共生視域下生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究

張婉　蘇晨

關(guān)鍵詞：共生理論 流浪寵物 生態(tài)產(chǎn)品 Set因素 Triz原理

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2022）02-0124-04

引言

“共生”理論源于生物學(xué)界，并逐步應(yīng)用于社會(huì)科學(xué)、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域，是指兩種不同生物之間所形成的彼此依存、協(xié)同進(jìn)化的緊密關(guān)系。習(xí)近平總書記明確提出“人與自然是生命共同體”等一系列重要論述。人與動(dòng)物間建立良好互利互惠的共生關(guān)系已成為當(dāng)代生態(tài)文明建設(shè)過(guò)程的必經(jīng)之路，人與動(dòng)物和諧共生共同維護(hù)生態(tài)平衡進(jìn)而促進(jìn)社會(huì)有序發(fā)展的理念更是深入人心。

流浪寵物作為人類社會(huì)及自然界中龐大的生命體系，其生存條件的惡劣性及健康狀況的不確定性在“共生”環(huán)境下對(duì)人類社會(huì)有序發(fā)展及生態(tài)環(huán)境的平衡運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

目前，吳艷林通過(guò)研究對(duì)垃圾桶進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在一定程度上解決了流浪寵物食物匱乏問(wèn)題。韓保鑫等人針對(duì)救助站管理不便、環(huán)境衛(wèi)生差等問(wèn)題探索了如何為流浪貓建立小型收留站。賀舒媛設(shè)計(jì)流浪貓屋和喂食服務(wù)調(diào)動(dòng)了人們喂養(yǎng)的積極性。王波等人設(shè)計(jì)了流浪動(dòng)物救助App系統(tǒng)，減少了流浪寵物安全隱患問(wèn)題。但現(xiàn)有流浪寵物產(chǎn)品設(shè)計(jì)依然存在問(wèn)題，如覆蓋面少、功能單一、使用周期短暫、缺乏人與動(dòng)物之間的情感交流等，無(wú)法從真正意義上解決流浪寵物生存健康需求與人類社會(huì)及生態(tài)環(huán)境之間的根本矛盾問(wèn)題。為有效緩解現(xiàn)階段人類居住環(huán)境與流浪寵物之間的緊張關(guān)系，保證流浪寵物基本生存需求，改善人類居住環(huán)境質(zhì)量，運(yùn)用共生理論結(jié)合多學(xué)科研究，探索共生視域下生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)策略和實(shí)現(xiàn)路徑。對(duì)流浪寵物當(dāng)前生存條件及人類社會(huì)共生模式進(jìn)行深入研究，整合流浪寵物投喂產(chǎn)品著重滿足人類社會(huì)需求的設(shè)計(jì)要素，找出種群間共生關(guān)系發(fā)展制約關(guān)鍵利用Lotka-Volterra模型進(jìn)行深入分析，通過(guò)set因素分析和Triz發(fā)明原理解決生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新的矛盾問(wèn)題，準(zhǔn)確定位滿足人類社會(huì)需求的生態(tài)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要素，提高流浪寵物投喂產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量，符合流浪寵物生存條件的同時(shí)提升人類參與體驗(yàn)，也是現(xiàn)階段解決流浪寵物生存及健康問(wèn)題的現(xiàn)實(shí)落點(diǎn)。

一、共生理論視域下生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新流程

（一）生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新流程圖

以共生理論為導(dǎo)向，找出生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中各種群（人類社會(huì)一流浪寵物一環(huán)境）共生關(guān)系制約關(guān)鍵，對(duì)其對(duì)應(yīng)得平衡點(diǎn)及穩(wěn)定性進(jìn)行深入分析，確定其具有平衡點(diǎn)且各種群間共生模式具備穩(wěn)定性，進(jìn)而通過(guò)相關(guān)設(shè)計(jì)方法提出產(chǎn)品總體構(gòu)想，找出生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中存在的矛盾問(wèn)題并通過(guò)相關(guān)技術(shù)知識(shí)給出解決方案，最后通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷法和訪談法對(duì)方案的可行性進(jìn)行驗(yàn)證，生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新流程圖如圖1

