積極老齡化背景下智慧廚房發展趨勢及適老性設計探究

李琳，李芳宇，劉征

積極老齡化背景下智慧廚房發展趨勢及適老性設計探究

李琳1，李芳宇1，劉征2

（1.西南交通大學，成都 611756；2.中國美術學院，杭州 310024）

在積極老齡化背景下對智慧廚房發展趨勢進行研究分析，關注老年人飲食健康與社交需求，設計服務于老年用戶的智慧廚房飲食健康管理與社交產品系統。分析智慧廚房設計發展現狀與趨勢、老年人飲食營養健康研究現狀，總結出智慧廚房系統的構成及智慧廚房適老性設計的不足；結合文獻調研與實地調研，對老年人生理和心理特征、認知和行為需求進行分析；通過用戶訪談獲取老年人的心智信息，對類聚族群進行處理后完成老年用戶心智模型的構建，為概念設計提供理論依據；在以上研究基礎上提出基于智慧廚房發展形勢下的適老性設計策略。對功能需求、交互行為、情感體驗3方面進行探討，提出適老化設計策略，設計出關注老年人飲食營養健康與情感社交需求的APP，為智慧廚房適老性設計提供了新思路。

智慧廚房；飲食管理；心智模型；人機交互

隨著我國社會老齡化進程的加速，老年人的身心健康、生活品質與精神需求等方面備受關注[1]。蘇向妮等研究發現目前老年人的飲食營養攝入問題較多，致使營養性疾病患病風險增高，合理的飲食引導迫在眉睫[2]。孫欣然等研究表明老年人存在孤獨、焦慮、失落等心理，對心理健康影響較大，精神關懷的注重刻不容緩[3]。在老年人生理功能漸弱、慢性病頻發、心理需求迫切的情況下，適老性智慧廚房的設計通過為老年人提供飲食決策，引導老年人合理膳食，從生理方面提供飲食健康支持；通過智慧廚房創建基于飲食的社交網絡，為老年人提供社交娛樂服務，促進老年人與家人朋友之間的情感交流，提供飲食健康學習與教育，提高健康意識，從心理方面給予情感支持。適老性智慧廚房的設計將從生理和心理2個方面對老年人產生積極影響，逐漸成為銀發經濟產業的重要部分，在老齡化背景下關注老年人的營養飲食、健康教育與情感需求，有利于推動積極老齡化的持續發展[4]。

1 概述

1.1 積極老齡化

積極老齡化（Active Aging）概念由世界衛生組織（WHO）首次提出，以健康、參與、保障為目標和支柱，參與是核心內容，提倡老年人以積極的態度應對生活，注重個體身心健康，旨在提升老年人的生命生活質量[5]。老年人健康包括身體健康和心理健康，健康的飲食習慣與日常鍛煉、和諧的家庭環境與社交圈能為老年人身心健康提供保障[6]。WOODS N F等認為健康老齡化的構成包括身體、心理和社會功能，在個體健康的情況下探討積極參與[7]。相關研究應從老年人身心健康與社會參與角度出發，提出具有意義的實踐方案，從而進一步推動積極健康老齡化，積極老齡化背景下的智慧廚房方案，見圖1。

圖1 積極老齡化背景下的智慧廚房

1.2 老年人飲食健康研究現狀

老年人在日常飲食中對營養關注度較低，且存在膳食結構不合理，如奶類、水果類、蛋類攝入過低，而鹽、油等攝入過高；營養攝入不均衡，如攝入食物種類單一等現象[8]。因老年人缺乏合理的營養管理，且健康預防與保健意識薄弱，致使老年人患病風險增加[9]。養老機構的營養配餐缺乏相關知識，膳食管理效果低下；社區居家老年人飲食與健康個體差異性較大，傳統宣傳教育模式無法達到健康飲食的目標。在老年人飲食健康問題備受關注的情況下，HUNG L H等將食物成分營養數據庫整合到電子健康飲食和營養評估系統中，為老年人創建飲食健康與營養管理平臺[10]。MA L等為老人設計開發出營養菜單及營養管理訂購系統，通過智能化管理實現飲食的有效管理[11]。PILLON C B等研究了關于老年人飲食營養的AR應用，以增強現實技術為老人提供健康飲食教育[12]。移動應用主要提供了飲食、營養和健康管理相關功能，包括健康反饋、健康飲食制定、飲食決策、跟蹤飲食與身體活動數據，根據老年人飲食攝入情況進行營養評估與干預[13]。

