基于用戶體驗的老年人智能輪椅設計研究

葉會闖 李琦

摘要：隨著人口老齡化進程的不斷加快，老年人的生活得到越來越多的關注，為解決部分患有慢性疾病或身體機能下降的老年人使用輪椅時面臨的操作不便、個人安全和舒適性較差等問題，本研究提出輪椅的創新設計方案，以滿足老年用戶使用輪椅的需求。本研究基于用戶體驗分析老年用戶對輪椅優化設計的需求，結合老年人的生理和心理特征，從輪椅的安全監測、遠程互動功能角度入手，提升產品智能化水平，通過設計符合老年人審美的造型和外觀來改善用戶體驗。

關鍵詞：輪椅;用戶體驗;智能化;舒適性;老年人

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2022）05-0-03

0 概述

隨著年齡的增長，各種骨關節病變等慢性疾病開始出現，身體機能逐漸下降，使用輪椅已成為不少高齡老人的迫切需求。根據國家統計局公布的65歲以上老年人口測算，僅在2019年老年人對輪椅的需求量已達350萬輛，但實際使用輪椅的老年人僅占10%左右，居家養老輪椅需求量巨大。問卷調查結果表明，多數老年人認為當前中國市場上流行的老年人輪椅功能單一、智能化程度低、舒適度較差，長期超負荷使用還會產生疲勞感。對長期使用輪椅的老年人而言，提升輪椅的智能化程度和舒適性極其重要[1]。

筆者以用戶體驗設計為基礎，結合我國老年人群體的相關生理、心理特征，分析和研究其對輪椅設計功能的實際需求狀況，對我國現有的老年人輪椅產品加以優化設計，提出適合老年人使用的輪椅產品概念化設計方案。

1 國內外輪椅研究現狀

隨著技術的進步，老年人對輪椅的需求不斷升級，傳統輪椅在多樣化功能和舒適度上存在諸多不足，難以滿足用戶不斷升級的需求。國內外學者對傳統輪椅的優化設計提出了不同的研究方向。張莉[2]等人以人機工學理論為基礎，對醫用輪椅的功能結構進行優化設計，使其能夠協助身體虛弱的患者檢查治療，更好地滿足病人和醫護人員需求;申利明[3]等人根據人體生理特征，應用坐姿壓力分布實驗，分析輪椅坐墊在不同的材料和層狀結構下對坐姿舒適性的影響，為輪椅坐墊舒適性設計提供依據;曾曦[4]等人通過QFD與TRIZ集成模型分析歸納老年人輪椅用戶需求，改進設計方案，方便用戶移動或起身站立;周雪[5]主要根據人機工學數據對輪椅靜態舒適性展開研究，分析輪椅坐墊、腳踏板與靠背等結構。國內學者主要對輪椅的功能結構展開分析，但對產品智能化設計研究略有不足。

迪帕克·庫馬爾[6]等人將濕度傳感器與超聲波傳感器運用到輪椅設計中，遇到下雨天輪椅上的雨傘可自動撐開，超聲波傳感器使輪椅可以緊急避障;普里揚卡·米什拉[7]基于物聯網技術，為癱瘓者設計了基于微控制器的輪椅，患者可用頭部操控輪椅運動。大部分學者在設計輪椅時僅對輪椅的功能或用戶體驗展開單方面研究，未進一步探索智能化發展下的輪椅用戶體驗。因此，文章以用戶體驗設計為基礎，研究老年人輪椅的智能化、人性化設計概念方案，旨在優化用戶體驗。

2 用戶體驗概述

用戶體驗是指用戶在使用某種產品時產生的情感體驗，針對產品的功能、造型、操作舒適性而產生的心理感受，其本質上是基于用戶的需求與偏好，設計出符合要求的產品。用戶體驗最重要的概念是以用戶為中心去思考人機交互。根據用戶的生理感受和心理感受去分析研究，深入挖掘用戶需求，將用戶的主觀感受和需求描述轉化為具體的產品功能或設計策略。老年人輪椅的設計需要在了解老年人需求的基礎上，將用戶體驗設計理念融入設計中，設計出一款功能合理、造型美觀、操作便捷的老年人輪椅，幫助老年人日常出行。

3 用戶需求分析

用戶需求分析是產品設計流程重要的組成部分，設計師不僅要有好的設計思路，而且要了解用戶需求，才能有針對性地進行創新設計。產品顏色、造型這類表層需求可以被迅速挖掘出來，但是許多潛在的需求卻難以捕捉。老年人輪椅的目標用戶是那些患有慢性疾病或是身體機能下降導致活動受限的老年群體，通過老年人群生理情況分析，對老年用戶需求進行分析歸納，建立老年人輪椅產品的用戶需求模型，如圖1所示。

