品的良好溝通。生迪智能音箱燈(圖2，摘自Sengled生迪)，燈光響應音樂節奏變化，“光隨樂動”，帶來一場視覺與聽覺的饕殄盛宴。

圖2 Sengled生迪智能音箱燈

3.2 以效用為導向的行為交互適老化

“性所感而動也”，行為是人類情感的外部表達。回歸初心，以順應人類行為邏輯的交互方式來“自然而然”地解決老年人與智能產品交互問題，使老年智能產品更加好用、易用、想用。

3.2.1 自然行為傾向設計

人的自然傾向是指人在下意識或未經反應的情況下做出的行為[12]。尊重人的自然行為傾向，將用戶習慣、無意識行為放大并轉化為設計語言編入產品中，讓老年人根據直覺、本能或過往經驗自然、順暢地使用產品。微信“搖一搖”、微博“吹一吹”功能都是典型的自然行為傾向設計。日本著名設計師深澤直人為無印良品設計的壁掛式CD播放機(圖3，摘自ZCOOL站酷)，放入CD拉一拉垂線即可播放音樂，利用人看到繩線“拉一拉”的自然傾向行為，無須為人機交互額外學習，使產品更加易用。

圖3 壁掛式CD播放機

3.2.2 運動能力輔助

借助外力輔助老年人更好地使用產品，提高交互績效。如改變產品單一的操作方式、加大操作面積、應用智能輔助技術等。原本必須用手進行操作的結構，針對肢體不靈活的老年人，改用腳、軀干等其他多元化操作方式，如2013年紅點獎作品“腳踏升降購物車”(Unbent，圖4，摘自愛稀奇網)。在暗環境或視覺機能不足的特殊情境下，加大操作面積，便于感知使用，如V Lock導向鎖(圖5，摘自愛稀奇網)。應用智能技術代替傳統機械操作，如感應水龍頭、聲控燈、專為老年人設計的智能升降浴缸(Elevated Bathtub，圖6，摘自花瓣網)。

圖4 腳踏升降購物車(Unbent)

圖5 V Lock導向鎖

圖6 智能升降浴缸

3.2.3 限制性設計

“無規矩不成方圓”，利用限制因素輔助老年人正確使用產品。“一百個讀者就有一百個哈姆雷特”，通過限制性設計約束用戶有且只有一種正確操作方式，避免因老年人認知差異所造成的誤操作。如方向盤類的控件暗示著旋轉操作；按鈕類的控件暗示著按壓操作；電閘類的控件暗示著下拉操作，這些都是一種潛在的限制性設計。生活中的典型代表即鑰匙的設計，限制用戶只能從一個方向將鑰匙插入鎖孔才能正確打開門鎖，增強產品容錯性、安全性。

3.3 以互動為導向的情感體驗適老化

體驗經濟下，情感交互成為未來人機交互的主要發展趨勢[13]。交互性不僅體現于人機互動關系，更體現于人際之間的交流互動。心理代償，一種通過替代物或想象方式去補償因自身生理、心理或外界客觀原因導致的無法滿足某種功能或情感需求的保護性機制。應用心理代償方法，使智能產品在表達功能信息時傳遞情感，為老年人與產品之間建立親密互動。

3.3.1 基于意象關聯的人機情感交互

隱喻是一種借此喻彼的方式，基于意象的隱喻表達為產品與用戶之間建立想象空間，使得體驗更加感性。使用“抄”現實的手法將老年人熟悉的語義符號轉譯為設計語言，創造人造物與老年人生活形態的關聯性，勾起用戶內心深處的記憶或情愫，由此產生情感交互。

(1) 形式層面的情感交互。面向設計元素、交互控件。基于實體隱喻方法，通過形態、色彩、肌理等可視性表達將產品與意象進行關聯映射，給人心理暗示與聯想等。蒲公英燈(圖7，摘自apartment therapy)，輕輕一吹熄滅燈珠，宛若會隨風而逝的蒲公英，一系列擬物化的視覺表現形式，勾起用戶內心深處孩童時期的美好回憶。

