基于用戶偏好的體溫測量儀造型設計

任敏，王力

基于用戶偏好的體溫測量儀造型設計

任敏，王力

（電子科技大學中山學院，中山 528402）

研究體溫測量儀造型特征與用戶感性意象之間的映射關系，設計出符合用戶偏好的體溫測量儀。以魅力工學理論為研究基礎，運用評價構造法對目標用戶進行訪談，整合收集的訪談資料，提煉出8項體溫測量儀造型魅力因素，以及其包含的25項具體魅力形態特征，進一步運用數量化I類理論，分析用戶感性意象與體溫測量儀魅力形態特征之間的映射關系，從而明確各個具體魅力形態特征對用戶感性意象的影響程度，為設計出符合用戶偏好的體溫測量儀造型提供設計參考。以實驗研究結果為設計依據，完成體溫測量儀的造型設計，通過對比實驗對設計結果進行驗證分析。結果表明，設計出的體溫測量儀造型能很好地滿足用戶偏好，同時，可根據用戶對體溫測量儀的不同感知意象的偏好，有針對性地識別出相應的魅力形態特征，從而設計出滿足用戶偏好的體溫測量儀。

造型設計；體溫測量儀；魅力工學；評價構造法；數量化I類

如今，體溫測量儀已經成為公共場所必備的二類醫療器械產品，主要在各交通關口、醫院、住宅小區、學校等地方用于篩查發熱人體。從用戶體驗的角度來看，設計師不僅希望體溫測量儀能幫助用戶完成體溫測量，以及篩查發熱人群這一任務，還希望能給用戶帶來各方面的體驗，例如用戶在使用產品時的視覺體驗、觸覺體驗、情感體驗等。對一款產品而言，當其出現在用戶視野中時，若能激發用戶想要使用的同時，還能給其帶來功能上的滿足及情感上的愉悅體驗，那么這才是一款優秀產品所具備的特性，也是設計師在設計產品時應當追求的產品品質[1-2]。有學者提到用戶對一款產品的視覺、觸覺、情感等體驗，在一定程度上受產品的外在表現的影響，特別是產品的造型，因為產品的造型往往是產品外在表現的必備特征，發揮著連接設計師和用戶之間的橋梁作用[3]。由此可知，造型作為產品外在表現的一大關鍵性要素，在用戶主觀體驗中發揮著不可或缺的作用。當前，已有許多學者運用不同理論方法進行產品造型設計的相關研究[4-10]，但在產品設計領域，鮮有將魅力工學應用到產品造型設計中，因此，以下將該理論引入體溫測量儀的設計中，研究符合用戶偏好的造型特征，設計出滿足用戶偏好的體溫測量儀造型，從而提升用戶體驗感。

1 研究方法

1.1 魅力工學

魅力工學主要研究個人偏好與設計要素之間的映射關系，設計出符合用戶審美的產品造型，以此吸引用戶，該理論由日本學者于20世紀90年代初期提出[11]，并逐漸應用于學術研究領域。該理論秉持以用戶偏好為核心的設計理念，目的是在設計師與用戶之間架起一條相互溝通的橋梁，進而服務于產品設計[12]。

1.2 評價構造法

評價構造法是探究用戶對特定事物的心理認知的研究方法，主要通過獲取個人認知概念，并整理為列表，進而歸納出產品造型魅力特征，該方法由贊井純一郎提出[13]。該方法采用個人訪談的方式，其一般研究步驟是讓被試者對實驗樣本A和實驗樣本B進行兩兩對比，并闡述2個實驗樣本之間的異同點，提煉出各個實驗樣本的個性特征[14-15]，進而有效幫助設計師發現實驗樣本造型特征與用戶偏好之間的邏輯關聯，以此為設計師提供可靠的設計依據。

1.3 數量化一類

數量化理論是由日本學者在20世紀50年代提出的一種定量分析方法，該理論屬于多元統計分析的重要組成部分[16]。數量化I類理論是數量化理論的一種，具體研究一組定性變量自變量與一組定量變量因變量之間的關系，并利用多元回歸分析，建立它們之間的數學模型，以實現對因變量的預測[17]。對文中研究而言，就是借助數量化I類理論來分析體溫測量儀的造型特征與用戶偏好之間的數據關系，進而指導體溫測量儀的造型設計。

