包容性視角下老年智能拐杖多模態交互體驗設計研究

汪海波　張春杰

摘要：我國人口老齡化程度逐漸加深，提升老年智能產品的設計力度勢在必行。文章首先闡述了老年智能拐杖多模態交互體驗設計的包容性問題，然后闡述了包容性視角下老年智能拐杖多模態交互體驗設計流程，最后總結包容性視角下老年智能拐杖多模態交互體驗設計策略。希望通過本文的探討對提升老年智能拐杖的整體設計具有一定的借鑒作用。

關鍵詞：包容性設計;老年智能拐杖;多模態交互、體驗設計

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）11-0128-02

1相關概念解析

1.1包容性設計

包容性設計提出主流產品或服務上的設計會盡可能地為更多的人群所方便使用，無需特別的適應或特殊的設計。與通用設計等不同的是，包容性設計提升設計維度，通過設計彌合特殊人群與主流人群之間的鴻溝，鼓勵老年人、殘障人士等融入社會生活，降低此類人群的心理落差以達到包容不同類型人群的目的。

1.2多模態交互技術

多模態交互技術是指機器獲取人的語言、行為、手勢等多種模態的信息，然后通過整合判斷并給出反饋的人機交互技術，是對人體感官信息的融合，最終達到人機共生與和諧的目的。多模態交互通過智能接口技術分析人的模態信息，能夠提高人機交互的自然性和高效性。各模態的信息融合之后呈現出更加準確全面的交互目的，其涉及了包括語音識別等多種模態識別的技術，以及感官信息融合的技術。多模態交互不是集合模態信息，而是整合不同模態的信息，需要機器“理解”人的意圖并做出合理反應，具有自然、高效、兼容的特性。

2老年智能拐杖多模態交互的包容性分析

2.1圖像識別的包容性分析

圖像識別隨著圖像數據集的大規模發展而包含了眾多的概念，并且逐漸向自然語言融合，形成圖像描述技術。圖像識別技術足夠支撐老年人與智能拐杖進行界面交互，但目前老年智能拐杖對圖形交互界面的使用并不普及，需要結合老年群體的需求加以改進，針對老年人生理特征做出相應地調整。

2.2語音識別的包容性分析

語音識別技術讓機器能夠有“聽覺”，基于深度學習的進步目前應用前景非常廣泛。相比觸控界面既解放了雙手，又不受文字輸入限制，深受老年用戶喜歡。老年智能拐杖語音識別功能涉及到多種模態信息，不僅要“聽懂”人類語言，還要處理自然語言并合理表達信息，因此老年智能拐杖的語音識別功能需要對老年人表達習慣如發音、語速、語調等話語方式具有一定的包容性。

2.3人體行為識別的包容性分析

人體行為識別是希望通過挖掘利用所收集到的具有各自特征的不同模態信息，提高人體行為識別的準確率，被人機交互領域廣泛應用。人體行為識別技術從老年人使用智能拐杖的行為過程中獲得不同的模態數據并從中提取典型特征，再結合機器學習算法分析不同信息之間的關聯互補性，以獲得更加接近于使用者自身的真實想法。人體行為識別技術與老年人的行為習慣相配合能夠有效提升老年智能拐杖的人性化需求。

2.4多模態信息融合的包容性分析

人機信息交互過程中信息的輸入和輸出通常是多個獨立模態同時進行，所以多模態信息融合通常是聯合多個模態信息進行識別和預測[6]。單一模態信息獨立處理缺乏多種模態之間聯動情緒，多模態信息融合技術在分析多種模態的同時關注各模態之間的關聯性，提高人機交互的多樣性和準確度。為獲得老年用戶更加準確交互目的，老年智能拐杖需采用多模態信息融合技術提高老年智能拐杖的交互準確度，對老年人情緒表達更具包容性。

3老年智能拐杖多模態交互體驗設計流程

3.1分析老年智能拐杖用戶需求

老年智能拐杖的用戶需求分析是以老年用戶為中心展開的，根據實際研究情況結合馬斯洛需求層次理論可將用戶需求分為四個層次，如圖1所示。

3.1.1生理需求

老年智能拐杖需根據老年人的聽覺、視覺、觸覺方面的特征完成設計改進，使界面風格、色彩，語音速度、音調，振動時長等方面適應老年人生理需求，為老年用戶帶來良好的感官感受。

