動態仿生設計對于家用消防報警產品的設計運用

徐菲

南京傳媒學院 江蘇 南京 210013

工業設計4.0智能時代的來臨，也悄然帶動各個行業的設計發展。產品設計的外觀及功能，不僅僅是為了人們的需求，也給人們帶來了更多情趣以及情感寄托。人們本著“本我”及在對大自然傾向的潛意識下，選購產品也日漸趨向于仿生設計產品。仿生設計在1988年首次開展設計研討會，其重點在于探索自然，思考生命、功能與形態，對工業設計產生深遠的影響。如今，國內消防設計領域還未與智能時代做到更好地融合，本文研究動態仿生設計智能交互方向下，結合消防產品運用設計理論。

一、何為產品動態仿生設計

仿生設計發展至今，自然界的生物給人們帶來越來越多的想法，除了外在形態的影響外，還有來自生理結構特征帶來的動態仿生研究。因此，仿生可以分為靜態仿生，針對外形仿生的研究學習，以及行為動態仿生設計方法，指外形和結構可發生變化，是一種意向式仿生設計。

（一）靜態仿生設計和動態仿生設計關系

靜態仿生設計主要圍繞自然生物的形態、色彩、肌理、結構來模仿設計，呈現于產品造型，賦予靜態視覺認知。而動態仿生則是在靜態仿生更上一層，讓本有的造型上更加貼近生物的運動、生存、情感等動態表達，如雷達設計，便是模擬蝙蝠聲波的生理特征而設計的聲音仿生設計。現如今的智能產品設計也日漸趨向于生物智能方向，如小米的狗，模擬狗的行走方式，還增加語音智能對話。此外，生活中的小家電也增加智能化和仿生設計。產品設計不再是外觀上的模仿，也在功能和動態變化上模擬生物的特征。

（二）動態仿生的衍生

產品仿生設計的三個層次模型下，行為動態仿生也分為本體、情景和感知三種動態融合仿生。其中，行為動態仿生設計的本體動態融合層在植物動態仿生加濕器設計研究中進入有效的要素分析，文中通過研究植物對空氣質量變化而產生生理的動態變化，從而實現加濕器的動態指示提醒，如植物對空氣水分和污染物的生理感應，使其形態蜷縮以及色彩變化。本次研究主要結合三種動態融合仿生結合在一起并運用在實際產品設計，主要從本體的靜態與動態傳達信息為主，情景化以產生動態效果的生活場景與生物實際動態場景模擬，感知化的情感表達。文獻將仿生產品設計的技術問題在自然生物的生存系統上找到有效的解決方法。

二、家庭消防意識

（一）家庭成員對消防的認知和需求

因我國國情以及百姓生活方式的傳統認知，導致居民對自己家中的消防意識薄弱，仍停留于基本的火災認知。根據全國國民消防安全素質調查顯示：“民眾對消防知識知曉率低于百分之三十。百分之八十的火災是人為因素導致的，在重特大火災人員傷亡事件中，多數原因歸結于公眾缺乏消防安全常識和逃生自救能力”。據應急管理部消防救援局的初步統計，2021年，全國共接報火災74.8萬起，其中住宅火災亡人占比較高，占總數的34.5%，死亡人數占總數的73.8%。多數居民對家庭消防意識薄弱，且沒有在家中安排消費報警器或消防器材。經筆者調查研究，多數家庭對消費器材和報警器的外觀有抵觸心理，怕影響家庭裝修氛圍，亦或者理所當然認為自己家不會發生火災。

（二）家庭消防及報警設計

根據每年的火災數據，家庭消防措施也在政府的要求下，強化小區消防安全責任落實、住宅消防安全自查、家庭配置滅火器材。然而，多數居民家庭裝修環節中，很少將消防系統合理安排在家中，因家庭裝修風格和煙霧報警-消防系統難以從易識別性、易學性、可容錯性三個方面有效結合。此外，消防產品造型設計不太符合人們的基礎認知和審美價值的提升。因此，本文對于智能化家庭消防產品造型設計會根據用戶目前現有痛點進行有效地改良設計。同時，本文通過動態仿生設計讓家庭更愿意接納使用。

三、動態仿生融合設計要素

智能消防產品設計不僅在市面上適合家用的較少，而且運用動態仿生進行設計的產品更少。本論文主要運用動態仿生設計方法的三要素對家庭智能消防產品做方法運用和驗證。

（一）產品動態仿生之本體設計要素

產品外形仿生設計以生物體外形為設計創意來源，通過融合將生物外形應用于產品外形中，創造性地完成產品創新設計，塑造獨特的產品形象。本體動態仿生與靜態仿生區別在于，靜態是造型、色彩、肌理等的仿生，而動態是在此基礎上有動態變化，比如色彩變化中，變色龍從黃色變成綠色的變化過程。消防報警產品主要是其警報的聲音頻率在40～80赫茲，會引起杏仁核，海馬體和腦島的不適應反應，如厭惡、疼痛等，讓人們緊張并且警惕起來。除其聲音本體刺激以外，還可以通過視覺本體刺激進行設計，如通過色彩或燈光的刺激變化來引起人們的注意。