（二）共生模式解析

“共生”理念，包含共生單元、共生模式、共生環(huán)境三部分，具體指在生物學(xué)中互惠互利共生的單元關(guān)系，人類社會(huì)環(huán)境與流浪寵物生存條件是社會(huì)-文化一自然發(fā)展符合生態(tài)系統(tǒng)良好循環(huán)的重要單元，因此可以基于共生視域，遵循共生原理與原則，通過(guò)對(duì)共生機(jī)制的設(shè)定與構(gòu)建，有效實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與流浪寵物的和諧共生與循環(huán)，人類社會(huì)與流浪寵物共生關(guān)系重要特征是系統(tǒng)性與融洽性、互惠性與互動(dòng)性、協(xié)調(diào)性與動(dòng)態(tài)均衡性等不同屬性的共存與綜合。共生理論中在探索系統(tǒng)及各要素之間的基本規(guī)律時(shí)，需要從宏觀及微觀兩角度進(jìn)行分析，從而展示生態(tài)系統(tǒng)和諧共生相互作用的本質(zhì)。而不斷整合共生單元、建立共生關(guān)系、分享共生機(jī)制、歸納出所形成共生模式的過(guò)程，即是推動(dòng)人類社會(huì)與流浪寵物生存發(fā)展的進(jìn)程，也是在特定時(shí)間、空間以及物質(zhì)資源限制條件下作為生態(tài)產(chǎn)品本質(zhì)更新演化的過(guò)程。從共生角度出發(fā)，更好地為生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新提供最佳進(jìn)化路徑，推動(dòng)其循環(huán)可持續(xù)發(fā)展與升級(jí)。人類社會(huì)與流浪寵物共生模式見(jiàn)圖2。

二、生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)例

（一）共生關(guān)系制約關(guān)鍵

共生關(guān)系特指共生單元間相互作用或相互結(jié)合的方式，它不僅反映的是共生單元之間相互作用方式，也反映種群間相互作用的強(qiáng)度，從共生關(guān)系的利益分配面來(lái)看，共生關(guān)系可以劃分為寄生、競(jìng)爭(zhēng)共生、偏利共生、互惠共生，各種群共生關(guān)系之間的關(guān)系。通過(guò)以上對(duì)共生關(guān)系的解析，生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新研究映射到人類社會(huì)及流浪寵物上，即兩種群之間是否具備互惠關(guān)系、是否產(chǎn)生互惠效應(yīng)，這也是兩種群之間共生關(guān)系的制約關(guān)鍵。

（二）共生模式構(gòu)建

1.人類社會(huì)共生模式構(gòu)建

人類社會(huì)作為生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)主體，其價(jià)值實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)包括政策扶持、開發(fā)商投資、客戶使用。因此，在共生模式下生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新中應(yīng)當(dāng)首先考慮政府、開發(fā)商和客戶三主體共生模型，進(jìn)而為生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新的可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

根據(jù)我國(guó)目前生態(tài)產(chǎn)品建設(shè)管理現(xiàn)狀，我國(guó)對(duì)流浪動(dòng)物相關(guān)問(wèn)題缺乏相應(yīng)法律法規(guī)，由于其特殊性，政府無(wú)法實(shí)施細(xì)化管理社區(qū)無(wú)法有效加強(qiáng)監(jiān)督，所以論文假設(shè)對(duì)流浪寵物生態(tài)產(chǎn)品項(xiàng)目政策僅激勵(lì)開發(fā)商，對(duì)客戶不給予激勵(lì)，因此可以視作政府對(duì)開發(fā)商具備作用而對(duì)客戶無(wú)作用，作為流浪寵物生態(tài)產(chǎn)品項(xiàng)目建設(shè)者的開發(fā)商，對(duì)政府及客戶都具有作用。本文利用Lotka-Volterra模型研究三種群互惠情況和互惠效應(yīng)。結(jié)合三種群共生模式見(jiàn)公式1，式中各符號(hào)見(jiàn)表1。

共生方程（1）求解得出的最終結(jié)果即為該種群共生系統(tǒng)的平衡點(diǎn)。通過(guò)Matlab求解中的符號(hào)函數(shù)來(lái)求得結(jié)果，并歸納整理如圖3所示。其中N8代表三種群間共生點(diǎn)，由于三種群間共生的數(shù)量不存在負(fù)數(shù)，因此對(duì)于該點(diǎn)的各值要求均大于零。N6表示為僅有開發(fā)商和客戶間兩種群的共生點(diǎn)，可以視為生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新項(xiàng)目開發(fā)不需要政府政策激勵(lì)也可以穩(wěn)定發(fā)展的情形，此時(shí)對(duì)于政府的激勵(lì)政策可以完全退出。

