三論以用戶為中心的設(shè)計(jì)：智能時(shí)代的用戶體驗(yàn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

(浙江大學(xué)心理科學(xué)研究中心,杭州 310058)

1 引 言

以用戶為中心的設(shè)計(jì)(user-centered design，UCD)是一種設(shè)計(jì)理念，為用戶體驗(yàn)(user experience，UX)實(shí)踐者提供了一系列的流程和方法(ISO，2010)。UCD強(qiáng)調(diào)從用戶的需求出發(fā)，在產(chǎn)品開發(fā)中把用戶放在中心的位置，開發(fā)出符合用戶需求的產(chǎn)品，取得最佳的UX。UCD也一直是人因?qū)W(human factors)、工效學(xué)(ergonomics)、工程心理學(xué)、人機(jī)交互等學(xué)科所追求的理念。本文將這些學(xué)科統(tǒng)稱為人因?qū)W科，因?yàn)樗鼈兌紝⑷说囊蛩刈鳛閷W(xué)科研究、應(yīng)用的出發(fā)點(diǎn)和核心(許為，葛列眾，2018)。隨著UCD實(shí)踐的普及，來(lái)自其他學(xué)科的專業(yè)人員加入到UCD的實(shí)踐中，包括設(shè)計(jì)、心理學(xué)、工業(yè)工程、社會(huì)學(xué)、信息科學(xué)等學(xué)科，這些UX從業(yè)人員目前已成為UCD實(shí)踐的的主力軍之一。

1.1 智能時(shí)代：UCD實(shí)踐的第三階段

Norman(1986)首次系統(tǒng)地提出了UCD的概念。回顧UCD實(shí)踐和發(fā)展的歷史，根據(jù)技術(shù)平臺(tái)、應(yīng)用領(lǐng)域、用戶需求、人機(jī)界面、UCD實(shí)踐重點(diǎn)等特征，本文將UCD實(shí)踐劃分為三個(gè)階段(見表1)。2007年，蘋果公司發(fā)布的基于大屏幕手機(jī)、多點(diǎn)觸屏等技術(shù)的iPhone創(chuàng)新了智能手機(jī)的人機(jī)交互方式和體驗(yàn)，促進(jìn)了基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一系列應(yīng)用和創(chuàng)新的發(fā)展，標(biāo)志著UCD實(shí)踐第二階段的開始。正如作者在《以用戶為中心的設(shè)計(jì)：人機(jī)工效學(xué)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)》(許為，2003a)一文中所預(yù)測(cè)，在過(guò)去的近20年中，UCD實(shí)踐在中國(guó)從無(wú)到有，得到了很大的普及，尤其在以互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)技術(shù)為主的消費(fèi)商業(yè)領(lǐng)域。針對(duì)第二階段的UCD實(shí)踐，作者在《再論以用戶為中心的設(shè)計(jì)：新挑戰(zhàn)和新機(jī)遇》(許為，2017)一文中強(qiáng)調(diào)，需要增強(qiáng)型的UCD方法來(lái)應(yīng)對(duì)實(shí)踐中的新挑戰(zhàn)。

表1 UCD實(shí)踐和發(fā)展的三個(gè)階段

2015年谷歌公司AlphaGo人工智能(AI)產(chǎn)品的問世，標(biāo)志著基于AI、機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的智能時(shí)代的來(lái)臨，也標(biāo)志著UCD實(shí)踐的第三階段的開始。各種智能系統(tǒng)產(chǎn)品開始進(jìn)入人們的工作和生活。智能系統(tǒng)廣義地是指基于AI等技術(shù)的帶有機(jī)器智能特征的產(chǎn)品、服務(wù)、業(yè)態(tài)、產(chǎn)業(yè)，包括聊天機(jī)器人、智能城市、智能家居、智能制造、智能醫(yī)療、智能物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人駕駛車、機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)等。在中國(guó)，2018年全國(guó)兩會(huì)期間，全國(guó)政協(xié)委員葉友達(dá)教授向大會(huì)提交了《關(guān)于鼓勵(lì)基于用戶體驗(yàn)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新，加速科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化的提案》。UX和創(chuàng)新設(shè)計(jì)目前已上升到推動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略層面，整個(gè)社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)強(qiáng)調(diào)智能系統(tǒng)的UX和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的時(shí)代，這是UCD實(shí)踐的第三階段的重點(diǎn)，也是本文從人因?qū)W科的角度出發(fā)，所要尋求的解決方案。