圖7 蒲公英燈

(2) 行為層面的情感交互。面向交互過程及方式。基于結構隱喻方法，借助熟悉的組織結構實現對新結構的認知。如健身打卡程序，抽象類比生活中上下班“打卡”流程，激勵老年人養成健康運動的好習慣，包含主動承諾的關系，為人與產品之間建立情感聯系。

(3) 情境層面的情感交互。面向交互場景。基于方位隱喻方法，對交互場景的真實模擬以營造真實、深度體驗。Ellie Zeng設計的天氣預報機(圖8，摘自Ugainian優概念網)。借助虛擬現實技術模擬真實天氣情境，下雨時將手伸進去感受雨滴落在手心的景象，以天氣動畫和實景互動增強老年人的代入感和故事感。

圖8 天氣預報機

3.3.2 基于智能輔助的人際情感交互

在社會化網絡中，交互式產品需要關注老年人的人際需求，以產品為媒介，將智能輔助服務從家庭輻射到更多元、開放的環境中，多主體共同參與、關聯協作，形成一種新的線上人際關系互動模式，加強人與人之間的情感聯系。

智趣時代，利用物聯網技術拓寬快捷體驗渠道，形成良性的情感代償。智能家居系統、遠程活動監測、遠程醫療等應用，讓老年人隨時隨地與親人、朋友以及社會保持聯絡。以色列Intuition Robotic的科學家設計的一款老年伴侶機器人(Ellii.Q，圖9，摘自普象網)，在其家人和醫生預設程序下自動與人互動，如提醒老人散步、吃藥或娛樂等，幫助老年人通過Facebook等即時通訊平臺與家人或朋友進行親密互動，給予老年人溫暖關懷。

圖9 老年伴侶機器人Ellii.Q

4 結束語

“互聯網+”時代，智慧養老作為一種新型養老方式，成為應對老齡化社會的有效手段。老年人作為弱勢群體理應得到更多的人文關懷，如何把握智能尺度，實現科技產物與老年人需求的和諧共生成為社會普遍關注的重點。本文以“新老年”為用戶人群，深入挖掘技術支撐下的新一代老年人較之傳統老年人的不同特征及更高層次需求信息，針對老年智能產品的交互障礙問題，引入感官代償設計理論，綜合考慮數字圖形界面和實體交互界面，提出了以知覺為導向的功能認知適老化、以效用為導向的行為交互適老化、以互動為導向的情感體驗適老化設計策略與方法，通過感官代償、運動能力輔助、心理代償等多種代償方式，從生理上輔助、心理上鼓勵，讓老年人輕松、愉悅地使用智能產品，充分發揮智能產品的養老代償功能，為老年人創造幸福晚年生活。

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[5] 袁芳. 基于多通道行為特征的適老化廚房小家電交互設計研究[D]. 南京: 南京理工大學, 2017.

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Research on Interaction Design of Intelligent Products for the Elderly under Compensatory Mechanism

ZHANG Ping, DING Xiaomin

(College of Architecture and Art, Hefei University of Technology, Hefei Anhui 230601, China)

Under the smart pension service model, we explore strategies and methods for interactive design of intelligent products for the elderly, by using compensatory mechanisms to achieve affinity matching between technical products and the elderly. First of all, we analyze the new elderly’s different characteristics and higher needs for information compared to the traditional elderly who don’t use so many technical products, and discuss the interaction barriers of intelligent products for the elderly. Then, the theory of sensory compensation design is introduced, and the methods of perception-oriented functional cognition, utility-oriented behavioral interaction and interaction-oriented emotional experience for the elderly are proposed based on the levels of products use. Application of several compensatory methods, including multi-sensory compensation, psychological compensation, exercise assistance and other compensation methods is to optimize people-machine interaction performance, which enables the elderly to use the intelligent products easily and happily and to achieve the mutual progress of technology and humanities.

sensory compensation; intelligent product; interactive design; suitable for the elderly

TP 391

10.11996/JG.j.2095-302X.2018040700

A

2095-302X(2018)04-0700-06

2018-04-07；

2018-06-10

張 萍(1969-)，女，安徽淮北人，副教授，博士研究生，碩士生導師。主要研究方向為人機工程、交互設計等。 E-mail：Zhangp163@163.com