2.生態(tài)產(chǎn)品共生模式構(gòu)建及穩(wěn)定性分析

通過(guò)以上分析，生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新項(xiàng)目開發(fā)過(guò)程中在沒(méi)有政府激勵(lì)政策時(shí)，可以通過(guò)開發(fā)商與客戶兩種群共生持續(xù)運(yùn)行，通過(guò)對(duì)用戶與流浪寵物兩種群共生模式及穩(wěn)定性分析，得出用戶與流浪寵物之間具備共生平衡點(diǎn)，進(jìn)而為流浪寵物生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

由Lotka-Volterra方程構(gòu)建，得到公式2

平衡點(diǎn)處于局部漸進(jìn)穩(wěn)定狀態(tài)需要滿足以下條件det （J）>0且存在tr（J），用戶與流浪寵物共生穩(wěn)定條件如公式（3）所示。

對(duì)比公式（2）和公式（1），δGD=δDG。由上面的結(jié)果分析可知，當(dāng)用戶與流浪寵物兩種群之間相互作用的系數(shù)滿足公式（3）時(shí)，流浪寵物生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)用戶與流浪寵物兩種群共生模式具有穩(wěn)定性。

（三）SET因素分析產(chǎn)品機(jī)會(huì)缺口

SET（社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一技術(shù)，Society-Economy-Technology）因素分析法是由Craig Vogel和Jonathan Cagan提出，通過(guò)對(duì)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)（Society，S）、經(jīng)濟(jì)動(dòng)力發(fā)展趨勢(shì)（Economy，E）、相關(guān)先進(jìn)技術(shù)（Technology，T）各因素綜合分析，準(zhǔn)確找出產(chǎn)品機(jī)會(huì)缺口，在所得產(chǎn)品機(jī)會(huì)缺口中獲得用戶新的潛在需求，創(chuàng)建新的設(shè)計(jì)方向。

為找到符合城市用戶需求的流浪寵物產(chǎn)品突破口，本文對(duì)流浪寵物數(shù)量居多地湖北省武漢市中的一百八十名意愿人士和三十名動(dòng)物相關(guān)專業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師及專家進(jìn)行需求問(wèn)卷調(diào)查和深度訪談，共回收有效問(wèn)卷兩百零一份，有效率為95%，確保了問(wèn)卷調(diào)查的可信度，進(jìn)一部對(duì)用戶所需信息進(jìn)行整合統(tǒng)計(jì)，SET因素產(chǎn)品機(jī)會(huì)關(guān)鍵詞見(jiàn)表2。

（四）saaty多準(zhǔn)則決策法計(jì)算權(quán)重

將SET因素分析結(jié)果和用戶所需點(diǎn)設(shè)計(jì)成一份關(guān)鍵性調(diào)查問(wèn)卷并給與評(píng)分，進(jìn)而采用satty中的層次分析法對(duì)SET因子及用戶重要希望點(diǎn)進(jìn)行量化處理，其步驟如下：

首先構(gòu)造判斷矩陣。層次分析法指的是在某個(gè)準(zhǔn)則下通過(guò)對(duì)同級(jí)層次，以不同需求指標(biāo)之間進(jìn)行雙雙對(duì)比，由此衡量出各需求指標(biāo)之間的相應(yīng)重要性。

其衡量標(biāo)準(zhǔn)采用Saaty的1～9評(píng)分規(guī)則，其相對(duì)重要性矩陣則由各評(píng)估指標(biāo)形成。A=aijn×n，其中aij表示為需求指標(biāo)i及相對(duì)需求指標(biāo)i的重要性。

標(biāo)準(zhǔn)化處理矩形A，其公式如（1）：

第三，在不同地點(diǎn)，由于各類人群對(duì)流浪寵物智能投喂產(chǎn)品的響應(yīng)程度不同，用戶需求點(diǎn)之間的權(quán)重度會(huì)有相應(yīng)變化，要對(duì)各個(gè)需求點(diǎn)權(quán)重是否穩(wěn)定進(jìn)行評(píng)估則需要通過(guò)需求點(diǎn)同等性的檢驗(yàn)方法，具體過(guò)程如下：

先將A的最大特征值λmax即用戶需求需求指標(biāo)間所對(duì)應(yīng)重要度矩陣計(jì)算出來(lái)，通過(guò)公式（2）可計(jì)算出同等重要性需求CI。

通過(guò)公式1～3計(jì)算出用戶各需求指標(biāo)所對(duì)應(yīng)客觀權(quán)重（見(jiàn)表3）及一致性需求指標(biāo)的比例值得出CR<0.1，所以表3中的各個(gè)需求指標(biāo)的權(quán)重具有較好穩(wěn)定性。