1.2 從人機(jī)交互到人機(jī)融合

基于AI等技術(shù)的智能系統(tǒng)，具有不同程度的狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行、學(xué)習(xí)提升等能力。UCD實(shí)踐的目的是優(yōu)化人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，智能時(shí)代的人機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了本質(zhì)上的變化，UCD實(shí)踐的重點(diǎn)正在從人機(jī)交互逐步向人機(jī)融合(human-computer integration)的方向發(fā)展(Farooq & Grudin，2016)。在傳統(tǒng)的人機(jī)交互中，人與機(jī)器(包括基于計(jì)算技術(shù)的產(chǎn)品)之間的關(guān)系基本上是一種“刺激-反應(yīng)”的關(guān)系，即兩者間的“反應(yīng)”按順序地取決于另一方的“刺激”(輸入或輸出)。這種關(guān)系從最初的機(jī)械式人機(jī)界面到數(shù)字式人機(jī)界面在本質(zhì)上沒有變化。在人機(jī)融合中，人和機(jī)器的關(guān)系則是合作的關(guān)系(Farooq & Grudin，2016)。這種合作表現(xiàn)在以人腦為代表的生物智能(認(rèn)知信息加工能力)和以計(jì)算技術(shù)為代表的機(jī)器智能(人工智能)通過(guò)深度的融合來(lái)達(dá)到智能互補(bǔ)，人和機(jī)器在感知、分析、推理、學(xué)習(xí)、決策等多個(gè)智能水平上互相協(xié)同合作，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體優(yōu)勢(shì)。

如圖1所示，人機(jī)交互與人機(jī)融合形成了一個(gè)連續(xù)體的兩端(見圖1中的“人機(jī)協(xié)同”維度)，隨著智能技術(shù)的發(fā)展，智能系統(tǒng)中機(jī)器智能的成分不斷增加，人機(jī)關(guān)系將繼續(xù)向人機(jī)融合端演化，但人機(jī)融合不會(huì)替換人機(jī)交互，各種具有不同機(jī)器智能成分、達(dá)到不同人機(jī)協(xié)同程度的產(chǎn)品在這樣一個(gè)連續(xù)體內(nèi)共存。另外，隨著智能技術(shù)的發(fā)展,人和機(jī)器融合的智能水平也不斷提升(見圖1中的“智能水平”維度)，從感知(視覺、語(yǔ)音、手勢(shì)等)到高智能水平的情感,決策等。隨著社會(huì)和用戶需求的進(jìn)一步提高，以及UCD實(shí)踐對(duì)智能系統(tǒng)使用場(chǎng)景的進(jìn)一步挖掘，智能系統(tǒng)的使用場(chǎng)景將進(jìn)一步擴(kuò)展(見圖1中的“使用場(chǎng)景”維度)。因此，從理論上來(lái)說(shuō)，人們可以在這個(gè)三維概念空間中創(chuàng)造出無(wú)限不同組合的智能系統(tǒng)的產(chǎn)品功能，而一系列相關(guān)功能的組合則構(gòu)成了一個(gè)個(gè)具體的符合用戶需求的智能系統(tǒng)產(chǎn)品。

Hollnagel & Woods(2005)提出了協(xié)同認(rèn)知系統(tǒng)(joint cognitive systems，JCS)的理論。基于JCS理論,人機(jī)融合可以解釋為通過(guò)人和機(jī)器兩個(gè)認(rèn)知主體(cognitive agent)，互相依存和合作組成了智能系統(tǒng)產(chǎn)品這樣一個(gè)協(xié)同認(rèn)知系統(tǒng)。智能系統(tǒng)可以從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，聊天機(jī)器人和“機(jī)器+人”的融合智能系統(tǒng),到“機(jī)器+人+網(wǎng)絡(luò)+物”式的復(fù)雜智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(例如智能工廠，智能城市等)(潘云鶴，2017)。今后的智能社會(huì)可以被視為將由大量不同規(guī)模的協(xié)同認(rèn)知系統(tǒng)組成。

