智能可穿戴產品用戶體驗評價體系研究

張旭陽 ， 楊東裕 ， 林軍 ， 吳蕾

（1.工業和信息化部電子第五研究所，廣東 廣州 510610；2.重慶賽寶工業技術研究院，重慶 401332）

0 引言

當下，隨著嵌入式技術、識別技術、傳感器技術、低功耗互聯技術、高速互聯網和云計算等智能可穿戴產品相關領域技術的迅猛發展，智能可穿戴產品迎來了爆炸式的發展浪潮。由于智能可穿戴產品具有小型化、便捷化、互聯化和精準化等特點，其在進入消費市場后迅速地得到了消費者的認可，并以前所未有的速度普及開來[1-2]。

在智能可穿戴產品加速普及的同時，由于其產品定位單一，研發環節存在短時間內難以攻克的缺陷，造成了產品同質化嚴重、質量良莠不齊等一系列的問題，給消費者帶來了不良的用戶體驗，造成了嚴重的負面影響，影響了消費者的認可度。目前，國內尚無完善的評價體系或標準對智能可穿戴產品進行有效的評價，該問題已經成為了當下制約智能可穿戴產品市場健康、有序、高速發展的主要因素之一。因此，本文從用戶體驗的角度出發，提出了一種智能可穿戴產品的評價要素體系，為制定智能可穿戴產品的相關評價標準，保證市場及行業的持續發展提供了重要的參考。

1 用戶體驗評價體系的意義

近年來，隨著智能可穿戴行業的迅猛發展，智能可穿戴產品的質量問題也日益凸顯，產品中的硬件、軟件和信息安全問題，都給消費者的使用帶來了很大的困擾，嚴重地影響了消費者對于產品的認可和滿意度，更嚴重的是，某些質量問題還會對消費者的人身安全造成損害。例如：在2014年，Fitbit Force手環由于材料刺激皮膚，產品被迫召回；兒童定位手表的輻射過高，超過標準允許輻射量的數十倍甚至百倍，給兒童身體造成了巨大的危害；部分品牌兒童手表存在安全漏洞，黑客可以利用漏洞來獲取兒童的定位信息，也可以模仿家長撥打電話或監聽通話信息，給兒童的人身安全造成了巨大的威脅。

中國可穿戴計算產業技術創新戰略聯盟（CWCISA： China Wearable Computing Innovation&Strategic Alliance）發布的 《2015中國可穿戴計算產業發展研究報告》顯示，在購買智能可穿戴產品的消費者當中，43%的用戶看重產品的功能、實用性和安全性，30%的用戶看重產品的時尚和潮流，剩下27%的用戶購買產品主要是用于滿足自身的好奇心，用戶購買智能可穿戴產品看中的因素如圖1所示。而在對有需求但未購買的用戶進行調查時發現，價格太高、對產品的外觀不滿意、對產品的功能或安全不滿構成了其放棄購買的最主要的原因，如圖2所示。因此，構建涵蓋外觀、功能、安全和可靠性等方面的智能可穿戴產品用戶體驗評價體系，對于幫助解決產品在外觀、功能等方面存在的問題，幫助用戶選擇滿意的產品，促進行業的發展，具有重要的意義。

圖1 用戶購買智能可穿戴產品看重的因素

圖2 用戶有需求但未購買的原因分析

2 智能可穿戴產品的組成

一個完整的智能可穿戴產品是穿戴式設備、中繼端 （一般為智能手機）、后端信息計算與服務系統的組合[3]，如圖3所示。穿戴式設備指直接地、或者通過衣物或飾物等間接地佩戴于用戶的身體上，能夠持續地感知、處理和交互信息，并與中繼端、后端信息計算與服務系統協同工作來為用戶提供服務的電子設備；中繼端指能夠接入移動通信網或Internet，與穿戴式設備交互信息并對信息進行處理，與后端信息技術與服務系統交互信息，以配合穿戴式設備實現其預期功能和服務的移動設備；后端信息計算與服務系統指運行于用戶計算設備或云計算設施，與穿戴式設備交互信息并對信息進行處理，以配合穿戴式設備實現其預期功能和服務的邏輯實體。在構建用戶體驗評價體系時應考慮這3個方面對產品質量的影響。