2 智慧廚房及其發展現狀分析

2.1 智慧廚房系統研究現狀

廚房是日常生活中重要的活動空間，在科技化背景下逐漸由單一的烹飪空間發展為集飲食、社交、娛樂、休閑為一體的多功能復合空間[14]，廚房設計也朝著智能化、可持續、情感關懷等方向發展。德國海蒂詩公司從操作舒適度與功能布局方面優化用戶體驗，并于21世紀初提出智慧廚房（Intelligent Kitchen）概念，之后將其理念概括為“縮短操作距離、優化操作流程、功能規劃明確、空間布局合理”。奧地利百隆公司提出“Dynamic Space”設計理念，從工作流程、空間利用率與娛樂性方面對廚房進行設計研究；西門子、三星、海爾等品牌以智能互聯為主題，通過APP實現家電產品的智能化、遠程化操控，廚房電器也逐步向智能聯動方向發展；方太發布的“御廚1.5代套系”通過智能語音助手聯動多款廚電產品，實現用戶與廚房之間的智能交互；美諾、惠而浦等品牌從嵌入式廚房、整體化廚房方面進行探索，致力于為用戶提供沉浸式互動體驗。現有研究與設計實踐從整體廚房外觀、技術革新、智慧互聯3方面，對智慧廚房的體驗性、多功能、智能化研究發展進行了探索，在實踐中不斷豐富設計思路與案例，智慧廚房發展進程見圖2，發展現狀見表1。

2.2 智慧廚房系統構成與服務

智慧廚房的未來發展方向應以健康生活為核心，不僅要關注空間布局與功能規劃等使用功能，更要關注使用過程中的人機交互行為、用戶體驗及情感交互，智慧廚房家居系統見圖3。通過融入音視頻、網絡多媒體的娛樂性設計，構建具有美食烹飪、情感交流、娛樂休閑、學習辦公等多功能的生活空間。基于智能設備、物聯網、人工智能、遙測感應等技術協助用戶使用廚房，如基于智慧互聯的智能烹飪、遠程操控、遠程教學，以及食物營養評估與推薦、食材訂購與配送、食物保存與檢測、用戶身體健康狀況記錄、娛樂互動等功能，實現智慧廚房系統管理一體化，智慧廚房系統構成見圖4。

圖2 廚房智能化發展

表1 智慧廚房發展現狀

2.3 智慧廚房適老性設計的不足

優秀的設計離不開對用戶體驗需求的滿足，目前智慧廚房發展起步不久，針對老年人的廚房設計研究不夠，主要存在以下不足。

2.3.1 交互問題較多

老年人在廚房使用過程中存在許多問題[15]，包括操作區間布局不合理，影響操作過程流暢性與便捷性；操作臺、櫥柜尺度不適宜；櫥柜空間取物不易、照明元素匱乏；廚房外觀設計死板，舒適性不足；烹飪過程缺乏趣味性等，見圖5。對于助行器、輪椅老年人而言，廚房的人機尺度、操作流程尤為重要。在智能設備使用過程中，易出現不會操作、誤操作、操作效率低下等現象；具體表現為不理解界面內容、操作反饋不明確引起的操作失誤。現有廚電設備操作界面存在功能多樣、交互過程繁雜、界面設計不合理等問題，沒有顧及老年人的技術接受程度。在老年人學習能力有限、技術接受程度不高、能力退化的情況下應簡化操作流程、提升操作按鈕識別性、多樣化交互方式并提供明晰的操作反饋，從而優化老年人廚房烹飪體驗。