智能系統(tǒng)人機(jī)融合的這些新特征給UCD實(shí)踐帶來(lái)了新的啟發(fā)。一方面，智能系統(tǒng)的UX和創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要從人機(jī)融合和協(xié)同認(rèn)知系統(tǒng)的新角度來(lái)考慮解決方案；另一方面，UCD方法本身也需要與時(shí)俱進(jìn)，要善于利用機(jī)器智能的特征和技術(shù)來(lái)提升現(xiàn)有的UCD方法。

1.3 智能時(shí)代對(duì)提升UCD方法的要求

由表1和以上分析可知，智能時(shí)代的人機(jī)關(guān)系、用戶需求、應(yīng)用領(lǐng)域、人機(jī)界面、技術(shù)平臺(tái)等方面都呈現(xiàn)出一系列復(fù)雜的新特征。UCD在第一、二階段的實(shí)踐相對(duì)比較簡(jiǎn)單，對(duì)UCD方法的要求相對(duì)較低，加上社會(huì)和用戶對(duì)UX的需求以及來(lái)自多學(xué)科UX從業(yè)人員的參與，這些都促進(jìn)了UCD實(shí)踐在初級(jí)階段的普及。進(jìn)入U(xiǎn)CD實(shí)踐的第三階段標(biāo)志著UCD的實(shí)踐目前已經(jīng)走過(guò)了入門門檻低、多學(xué)科磨合的最初普及階段，開始進(jìn)入實(shí)踐的深水區(qū)，對(duì)UCD實(shí)踐方法的要求也隨之提高，現(xiàn)有的UCD方法主要是基于非智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和UCD初級(jí)階段的實(shí)踐而發(fā)展，因此需要UCD方法的提升。

目前，一些來(lái)自計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域的研究者開始利用AI和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)在線用戶行為等數(shù)據(jù)的建模,為用戶提供個(gè)性化的設(shè)計(jì)(何勝等,2016;Vinodhini,et al.,2016;Wei，2017;呂超等，2018)。在人因?qū)W科領(lǐng)域，研究者開始關(guān)注與智能系統(tǒng)相關(guān)的UX問題，但是尚未針對(duì)UCD的方法提出系統(tǒng)化的建議(董建明等，2016;Shneiderman，et al.，2018;Preece，et al.，2016)。目前正處在后期評(píng)審階段的新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9241-220也沒有及時(shí)地反映智能系統(tǒng)對(duì)UCD方法提升的需求(ISO，2018)。從創(chuàng)新設(shè)計(jì)角度來(lái)說(shuō)，人們已經(jīng)開始認(rèn)同創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要考慮UX(Debruyne,2014；Saffer，2013；李四達(dá)，2017;Lee,2018)。有研究者從UX角度來(lái)探討創(chuàng)新設(shè)計(jì)，但是沒有提供系統(tǒng)性的可操作的方法(趙軍2016；羅仕鑒，朱上上，2016)。

綜上所述，現(xiàn)有的UCD實(shí)踐缺乏針對(duì)智能系統(tǒng)UX和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)有效的方法。這一方面給進(jìn)入U(xiǎn)CD實(shí)踐深水區(qū)的UX從業(yè)人員提出了新的挑戰(zhàn);另一方面，給人因科學(xué)提供了提升UCD方法的新機(jī)遇，人因?qū)W科責(zé)無(wú)旁貸，應(yīng)該在理論和方法等方面發(fā)揮學(xué)科的特長(zhǎng)來(lái)提供學(xué)科支持。因此，本研究將回答三個(gè)問題：針對(duì)智能系統(tǒng)的UX設(shè)計(jì)，人因?qū)W科應(yīng)該如何為提升UCD實(shí)踐的方法提供學(xué)科支持？人因?qū)W科和UCD方法如何在智能系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中發(fā)揮作用?人因?qū)W科的理論和方法如何對(duì)復(fù)雜智能系統(tǒng)的UX設(shè)計(jì)提供學(xué)科支持？