依據(jù)SET因素調(diào)研深度分析并計(jì)算出生態(tài)產(chǎn)品所需客觀權(quán)重，進(jìn)而將產(chǎn)品機(jī)會(huì)中重點(diǎn)需求的價(jià)值機(jī)遇轉(zhuǎn)化為更重要的和更具有代表性的生態(tài)產(chǎn)品設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

通過(guò)以上分析，可將流浪寵物投喂產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)歸納為一組物理矛盾和兩組技術(shù)矛盾，物理矛盾：產(chǎn)品功能多樣化與占地面積小之間的矛盾;技術(shù)矛盾：減少人工操作與觀察投喂過(guò)程之間的矛盾;投喂成本低與實(shí)現(xiàn)流浪寵物智能化之間的矛盾。解決產(chǎn)品矛盾問(wèn)題是產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中重要的一部分，因此，利用TRIZ理論結(jié)合矛盾矩陣解決問(wèn)題進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)品方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

（5）解決生態(tài)產(chǎn)品設(shè)計(jì)矛盾問(wèn)題

針對(duì)上述矛盾，本文主要利用TRIZ理論中阿奇舒勒矛盾矩陣四個(gè)分離原理即時(shí)間、空間、整體與部分以及條件分離原理使兩者分離，由于該產(chǎn)品功能需求多樣化與占地面積大小涉及到生態(tài)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中面積與體積的問(wèn)題，因此可以采用矩陣中的空間分離原理解決該矛盾問(wèn)題，各發(fā)明原理序號(hào)詳見(jiàn)表4;對(duì)于相關(guān)技術(shù)矛盾，可以在確定工程參數(shù)后，再利用阿奇舒勒矩陣內(nèi)的發(fā)明原理來(lái)解決相應(yīng)的矛盾問(wèn)題。部分阿奇舒勒矛盾矩陣詳見(jiàn)表5。

由表3和表4得出的物理矛盾與技術(shù)矛盾相對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理，可選出發(fā)明原理中的最恰當(dāng)解。經(jīng)深入分析得出：（1）6號(hào)參數(shù)嵌套原理和了號(hào)參數(shù)一物多用發(fā)明原理對(duì)產(chǎn)品需求功能多樣化與實(shí)際占地面積大這一組物理矛盾有較大幫助，將流浪寵物智能投喂產(chǎn)品嵌套到其他設(shè)施中實(shí)現(xiàn)一物多用，（2）根據(jù)5號(hào)參數(shù)組合原理和3號(hào)參數(shù)局部質(zhì)量原理，將投喂產(chǎn)品與公共設(shè)施進(jìn)行組合，提高該產(chǎn)品局部質(zhì)量，組合后的產(chǎn)品既達(dá)到成本低的要求，同時(shí)也提高了流浪寵物投喂產(chǎn)品的使用率，（3）為有效解決時(shí)間的浪費(fèi)及改善控制的復(fù)雜性問(wèn)題，根據(jù)矛盾矩陣中推薦的第十號(hào)預(yù)先作用原理，可有效解決減少人工操作，避免直接接觸的同時(shí)更直觀地觀察流浪寵物投喂過(guò)程。具體解決方法為預(yù)先在產(chǎn)品內(nèi)安裝傳感器（通過(guò)散發(fā)氣味、聲音等吸引流浪寵物），在投喂產(chǎn)品上部安裝迷你攝像頭，通過(guò)掃碼方式將網(wǎng)絡(luò)與手機(jī)App相連進(jìn)行投喂并實(shí)現(xiàn)觀察流浪寵物飲食過(guò)程。同時(shí)也可以通過(guò)App分享和交流投喂過(guò)程寵物飲食狀態(tài)。

（六）設(shè)計(jì)實(shí)例

流浪寵物智能投喂產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷克服各種矛盾因素的過(guò)程，以共生理論為導(dǎo)向，找出制約其共生關(guān)系的關(guān)鍵之處，以此提出相應(yīng)設(shè)計(jì)構(gòu)想，利用Set法，分別從產(chǎn)品的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)三方面獲取只管用戶需求，再利用多準(zhǔn)則決策法定位出用戶需求權(quán)重，將各重點(diǎn)需求因素進(jìn)行深層分析，并運(yùn)用Triz解決權(quán)重分析后的矛盾問(wèn)題。基于此分析思路，可在產(chǎn)品的功能、造型、技術(shù)和情感訴求之間達(dá)到平衡，完成流浪寵物投喂產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