通過分析，用戶需求可分為感官需求、功能需求和情感需求三個方面。老年人對輪椅產品的感官需求主要包括視覺、觸覺兩個方面，產品外觀設計包含造型、色彩、材質等內容。在功能需求上，老年人輪椅要滿足老年人日常出行的需要，并具有安全監測、遠程互動的功能，為老年人提供更加舒適的使用體驗。老年用戶的情感需求主要是安全、舒適、操作簡潔，要讓老年人在使用輪椅的過程中感受到輕松愉悅。

4 基于用戶體驗的老年人輪椅設計原則

4.1 安全性原則

產品設計的安全性原則包括兩方面，一是通過設計解決安全問題，二是通過設計杜絕新的安全問題產生。通過產品功能設計來滿足用戶需求，解決用戶所面臨的問題。此外，產品安全性還貫穿設計的產供銷等整個流程，超越產品自身的系統化設計。隨著年齡的增長，身體的各個器官機能開始衰退，老年人的聽力、視力變差，反應遲緩，容易因操作不當而發生危險。因此設計老年人出行產品首先必須保障產品安全可靠，防止發生危險。此外，產品操作要具有容錯性和緊急保護措施，防止用戶因誤操作導致危險發生。老年人出行產品的造型應圓潤、柔和，既能有效防止產品對老年人造成傷害，也能提升使用舒適度。

4.2 易用性原則

易用性指用戶可以快速學會產品如何使用，包含有效性、易學性和適應性三個方面。產品的有效性是指無論在室內還是室外環境使用產品，其性能都能夠達到預期使用效果。老年人學習能力、反應速度和對外部環境的感知能力隨著年齡增長而不斷下降，設計老年產品需要充分考慮老年人的特點，操作方式應符合用戶使用習慣，簡化產品的操作流程，使其能夠滿足老年人的產品使用需求，符合老年出行產品設計的易學性原則。同時不同的用戶表現出不同的特點和需求，老年人出行產品應廣泛適應不同用戶的需求。D19BC44D-3F45-41E3-9885-2DEEF8BB0705

4.3 美觀性原則

美觀性原則也被稱為藝術性原則，產品設計既要滿足功能需求，其外觀也應該較為美觀，從而帶給消費者良好的精神享受。設計不僅僅是理性的設計，還必須是具有美感的設計，既能夠滿足用戶的物質需要，又能夠滿足用戶的精神需要。老年人出行產品的外觀設計，應該從老年人的心理需求出發，在良好的功能基礎上對產品的色彩、造型、材質、結構進行合理設計，設計出造型大方美觀、功能實用合理的老年人出行產品。

5 基于用戶體驗的老年人輪椅概念化設計方案

輪椅是部分老年人出行的重要工具，它可以幫助患有慢性疾病、身體機能下降的老年人在室內外活動，緩解老年人生活中的孤獨感、沉悶感。基于用戶體驗為這些有輪椅使用需要的老年人設計一款優秀的輪椅產品具有十分重要的意義。

5.1 老年人輪椅設計要素分析

5.1.1 色彩

產品色彩如今已成為一門獨立的學科，不同的顏色帶給人的心理感受是迥異的。例如，紅色沖擊感強、富有生機，而藍色帶給人沉穩、平靜的視覺感受。相關研究表明，符合老年人審美的顏色包含黃紅橙色系、綠色及藍綠色系，應避免大面積使用黑白灰色，以免帶給用戶不良情緒。另外，老年人審美會受到生活環境與時代潮流的影響，與年輕人的審美有很大不同，所以要在前期充分調查老年人的審美傾向。

5.1.2 造型

輪椅作為日常生活用品，除了需要滿足功能性需求之外，其造型也要展現出觀賞性、藝術美感。目前市面上的輪椅大部分將金屬管裸露在外，并用黑色橡膠裝飾，產品機械呆板，造型繁雜。老年人輪椅應該有獨特的造型特征，產品造型應既具有工業產品特點，又符合老年人審美。

5.1.3 材質

老年人輪椅的質感為使用功能服務，其作為工業產品不僅要具有剛硬感，又要具有親和力和美感。在選擇材料時要綜合考慮造型的經濟性和實用性，不同的材料帶給使用者的體驗大不相同。比如塑料，給人帶來的感受是柔和、細膩、光滑，鋼材則給人冷峻、穩重的感受。輪椅基本骨架應采用質量輕、強度大、易加工的鋁合金材質，輪椅扶手主體采用塑料材質，手握部位采用硅膠材質包裹，使用時舒適性更強。坐墊和靠背依據人體坐姿曲線，使用優質海綿進行設計。