圖3 智能可穿戴產品的組成

3 評價指標的選取和體系的構建

3.1 評價體系構建原則

結合我國智能可穿戴產業的發展情況，在建立智能可穿戴產品用戶體驗評價體系時需遵循如下原則：1）科學性，即從真實用戶的使用體驗的角度出發，選取的評價指標應能準確、客觀地反映出智能可穿戴產品質量的好壞；2）綜合性，即選取的評價指標要具有代表性，同時應能夠盡量地覆蓋用戶使用產品中涉及到的各個方面，如硬件、外觀、軟件功能、性能和安全性等；3）可操作性，即選取的指標不僅要能夠科學地反映出產品使用過程中的問題，還應具有可操作性，保證評價人員能夠準確地獲取各個指標的評價結果，完成評價工作；4）可比性，構建的用戶體驗評價指標，不僅應能夠幫助企業發現產品中存在的問題，同時也應對各款產品的用戶體驗情況進行比較，幫助消費者選擇更適合的產品，因此，指標需能夠對各款產品進行橫向比較，反映出不同產品的優缺點。

3.2 用戶體驗需求分析

目前，我們所說的用戶體驗 （User Experience）是一種用戶純主觀的心理感受，是在用戶使用信息產品、獲取信息或相關服務的過程中建立起來的[4]。作為一種復雜的綜合反應結果，用戶體驗主要強調了用戶在使用過程中的動作、想法和感覺，是用戶內在狀態 （傾向、期望、需求、動機和情緒等）、系統特征 （復雜度、目標、可用性和功能等）與特定情境 （或環境）相互作用的產物[5]。對于用戶在使用信息產品、獲取信息或相關服務的過程中的體驗層次，可以依據信息系統或產品幫助用戶完成任務的有效程度，將其劃分為功能技術體驗、效用體驗和美學體驗3層[6]。

對于智能可穿戴產品來說，功能的高效可用是用戶體驗的最核心目標；但對于用戶來說，整個使用過程中的交互、情感體驗等也對體驗有著重要的影響。所以用戶體驗評價體系應是一個全面的綜合體系，在包括了功能、效用和技術特點等產品特征評價的同時，還應引入用戶在交互過程中的交互感知、情感效果和舒適程度等體驗評價。因此，可以把用戶體驗的指標體系劃分為3個維度，即技術指標維度、效用指標維度和感受指標維度，從而可以將用戶在使用過程中，所涉及到的這3個維度指標的感受進行抽象化提煉，以完成用戶體驗評價體系的構建。

3.3 影響用戶體驗的要素及指標構建

用戶使用智能可穿戴產品的一般過程可描述為：用戶通過穿戴式設備或中繼端下達指令，感知設備采集人的信息，信息和指令被傳輸到中繼端或后端的信息計算與服務系統進行處理，再返回處理結果到穿戴式設備或中繼端顯示。這個過程形成一個閉環系統，任何環節都影響著任務完成的難易程度，人和機器的交互過程更是閉環環節中影響任務完成的決定性因素。

因此，人 （使用產品的用戶）、穿戴式設備、中繼端、后端的信息計算與服務系統構成了產品使用的4個部分組成要素。其中，由于使用產品的用戶對于評估對象的描述容易受到人為因素的影響，因而在確立智能可穿戴產品的用戶體驗評價指標時應著重地考慮后3種要素，并結合使用產品用戶的主觀感受和重點關注內容，抽象化地提煉指標。按照以上4個方面的要素，將指標分為3個維度，即技術指標、效用指標和感受指標。因此，在智能可穿戴產品用戶體驗評價體系中，3個一級指標分別為技術指標、效用指標和感受指標。在技術指標中，包含軟件可靠性和連通性兩個二級指標；在效用指標中，包含性能、準確性和電池續航能力3個二級指標；在感受指標中，包含易用性和可穿戴性兩個二級指標，共計7個二級指標。