2 研究過程與數據收集

2.1 樣本的選取

采用評價構造法來提取用戶偏好的造型特征之前，需要進行樣本的收集與篩選，因此首先組建樣本收集小組，以淘寶、京東等幾大主流購物網站為主要途徑，盡可能全面地收集體溫測量儀樣本圖片并匯總，然后以小組討論的形式對收集的樣本圖片進行初步篩選，緊接著剔除相似度較高及識別度不高的樣本圖片，最終選取出樣本圖片49張。為了減少樣本圖片背景對用戶判斷的影響，應用圖片處理軟件PhotoshopCC去除樣本圖片背景，并統一設置為白色背景，尺寸設置為A4（210 mm×297 mm）。此外盡可能將樣本圖片中體溫測量儀的視覺角度調至一致，從而提高實驗結果的準確性。

2.2 確定被試者

為充分了解吸引用戶的體溫測量儀造型特征，實驗共邀請30位被試者，分為專家組和用戶組2組，且2組被試者均無色盲或色弱，其中10位被試者形成專家組，20位被試者形成用戶組。專家組包括產品設計專業教授3名、產品設計研究生3名和有過多年產品設計經驗的資深設計師4名，主要目的是利用他們的專業優勢，來充分提取具有吸引力的魅力因素，并進一步篩選、合并、凝練魅力因素。用戶組為持續使用體溫測量儀時間超過半年的人群，包括小區門衛6名、學校門衛5名、商場門衛5名和醫院相關工作人員4名，主要目的是基于使用者視角，提取具有吸引力的造型魅力特征，使獲取的造型魅力特征更具針對性和準確性。專家組和用戶組樣本特征統計見表1。從樣本特征統計結果來看，專業組男女比例為1∶1，年齡跨度較大，在一定程度上提升了專業組提取的具有吸引力的魅力因素的全面性；用戶組均為男性，平均年齡為46.55歲，多數為門衛且年齡較大，這與大部分公共場所負責體溫測量人員的實際情況相符，在一定程度上提高了研究的針對性和準確性。

2.3 研究實施

首先邀請專業組從前期收集的體溫測量儀樣本中選取吸引其的樣本圖片，然后運用評價構造法對其選取的樣本圖片進行兩兩比較。在比較之前，為充分展現被試者選取的樣本造型特征，從事先準備好的資料庫中抽取與樣本圖片對應的體溫測量儀資料，供被試者了解及參考，從而提升造型魅力特征的提取效果。在被試者了解完樣本造型資料后，緊接著進行魅力因素提取，讓被試者對其選取的樣本圖片進行兩兩比較，并詢問該樣本吸引其的具體原因，記為中位項目，進一步向上詢問該因素給被試者帶來什么感受，通常以形容詞為主，記為上位項目，向下詢問吸引被試者的具體魅力形態特征，記為下位項目。例如，被試者進行兩兩比較后，詢問該款體溫測量儀樣本吸引其的具體原因，若被試者回答：“跟另外一個相比，這個的握把比較吸引我吧”，則將“握把”記為中位項目，并向上詢問這個因素給被試者帶來的感受，若被試者回答：“看上去比較圓潤，我比較喜歡，手握上去應該很舒適的”，則將“圓潤”“舒適”記為上位項目，緊接著向下詢問吸引其的具體魅力形態特征，若被試者回答：“主要是因為這個握把外輪廓類似一個圓柱體”，則將“圓柱體”記為下位項目。實驗過程中，在征得被試者的同意后，采用速記加錄音的方式記錄整個實驗過程，實驗結束后，將收集的資料進行匯總、整合，并根據從專業組中提取的中位項目，制作體溫測量儀造型特征分解圖，以便后續對用戶組進行實驗時，用戶能準確地指出吸引其的具體位置，便于用戶描述，在訪談過程中，用戶也可進一步補充未提及的特征，見圖1。

表1 專家組和用戶組樣本特征統計

Tab.1 Statistics on the characteristics of the expert group and user group samples

邀請用戶組從樣本圖片中選取吸引其的樣本圖片，在用戶組進行兩兩比對前，向其展示與樣本圖片對應的體溫測量儀造型資料，在征得用戶組同意后，采用速記加錄音的方式記錄整個實驗過程。最后統計并整合專家組和用戶組的實驗資料，以繪制體溫測量儀評價構造圖，見圖2。然后選取上位項目排名第1的魅力意象詞匯，制作調查問卷，圍繞該魅力詞匯，采用李克特七級量表對樣本庫進行評分，并求出每個體溫測量儀樣本在該魅力意象詞匯下的算術平均值。