圖3 智慧廚房家居系統

圖4 智慧廚房系統構成

圖5 廚房存在的交互問題

2.3.2 飲食健康研究不足

目前針對老年人居家飲食、營養管理、飲食健康的研究較少，李菁菁等調查發現老年人食物攝入種類雖豐富，但膳食結構仍存在不少問題，見圖6[16]。張春宏等調查結果表明老年人缺乏營養知識，且存在不少營養誤區，易形成不健康的飲食行為，而膳食質量低下易導致貧血、超重、營養不良等營養性疾病[17]。設計研究應對老年人健康需求進行深入分析，重視老年人飲食健康問題，從飲食管理、營養評估與健康管理等方面，加強飲食健康教育、提升營養知識水平、優化膳食結構，引導老年人合理膳食。

2.3.3 情感體驗性不足

廚房不僅是烹飪空間，更是生活空間，目前廚房烹飪過程設計感不足，缺乏娛樂性及情感關懷。大多數老年人在空巢情況下易產生嚴重的心理孤獨感，在缺乏子女聯系與情感慰藉的情況下，體驗良好的飲食烹飪與分享行為能促進老年人積極社交，通過飲食社交網絡的構建為老年人提供社會交流平臺，滿足老年人的情感需求，突破傳統廚房操作的孤獨感。

3 老年用戶特征與心智模型構建

適老性智慧廚房設計的目的是提升老年人飲食健康水平、給予老年人情感關懷。本次研究深入了解

分析了老年用戶群體特征，通過老年人行為探究其飲食健康與社交過程中的心理活動和思維方式，結合用戶研究與心智信息分析構建心智模型，從而反應用戶的本質需求。

3.1 用戶特征

3.1.1 生理特征

隨著年齡的增長，老年人的生理機能與各方面能力會有不同程度的衰退[18]，運動與呼吸系統的退化會導致動作靈活性下降、反應力變慢、感知功能衰退等；咀嚼能力下降、消化吸收功能衰退、代謝組織總量減少及不良生理狀態也會影響日常生活中營養的攝入、消化和吸收[19]。

3.1.2 心理特征

我國大多數老年人心理問題較為嚴重，引起老年人心理問題的原因包括缺乏家庭情感關懷所造成的孤獨感、生理機能衰退引起的自卑感及社交活動減少導致的認同感缺失等，由此產生孤獨、抑郁等消極情緒及一定程度的認知功能障礙[20]。健康心理是保證老年用戶生活質量的決定性因素，良好的社交情況與社會支持有利于保持老年人身心健康，排遣消極情緒。智慧廚房適老性設計通過聯動廚電設備，為老年人提供飲食與健康交流學習平臺，促進其社會交往，使廚房成為社交活動場所，見圖7。

圖6 飲食健康問題

圖7 智慧廚房社交功能

圖8 基于用戶心智模型的設計流程

3.2 心智模型構建

心智模型[21]是用戶行為過程中頭腦內形成的模式化概念，能協助個體了解和解釋其行為和心理活動。基于用戶心智模型的研究，能更深入地探求用戶心智信息，包括認知情況、行為能力和需求[22]。基于心智模型的設計流程如下：通過訪談與觀察等用戶需求調研方法獲取老年人心智信息；采用KJ法或卡片分類法完成任務聚類分析；對類聚族群進行處理，完成心智模型的構建，為方案設計提供認知基礎；根據構建的心智模型完成產品的概念設計，見圖8。基于用戶研究了解老年人熟悉的事物及習慣性操作，通過視覺設計和交互設計降低老年人學習成本，使界面與操作貼近老年人的心智模型，通過測試迭代解決老年人與已有產品操作的認知沖突點，見圖9。