5.1.4 交互界面設計

老年人輪椅交互界面的設計首先要明確核心功能，簡化界面內容，用最簡潔的步驟完成人機交互流程，多層嵌套的交互流程會使用戶體驗變差。其次，老年人的視力、聽力水平下降，反應速度變慢，因此需要采取多種方式進行信息反饋，比如在輪椅轉向時，可以通過操作手柄或下達聲音指令獲得更好的用戶體驗。視力下降給老年人的生活帶來了許多不便，在查看界面內容時他們需要花費更多時間，因此要適當放大字體與圖片，操作按鈕也要盡可能清晰，在不影響整體色彩和諧的前提下突出顯示。

5.2 老年人輪椅功能設計

5.2.1 健康監測功能

一方面由于老年人身體素質下降，導致心腦血管疾病、骨質疏松等疾病頻發，這些慢性疾病需要進行健康監測，防止老年人健康狀況出現急性惡化。另一方面，老年人身體靈活性下降，若在使用輪椅過程中操作不當導致輪椅翻倒，健康監測功能可監測用戶身體狀況進行報警通知。

5.2.2 實時定位功能

隨著科學技術的發展進步，實時定位技術已經非常成熟。在輪椅上安裝GPS跟蹤定位設備，監護人可通過手機APP實時查看老年人的位置信息和監測他們的身體數據，確保老年人在安全區域活動。當用戶離開安全范圍可通過APP向監護人發出提醒，遇到危險狀況時用戶可快速向監護人發送求救信號。

5.2.3 安全避障報警功能

通過紅外傳感器感知周圍環境信息，判斷分析合適的輪椅行進方向。防止用戶在行進過程中發生碰撞或側翻，保證用戶的安全。用戶使用輪椅外出會遇到各種復雜的路況，行駛過程中也可能遇到各種安全問題，該功能可通過語音系統提醒用戶周邊車輛及行人情況，保證其行駛安全。

5.3 人機關系設計

人與輪椅共同組成了老年人輪椅的人機系統。在設計老年人輪椅時，應結合人體尺寸和身體活動范圍，對老年人乘坐輪椅的舒適性展開分析。在老年人輪椅的控制器交互界面，根據手部尺寸和活動范圍，分別設計了電源與操縱桿、音量控制、速度調節幾個功能，方便老年用戶更好地操作。另外，輪椅的坐墊、靠背、扶手和腳踏板尺寸和角度也要契合老年人體尺寸。

6 結語

提升老年人輪椅使用舒適度和智能化水平，保障老年人出行安全至關重要，老年人輪椅具有極大的社會需求。如今市場上輪椅產品附帶的功能越來越多，因此需要進一步提升用戶體驗。文章基于用戶體驗設計，分析老年人的生理特征、心理特征、行為特征，深入挖掘用戶需求，并將其轉化為設計要素和產品功能，提出老年人輪椅設計方案，為老年人輪椅設計提供參考。

參考文獻：

[1] 江渡，申俊，陳棟，等.應用人機工程學研究輪椅的舒適性[J].機械設計與制造，2006（8）：12-13.

[2] 張莉，馬洪明，姚佳.醫用輪椅的創新設計研究[J].設計，2017（13）：116-117.

[3] 申利明，陳玉霞，于娜.沙發海綿坐墊對人體舒適性的影響[J].家具，2007（S1）：100-104.

[4] 曾曦，易夢迪.基于QFD/TRIZ集成模型的老年人輪椅設計[J].機械設計，2021，38（4）：134-138.

[5] 周雪.基于舒適度的輪椅設計研究[J].工業設計，2017（2）：63-64.

[6] 迪帕克·庫馬爾，里圖·馬爾霍特拉，S.R .夏爾馬.智能輪椅的設計與建造[J].寶典計算機科學，2020，172（C）：302-307.

[7] 米什拉·普里揚卡.基于物聯網的殘疾人自動輪椅[J].今天的材料：會議記錄，2022，56（P1）：533-541.

作者簡介：葉會闖（1996—），男，河南濮陽人，碩士在讀，研究方向：產品造型藝術與應用實踐。

李琦（1972—），男，安徽巢湖人，博士，副教授，研究方向：產品造型藝術與應用實踐。D19BC44D-3F45-41E3-9885-2DEEF8BB0705