（二）產品動態仿生之情景設計要素

情景動態仿生設計，即人-環境-情緒三者間關系。如現實社會中有的場景化游戲，真人劇本殺、密室逃脫，就是利用情景化設計讓用戶能快速進入緊張、刺激的情感。正因情景化設計，人們對游戲的情感匹配性能趨向于真實體驗。動態的情景設計主要從情景-情感渲染方向為主，那么消防產品設計時，可以從靜態和動態兩個狀態進行設計。在靜態的安全狀況下，仿生產品能給人們帶來安全、美好的感覺，如綻開的花朵、可愛乖巧的寵物；而在動態的危險緊急情況下，其仿生對象的動態變化給予人們緊張、危險感，如變色龍的顏色變化、霸王花的臭味散發等。

（三）產品動態仿生之感知設計要素

感知設計主旨產品的動態變化能給人們帶來移情作用，即共情影響力。在動態仿生產品設計中，消防產品本身在安全狀態下，應該融入家庭氛圍，給予人們安全感、溫馨感；而在緊急狀況下，能快速調動人們的緊張情緒，同時又能給予人們理性判斷如何安全逃生以及消防防范。

（四）消防產品設計

消防產品設計根據上述三要素進行融合設計，將動態仿生預警功能體現在人們生活中。消防產品可以選擇的仿生生物品種很多，然而消防產品設計需要根據用戶、場景進行綜合設計。因此，消防產品仿生對象必須是能讓用戶愿意接受的形象以及與人們的生活方式息息相關的生物。家用消防產品設計分安心、融入家庭的靜態和識別危險，及時傳播信息的動態仿生設計兩要素。經過調研所得，生物狗符合上述要求，第一；其外觀及形象特點符合人們理解的安全、保護含義；第二，其嗅覺靈敏，在危險發生時，會犬吠預警，且人們已習慣于犬吠聲下產生緊張及警惕的心理。因此，生物狗符合動態仿生設計的本體和感知設計要素，而在情景設計要素上，產品設計需要結合動態交互設計更有效地融合。靜態的安全情景下，產品造型設計與家庭裝修設計風格需要統一。此外，其造型可從動物外觀形態到抽離解構其元素來設計，如狗的聽覺和嗅覺靈敏，可以保留其特征形狀。動態的危險情景下，產品的交互設計，除了狗本身的聲音模擬提醒設計以外，可以從視覺方向進行交互屏幕或投影設計。產品設計案例可如圖1所示。

圖1 消防產品設計案例，造型、交互屏設計、效果圖

四、產品動態仿生可用性測試

本文通過模擬家庭煙霧變化來進行用戶的可用性測試，給予觀察者情景觀察，記錄被測試者觀察情況。測試目的是了解用戶是否能從產品的造型和預警功能感知動態仿生設計的理念，并且能有效提醒人們，以及預防火災對人們造成的傷害。在產品仿生設計中，本體仿生設計下關注形態和功能測試，即功能性、易理解性和易用性。情景和感知交互設計下，以用戶的情景判斷、交互反應及滿意度作為評估項。

（一）產品預警動態信息傳達的準確性

本文根據家居消防場景，用案例產品來設計三種情景交互（如圖2所示），有安全場景（正常待機）：無煙霧無危險；異味感應場景（初級預警）：香煙、廚房煙霧等；危險場景（緊急報警）：火災、煤氣泄漏等進行用戶測試。并用狗鼻子的形態代表燈光交互提醒，綠色：安全，藍色：初級預警，紅色：危險。經用戶反應測試發現，多數用戶能從色彩感知到其危險性質。然而安全出口的顯示在頂部呈現，不能很好提醒用戶。且安全和緊張兩個情景能讓用戶一眼認知，GAS數值無法讓人們在緊急情況下有效看清和認知。此外，調研發現頂部的家庭消防報警產品，用戶不能有效地觀察到產品交互屏幕信息變化。

圖2 三種情景交互場景設計圖

（二）消防預警的可用性測試與反饋

經過用戶調研測試，人們對動態仿生設計的消防產品，按照功能性、易理解性、易用性、滿意度四個維度的測試結果，整體較為滿意。在情景問卷調研情況下，功能性認知度達到8.2分，然而在產品的理解性維度較弱，僅7.2分。家用消防產品的易用性評分是8.4，雖然其應該屬于家家戶戶應該裝的產品，但其易用性仍取決于是否是必需品。總體用戶對產品的滿意度是8分，愿意接受仿生造型可以融入家中環境的消防產品。此外，其中有幾名用戶建議，GAS數值以及緊急狀態下的“安全出口”投影指示應該需要讓用戶直觀認知以及快速判斷。

表1 被測試者對產品報警的可用性測試數據

結論

文中針對消防產品設計市場有空缺的現象，結合動態仿生設計對家用消防報警產品進行本體、情景、感知的融合設計。這三個維度的設計，讓人們更愿意接納家庭的消防意識，同時，愿意接受家庭的消防產品安裝。人們可以從美觀角度、安全角度以及科學角度接納動態仿生設計下的消防警報產品。

文中通過動態仿生設計方法進行消防產品設計案例和可用性測試，對用戶和家庭消防情景模擬下，多次測試和探討得出動態情景交互仿生設計對消防產品設計的有效性提高。同時，總結出產品的動態情景交互仿生設計對消防產品設計方法及應用，在未來的更多消防產品上有更多的可能性。動態仿生設計方法預期也可以讓人們的消防意識和家庭消防設備的使用率逐步提高。