本次調研對象為成都市社區55歲及以上老年居民，調研內容為老年人在飲食健康與社交過程中的心理行為活動與需求，調研采用半結構式半開放式訪談法，訪談涉及老年人基本信息、飲食習慣與烹飪需求、智能設備使用情況、社交娛樂情況等。調研獲取32份有效樣本，結果顯示46%的老年人會通過手機或電腦上網，了解時事新聞及聯系親友；48%的老年人患有三高疾病，對食療關注度較高。老年人會根據健康情況對飲食進行少油、少鹽等操作，較少關注營養搭配等飲食健康需求，主要通過電視、報紙書籍和手機獲取營養健康信息。調研為了解老年人智能設備使用情況，在訪談過程中觀察老年人學習使用現有聊天、購物軟件過程，見表2。通過觀察分析可得知，老年人在操作過程中會遇到生理能力下降所帶來的困難；對于界面操作基本邏輯不熟悉；在學習與認知過程中需要及時的幫助。基于調研內容提取出老年人需求活動，建立樹狀圖了解要素相關度，將相似的活動歸類形成小組，見圖10，最終形成12份心智空間，確定心智空間之間的邏輯關系，如心智空間中食物烹飪、食材購買與飲食療養都與飲食相關，將其類聚為“飲食烹飪”，最終形成“飲食社交”的心智模型，見圖11。

圖9 用戶通過系統完成任務時的心智模型

4 智慧廚房適老性設計策略

在老年人的飲食營養與健康需求、心理需求、設備使用行為研究的基礎上，提出基于現有智慧廚房發展形勢下適老性設計策略。

表2 軟件使用過程及對認知和行為需求分析

圖10 飲食與社交心智信息

圖11 老年用戶飲食與社交心智模型

4.1 功能需求適老化

以用戶需求為目標，深入洞察老年用戶的需求與期望，確保產品適用于老年群體。對老年群體進行細化研究，包括操作行為習慣、飲食習慣、健康特征、智能產品適應能力等。充分考慮老年人的學習能力、認知程度、技術接受程度，精簡產品功能，使之容易理解和接受，保證操作過程的簡單性、易用性。適老性智慧廚房可根據老年人營養健康需求，在烹飪系統中加入電子菜譜、視頻教學、智能語音提醒等功能，滿足老年人多樣化需求。

4.2 交互行為適老化

在老年人身體靈活性下降、反應力變慢的情況下，通過應用智能技術、優化產品操作方式等輔助老年人的交互行為。針對感官功能衰退的老人，從設計中利用視覺、聽覺、觸覺等形成感官功能之間的互補，包括強化產品可讀性，如高對比度色彩；觸感震動反饋、溫度變化；聽覺語音信息引導，操作聲音反饋等。利用多感官聯合操作減輕老年人的生理負擔，如語音操控與觸摸按鍵聯合控制。交互過程中讓老年人根據直覺、操作習慣和生活經驗自然地使用產品，減輕學習成本與記憶負擔，簡化操作形式，使交互過程簡單便捷。如廚房設計中的櫥柜輔助燈光、廚電單手化操作方式、廚房空間自適應調節等，優化障礙人群交互體驗。

4.3 情感體驗適老化

情感交互能在交互過程中為用戶提供情感滿足[23]。情感化設計需從人機互動上優化老年人的體驗性，從人際交流互動上為老年人創建情感體驗情境，促進老年人的社會交流。人機交互在語音、體感等自然交互的基礎上，賦予廚房系統情感化特征，從技術上考慮識別老年人的表情、語音情感及肢體行為情感，通過情感傳遞與老年人建立親密互動[24]；以及通過仿生文化設計、系統化設計營造體驗情境與趣味烹飪環境。人際互動關注老年人的人際交往需求，以智慧廚房為媒介，為老年人提供廚房交流、協同操作平臺，創建基于飲食健康交流的老年社交網絡，形成線上人際互動模式，使子女共同參與，促進老年人與家人朋友之間的交流。

5 設計案例

基于老年用戶的心智模型，挖掘可能的設計機會點，結合原型設計相關知識獲得飲食管理與社交系統設計的主要素，設計出適用于智慧廚房的飲食管理與社交應用。設計以信息框架圖討論產品結構，以線框圖的形式討論頁面內容，見圖12。設計考慮到老年人的使用需求，界面設計盡量簡潔，顏色采用白或淺灰色調；界面信息傳達中，采用14~16磅字號能達到最佳可讀性[25]；交互設計要遵循流程簡單、導航清晰的原則，降低老年人的記憶與學習成本，如簡化界面層級深度，突出導航設計，加入情感元素或熟悉元素等。

