醫用配送機器人計算機端操作界面的設計

陜西科技大學 機電工程學院 西安 710021

1 設計背景

21世紀,科技領域最偉大的成就之一是機器人的廣泛應用,但是,機器人在醫院的應用還有待進一步發展。陜西省“十三五”戰略性新興產業發展規劃中,提出重點發展醫用配送機器人。由此可見,機器人技術已從工業領域拓展到服務、醫療等其它領域[1]。醫用配送機器人計算機端操作界面是用戶操作機器人的重要工具,合理進行界面設計,可以在很大程度上減少用戶使用時的困擾和麻煩[2]。現今,醫用配送機器人普遍注重功能而忽視操作界面的用戶體驗[3],導致界面設計不合理,從而降低用戶滿意度,導致工作效率低與誤操作。筆者針對醫護人員數量短缺、工作量大,以及原有醫用配送機器人計算機端操作界面設計不合理而導致醫用品配送易出錯的問題,運用質量功能配置方法充分挖掘用戶需求,轉化為設計影響因素,并根據設計影響因素的權重對醫用配送機器人計算機端操作界面進行設計。

2 質量功能配置方法

質量功能配置方法將顧客需求與技術特性結構化聯系起來,從而實現需求轉換。質量屋二維矩陣在質量功能配置方法中起關鍵作用,可以直觀呈現產品設計流程的設計細節及各設計要求的權重,保證產品開發的每一個環節都能體現用戶需求[4]。質量屋基本形式如圖1所示。質量功能配置方法在界面開發、服務設計、產品設計等領域都得到了廣泛應用,這些領域的共同點是以用戶為中心,滿足用戶需求,提升用戶滿意度[5]。

圖1 質量屋基本形式

3 界面設計原則

醫用配送機器人的主要功能是配送醫用品,因此,醫用配送機器人計算機端操作界面中需要表達的信息主要是對配送機器人自身狀態的實時監控與對配送量進行調控操作。操作界面功能框架如圖2所示。明確界面設計的基本要求,可以使信息準確得到反饋,用戶高效便捷進行操作,并提高用戶滿意度。設計操作界面時,應滿足四大基本原則。

圖2 操作界面功能框架

3.1 簡潔性

準確高效地傳達信息是界面設計的核心要求[6]。為使用戶在使用時一目了然,減少記憶負擔,界面設計需簡潔明了,使用過程簡單易操作。在信息表達時,可以采用圖標與文字結合的方式,設置快捷圖標,進而減少用戶操作步驟,提高用戶操作效率。

3.2 合理性

視覺是用戶與界面交互的直接途徑[7]。在界面設計中,應合理安排頁面布局,控制好每個界面內的信息,處理好圖標、文字及空白的分布,使用戶清晰認識界面的整體構架,減輕用戶的疲勞程度。結合人眼25 bit/s的正常視覺容量,提高頁面布局清晰度,將重要信息的反饋窗口設計在人們視覺的關注點處。根據人眼的移動規律,遵循從上到下、從左到右的移動順序和順時針移動方向[8],將界面按照關注度劃分為不同區域。若以界面中心為坐標原點建立坐標系,則視覺的關注點會首先停留在第一象限,然后依次為第二象限、第三象限、第四象限[9]。視覺四象限位置如圖3,可見,在界面設計時,應將重要信息分布在左上方。

圖3 視覺四象限位置

3.3 統一性

統一性原則指在界面設計時運用統一的設計標準約束整個系統[10],即通過色彩、整體風格、文本等元素的統一,使界面具有整體感,設計美觀舒適,符合用戶所處的情境。另一方面,界面設計應傳達統一的基本思想,允許用戶根據以往的經驗進行操作,使操作本身與整個界面系統的整體功能達成一致[11],提高用戶的操作滿意度,減少操作錯誤。

3.4 以用戶為中心

界面設計要從用戶角度出發,定位目標群體,深入研究用戶的需求,理解和照顧用戶的使用習慣與特點,優先考慮需求[12]。根據用戶需求,以用戶體驗為中心,合理安排界面的圖標與文字等元素的大小、形狀、間距、排列方式,遵循人的心理和生理特征,提升正確操作的判斷速度[13],增強界面親和力,使界面在功能和情感上均能滿足用戶的需求,減輕用戶精神緊張感和身體疲勞,使用戶在最短時間內掌握最重要的信息,提升用戶的使用體驗和滿意度,提高工作效率。

