基于實體交互的廚房智能電器一體化控制方式設計研究

席文利，許曉云

（河北工業大學，天津 300401 ）

引言

互聯網時代的興起，多功能智能產品進一步豐富了產品的用戶體驗，在人工智能、大數據的時代，語音識別、人臉識別、體感交互等新型交互技術的不斷進步為廚房智能電器的交互方式提供了更多的技術支持。高度物聯廚房正在真實地融入我們的日常生活，多種多樣的交互方式伴隨而來。對于這些隨之而來的眾多產品交互方式來說，在目前的廚房智能產品的控制方式上沒有完美地映射這些新功能，一個合適的控制方式對于不同年齡層次和文化水平的用戶來說都有很大的幫助，內隱記憶在控制方式上的應用需要進一步探究，基于實體交互的數字信息物質化的理念在廚房智能產品的控制方法上進行整合創新，現有的設計也常常脫離了以人為本的宗旨。因此，在實體交互的基礎上結合運用內隱記憶理論，進行廚房智能產品控制方式一體化研究具有一定的現實意義。

一、實體交互下內隱記憶在廚房智能電器控制方式設計中的價值

多功能產品的到來，同時帶來了復雜的交互方式，用戶對廚房智能電器控制方式屬于產品界面交互的范疇，實體交互作為一種強調交互環境中物質與人直接交流的交互理論為廚房智能電器控制設計方法研究提供了理論依據，在設計方法的探索中內隱記憶在無形域到有形域轉換的過程中起到了至關重要的作用，內隱記憶所展現出來的特點也為之后的研究做了補充鋪墊。

（一）實體交互下廚房智能電器控制方式的優勢

廚房內的智能電器在內部嵌入處理器和運行谷歌安卓或者蘋果的系統，通過預存的軟件來輔助用戶在廚房做菜和清潔等活動，從產品交互的角度上看，設計主要集中在數字圖形界面的交互領域。根據抽樣用戶體驗追蹤調查分析，目前的廚房智能電器控制方式上存在諸多問題，首先，數字界面中過于抽象的圖形元素給用戶帶來了很大的學習成本；再者根據中國的餐飲習慣，廚房中油污較多，目前數字界面呈現一般以電容屏為載體，在接觸油污和水后很容易導致控制失靈，甚至因為誤操作給用戶帶來安全隱患；同時隨著家中的智能產品越來越多，控制方式隨之劇增，因此需要探索智能廚房電器中新的控制方式和控制的整合方式。

實體交互是人通過與物理環境的互動，而實現與數字化信息發生數據交換，此定義由 MIT媒體實驗室的Hiroshi Ishii提出。強調交互界面的可觸摸和物質化、信息和數據的物理實體化、全身的交互和用戶界面在實體空間的環境中的植入，另一方面內隱記憶在很大程度上節省了用戶對產品的學習成本，也提高了在廚房環境下操作的容錯率。

（二）實體交互下內隱記憶運用的重要性

隨著普適計算、感應器與機械制造等新技術的應用發展，為高自由度的實體交互界面提供了可實現的技術基礎。在將數字信息物質化的同時物質通過更直觀的刺激將數字信息反饋給用戶，然而這種設計貼近用戶預期的程度和內隱記憶的運用有著密不可分的聯系，內隱記憶在物質具體表征形式上有著決定性的指導作用，內隱記憶反映了一種自動的、不需要有意識參與的記憶，人類從出生后單單是為了生存就開始將一些信息內化為內隱記憶，看到毛茸茸的東西會感覺柔軟，圓圓的物體看起來會不穩定，因此在設計過程中內隱記憶對實體交互界面表現形式提供了強有力的理論基礎補充。因此內隱記憶在實體交互行為中具有不可替代的價值。

二、實體交互下廚房智能電器控制元素設計新模型

明確的用戶需求是優秀設計的首要因素，在實體交互理論研究成果的基礎上，對廚房智能電器控制方式進行探索，在探索過程中提出“物質”作為實體表征具有連接有形域和無形域的媒介作用，透過內隱記憶理論在“物質”的設計上進行約束和指導，最終理性分析建立實體交互下廚房智能電器控制新模型。