3.1.2安全需求

從老年智能拐杖的結構、材質、功能設計等方面出發，材料方面要輕便、堅固、防滑，功能方面需結合多模態信息融合技術實現預知老年行為及需求，從實用和心理兩方面滿足老年人的安全需求。

3.1.3社交需求

流暢的交互過程和良好的使用感受能提升老年用戶滿意度。多模態交互的情緒識別技術能夠識別老年智能拐杖用戶的情緒波動，繼而進行正向情緒引導，提供社交機會并幫助老年用戶融入主流社會。

3.1.4尊重與自我需求

老年智能拐杖能夠幫助老年用戶建立良好的交流狀態。多模態交互技術讓老年智能拐杖根據使用者的狀態進行個性化設置成為可能，人機友好互動狀態幫助老年人獲得更高層次的尊重與自我需求。

3.2分析老年智能拐杖多模態交互體驗要素

結合Jesse James Garrett的用戶體驗要素，可以將老年智能拐杖多模態交互體驗設計要素分為以下五個層次：（1）戰略層，滿足老年人出行需求而開展的老年智能拐杖的設計研究;（2）范圍層，模塊化設計能更好地將功能分門別類，方便查找使用;（3）結構層，老年智能拐杖的信息架構需要盡可能得簡單，縱向和橫向設計都不宜過多，淺顯易懂的信息結構更加適合老年人;（4）框架層，結合老年人感覺特征，設計符合老年用戶的簡約交互界面;（5）表現層，老年智能拐杖應滿足輕便易攜、穩固、安全的外觀視覺特征。

3.3構建老年智能拐杖多模態交互體驗模型

以老年用戶的體驗作為老年智能拐杖多模態交互體驗模型的設計主體，以多模態交互的方式將用戶需求和設計痛點結合起來，構建老年智能拐杖多模態交互體驗設計模型，如圖3所示。

4包容性視角下老年智能拐杖多模態交互體驗設計策略

4.1基于圖像識別的設計策略

老年智能拐杖圖像識別主要應用于界面圖形、精準導航圖像等方面。老年人視覺系統的老化表現在光敏感度和色彩識別力的降低。老年智能拐杖的界面圖形應使用飽滿且對比更加強烈的色彩;基于增強現實技術的精準導航圖像，承擔對地形、環境配準矯正的工作，以呈現更加準確的導航圖像信息，方便老年用戶識別。

4.2基于語音識別的設計策略

基于語音識別的老年智能拐杖多模態交互能夠幫助老年人減少視覺方面的認知負荷，語音交互更具親和力，避免老年人在特殊情況下出現交流障礙。老年人聽覺感受性隨年齡的增長而逐漸降低，在噪音環境下出現明顯的語言分辨問題，建立延長語音指令輸入間隙時間、設置方言交流等特殊的語音識別體系可得到有效緩解，從而簡化信息獲取和輸出強度，建立更加輕松的多模態交互體驗模式。

4.3基于人體行為識別的設計策略

人體行為識別技術可預判老年用戶行為。老年人會出現肢體動作緩慢，靈活度不足，對工具依賴性增強，操作能力和效率降低，感知過程增長，反應延遲等現象。基于人體行為識別的老年智能拐杖通過傳感器獲得老年用戶的三維人體骨骼結構變化狀態，與人體動作識別公共數據集進行對比分析后，可提前預知老年用戶的危險動作，配合警報裝置，同時提醒路人和緊急聯系人。

4.4基于信息融合的設計策略

多模態信息融合能識別用戶特征及行為的情緒表征，再通過情緒識別獲得老年用戶更真實的交互目的，拉進老年用戶與智能拐杖的情感距離。老年智能拐杖基于多模態識別技術、多模態信息融合技術建立信息反饋機制協同處理老年人感官信息，提高老年智能拐杖系統的可靠性，使用時間越久越能夠結合用戶的行為特征進行個性化設置。

5結語

包容性視域下的老年智能拐杖設計，能夠縮進老年用戶與主流社會之間的距離，采用多模態交互技術在獲得更準確的老年用戶使用意向的同時關注老年人的情感需要，體現出老年智能產品設計的人文關懷。