1—觀察區；2—顯示屏；3—按鍵布局；4—探測區；5—探測孔；6—測量方式；7—握把；8—電池倉開合方式

3 數據分析與結果討論

3.1 數據分析

根據數量化一類理論，建立數學模型。此次研究將體溫測量儀中位魅力因素作為項目，將每個中位魅力因素下的具體魅力形態特征作為類目。假設在s個樣本中，有個項目，記為1、2、…、P，在該研究中，的取值為8，其中第個項目P有個類目，那么δ(,)（＝1,2,…,8；＝1,2,…,）指第個項目第個類目在第個體溫測量儀樣本中的反映[18]。則

圖2 體溫測量儀評價構造

假定感性評價值與中位項目及下位項目造型設計各要素之間存在線性關系，則可建立數學模型[19]如下：

式(3)中：Y為因變量在第個樣本中的感性意象評價值；b為僅依賴于第個項目的第類常數；ε為第次抽樣的隨機誤差。

根據圖2，得到體溫測量儀的具體魅力形態特征，見表2。然后對照表2及式(1)，得到56個樣本的反映矩陣，見表3，進一步統計分析得出結果，見表4。

3.2 結果討論

表4中類目得分數值表示該類目在特定感性意象下對用戶偏好的影響程度，范圍數值的大小表示其對應的體溫測量儀造型設計類目對感性意象的貢獻程度，復相關系數數值的平方等于決定系數數值，決定系數2表明文中分析結果的可信度，通常情況下2取值范圍為[0,1]，2越大，模型分析就越準確。當2大于0.7，數量化模型分析的準確性較高，可以被采納[20]。

從表4中分析結果可以看出，決定系數2為0.972，大于臨界值0.7，可知此次對體溫測量儀的研究具有較高的可信度，觀察區的形態特征對體溫測量儀的親和意象產生的貢獻最大，貢獻范圍系數為0.295，其次是測量方式，貢獻范圍系數為0.278，然后是顯示屏的形態特征，貢獻范圍系數為0.232，排在第4的是探測孔的形態特征，貢獻范圍系數為0.224，握把、按鍵布局、探測區和電池倉開合方式依次排在第5至第8，貢獻范圍系數以此為0.150、0.101、0.087、0.048。當觀察區的形態特征為橢圓（12）時，類目得分最高，為0.295，因此將體溫測量儀觀察區的形態特征設計為橢圓時，更能給用戶一種親和的感官意象；當體溫測量方式為扳機式（61）時，得分最高，為0.278，因此將體溫測量儀的測量方式設計成扳機式，能有效提升體溫測量儀的親和感；當顯示屏為豎屏時，探測孔為圓形時，握把為圓柱體時，按鍵布局為側面集中型時，探測區為圓形時，電池倉開合方式為轉動式時，各自對應的類目得分均為最高。針對親和這一意象進行體溫測量儀造型設計時，應著重考慮在親和意象下，各項目對應的類目中得分較高的形態特征，從而有效提升體溫測量儀帶給用戶的親和感。此外，在體溫測量儀的造型設計過程中，應當盡量避免使用類目得分為負值的特征形態，例如表4中31、43、72、73、81對應的特征形態，運用這類特征形態會降低體溫測量儀帶給用戶的親和感。

表2 體溫測量儀具體魅力形態特征

Tab.2 Specific charm morphological characteristics of body temperature measuring instrument

表3 反映矩陣

Tab.3 Reflection matrix

表4 數量化I類分析結果

Tab.4 Analysis results of ouantitative type I

4 設計實踐與結果驗證

4.1 設計實踐

基于以上實驗分析結果，對體溫測量儀進行造型設計，并對設計結果進行驗證。設計過程中，探測孔和探測區均以圓形為基礎進行設計，觀察區以橢圓形為基礎進行設計，并運用流暢的曲面將觀察區與探測區外輪廓相連接。將顯示屏設計為豎屏形態，并內嵌于觀測區，按鍵以集中式鑲嵌于體溫測量儀側面，便于用戶操作。針對握把部分，以圓柱體為基本形態特征，結合用戶把握方式及人機工學等，對握把形態加以細化，使其更加符合人機工學的要求，提升用戶把握的舒適性。此外，將體溫測量方式設計為扳機式，電池蓋開合方式設計為轉動式，可以使體溫測量儀在整體造型上帶給用戶親和感。基于以上分析，最終的體溫測量儀造型設計效果，見圖3。