2 人因?qū)W科在智能系統(tǒng)的UX設(shè)計(jì)中對(duì)UCD方法的提升

UCD的方法本身在不斷的發(fā)展，但是現(xiàn)有的UCD方法基本上是針對(duì)非智能系統(tǒng)產(chǎn)品的UX設(shè)計(jì)的(Nielsen，1993；許為，2005；Xu，2014)。針對(duì)智能系統(tǒng)的新特征，可以從兩方面來(lái)提升UCD的方法：(1)借助人因?qū)W科的原理和方法；(2)借助AI等技術(shù)的原理和方法(例如，學(xué)習(xí)，建模，分類)。在計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，目前已有研究者利用AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)在線用戶行為等數(shù)據(jù)的建模、分類，為用戶提供個(gè)性化的設(shè)計(jì)(何勝等,2016;Vinodhini,et al.,2016;Wei，2017;呂超等，2018)。在人因?qū)W科領(lǐng)域，在一些多次再版的UX和UCD書本的最新版本中，研究者已經(jīng)開始討論與智能系統(tǒng)相關(guān)的智能環(huán)境、新型人機(jī)交互等內(nèi)容，但是尚未見與智能系統(tǒng)相關(guān)的UCD方法的討論(董建明等，2016;Shneiderman,et al.,2018;Preece，et al.，2016)。目前正處在后期評(píng)審階段的新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9241-220也沒有及時(shí)地反映智能系統(tǒng)對(duì)UCD方法的需求(ISO,2018)。另外，目前還未見通過(guò)綜合以上兩個(gè)學(xué)科的方法來(lái)系統(tǒng)地提出提升UCD方法的建議。

如上所述，很有必要開展這方面的工作。本研究的工作主要是從以下幾方面展開：(1)人因?qū)W科的原理和方法；(2)AI等技術(shù)的原理和方法;(3)現(xiàn)有UCD方法在智能系統(tǒng)UX設(shè)計(jì)中的局限性；(4)以往相關(guān)研究或應(yīng)用實(shí)例的分析。通過(guò)將收集的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行初步分析、分類、再分析、最后歸納總結(jié)，本文提出了11種提升的UCD方法(見表2)。

從表2可知：(1)現(xiàn)有的UCD方法在智能系統(tǒng)的UX設(shè)計(jì)中有許多局限性，利用人因?qū)W科的原理和方法以及AI等技術(shù)，提升的UCD方法可以幫助克服這些局限性。(2)提升的UCD方法并不是完全取代現(xiàn)有的UCD方法，而是對(duì)它們的補(bǔ)充。基于AI等技術(shù)的方法可以提供動(dòng)態(tài)化(例如，動(dòng)態(tài)人機(jī)功能分配，基于上下文場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì))、智能化(例如，“AI先行”的理念，對(duì)機(jī)器智能功能的用戶測(cè)試)、個(gè)性化(例如，實(shí)時(shí)個(gè)性化建模分類，實(shí)時(shí)個(gè)性化設(shè)計(jì))的UX。(3)提升的UCD方法在實(shí)踐中具有一定的可操作性，有相應(yīng)初步的應(yīng)用和研究實(shí)例支持，今后的研究將進(jìn)一步改進(jìn)和完善這些方法。(4)在智能系統(tǒng)的UCD實(shí)踐中，UX和AI人員需要協(xié)同合作，才能有效地使用并且不斷改進(jìn)和完善這些方法。在UCD實(shí)踐的第三階段，相信UX從業(yè)人員與開發(fā)團(tuán)隊(duì)配合，利用這些提升的UCD方法，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有的UCD方法，將有助于提升智能系統(tǒng)的UX。

表2 人因?qū)W科在智能系統(tǒng)的UX設(shè)計(jì)中對(duì)UCD方法的提升

3 人因?qū)W科在智能系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì)的本質(zhì)

Evans，Buckland，& Lefer(2004)研究了美國(guó)兩個(gè)世紀(jì)以來(lái)的53位著名創(chuàng)新者的創(chuàng)新過(guò)程(從電話到互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎)。結(jié)果表明，許多創(chuàng)新經(jīng)歷了在實(shí)驗(yàn)室里開展對(duì)原始技術(shù)發(fā)明的研發(fā)，然后商業(yè)推廣，最后開發(fā)出可用、易用、市場(chǎng)所接受的產(chǎn)品的漫長(zhǎng)過(guò)程。他們認(rèn)為實(shí)用性創(chuàng)新是成功的首要因素。可見，整個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程本質(zhì)上就是一種持續(xù)地將用戶需求、使用場(chǎng)景等人的因素與技術(shù)的不斷調(diào)整達(dá)到一種最佳人機(jī)匹配的過(guò)程，使原始技術(shù)發(fā)明有用和易用，從而為人類創(chuàng)造一種嶄新體驗(yàn)的生活或工作方式。因此，這樣一個(gè)實(shí)用性創(chuàng)新過(guò)程本質(zhì)上就是一種UX驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這正是UCD理念所倡導(dǎo)的(Kitson，2011)。