3.4 評價指標內容

在穿戴式設備、中繼端、后端的信息計算與服務系統這3個用戶體驗過程要素的基礎上，結合人（使用產品的用戶）的主觀使用感受和重點關注內容，從軟件可靠性、連通性、電池續航能力、性能、準確性、易用性和可穿戴性7項指標出發，結合智能可穿戴產品的特性，將這7項指標進行了定義、細分和量化，形成34項三級指標，構成了智能可穿戴產品用戶體驗評價體系。

3.4.1 技術指標維度

a）軟件可靠性 （Software Reliability）

這是指智能可穿戴產品中的軟件在規定條件下和規定的時間區間內，不引起系統故障的能力，包括以下兩個方面的指標。

1）容錯性：反映了智能可穿戴產品中的軟件在故障存在的情況下不失效，仍然能夠正常工作的特性；

2）穩定性：反映了智能可穿戴產品中的軟件在正常使用過程中，不會死機或異常退出的能力。

b） 連通性 （Connection）

這是指智能可穿戴產品能夠與其他終端進行數據交互的能力，包括以下3個方面的指標。

1）多種連接方式的支持：反映智能可穿戴產品是否具有支持多種連接方式的能力；

2）連接穩定性：反映智能可穿戴產品在與其他終端進行連接時的穩定程度；

3）連接兼容性：反映了智能可穿戴產品在與中繼端連接時的兼容程度。

3.4.2 效用指標維度

a） 性能 （Performance）

這是指智能可穿戴產品處理數據的能力，包括以下3個方面的指標。

1）穿戴式設備端：反映了智能可穿戴產品穿戴式設備端數據處理速率對用戶使用體驗的影響，包括啟動耗時和流暢度二級指標；

2）中繼端：反映了智能可穿戴產品中繼端的應用軟件性能帶給用戶的體驗感受，包括應用啟動耗時、內存占用、CPU占用、電量耗用和流暢度二級指標；

3）后端信息計算與服務系統端：反映了智能可穿戴產品的后端信息計算與服務系統處理數據的能力，包括APP請求響應時間和并發用戶數二級指標。

b） 準確性 （Accuracy）

這是指智能可穿戴產品能夠精準地處理數據的能力，包括以下3個方面的指標。

1）傳感器測量準確性：反映了智能可穿戴產品中各類傳感器采集信息數據的準確程度，包括溫濕度傳感器和計步器二級指標；

2）反饋信息表述準確性：反映了智能可穿戴產品在向使用者反饋信息時表達的準確程度；

3）數據處理算法準確性：反映了智能可穿戴產品APP在進行數據處理分析時的準確性。

c）電池續航能力 （Battery）

這是指智能可穿戴產品的電池能夠提供產品正常穩定運行所需電量的能力，包括以下5個方面的指標。

1）最大待機時間：指在電池滿電的情況下，智能可穿戴產品能夠待機運行的最大時間；

2）滿負荷運行時間：指在電池滿電的情況下，能夠滿足智能可穿戴產品滿負荷運行的最大時間；

3）零電量充電時間：指在電池完全沒電的情況下，充電至滿電所需要的時間；

4） 充 電 溫度：指在充電過程中，智能可穿戴產品的外層溫度；

5）充電便利性：指對智能可穿戴產品的充電是否方便。

3.4.3 感受指標維度

a） 易用性 （Usability）

這是指智能可穿戴產品是否方便用戶使用的特性，包括以下4個方面的指標。

1）易操作性：反映了用戶操作和控制產品完成用戶預期或指定任務的難易程度；

2）易理解性：反映了新用戶在沒有受到培訓的情況下對產品的認識程度；

3）易學性：反映了用戶學會使用某一指定功能的難易程度；

4）界面的易定制性：反映了產品允許用戶能夠方便地使用個性化定制界面的能力。

b）可穿戴性 （Wearability）

這是指智能可穿戴產品吸引用戶穿戴的能力，包括以下2個方面的指標。

1）外觀評估：反映了產品的外形設計是否美觀并具有吸引力，包括美觀度和穿戴便利性等評價內容；

2）佩戴舒適度：反映了產品佩戴是否方便、舒適的特性，包括材質、尺寸、重量和溫度等評價內容。

在完成相關指標的選取、定義和量化后，我們不難得出一個以智能可穿戴產品用戶體驗為核心，技術、效用和感受指標維度為基礎的智能可穿戴產品評價指標體系，其具體的結構如圖4所示。

