基于人機工程學的兒童電話手表設計研究

◎譚清文

（西安工程大學服裝與藝術學院 陜西 西安 710048）

隨著兒童產品的高速發展，傳統的兒童電話手表產品也從改良型向原創型飛速轉變。在越來越強調人性設計的背景下，兒童電話手表產品設計能否為用戶使用愉悅感，如何在兒童電話手表產品設計領域體現以人為本的宗旨，逐漸成為設計師追求的重點。人機工程學被列為兒童產品設計制造環節關鍵技術，也能提升產品價值。

一、人機工程學概述

國際人機工程學會對人機工程學形成的定義：對人體結構特征和機能特征進行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心，人體各部分在活動時的相互關系和可及范圍等人體結構特征參數；提供人體各部分的出力范圍、動作時的習慣等人體機能特征參數，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性；分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種勞動負荷的適應能力；探討人在工作中影響心理狀態以及心理因素對工作效率的影響。

人機工程學以其專業的理論和數據，來優化整個生態平衡的穩定；而人機工程學學者則是研究設計以及分析，對人-機-環境，使之符合人的最佳需求。從整個人機工程學的進化角度來看，產品經歷了“人匹配產品”到“產品匹配人”，即產品能夠滿足用戶的生理、心理、比例尺寸結構基礎上，使產品符合人的尺寸比例。

二、兒童電話手表市場現狀

根據國家人口統計局2019年的數據統計，我國0-14歲（兒童）人口占比約2.4億人，約為北京市人口的10倍，接近美國總人口的三分之二。中國兒童總數占總人口約17%，每年約有2000萬名新生兒童誕生。隨著國家二胎政策的開放，這個數據仍然保持向上的發展趨勢。

現階段的兒童產品市場具有低質化、多樣化的特點。2020年，全球智能手機不斷普及。2019年第三季度，全球可穿戴手表出貨率達到1400萬臺，同期增長率42%，其中蘋果手表產品市場占有率47.9%。2020年第二季度，可穿戴保持著強勁的勢頭，同期增長14.4%，市場總設備8260萬臺。預測2020-2021年智能手表的支出在27388百萬美元，而兒童手表占有率則增長到40%，這是一個驚人的市場份額。2018年我國兒童智能手表市場規模達到1003億元，2019年市場規模為1042億元，到了2020年達到1100億元?，F階段兒童智能手表產品約占同類手表產品總數的36%。

通過各個互聯網購物平臺對在售的兒童智能手表作出不完全統計：市場上在售的智能兒童手表約140個品牌，1065個產品；其中兒童智能手表占比約為36%。

三、基于人機工程學的兒童電話手表設計思路

（一）外觀設計

兒童通話手表產品，所適應的用戶年齡階段5歲至14歲。這個年齡階段的用戶作，其自身無法判斷身邊環境產品的安全性。因此，需要成人進行遠程監護，建立一種通訊紐帶，為兒童提供安全的環境。而且這個階段的兒童，身體正處在快速增長期，兒童小臂以及手掌尺寸也處于變化幅度最大的階段，人體尺寸分為靜態尺寸以及動態尺寸。目前關于兒童手掌以及小臂的研究目前非常的稀少，這里我們選擇3周歲至14周歲兒童身高尺寸入手。

據2007年全國首屆未成年人體尺寸測量統計，關于兒童身高、體重等參數調查數據顯示，低齡兒童的尺寸變化最明顯。筆者選取部分3至6周歲男童、女童的身高、體重參數進行調查，在該階段男童的體重和身高數據都超過女童，城市和鄉村兒童的身高差距不斷縮?。怀鞘袃和砀唧w重的增長速度達到世界衛生組織所規定適齡兒童生長發育標準要求。

由于學前兒童的行為智能發育仍不成熟，兒童對身邊一切事物擁有好奇心以及模仿能力，對表帶會出現咬、舔的行為，就此現象對產品表帶的材質要進行優選。

（二）功能設計

產品具備通訊以及定位功能，對兒童的身體數據進行實時檢測，并且可以回饋給家長以及手表界面，同時還需要設備具備長距離的通訊功能，以實現家長與子女第一時間得到關聯。幼齡兒童由于大腦身體仍處于發育期，自身保護能力弱，不能自我處理較為復雜對問題，通訊功能便顯的尤為關鍵。在設備成型塑料外殼處用激光鐳射技術電鍍LDS天線工藝，由于手表體積有限，因此天線的走布可以設置在屏幕側邊，主天線使用PIFA形式技術，旁邊可設置IFA藍牙模塊，提高產品定位功能以及其他輔助功能。

兒童的主觀能力弱，自我辨別意識不成熟，低齡兒童丟失事件屢屢發生。因此對產品的定位功能要求更加的嚴格。而傳統的藍牙定位的分析模式只能顯示大概的方位，而低齡兒童的定位要求精準度高，僅使用傳統藍牙會導致定位功能的失真。從1994年起，民用信號GPS全國進入正常使用，民用信號采用L1（頻率1575.42MHz）單頻C/A碼，附加可選擇（SA）人為干擾，精準度進入100m，授時精度為340ns。2000年技術撤銷SA人為干擾，使民用定位的精準度提高20m，授時精度提高到40ns，往后一代民用信號在LQ載波上發射的單頻C/A碼。L1波段范圍1575.42MHZ±1.023MHZ。第二代民用信號不僅包括第一代民用信號，在L2載波上還加入L2C信號。第三代民用信號在第二代基礎上，增加了L5載波。第四代民用信號則在第三代民用信號的基礎上，將L1載波進行改進，用L1C替代了L1信號。而產品中使用雙頻GPS安全定位，使用的L1+L5雙頻GPS協同定位系統提高定位精度至3-5米，這項技術可以通過實時定位共享，讓家長實時掌握兒童的位置動態，確保用戶的安全性。兒童手表的處理器使用高通曉龍WEAR2500，1GB運行內存，可以編程系統。

四、結語

當前市場上，多數兒童智能手表產品設計生產企業將關注的焦點聚集于產品本身的功能實現上面，或是追求產品的造型美感產品造型的吸引力；企業產品更新迭代，仍實行從“機器”的角度設計，割裂了“用戶-機器-環境”當中的各個構成要素的聯系，忽略了消費者兒童本身的需求，忽略了設計以人為中心的地位。新形勢下，兒童智能電話手表的設計應以技術功能為優先，再以用戶使用方式使用感受為中心，以功能情感為突破口進行優化設計，不僅要注重產品的功能使用體驗，而且更加注重兒童在產品使用中的實際感受；讓兒童有舒適的情感化體驗以及產品功能的先進性體驗。人機工程學為我們對兒童智能產品的設計、研究方向提供了寶貴的經驗。