具身認知視域下的河洛文化智能產(chǎn)品設(shè)計研究

侯寧

（洛陽理工學(xué)院，河南 洛陽 471000）

人工智能時代的到來，人們的需求轉(zhuǎn)向物質(zhì)與精神的雙向滿足，文化植入賦予智能產(chǎn)品更高深的精神價值，技術(shù)嵌入實現(xiàn)了智能產(chǎn)品更先進的物質(zhì)功能。智能產(chǎn)品給人們的生活帶來多樣化體驗[1]。李利蘋從功能、形態(tài)結(jié)構(gòu)、社會屬性以及非物質(zhì)等方面分析文化智能產(chǎn)品[2]。張旭提出吉祥文化在智能家居中的轉(zhuǎn)化路徑[3]。張明設(shè)計的拂翼風(fēng)扇，模仿了人扇動扇子時肩、肘、腕關(guān)節(jié)的連續(xù)動作[4]。在文化創(chuàng)意設(shè)計范疇，智能產(chǎn)品研發(fā)缺少認知理論模型和標(biāo)桿性產(chǎn)品。具身認知是人們感知文化、傳承文化最直接、有效的渠道，在河洛文化智能產(chǎn)品設(shè)計中融入具身認知理論，調(diào)動用戶的多種身體行為參與產(chǎn)品互動，有利于創(chuàng)造高質(zhì)量的用戶體驗，促進人、文化、技術(shù)、產(chǎn)品、環(huán)境的和諧發(fā)展。

1 概述

1.1 具身認知理論在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用

美國語言學(xué)家萊柯夫和哲學(xué)家約翰遜開啟了具身認知研究[5]，有別于傳統(tǒng)認知身心相離理論，具身認知理論倡導(dǎo)身心相合，著重身體在認知過程中的位置和功效。具身認知理論認為：身體是認知過程的核心通道，包括感知覺活動、運動系統(tǒng)活動等在內(nèi)的身體行為共同構(gòu)成人類認知世界的多通道體系；認知是身體多通道體系與外部環(huán)境互動得到的，因此認知具有具身性；外部環(huán)境構(gòu)建和外界刺激設(shè)置在認知過程中起到?jīng)Q定作用；人類身體行為與環(huán)境的交互過程決定認知的形成[6]。

隨著具身理論在產(chǎn)品設(shè)計中的研究逐漸深入，豐富了產(chǎn)品設(shè)計的認知理論框架。王秀麗等探究了兒童智能玩具具身認知交互設(shè)計方法[7]，張曉晨等提出了連續(xù)觸感導(dǎo)盲導(dǎo)向產(chǎn)品具身認知設(shè)計方案[8]，何燦群等探討了具身認知視角下的無意識設(shè)計[9]，劉佳蕾等探討了康復(fù)機的具身認知情感化設(shè)計策略[10]，李芳宇等探究了面向鄉(xiāng)村兒童的具身認知教育產(chǎn)品設(shè)計[11]。由此可見，對具身認知理論的研究有助于在產(chǎn)品設(shè)計過程中搭建用戶與產(chǎn)品之間的多通道交互體系，提升用戶的參與度和體驗感。

1.2 河洛文化概述

河洛文化是以洛陽為中心的黃河與洛水交匯包括伊、洛、渡、澗諸河地區(qū)的物質(zhì)與精神文化總和[12-13]。河洛文化具有悠久性、開端性、核心性、融合性等特點，從遠古傳說時代到夏商周初創(chuàng)時期，再到漢魏唐宋繁榮時代直至現(xiàn)代文明綿延不斷。河圖洛書衍生出八卦、周易、陰陽五行等學(xué)說，是儒家思想的來源。出現(xiàn)了成熟的文字、城市、青銅器和禮制，誕生了周公、老子、莊子等精英人物，形成了正統(tǒng)國家文化。“河洛郎”南遷催生了客家文化，加快了河洛文化在河洛以外地區(qū)的流傳和融匯。河洛文化代表性元素見表1，具體包含：器物文化、行為文化和觀念文化[13]。器物文化指人們在物質(zhì)生活資料生產(chǎn)實踐過程中所創(chuàng)造的物質(zhì)文化內(nèi)容，例如唐三彩等元素；行為文化指國家、社會規(guī)則和人們行為范式層面的文化內(nèi)容，例如定鼎中原等元素；觀念文化體現(xiàn)為人們的思想認知和價值觀輸出，包括河圖洛書等元素。器物文化、行為文化、觀念文化由低向高，系統(tǒng)地搭建了河洛文化架構(gòu)，有助于設(shè)計者把握河洛文化全貌。