3.2 UX驅(qū)動(dòng)的三因素創(chuàng)新設(shè)計(jì)概念模型

創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)強(qiáng)調(diào)技術(shù)的驅(qū)動(dòng)，忽視對(duì)用戶和UX的充分考慮，導(dǎo)致比較高的失敗率(Debruyne，2014;李四達(dá)，2017)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要綜合考慮三大因素：用戶，技術(shù)和環(huán)境。“用戶”因素包括產(chǎn)品的用戶群體、用戶不同層次的需求、使用場(chǎng)景、UX等；“技術(shù)”因素包括技術(shù)發(fā)明、各種生產(chǎn)資源(材料、制造、工藝、流程等)；“環(huán)境”因素主要包括創(chuàng)新組織內(nèi)部的業(yè)務(wù)和財(cái)務(wù)、外部經(jīng)濟(jì)等環(huán)境因素，從社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)理論來(lái)講，環(huán)境還應(yīng)該包括社會(huì)、文化、組織、管理、政策規(guī)范等宏觀環(huán)境因素。本文提出了UX驅(qū)動(dòng)的三因素創(chuàng)新設(shè)計(jì)的概念模型(見圖2)。

如圖2所示，該模型強(qiáng)調(diào)了一個(gè)成功的創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要充分考慮這三個(gè)因素之間的權(quán)衡。如果一個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目?jī)H僅考慮技術(shù)和環(huán)境而忽略用戶因素，該產(chǎn)品不可能被用戶和市場(chǎng)所接受；如果僅僅考慮用戶和環(huán)境而忽略技術(shù)因素，該產(chǎn)品則可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)；如果僅僅考慮用戶和技術(shù)而忽略環(huán)境因素，該產(chǎn)品則可能無(wú)法給創(chuàng)新組織帶來(lái)業(yè)務(wù)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。以上三種情況最后都可能導(dǎo)致創(chuàng)新設(shè)計(jì)的失敗。因此，充分權(quán)衡用戶、技術(shù)、環(huán)境三個(gè)因素之后所獲取的重疊區(qū)域就是創(chuàng)新設(shè)計(jì)解決問題方案的空間，即實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的最佳著陸區(qū)(見圖2)。

綜上所述，實(shí)用性創(chuàng)新過(guò)程本質(zhì)上是一種UX驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì),而以往的創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)通常過(guò)分地強(qiáng)調(diào)技術(shù)的驅(qū)動(dòng)作用，沒有對(duì)用戶需求和UX給予充分的考慮。因此，從UCD的理念出發(fā)，圖2所示的模型強(qiáng)調(diào)將UCD應(yīng)用在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的本質(zhì)就是以用戶為中心的UX驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。為支持該模型在智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的實(shí)踐，人因?qū)W科應(yīng)該系統(tǒng)地提出UX驅(qū)動(dòng)式智能系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法。

3.3 UX驅(qū)動(dòng)式智能系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

人們已經(jīng)開始認(rèn)同創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要考慮UX(Debruyne,2014；李四達(dá)，2017;Lee,2018；Saffer，2013)。已有研究者從UX角度來(lái)探討創(chuàng)新設(shè)計(jì)，但是沒有系統(tǒng)地總結(jié)出針對(duì)智能系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法(趙軍.2016；羅仕鑒，朱上上；2016)。從實(shí)踐的角度分析，在最近20多年科技發(fā)展過(guò)程中,有一些基于UX方面的考慮而成功的創(chuàng)新實(shí)例,但是沒有被系統(tǒng)地總結(jié)成一套可復(fù)制的方法(Brunner,2008;何勝等,2017;Lee,2018;Saffer,2013;文哲，2017)。目前UX的驅(qū)動(dòng)作用在創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)踐中并沒有完全發(fā)揮出來(lái)，甚至遭到一些質(zhì)疑。例如,Skibsted & Hansen(2011)曾質(zhì)疑UCD理念會(huì)導(dǎo)致用戶引領(lǐng)了創(chuàng)新過(guò)程，從而限制了獨(dú)特創(chuàng)意的貢獻(xiàn)。事實(shí)上，UCD理念并不是用戶引領(lǐng)或驅(qū)動(dòng)的理念，而應(yīng)該是將用戶置于研發(fā)的中心位置，通過(guò)提煉和洞察用戶需求、用戶行為、使用場(chǎng)景等數(shù)據(jù)，權(quán)衡技術(shù)和環(huán)境因素的考慮，發(fā)現(xiàn)或預(yù)測(cè)創(chuàng)新的UX，從而達(dá)到UX驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的目的(Kitson，2011)。