圖3 體溫測量儀效果

4.2 結果驗證

為了驗證實驗結果的可靠性和有效性，對結果進行必要的驗證分析。驗證分析過程以文中設計的體溫測量儀為實驗樣本，記為T，以前期實驗研究中親和這一意象下用戶評分排名前3的樣本為對照樣本，依次記為1、2、3，邀請20名用戶，運用李克特五級量表圍繞親和這一感性意象對4個樣本依次打分，最后求取每個樣本的算術平均值，驗證分析結果見表5。根據文中的實驗研究結果設計出的體溫測量儀，在親和這一感性意象下的用戶評分高于其他3個樣本，這在一定程度上證明了研究結果的可靠性和有效性。

表5 驗證分析結果

Tab.5 Verification analysis results

在實驗研究過程中，通將被試者分為專業組和用戶組，進行體溫測量儀魅力形態特征的提取，在一定程度上提高了體溫測量儀魅力形態特征提取的準確性。由于環境和條件限制，被試者的數量有限，對研究結果的精準性和客觀性存在一定的影響，因此在后續的研究中，筆者將擴大被試者的數量，豐富被試者的多樣性和差異性，以獲得更加客觀、精準、嚴謹的實驗結果。

5 結語

產品造型作為吸引用戶視覺注意的外在表現形式，易于被大腦感知，在一定程度上影響著用戶對該款產品的第一視覺印象，因此建立用戶感官意象和造型特征之間的映射關系，并以此為依據設計出符合用戶偏好的產品造型，是提升產品自身吸引力和用戶感官體驗的有效途徑。文中基于魅力工學理論及其相關研究方法，將體溫測量儀造型歸納為八大魅力因素及其包含的25項具體魅力形態特征，并通過數量化I類分析體溫測量儀形態特征與用戶感性意象之間的映射關系，完成了體溫測量儀的造型設計，最后通過驗證分析表明了研究結果的可靠性。研究過程及結果為如何設計出符合用戶偏好的體溫測量儀造型，提供了一定的參考價值。接下來，將會進一步分析不同感性意象詞匯與體溫測量儀魅力形態特征之間的映射關系，并建立不同感性意象詞匯下用戶偏好與魅力形態特征之間的映射數據庫，從而幫助設計師在體溫測量儀造型設計過程中，可以根據用戶不同感性意象需求，設計出符合用戶偏好的體溫測量儀，從而提升用戶的體驗感。

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Modeling Design of Body Temperature Measuring Instrument Based on User Preference

REN Min, WANG Li

(University of Electronic Science and Technology, Zhongshan Institute, Zhongshan 528402, China)

By studying the mapping relationship between the modeling features of the body temperature measuring instrument and the users' perceptual images, a body temperature measuring instrument that conforms to the users preference is designed. Based on the research of miryoku engineering theory, the evaluation structure method is used to interview the target users. Through the integration of the collected interview data, the eight charm factors of the body temperature measuring instrument and the 25 specific charm characteristics are extracted. The quantification Class I theory is further used to analyze the mapping relationship between the users' perceptual images and the charm morphological characteristics of the body temperature measuring instrument, so as to clarify the degree of influence of each specific charm morphological feature on the users' perceptual images, and provide design reference for designing the body temperature measuring instrument shape that meets the users' preferences. Based on the experimental research results, the model design of the temperature measuring instrument was completed. And the design results were verified and analyzed through comparative experiments. The results showed that the model of the temperature measuring instrument designed can well meet the users' preferences. At the same time, according to the users' preferences for different perception images of the body temperature measuring instrument, the corresponding charm shape characteristics can be identified in a targeted manner, so a body temperature measuring instrument meeting the users' preferences can be designed.

modeling design; body temperature measuring instrument; miryoku engineering; evaluation structure method; quantitative type I

TB472

A

1001-3563(2022)06-0069-06

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.06.009

2021-11-30

廣東省十三五哲學社會科學（GD17CYS11）；電子科技大學中山學院高等教育教學改革（JY201923）

任敏（1974—），女，碩士，講師，主要研究方向為產品設計。

王力（1970—），女，碩士，副教授，主要研究方向為藝術設計。