表1 河洛文化代表性元素Tab.1 Representative elements of Heluo culture

2 具身認知與河洛文化智能產(chǎn)品設(shè)計

2.1 河洛文化智能產(chǎn)品具身認知模型

人們對河洛文化的認知體現(xiàn)出具身性特征。認知依賴于體驗的種類，體驗來自具有各種感知運動的身體[14]。例如，人們對洛陽水席的認知來源于身體的視覺、嗅覺、味覺、觸覺、動覺與食物在特定文化環(huán)境下的體驗，這使得人們能區(qū)分洛陽水席和其他地方特色餐飲的差異，可見，洛陽水席代表的不僅是視覺圖像符號，而是由文化情景和具身認知共同組成的感知對象，因此，在進行洛陽水席智能產(chǎn)品設(shè)計時，設(shè)計師不能只將其視為單一文化元素視覺符號來源，而要將其置于多維度具身感知系統(tǒng)的范疇下，結(jié)合情景體驗進行智能產(chǎn)品的多通道交互設(shè)計。

河洛文化智能產(chǎn)品具身認知模型見圖1，智能產(chǎn)品作為河洛文化的物化載體，是鏈接河洛文化與用戶的橋梁，用戶和產(chǎn)品之間通過身體的感覺通道、運動通道進行互動，形成感知覺經(jīng)驗和運動經(jīng)驗，從而認知和體驗河洛文化。感覺通道包括視覺、嗅覺、聽覺、味覺、溫覺、觸覺等，運動通道包括身體四肢等部位的動覺等[15]。智能產(chǎn)品依托設(shè)計的要素即形態(tài)、色彩、材質(zhì)、功能、結(jié)構(gòu)、交互方式等承載河洛文化，借助多具身通道的建立探索河洛文化智能產(chǎn)品的情感體驗功能。給用戶帶來從本能層到行為層，并升華至反思層的使用體驗[16]。這種體驗是基于具身的，更能讓用戶對文化產(chǎn)生感情共振。

圖1 河洛文化智能產(chǎn)品具身認知模型Fig.1 Embodied cognitive model of Heluo cultural intelligent products

2.2 具身認知的智能硬件實現(xiàn)過程

智能硬件伴隨著計算機與傳感器技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生，可以智能地完成人類布置的工作[17]。傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品通過界面和人進行交互，人在界面上輸入符號指令，產(chǎn)品執(zhí)行指令并反饋結(jié)果，交互手段單一，且缺乏趣味性和個性化。互動裝置設(shè)計通過刺激參與者的聽覺、視覺、觸覺、嗅覺進行互動[18]，添加智能硬件的河洛文化產(chǎn)品可以實現(xiàn)人與產(chǎn)品多通道具身交互，給用戶帶來更豐富的具身體驗。

具身認知的智能硬件實現(xiàn)方式見圖2，具身通道的感覺通道、運動通道，分別對應(yīng)相應(yīng)的傳感器模塊，例如視覺對應(yīng)光傳感器、嗅覺對應(yīng)氣體傳感器，用戶通過傳感器實現(xiàn)具身通道和產(chǎn)品、環(huán)境之間的交互行為，傳感器記錄數(shù)據(jù)輸入主控板，主控板在程序的命令下，對數(shù)據(jù)進行迅速處理，并將信息輸出給智能硬件，進行產(chǎn)品的各個功能反饋。傳感器決定人與產(chǎn)品、環(huán)境之間的交互方式，包括光傳感器、氣體傳感器、聲音傳感器等。輸出模塊主要包括聲音、顯示和執(zhí)行，決定產(chǎn)品的表現(xiàn)形式，包括蜂鳴器、LED燈、舵機等。

圖2 具身認知的智能硬件實現(xiàn)過程Fig.2 Intelligent hardware realization process of embodied cognition