（1）首先，將流浪寵物投喂箱嵌入到公共產(chǎn)品（如舊衣物回收箱、廢棄塑料瓶回收箱）中，如投放過(guò)舊衣物或塑料瓶，用戶綁定App后會(huì)顯示投放數(shù)量記錄，記錄為有數(shù)量時(shí)則顯示可出糧，使用嵌套原理在節(jié)約材質(zhì)的同時(shí)進(jìn)一步增強(qiáng)人們的環(huán)保意識(shí)。（產(chǎn)品結(jié)構(gòu)效果圖詳見(jiàn)圖4）

（2）其次，預(yù)先在產(chǎn)品中放置傳感器和迷你攝像頭，傳感器通過(guò)感應(yīng)流浪寵物生命體征反饋到用戶綁定的App，App相關(guān)欄會(huì)及時(shí)顯示出設(shè)備近處流浪寵物位置，隨后用戶只需點(diǎn)擊投喂（是），設(shè)備根據(jù)先前存放數(shù)量投出相應(yīng)數(shù)量寵糧。

（3）最后，通過(guò)手機(jī)App完成對(duì)流浪寵物投喂產(chǎn)品的智能監(jiān)測(cè)。投糧后安裝的迷你攝像頭會(huì)及時(shí)記錄流浪寵物進(jìn)食狀態(tài)，用戶可通過(guò)App接收并觀測(cè)寵物進(jìn)食狀態(tài)，避免人工現(xiàn)場(chǎng)投喂造成安全隱患的同時(shí)能隨時(shí)看到自己投喂的流浪寵物進(jìn)食狀態(tài)，保護(hù)流浪寵物的同時(shí)對(duì)人類用戶也起到了很好的減壓效果。（人機(jī)交互形式如圖5）

改良后的設(shè)計(jì)方案，有效節(jié)約公共空間，增強(qiáng)人機(jī)交互性，實(shí)現(xiàn)生態(tài)產(chǎn)品向多元化發(fā)展，改善公共環(huán)境。

（七）設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證

首先，對(duì)用戶需求進(jìn)行排列，由權(quán)重重要度排列順序可得：第一：減少人工操作;第二：產(chǎn)品功能多樣化;第三：觀察投喂過(guò)程;第四：投喂成本低;第五：實(shí)現(xiàn)流浪寵物智能投喂。根據(jù)排列的重點(diǎn)用戶需求定位設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

其次，通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的展現(xiàn)，使用調(diào)查問(wèn)卷的形式，概念設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可行性評(píng)估，如產(chǎn)品功能多樣化、產(chǎn)品造型簡(jiǎn)單化、交互形式便捷化等量化用戶對(duì)該產(chǎn)品的造型、功能、交互形式等滿意度程度。

最后，通過(guò)收集問(wèn)卷的調(diào)查結(jié)果顯示，超過(guò)70%的受訪者對(duì)該產(chǎn)品的造型、功能表示滿意或非常滿意，超過(guò)85%的受訪者對(duì)產(chǎn)品交互形式表示滿意或非常滿意，該產(chǎn)品目前為試驗(yàn)階段，還存在待完善之處。但此款流浪寵物智能投喂產(chǎn)品現(xiàn)位于概念設(shè)計(jì)階段，后期需要進(jìn)一步探索該設(shè)計(jì)方案的可行性，以及對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)測(cè)試和驗(yàn)證等流程，以確保該創(chuàng)新產(chǎn)品的正式發(fā)布。

結(jié)論

運(yùn)用共生理論結(jié)合多學(xué)科研究，探索共生視域下生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)策略和實(shí)現(xiàn)路徑，找出人類社會(huì)與流浪寵物共生互惠之處，通過(guò)set因素分析和Triz發(fā)明原理解決生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新的矛盾問(wèn)題準(zhǔn)確定位滿足人類社會(huì)需求的生態(tài)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要素，最終完成設(shè)計(jì)方案。將智能交互與流浪寵物投喂產(chǎn)品相結(jié)合，有效解決了流浪寵物生存健康問(wèn)題及現(xiàn)有流寵物投喂產(chǎn)品缺乏資金支持問(wèn)題，與目前流浪寵物投喂產(chǎn)品相比更具智能感、人性感、合理感，且能在投喂過(guò)程中給用戶帶來(lái)趣味性。符合流浪寵物生存條件的同時(shí)提升人類參與體驗(yàn)，更能有效改善社會(huì)公共環(huán)境。