圖4 智能可穿戴產品用戶體驗評價體系

3.5 基于模糊數學的評定方法

智能可穿戴產品的用戶體驗評價采用模糊綜合評價法。該方法根據模糊數學的模糊隸屬度函數把被評事物的相關因素合理量化，使模糊環境中的評價在綜合性及合理性方面得以保證，并通過層次分析來確定被評價因素的權重。結合對總結性測試在這兩個方面的凋整，進而建立模糊綜合評估的模型，對產品的體驗質量進行衡量。

基于層次分析的模糊綜合評價方法的基本步驟為：1）確立評價指標體系，設定評價集并確立評價因素的隸屬度函數；2）通過層次分析來確定評價因素的權重；3）對產品的體驗質量進行綜合的評判。

3.5.1 構造評判矩陣和確定權重

設U={u1，u2，…，un}為被評價對象的m種評價指標；

V={v1，v2，…，vn}為每一個指標所處的評價分數。

這里m為評價指標的個數，n為評價的個數。

首先，著眼因素集中的單因素ui（i=1，2，…，m）作單指標評判，從指標ui著眼該事務對評價分數vj（j=1，2，…，n）的隸屬為rij，得出第i個指標 ui的單指標評判集： ri= （ri1， ri2， …rin）。

m個著眼因素的評價集構造一個總的評分矩陣R。即每一個被評價系統確定了從U到V的模糊關系R，它是一個矩陣：

其中，rij表示從指標ui著眼，該評測系統能被評為vj的隸屬度。即rij表示第i個指標ui在第j個評語vj上的頻率分布，一般將其歸一化使之滿足∑rij=1，這樣R矩陣本身就是沒有量綱的，不需作專門的處理。

用分數比重確定隸屬矩陣的方法，可以滿足量化綜合評價的要求。用分數比重法確定隸屬度時，為了保證可靠性，要注意兩個問題：1）評價者人數不可太少，應達到一定級別的數量，這樣等級比重才趨于隸屬度；2）評價者必須對被評測產品有相當的了解。

得到模糊關系矩陣后，引入U上一個模糊子集A，稱之為權重分配集：

A= （a1， a2， …am）， 其中 ai＞＞0， 且∑ai=1。 它反映了對諸多指標的一種權衡。

在評價系統中，權重的確定是至關重要的。常見的評價問題中的權重值，一般多憑經驗主觀給定，成為主觀賦權。主觀確定權重也有客觀的一面，其在一定程度上反映了實際情況，評價的結果有較高的參考價值。確定權重也可以利用數學的方法，數學方法具有嚴格的邏輯性而且可以對確定的“權重”進行 “濾波”和 “修復”處理，以盡量地剔除主觀成分，符合客觀事實。3.5.2進行模糊合成和作出決策

R中不同的行，反映了產品用戶體驗從不同的指標來看對各個評價模糊子集的隸屬程度。用模糊權向量A將不同的行進行綜合，即得到被評產品用戶體驗從總體上來看對各個評價模糊子集的隸屬程度，即模糊綜合評價結果向量。

引入評價集V上的一個模糊子集B，稱之為模糊評價，又稱為決策集，B=（b1，b2，…，bn）。

通過R與A求B的方法被稱為模糊變換，即令B=A*R （*為算子符號）。

這個模型看起來很簡單，但實際上較為復雜，對于不同的模糊算子，就有不同的評價模型。

A被稱為輸入，B被稱為輸出。

如果評判結果∑bj≠1，則應將它歸一化。

bj表示被評價產品用戶體驗具有評語vj的程度。各個評判指標，具體地反映了被評產品用戶體驗在所評判的特征方面的分布狀態，能夠使評判者對評判對象有更深入的了解，并能作各種靈活的處理。如果要選擇一個決策，則可選擇最大的bj所對應的分數vj作為綜合判斷的結果。