2.3 融入具身認知的河洛文化元素提取金字塔

設(shè)計師要以用戶為中心進行文化元素符號提取[19]。文化元素的內(nèi)容包含外在形象、過程現(xiàn)象、精神內(nèi)核[20]，融入具身認知的河洛文化元素提取過程見圖3，可拓展為三個層級。分別是視覺的、身體的、意識的[21]。文化元素外在形象是文化元素外部表征，提取方法為提煉概括和打散重構(gòu)[22]，對應(yīng)視覺認知通道，表現(xiàn)在產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計、色彩選取、材質(zhì)表現(xiàn)中；過程現(xiàn)象指文化發(fā)生時與人或物的互動過程，提取方法為抽取簡化和儀式轉(zhuǎn)移[23]，對應(yīng)廣泛的身體認知通道包括嗅覺、聽覺、味覺、溫覺、觸覺、動覺等，應(yīng)用在產(chǎn)品的功能定位、結(jié)構(gòu)形制和智能交互方式上。精神內(nèi)核指文化內(nèi)在精髓和蘊意，提取方法為歸納提升和聯(lián)想擬合[24]，對應(yīng)意識認知通道，體現(xiàn)在產(chǎn)品的故事創(chuàng)作和品牌文化構(gòu)建中。

圖3 融入具身認知的河洛文化元素提取金字塔Fig.3 Integration of embodied cognition Heluo cultural elements extraction pyramid

例如，河洛文化的編鐘文化元素在“視覺”上是承載傳統(tǒng)青銅藝術(shù)與技藝的人工制品，在“身體”上是人們演奏、聆聽古典樂曲的打擊樂器，在“意識”上是象征封建等級制度、明禮制樂的工具。這延展了設(shè)計師對河洛文化的認知，從以往視覺的角度，延伸到身體和意識的共同體悟，打開自我的具身通道，由表及里、身心合一感知河洛文化，目的是將河洛文化元素三個層級內(nèi)容進行全面提取和設(shè)計轉(zhuǎn)化，從而為用戶帶來更具同理心和體驗感的河洛文化智能產(chǎn)品設(shè)計。

3 基于具身認知的河洛文化智能產(chǎn)品設(shè)計過程

基于具身認知的河洛文化智能產(chǎn)品設(shè)計過程見圖4，更加強調(diào)用戶具身特征的分析，關(guān)注具身認知通道下的文化元素提取，填補了傳統(tǒng)文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計流程中對具身認知理論的缺失，以下基于具身認知的角度指導(dǎo)設(shè)計者進行河洛文化智能產(chǎn)品設(shè)計。

圖4 基于具身認知的河洛文化智能產(chǎn)品設(shè)計過程Fig.4 Heluo culture intelligent product design process based on embodied cognition

首先，調(diào)研階段，包括用戶調(diào)研和河洛文化的調(diào)研，用戶調(diào)研通過問卷、訪談法以及觀察法結(jié)合用戶故事地圖進行用戶行為研究，挖掘用戶痛點，產(chǎn)生設(shè)計想法。河洛文化調(diào)研采用實地考察和文獻查閱等方式挖掘河洛文化元素。其次，具身分析設(shè)計階段，包括用戶具身特征分析和河洛文化元素提取，分析用戶的感覺通道和運動通道特點，感覺通道對應(yīng)產(chǎn)品的形態(tài)、功能、交互方式、產(chǎn)品故事的設(shè)計，運動通道對應(yīng)結(jié)構(gòu)、交互方式、產(chǎn)品故事的設(shè)計。在河洛文化元素提取上，視覺通道的文化元素外在形象對應(yīng)產(chǎn)品的形態(tài)設(shè)計，身體通道的文化元素過程現(xiàn)象對應(yīng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能、交互方式設(shè)計，大腦意識通道的文化元素精神內(nèi)核對應(yīng)產(chǎn)品故事設(shè)計。再次，制作階段，產(chǎn)品形態(tài)和結(jié)構(gòu)設(shè)計通過電腦建模和模型制作完成，功能和交互方式設(shè)計通過智能硬件組裝和編程實現(xiàn)，產(chǎn)品故事凝練出品牌文化。最后，用戶反饋階段，通過觀察用戶使用產(chǎn)品的情況和訪談、問卷等方式進行方案驗證。

4 具身認知視域下的河洛文化兒童智能拼圖設(shè)計

4.1 調(diào)研階段

4.1.1 用戶調(diào)研

設(shè)計主題為河洛文化兒童智能拼圖，主要針對3～6歲學(xué)齡前兒童進行設(shè)計，由于用戶的年齡比較小，采用實地觀察法進行用戶數(shù)據(jù)采集，對10家兒童玩具賣場進行調(diào)研，觀察66名3～6歲兒童玩拼圖玩具的情態(tài)，記錄兒童的身體行為和情緒表現(xiàn)，繪制用戶故事地圖。用戶故事地圖是將人物角色畫像和有效故事片段整合后進行故事輸出的方法[25]。