（一）廚房智能電器控制中有形域與無形域的元素耦合

產品的形態特征會給用戶最直觀的示能，比如用戶會無意識地在家用波輪洗衣機的上表面放置各種雜物，不加思索地去往下拉一條垂直的繩子，這些是因為平面會內隱映射到可以放置物體，垂直的繩子內隱信息是往下拉的動作等等，交互界面實現了物理空間與數字空間的深度耦合，事實上每種物理結構都有一定的內隱映射交互動作。雖然用戶在居住地理位置和飲食習慣、生活習慣上有所差異，但是在廚房中的行為還是有一定的規律可循。在廚房交互流程中的每一個環節上基本都有智能產品，但是其主要集中在存儲食材和制作食材這兩個交互環節上，通過定性觀察法進行統計，用戶在使用產品上的主要手勢并將手勢動作進行添加標記，根據廚房交互流程與產品上發生的內隱交互行為進行映射。

有形域和無形域表征之間的數據映射和強烈的感性耦合促成了最直觀易懂的交互方式，物質承擔了輸入與輸出重合性的交互價值，物質的表征形式是實體空間與數字信息空間感性耦合至關重要的一個環節，傳統智能廚房產品的交互界面和基于實體交互內隱交互行為的交互界面，物質本身也是實體交互理論的設計重點，如圖1所示。

（二）實體交互下廚房智能電器控制方式探索

在廚房智能產品使用的交互行為中，用戶圖形界面交互方式與用戶的內隱記憶耦合度比較小，用戶圖形界面交互把數據的反饋禁錮在像素顯示器上，增加了用戶的學習負擔。但是人類從使用工具開始就逐漸擁有了感知和操作復雜物理環境的技能，在特定的物理環境下會無意識地表現出來。因此需要從調查用戶在廚房內隱記憶、多通道和產品關鍵控件物理化的角度去探索新的控制方式，例如德國燈具制造商推出的“rima curtain LED lamp”和微軟公司推出的Surface Dial模塊繪圖助手Studio。有形域既充當了數字信息對應的控件，又可讓用戶直接用手觸摸控件，并且通過我們外圍的感官去清晰地感受通過多感官體驗得到的感知，讓用戶在控制廚房智能電器時游刃有余。

（三）實體交互下廚房智能電器控制元素設計模型建立

對廚房智能電器的控制方式的探索，模型是以重建的用戶意向詞匯與重建控制樣本進行關聯性耦合，運用層次分析法得出最佳控制元素權重，為新控制元素設計做出理性約束與指導，如圖2所示。新模型的建立得出最后的新控制元素，實體交互下廚房智能電器新模型的建立流程，人與數字信息之間的對接有兩個關鍵的組件，使輸入與輸出進行重合，輸出的信息能在輸入的組件上進行展示，最終達到以更具象化的方式進行反饋。

1.將用戶與廚房智能電器的交互動作進行記錄，記錄形式以影像截圖為主，然后根據用戶內隱意象擴展出內隱意象交互動作，再次進行記錄，內隱意象的來源不僅僅是廚房智能電器本身，另一部分來源于廚房電器的具體使用場景，根據使用場景的交互動作進而對素材元素擴展，使收集到的相關素材更加豐富，之后將所有得到的元素進行統計并且制成相應的卡片，將其進行篩選，此處運用德爾斐（Delphi）法對一定數量的廚房用戶以及相關專家進行卡片權重咨詢，并重建意象詞匯卡片。（表1）

2.以現有廚房智能電器作為樣本并收集分析，進行關鍵控制元素提取，以圖片的形式展現形成原型樣本，根據原型樣本本身結構進行相似樣本擴展，建立控制樣本集合。

3.最終將重建的用戶內隱意象和重建的控制樣本進行關聯度耦合，運用層次分析法計算得出符合用戶心理預期的控制元素權重，依據權重值篩選組建新控制元素。

>表1 兩輪Delphi法相關用戶以及專家評價的權重

三、基于新模型的廚房智能電器控制一體化整合設計流程探索

本章節基于文章之前研究的新模型做出控制方法一體化整合，整合前需要進一步將新控制元素進行廚房智能電器的交互場景分類，接下來運用串聯式、交叉式和合一式整合方式結合廚房交互場景的特點進行分析整合，并將設計流程進行展示。