圖12 功能界面結構

飲食健康與社交APP基于老年人健康情況推薦飲食，根據菜單進行食物訂購和烹飪教學，同時配合廚房智能設備進行遠程操作，烹飪完成后通過飲食分享促進老年人之間的情感交流。主要功能包括：老年健康情況收集、飲食營養評估、個性化健康營養菜譜推薦、一鍵食材配送與云種植體驗、健康知識學習與認知游戲、美食分享。通過個性化飲食方案及適合老年人身體健康特點的飲食和營養干預模式達到飲食營養攝入合理、促進身心健康的目的。

設計邀請5名老年用戶對原型APP進行可用性測試與評估，評估采用可交互原型軟件，并在過程中給予適當的引導和幫助，在測試過程中觀察老年人使用問題。基于可用性測試得出，原型中菜譜瀏覽與烹飪學習過程完成良好，但健康社區與認知游戲功能步驟偏多；健康知識游戲缺乏反饋，無法中途退出；導航圖標指示性不強，APP的容錯性、信息展示效果及錯誤提示等有待提高。針對可用性測試中的問題，迭代設計中加入認知游戲視覺反饋與退出選項；優化底部導航圖標及說明標簽；改進社區導航，簡化健康視頻瀏覽層級深度等，見圖13，對方案進一步修改和完善，最終確定界面原型方案并完成飲食與社交適老性系統研究，界面原型，見圖14。

6 結語

積極老齡化背景下，適老性智慧廚房的需求愈加迫切。本文分析總結出智慧廚房研究發展現狀及趨勢，從智慧互聯平臺、生活廚房、健康大數據平臺和智能廚電4方面構建了智慧廚房系統。指出現有智慧廚房設計中的問題，包括使用交互問題多、飲食健康研究不足及情感體驗不足等。文中基于老年用戶心智模型構建獲取飲食與社交系統設計機會點，并提出智慧廚房適老性設計策略，設計出引導老年人合理飲食與社會交流的應用APP。本文為老年人提供了健康飲食與情感社交的需求服務，為后續研究智慧廚房適老性設計提供了一定的理論依據與實踐參考價值。

圖13 界面迭代

圖14 APP界面原型

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Development Trend and Oriented Design of Intelligent Kitchen under the Background of Active Aging

LI Lin1, LI Fang-yu1, LIU Zheng2

(1.Southwest Jiaotong University, Chengdu 611756, China; 2.China Academy of Fine Arts, Hangzhou 310024, China)

In the context of active aging, we analyze the development tread of smart kitchen and pay attention to the dietary health and social needs of the elderly, then design intelligent kitchen diet health management and social product systems for elderly users. Analyze the development status of intelligent kitchen design, the current status of elderly people's dietary health research, then summarize the composition of the intelligent kitchen system and the shortcomings of intelligent kitchen design. Combine literature research and field research to analyze the physical and psychological characteristics, cognitive and behavioral needs of the elderly, obtain mental information of the elderly through user interviews, complete the construction of the mental model of elderly users to provide a theoretical basis for conceptual design. On the basis of the above research, propose design strategies in the current smart kitchen development situation. We conclude that slip cue validity will also be affected by two aspects of group identification habits and external disturbance degree.Explore the three aspects of functional requirements, interactive behaviors, and emotional experiences, propose design strategy for aging. Designed an APP that focuses on the nutrition, health and emotional social needs of the elderly, providing new ideas for the design of intelligent kitchen aging.

intelligent kitchen; diet management; mental model; human-computer interaction

TB472

A

1001-3563(2022)02-0072-10

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.02.010

2021-10-15

浙江省健康智慧廚房系統集成重點實驗室項目（2014E10014）；國家社科基金藝術學重大項目（No.18ZD19）；2020年度中國美術學院重點高校建設東方學工程資助項目；浙江省健康智慧廚房系統集成重點實驗室后期資助項目；四川省哲學社會科學重點研究基地老齡事業與產業研究中心重點項目（XJLL2019002）

李琳（1996—），女，四川人，西南交通大學碩士生，主攻設計學。

劉征（1978—），男，山東人，博士，中國美術學院副教授，主要研究方向為工業設計。