用戶故事地圖見圖5，客戶是設(shè)計主題的利益相關(guān)者，與兒童拼圖設(shè)計相關(guān)的客戶為兒童、導(dǎo)購員、供貨商等，其中最主要的客戶是兒童。用戶指設(shè)計主題最主要的客戶特征，是這一類客戶中最典型的代表，通過提取和歸納66名兒童的特征進行用戶角色設(shè)定，嘟嘟，女，5歲，愛好畫畫、看電視等。行為指用戶在進行與設(shè)計主題相關(guān)的身體活動，嘟嘟玩拼圖的過程包括挑選、打開、觀察、詢問、聆聽、拿取、尋找、跑神、拼接、收納等身體活動。心態(tài)是用戶在每個行為步驟對應(yīng)的心理活動，嘟嘟的心態(tài)經(jīng)歷了興奮、期待、好奇、急切、認真、專注等情緒，呈現(xiàn)出波動狀態(tài)，這與拼圖的設(shè)計、父母的引導(dǎo)以及環(huán)境的影響都有關(guān)系。接觸點是指用戶每個行為和哪些工具、環(huán)境、人接觸，嘟嘟的接觸點有賣場柜臺、玩具包裝、座椅、桌子、說明書，以及導(dǎo)購員、父母等人員。痛點是用戶與設(shè)計主題互動時身體行為、心態(tài)所表現(xiàn)出來的不舒適，嘟嘟心態(tài)波動以及行為的反饋提示拼圖太難、圖案瑣碎、互動單一、故事性差、外界嘈雜、父母互動少等痛點。想法指實現(xiàn)設(shè)計主題，讓用戶滿意的想法和點子，提升拼圖互動性、融入文化故事、增強親子互動、簡化拼圖圖案、凈化環(huán)境等都可以提高嘟嘟的興趣度。

圖5 用戶故事地圖Fig.5 User Story map

4.1.2 河洛文化調(diào)研

河洛文化內(nèi)容廣袤，本設(shè)計主題選取的河洛文化元素見圖6，包括器物文化中具有代表性的洛陽牡丹、天堂、明堂、隋唐大運河、天津曉月、龍門石窟以及布老虎，洛陽牡丹栽培始于隋朝，興盛于唐朝，延續(xù)至今，名滿天下，花朵碩大，花色艷麗，共有紅、白、粉、黃、紫、藍、綠、黑及復(fù)色九大色系，十種花型，1 400多個品種，寓意富貴吉祥。天堂、明堂是唐朝時期武則天禮佛、理政的重要場所，遺址于1977年、1986年被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)復(fù)建在洛陽紫微城遺址的核心區(qū)域，采用榫卯結(jié)構(gòu)，多邊形圓頂，頂部采用“避火珠”的形式，屋面墻面為灰色金屬面板，象征瓦的顏色和夯土遺址，兩個建筑高低錯落，輝煌壯麗。隋唐大運河始建于大業(yè)元年至六年（605—610年）隋煬帝時期，此后，唐、北宋長期開鑿整修。隋唐大運河以洛陽為中心，北至北京，南至杭州，后通過浙東運河延伸至紹興寧波，縱貫在中國最富饒的華北平原和東南沿海地區(qū)，是中國古代南北交通大動脈。天津曉月為洛陽八景之一，隋煬帝于大業(yè)元年（公元605年）建于洛陽舊城南洛水渡口，以鐵索構(gòu)連洛水南北，并隔江對筑四樓。古時皇帝尊為“天子”，渡口稱“津”，故名曰“天津橋”，橋上原有四角亭、欄桿、表柱，兩端有酒樓、市集，行人車馬熙熙攘攘，絡(luò)繹不絕。拂曉漫步橋上舉首可見彎月垂掛天幕，俯首河面波光粼粼，清雅幽靜的意境使“天津曉月”成為著名景觀。龍門石窟位于洛陽市伊水河畔，始鑿于北魏孝文帝年間，盛于唐，終于清末。歷經(jīng)十多個朝代陸續(xù)營造長達1 400余年，是世界上營造時間最長的石窟。建造時采用了大量彩繪，今多已褪色，南北長達1 km，現(xiàn)存洞窟像龕2 345個，造像11萬余尊，是世界文化遺產(chǎn)。主佛盧舍那通高17.14 m，頭高4 m，耳朵長達1.9 m，佛像面部仿武則天形象，豐滿圓潤，雙眉彎如新月，附一雙秀目微微凝視下方，露出祥和的笑意。布老虎是傳統(tǒng)非遺代表，以河南淮陽最有特色，老虎頭大、四肢小，尾巴向上卷曲，形態(tài)夸張生動，呆萌可愛，布老虎的產(chǎn)生和祭祀有關(guān)，后來作為兒童玩具在民間流傳至今。