B是對每個評測指標綜合狀況分等級的程度表述，它不能直接用于被評判產品間的排序評優，必須要進行更進一步的分析處理，待分析處理之后才能采用最大隸屬度法則對其處理，得到最終的評判結果。此時，我們只利用了bj=（j=1，2，…，n）中的最大者，沒有充分地利用B所帶來的信息。為了充分地利用B所帶來的信息，可把各種等級的評級參數和評判結果B進行綜合的考慮，使得評判結果更加符合實際。

設相對于各個分數vj規定的參數列向量為：

則得出綜合分數評判結果為：

P是一個實數，它反映了等級模糊子集B和等級參數向量所帶來的綜合信息，在許多實際的應用中，它是十分有用的綜合參數。

就理論而言，上述的模糊合成運算有無窮多種，但在實際的應用中，經常采用的具體模型僅有幾種。關于B的球閥，最早的合成運算采用查德算子 （主因素突出型）。但當評價因素較多時，由于ai很小，評判結果得到的bj反映不出實際情況，失掉了綜合評價的意義。因此，應用查德算子作綜合評判，往往得到的結果與實際情況相差很大。為了克服這一缺點，根據實際情況采用其他類型的“與” “或”算子，或者將兩種類型的算子搭配使用。較簡單的是普通矩陣乘法 （即加權平均法），這種模型要讓每個因素都對綜合評價有所貢獻，能夠比較客觀地反映評測產品用戶體驗的全貌。

通過這些指標對產品的用戶體驗水平進行評價，得到綜合分數。根據綜合分數得分情況，將智能可穿戴產品用戶體驗等級劃分均設定為3級，分別用 “I級” “II級”和 “III級”表示，按照百分制，用戶評價分數 (85，100]為 “I級”，也是最高等級， （70， 85]為 “II級”， （60， 70]為 “III級，60分以下為不通過。

4 案例驗證

為了驗證智能可穿戴產品用戶體驗評價體系的合理性，我們選取了3款不同品牌、不同價位段的智能手表進行比對測試。在本次測試中，根據3.5節中的評判算法對3款產品的測評項結果進行綜合打分，得出3款產品的用戶體驗綜合評價分數，經過百分制換算后，樣品A得分最高，為85.7分；樣品B次之，為83.8分；樣品C的分數最低，為68.1分。根據這3款產品的綜合得分情況，可以知道3款產品的用戶體驗級別分別屬于 “I級” “II級”和 “III級”。

查詢3款產品在京東上的價格與評價情況，結果如表1所示。

表1 3款智能手表的價格與評價情況

從表1中可以看出，樣品A的用戶好評率最高，樣品C的用戶好評率最低，與用戶體驗評價分數相對應。因此可以說明，用戶體驗評價分數，能夠基本上正確地反應產品的受歡迎水平和用戶體驗感受情況，測試結果與預期相符。同時，通過測試發現了3款智能手表的優缺點，可以為后續產品設計提供幫助，為用戶選購產品提供參考依據。3款手表關鍵指標比對分析結果如圖5所示，在圖中打勾 “√”的項代表了產品的優點，標 “·”的項代表了產品的缺點。

圖5 3款智能手表的關鍵指標比對測試分析

5 結束語

對于智能可穿戴產品的評價，是一項結合了多學科的綜合性系統工作。用戶體驗作為評價指標的重要組成部分，對于構建評價體系、探索評價如智能可穿戴產品此類多領域交叉產品具有建設性意義。本文所構建的指標體系從用戶體驗的核心目標出發，構建出對應的3個核心評價維度，這3個維度從3個不同的方面對用戶體驗進行評價，具有互補性和不可替代性。再通過梳理智能可穿戴產品的用戶體驗過程，篩選出不同維度的評價指標，并根據指標特點進一步地細化，得到抽象化評價指標，從而構建出智能可穿戴產品用戶體驗評價體系。

本文對智能可穿戴產品用戶體驗評價體系進行了研究，并通過3款智能手表的比對測試驗證了評價體系的合理性，后續將以此研究為基礎，進一步地通過引入不同的評價算法，合理地量化相關指標因素來確定指標權重，建立評估模型對智能可穿戴產品的體驗質量做出衡量。