4 界面設計影響因素

基于質量功能配置方法的醫用配送機器人計算機端操作界面設計主要步驟如圖4所示。

圖4 操作界面設計主要步驟

4.1 用戶需求分析

對四家醫院五個科室的304位醫護人員進行問卷調查,回收問卷297份,其中男性133份、女性164份,分析結果見表1。

表1 用戶需求分析結果

4.2 用戶需求權重

根據醫用配送機器人計算機端操作界面的功能及用戶需求分析,應用川喜田二郎法進行系統化的整理歸納,構架出三個層次的用戶需求。第一層需求為醫用配送機器人操作人員總需求,第二層需求為各情境模塊需求,第三層需求為界面元素簡潔美觀、界面設計風格統一等六項需求。操作界面設計用戶需求展開表見表2。

表2 操作界面設計用戶需求展開表

針對表2中第二層及第三層需求設計層次分析法調查問卷,得到用戶需求權重,見表3、表4。

表3 操作界面設計第二層用戶需求權重

表4 操作界面設計第三層用戶需求權重

將第二層用戶需求權重和第三層用戶需求權重相乘,求出第三層用戶需求的個體指標權重(絕對權重),見表5。

表5 操作界面設計第三層用戶需求個體指標權重

通過對用戶需求進行分析,得出醫護人員比較關注操作界面的視覺設計、功能分區及信息顯示,在需求的重要度上,相關信息清楚明了、界面元素易理解、界面設計風格統一排在前三位。由此可見,對于醫用配送機器人計算機端操作界面,醫護人員較為關注信息的準確反饋,力求減少工作誤差,提高工作效率。

4.3 設計要求

利用川喜田二郎法將得到的用戶需求轉化為對應的設計要素及設計目標,見表6。

表6 操作界面設計要素及設計目標

4.4 部分質量屋

根據用戶需求設計要素二維關系矩陣,繪制出部分質量屋,并采用一組關系符號來表示用戶質量需求與技術特性之間的關聯程度,由專家對用戶需求與技術特性進行關聯度判定。部分質量屋見表7,符號●表示關聯程度為強,取值為5;符號◎表示關聯程度為中等,取值為3;符號△表示關聯程度為弱,取值為1;空格表示無關聯[14]。

表7 操作界面設計部分質量屋

4.5 關鍵設計要素

計算設計要素重要度,確定關鍵設計要素。設計要素重要度計算結果見表8。

表8 操作界面設計要素重要度

由表8可知,在醫用配送機器人計算機端操作界面設計時,信息反饋欄、功能分區、圖標與文本布局設計最為重要。由此可見,用戶對操作界面的要求主要為信息反饋全面、及時,直觀性強,頁面布局合理、舒適,文本圖標相結合,且易識別。

5 設計方案

基于應用質量功能配置方法分析出的設計要素,設計醫用配送機器人計算機端操作界面。其中,登錄頁面如圖5所示,主菜單如圖6所示,調度監測頁面如圖7所示,機器人管理頁面如圖8所示。

在操作界面中,登錄頁面不可或缺。登錄頁面采用扁平化風格,整體簡潔大方。采用以偏柔和為主的冷色調,帶給人們一種安靜、沉穩的感覺。采用常規登錄方法,不會給用戶帶來記憶負擔。

根據人們的視覺特性,主菜單和調度監測頁面布局選用T字形界面,設計簡潔明了,導航合理,符合用戶的操作行為模式。如果色彩搭配不當,會對操作者的心理及生理產生影響,從而降低工作效率[15]。為使重要信息突出,用不同的顏色代表不同機器人的運行狀態,如紅色代表充電或出現故障,綠色代表正在運行,黑色代表停止使用。在頁面中可以進行信息刷新,以確保信息反饋的及時性,有效減少用戶的誤操作。

圖5 操作界面登錄頁面

圖6 操作界面主菜單

圖7 操作界面調度監測頁面

圖8 操作界面機器人管理頁面

機器人管理頁面設計風格統一,布局合理,圖標文字合理分配。將主要功能信息顯示分為兩部分,上部分為醫用配送機器人運行狀態監控區,顯示運行位置、狀態、速度等相關信息;下半部分為醫用配送機器人配送狀態信息監控區,顯示配送患者信息、藥品配送種類與數量等信息。頁面整體設計簡潔高效,各功能按鈕與功能分區合理分布,方便信息查找,降低操作難度,有效提高用戶的使用體驗滿意度。

6 結束語

筆者對醫用配送機器人計算機端操作界面進行了設計,通過對用戶群進行分析,在界面設計原則下,應用質量功能配置方法對各種因素進行綜合評價和分析,對設計要素重要度進行排序,并以此指導操作界面設計,使操作界面布局簡潔合理,信息反饋及時準確,操作簡單,易于用戶學習操作,滿足用戶的使用需求,提高用戶的體驗滿意度和工作效率。