綜上所述，智能時(shí)代UCD的實(shí)踐還缺少針對(duì)智能系統(tǒng)UX設(shè)計(jì)的UX驅(qū)動(dòng)式創(chuàng)新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化方法，這對(duì)UX人員參與智能系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐造成了一定的困難。因此，根據(jù)人因?qū)W科的原理，從UX驅(qū)動(dòng)的角度出發(fā)，本研究從以下四個(gè)方面來(lái)探索UX驅(qū)動(dòng)式創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法：(1)人因?qū)W科的原理和方法；(2)AI等技術(shù)的原理和方法;(3)目前UCD方法在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中存在的問題，(4)以往一些相關(guān)的研究以及一些成功創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)例。基于以上的工作，本文歸納總結(jié)出了9種具體用于創(chuàng)新設(shè)計(jì)的UCD方法(見表3)。

從表3可以得到以下幾點(diǎn):(1)這9種創(chuàng)新設(shè)計(jì)的UCD方法可被分為四大類：基于用戶需求，基于人機(jī)界面，基于人機(jī)融合，以及基于整個(gè)體驗(yàn)流程。所有這些都代表了用戶與智能系統(tǒng)在不同層面和范圍的交互接觸點(diǎn)，而UX產(chǎn)生于這些交互接觸點(diǎn)，因此，這9種方法都是UX驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的UCD方法。(2)這些方法的具體實(shí)現(xiàn)手段可以多樣化，既可以是現(xiàn)有的人因?qū)W科和UCD方法(如用戶研究)，也可以是根據(jù)AI和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的實(shí)時(shí)用戶建模，或者是應(yīng)用人機(jī)界面技術(shù)以及利用社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)理論框架的指導(dǎo)。(3)UX驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)不一定需要新技術(shù)的發(fā)明，基于現(xiàn)有的技術(shù)加上人因?qū)W科和UCD的方法，人們同樣可以完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)。例如，基于用戶需求的創(chuàng)新，基于現(xiàn)有人機(jī)界面技術(shù)的創(chuàng)新，基于整個(gè)體驗(yàn)流程的端到端UX整體解決方案的創(chuàng)新(例如，流程或服務(wù)設(shè)計(jì)創(chuàng)新)。(4)這些方法具有一定的可操作性，有初步的應(yīng)用和研究實(shí)例支持，今后的研究要進(jìn)一步細(xì)化和完善這些方法。(5)在開展UX驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作中，許多方法需要UX人員與AI開發(fā)技術(shù)團(tuán)隊(duì)密切合作。相信隨著創(chuàng)新設(shè)計(jì)的進(jìn)一步深入，更多的人因?qū)W科和UX專業(yè)人員的參與，以UX驅(qū)動(dòng)式創(chuàng)新設(shè)計(jì)的UCD方法一定會(huì)發(fā)揮作用，并且得到進(jìn)一步的發(fā)展。

表3 UX驅(qū)動(dòng)式創(chuàng)新設(shè)計(jì)的UCD方法

4 人因?qū)W科在復(fù)雜智能系統(tǒng)的UX設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 人因?qū)W科新方法的支持