（一）基于新模型下一體化整合方式

廚房智能產品的所有功能都是圍繞著用戶日益增長的多樣性需求所形成的，市面上廚房智能產品的品牌規格樣式都有很大的差異，在交互方式上也是千差萬別，基于新模型得出的控制元素同樣具有多樣性，需要進行合理的約束和整合。在產品一體化整合設計的研究上，南京藝術學院的羅慶臻結合市面上對實際產品的分析，梳理出了幾種主要的一體化整合設計模式，為本文研究的廚房智能電器一體化控制提供了依據。一體化整合設計的過程中強調整體性原則以及關聯性事物的合理融合，是以多元的整合的方法最終完成設計目標，設計時，通過將一些松散的事物以特定方式進行結合，從而形成信息互通、資源共享、價值有效的新整體，使原來的設計目標表現出更優秀的性能。

幾個主要的整合方式有三種：

>圖1 有形域與無形域的元素耦合

>圖2 實體交互下廚房智能電器控制新模型建立流程

>圖3 一體化整合方法

>圖4 新模型下廚房智能電器控制一體化整合設計流程

第一種，串聯整合，將廚房智能電器中最核心的用戶需求作為基礎，然后把集中關聯度高的元素整合起來，并且最終以一件產品的方式實現，元素之間具有觸發性，基于觸發性的作用建立一體化產品的串聯整合，滿足它的首要的用戶核心需求。第二種，交叉式整合，是將不同的用戶需求進行融合，得出的控制元素之間存在著優劣勢的補充效應，將控制元素調和整合在一起形成的新的需求保存了需求共同的優勢，在產品設計上也容易有顛覆性的創新。第三種，合一式整合，將多項不同的需求所產生的相同的需求合并成一項需求，并最終以一件產品實現，這些需求可能是空間、時間也可能是物理結構方式等等。復合式的整合方式就是在一件產品中融合了前三種任意兩種的整合方式，如圖3所示。

（二）新模型下廚房智能電器控制一體化整合設計流程探索

一體化一方面代表一個過程，另一方面也代表一種結果，其核心內涵是承載著用戶需求，所以也是用一種合理的整合方法去滿足用戶的多項需求。需要將產品在形式上和功能上進行有機地整合，不僅僅是一味的追求產品的多功能，而是要設計出能充分利用空間資源和制造原料資源的具有可持續發展性質的廚房智能產品，最終達到一加一大于二的效果。在智能產品的控制上可以將具有相同或者相似需求的控制方式合并。

基于新模型提出廚房智能電器控制一體化整合設計流程。（圖4）

第1步，基于前文新模型得出一定數量的控制元素組成一個集合。

第2步，對集合中的控制元素進行分析，然后將集合中的控制元素映射到廚房每一個功能區域上。

第3步，整理廚房每一個功能區域的控制元素，設計矩陣橫坐標方向為控制元素，縱坐標方向為整合方法，經過矩陣窮舉所有的可能的組合。

第4步，最后將初步整合的控制元素進行復合式整合，最大限度地將控制元素整合在一個載體上，進一步整理篩選，然后調查問卷選出最符合用戶需求的控制方式。

第5步，利用手繪或者數字建模的方式將新的控制方式表達在產品上。

四、結語

交互設計本身是以人為本的設計，同時也是科技發展的訴求和體現，實體交互理論研究成果在智能產品上的運用是未來設計趨勢，設計師在產品設計的過程中應該盡量脫離思維定式去考慮產品的本質是什么，回歸用戶的深層次需求。本文提出內隱式控制一體化的產品創新方法，合理地去掉設計上不必要的設計元素，提升了廚房智能產品的易用性，使用戶更容易進入產品使用心流。此篇論文研究仍然有不足之處，事物的發展是否定之否定即螺旋式上升、波浪式前進的過程，在廚房智能產品控制方式的設計上也是呈現發散到整合再到發散再到整合的一個過程，但是隨著科技的進步設計方法仍然會繼續迭代，期待在不久的將來可以進一步完善。