圖6 河洛文化元素圖Fig.6 Heluo cultural Elements map

4.2 具身分析設(shè)計階段

4.2.1 用戶具身特征分析與設(shè)計

3～6歲兒童是通過平時生活中的玩來積累經(jīng)驗學(xué)習(xí)知識的，可以設(shè)計益智類玩具，營造舒適的環(huán)境，最高程度地滿足兒童經(jīng)由具身感知、動手操作和親自體驗獲得知識的需求。根據(jù)教育部2012年發(fā)布的《3～6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》，3～6歲兒童的具身特性分析見圖7，具身感知能力呈現(xiàn)逐年提高的趨勢，感覺通道的特點是從注意物體形狀特征，發(fā)展到有創(chuàng)意地拼搭出物體造型；從能感知物體軟硬、光滑和粗糙等物理特征，發(fā)展到覺察物體結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系；從具有空間方位感，發(fā)展到能覺察物體位移，依據(jù)外部指引準(zhǔn)確取放物體；從愿意觀看大自然和周圍環(huán)境中美好的景物，發(fā)展到注重形狀、顏色特點，喜歡搜集、分享；從被吸引到愛好聆聽、模擬自然界的動聽聲音，發(fā)展到觸發(fā)想象；從喜好多感官探究物體，發(fā)展到手腦并用探尋問題答案；從知道自己的家鄉(xiāng)和國籍，發(fā)展到熱愛家鄉(xiāng)、熱愛祖國，具有初步民族自豪感。運動通道的特點是從沿直線、平面行走，發(fā)展到多種方式鉆爬并能在不平的路面行走一段距離；從能雙腳持續(xù)向前跳，發(fā)展到會助跑跳和持續(xù)跳繩；從能用筆涂畫，發(fā)展到會能平滑地畫出圖形；從能用剪刀沿直線剪裁，發(fā)展到會沿輪廓線流暢地剪出直線和曲線圖形。

圖7 3～6歲兒童具身特性分析Fig.7 Characteristics of embodied body in children aged 3-6 years

綜合以上具身特征，產(chǎn)品的形態(tài)設(shè)計要明確簡潔、優(yōu)美靈動，突出河洛文化特色，色彩鮮艷吸引兒童注意，通過形狀以及色彩之間的銜接關(guān)系，引導(dǎo)兒童拼接出拼圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計采用嵌入式，有利于兒童感知模塊形狀與主體圖形之間的層次關(guān)系。產(chǎn)品功能為拼圖益智、增進親子關(guān)系、發(fā)揚河洛文化。采用拼圖、聲音和燈光相結(jié)合的交互方式，拼正確會響起相應(yīng)的音樂，鼓掌會有燈光亮起，滿足兒童多感官探索物體的需求。音樂選取自然界中好聽的聲音，并與河洛文化元素相匹配，吸引兒童產(chǎn)生聯(lián)想。產(chǎn)品故事采用分段式和主線貫穿式相結(jié)合，將河洛文化故事融入拼圖過程中，拼對一個模塊父母給兒童講授一個河洛文化故事，全部拼好后拼圖自動播放河洛文化故事，幫助兒童建立對河洛文化的認知，提升愛家鄉(xiāng)、愛祖國的情懷。