由表1和以上討論分析可知，從人機(jī)系統(tǒng)、技術(shù)平臺(tái)、應(yīng)用領(lǐng)域、用戶需求和人機(jī)界面等方面來(lái)講，第三階段的UCD實(shí)踐面對(duì)更為復(fù)雜的研究和應(yīng)用的對(duì)象。在一個(gè)多變量、動(dòng)態(tài)的、智能化的環(huán)境中，當(dāng)用戶使用裝備多模態(tài)、虛擬化、或者隱式化人機(jī)界面的復(fù)雜智能系統(tǒng)時(shí)，用戶可能更多地從事認(rèn)知工作負(fù)荷增加的監(jiān)控、決策、解決問題等操作作業(yè)，傳統(tǒng)重復(fù)式手工作業(yè)會(huì)大大減少，這些也給UCD的方法提出了新要求。近20年來(lái)，許多人因?qū)W科研究者已經(jīng)嘗試不同的途徑來(lái)拓展人因?qū)W科研究和應(yīng)用的深度以及廣度，這些探索可能可以幫助開展對(duì)復(fù)雜智能系統(tǒng)的需求分析、建模、用戶界面設(shè)計(jì)、UX測(cè)試等(許為&葛列眾，2018)。本研究根據(jù)以下幾方面要求來(lái)選擇可以為復(fù)雜智能系統(tǒng)UX設(shè)計(jì)提供幫助的人因?qū)W科新方法：(1)對(duì)復(fù)雜智能系統(tǒng)的UX設(shè)計(jì)已有初步研究和應(yīng)用實(shí)例；(2)能夠克服現(xiàn)有人因?qū)W科方法在復(fù)雜智能系統(tǒng)UX設(shè)計(jì)中的局限性；(3)有助于在UCD實(shí)踐的活動(dòng)中起作用。

表4列舉了具有代表性的一些人因?qū)W科新方法。由表4可以得到以下幾點(diǎn)。首先，針對(duì)復(fù)雜智能系統(tǒng)的UX設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)人因?qū)W科方法表現(xiàn)出一定的局限性，而人因?qū)W科的新方法從不同的方面可以克服這些局限性，有可能為復(fù)雜智能系統(tǒng)UX設(shè)計(jì)提供有效的解決方案。其次，從UCD流程的角度來(lái)看，這些新方法對(duì)復(fù)雜智能系統(tǒng)UX設(shè)計(jì)的貢獻(xiàn)是全方位的，從需求分析、建模、設(shè)計(jì)到UX測(cè)試階段；從研究和應(yīng)用的深度以及廣度來(lái)看，這些方法可以深入到人的認(rèn)知神經(jīng)層面，也將研究和應(yīng)用的廣度拓寬到宏觀的社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)大環(huán)境。再則，這些新方法的應(yīng)用范圍涉及到各類智能系統(tǒng)，包括智能物聯(lián)網(wǎng)、智能醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控、自適應(yīng)智能系統(tǒng)、人-自動(dòng)化交互、無(wú)人駕駛車、大數(shù)據(jù)信息視覺化、融合智能系統(tǒng)等等。最后，現(xiàn)有的應(yīng)用和研究實(shí)例大部分是初步的，因此，這些新方法在復(fù)雜智能系統(tǒng)UX設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還有待于進(jìn)一步研究。

4.2 人因?qū)W科理論的提升

現(xiàn)有人因?qū)W科理論已不能滿足智能系統(tǒng)UX設(shè)計(jì)的要求,需要開發(fā)人因?qū)W科新理論。智能系統(tǒng)中的人機(jī)關(guān)系發(fā)生了新的變化，人機(jī)組隊(duì)(human-machine teaming)是目前人因?qū)W科針對(duì)智能系統(tǒng)研究的新領(lǐng)域之一(Wynne & Lyons，2018)。今后的研究需要探索人機(jī)組隊(duì)的理論框架，了解人機(jī)交互和人機(jī)組隊(duì)之間的區(qū)別，人機(jī)融合與人機(jī)組隊(duì)本質(zhì)上是否有區(qū)別，人機(jī)組隊(duì)中人和機(jī)器是如何分工和合作，人和機(jī)器各自需要如何促進(jìn)協(xié)調(diào)、修復(fù)或防止團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)中的故障，人和機(jī)器應(yīng)該何時(shí)接管對(duì)方的功能，如何感知、理解、實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)等。Hollnagel & Woods(2005)的協(xié)同認(rèn)知系統(tǒng)可能有助于對(duì)智能系統(tǒng)中的人機(jī)融合以及人機(jī)組隊(duì)的研究探索。其他的研究?jī)?nèi)容包括智能系統(tǒng)中的人機(jī)測(cè)評(píng)理論、人機(jī)認(rèn)知資源分配、隱式人機(jī)交互(如環(huán)境智能)中的被動(dòng)式人機(jī)交互模式以及人的認(rèn)知負(fù)荷測(cè)評(píng)等。另外，智能系統(tǒng)中基于AI的情感計(jì)算、人機(jī)決策、大數(shù)據(jù)可視化的認(rèn)知模型等都需要人因?qū)W科研究的支持。

表4 人因?qū)W科新方法在復(fù)雜智能系統(tǒng)UX設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

需要將成熟領(lǐng)域的人因?qū)W科理論轉(zhuǎn)化到智能系統(tǒng)領(lǐng)域。例如，航空機(jī)載人-自動(dòng)化交互、自動(dòng)化情景意識(shí)等方面的研究比較成熟(許為，2003b)，但是人因?qū)W科對(duì)人-機(jī)器人交互的研究相對(duì)滯后于當(dāng)前智能技術(shù)的發(fā)展(Sheridan，2016)。要加強(qiáng)對(duì)新型類機(jī)器人的研究，包括無(wú)人駕駛車以及社會(huì)交互類機(jī)器人(如康復(fù)、娛樂、家居服務(wù))的人機(jī)組隊(duì)、決策自主權(quán)，自動(dòng)化透明設(shè)計(jì)、自動(dòng)化信任、自動(dòng)化機(jī)-機(jī)交互、情景意識(shí)、文化因素等方面的研究(Jack，2017；Wynne & Lyons，2018等)。

需要開發(fā)基于實(shí)驗(yàn)證據(jù)的人因?qū)W科設(shè)計(jì)理論，為智能系統(tǒng)的UX設(shè)計(jì)服務(wù)。現(xiàn)有人因?qū)W科中的許多理論是針對(duì)非智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。例如，Budiu & Laubheimer(2018)對(duì)美國(guó)市場(chǎng)上三個(gè)頂級(jí)品牌的帶語(yǔ)音交互的智能助手的UX測(cè)試研究表明,所測(cè)試的智能助手在所有6類復(fù)雜問題上都失敗，只在一些簡(jiǎn)單的查詢?nèi)蝿?wù)上成功，可見語(yǔ)音交互設(shè)計(jì)理論的重要性。另外，虛擬現(xiàn)實(shí)的人機(jī)交互環(huán)境帶來(lái)了對(duì)人的空間知覺的新要求，同時(shí)也帶來(lái)對(duì)人機(jī)交互的界面范式和設(shè)計(jì)的新考慮(Jerald，2017;Deng，2018)。

5 總結(jié)和展望

(1)中國(guó)的UCD實(shí)踐已進(jìn)入第三階段，以智能系統(tǒng)的UX和創(chuàng)新設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，這標(biāo)志著中國(guó)的UCD實(shí)踐已經(jīng)進(jìn)入了深水區(qū)。智能系統(tǒng)的新特征對(duì)UCD方法提出了新挑戰(zhàn)，人因?qū)W科責(zé)無(wú)旁貸，應(yīng)該在理論和方法等方面提供學(xué)科支持。

(2)智能系統(tǒng)的UX設(shè)計(jì)需要UCD方法的提升。人因?qū)W科可以支持UCD方法的提升，本文提出了11種提升的UCD方法來(lái)支持智能系統(tǒng)的UX設(shè)計(jì)。

(3)智能系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)要采用UX驅(qū)動(dòng)式創(chuàng)新設(shè)計(jì)。本文提出了UX驅(qū)動(dòng)的三因素創(chuàng)新設(shè)計(jì)概念模型。為支持該模型在智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的實(shí)踐，基于人因?qū)W科，本文歸納總結(jié)了9種UX驅(qū)動(dòng)式創(chuàng)新設(shè)計(jì)的UCD方法。

(4)針對(duì)復(fù)雜智能系統(tǒng)的UX設(shè)計(jì)，要充分利用人因?qū)W科方法。本文建議采用人因?qū)W科的6種新方法。另外，需要提升現(xiàn)有的人因?qū)W科理論，轉(zhuǎn)化現(xiàn)有成熟的人因?qū)W科理論到智能系統(tǒng)領(lǐng)域，開發(fā)基于實(shí)驗(yàn)證據(jù)的人因?qū)W科設(shè)計(jì)理論。

(5)人因?qū)W科和UX專業(yè)人員需要與時(shí)俱進(jìn)，學(xué)習(xí)AI等新技術(shù)知識(shí)，在智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)中與AI等技術(shù)團(tuán)隊(duì)協(xié)同合作。相信本文所建議的一系列方法，將有助于在智能系統(tǒng)的UX和創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的UCD實(shí)踐，同時(shí)也需要在今后的研究和應(yīng)用中得到進(jìn)一步的完善。