4.2.2 河洛文化元素提取與設(shè)計

根據(jù)河洛文化元素的特色設(shè)計兩款拼圖，整合洛陽牡丹、天堂、明堂、隋唐大運河、天津曉月、龍門石窟作為方案一，布老虎作為方案二。通過河洛文化元素提取金字塔提煉各層級元素，見圖8。首先，在外在形象上提煉概括河洛文化元素的主要形態(tài)作為拼圖的主體圖形，打散重構(gòu)圖形的構(gòu)圖關(guān)系，方案一將隋唐大運河作為畫面主線，洛陽牡丹、天堂、明堂、天津曉月以及龍門石窟作為輔助圖形，由近及遠依次排開，近大遠小，參差錯落，方案二布老虎獨立成型。色彩上選擇色相明確的色塊，如粉紅、天藍、深綠、朱紅等進行美學(xué)配色，提高兒童審美，增加色彩純度的同時適當(dāng)降低明度，以免兒童長時間觀看引起視覺疲勞。其次，在過程現(xiàn)象上抽取簡化河洛文化元素的聲音元素，例如鳥語花香、鐘聲悠揚、宮廷舞樂、波濤拍岸、清風(fēng)吹拂、金石之音、老虎叫聲等聲音，將音樂和燈光轉(zhuǎn)移為拼圖成功的獎勵儀式，確定交互方式后，設(shè)置拼圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)和智能硬件功能模塊。最后，在精神內(nèi)核上歸納提升河洛文化元素的歷史故事，制作成適合兒童理解的產(chǎn)品故事卡片，便于父母講解。方案一故事為一條隋唐大運河貫穿畫面，聯(lián)系古今，聆聽鳥語花香感受洛陽牡丹的富貴吉祥，悠揚的天堂鐘聲代表古人對美好未來的向往，遠處飄來的明堂宮廷舞樂彰顯著皇室的尊貴威儀，隋唐大運河波濤拍岸之音象征著曾經(jīng)繁榮的水上經(jīng)濟和古代人民勤勞勇敢的奮斗精神，清風(fēng)吹拂著天津曉月記錄了古代人高超的橋梁設(shè)計技術(shù)和清雅幽靜的意境，鑿鑿的金石之音喚醒了龍門石窟精雕細琢的工匠精神。方案二故事為威武的老虎叫聲，喚起了人們對自然的敬畏，虎自古以來是百獸之長，驅(qū)邪避災(zāi)，平安吉祥，代表對孩子們的守護，寓意虎虎生福。凝練河洛文化精髓，聯(lián)想擬合出“以古鑒今，智動未來”品牌文化內(nèi)涵，喚醒兒童意識通道，感知河洛文化之意，開發(fā)系列化兒童智能玩具，賦予產(chǎn)品情感關(guān)懷和文化寓意，提升產(chǎn)品競爭力和生命力。

圖8 河洛文化元素提取圖Fig.8 Extraction diagram of Heluo culture elements

4.2.3 拼圖設(shè)計與具身認知理論之間的對應(yīng)關(guān)系

產(chǎn)品的功能特點包括兒童通過尋找關(guān)聯(lián)圖案，鍛煉邏輯能力，認知河洛文化。音樂輔助兒童感知自然之靈動，體會拼圖成功的喜悅。父母和兒童共同討論學(xué)習(xí)河洛文化故事，增進親子關(guān)系。拼圖完整后形成一幅優(yōu)美的裝飾畫放置家中，夜晚環(huán)境昏暗時可通過聲音喚醒燈光照明功能。拼圖設(shè)計與具身認知理論之間的對應(yīng)關(guān)系見圖9，從河洛文化元素的提取出發(fā)，構(gòu)成拼圖的設(shè)計要素，確定人機交互方式，鏈接到多種具身認知通道中，實現(xiàn)河洛文化具身認知。通過產(chǎn)品造型提取河洛文化元素的形態(tài)和色彩元素，采用兒童觀察、觸摸拼圖的交互方式，通過形狀、色彩、遠近關(guān)系等因素刺激兒童的視覺、觸覺通道，感知河洛文化之美。產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計要綜合考慮河洛文化元素的形態(tài)色彩、過程現(xiàn)象和精神內(nèi)核，體現(xiàn)產(chǎn)品的使用功能和精神功能，以拼圖模塊、聲音和燈光為媒介，通過兒童拼接、聆聽、觀察拼圖的交互方式，刺激兒童的手部精細動覺、聽覺和視覺通道，感知河洛文化之聲。產(chǎn)品故事提取河洛文化元素的精神內(nèi)核，通過兒童聆聽、鼓掌歡呼、記憶故事等交互方式，刺激兒童的聽覺、動覺、意識通道，感知河洛文化之意。拼圖產(chǎn)品對兒童進行多通道交互刺激，具體交互過程為：觀察拼圖—觸摸拼圖—拼接成功—播放音樂—父母講解河洛文化故事—鼓掌歡呼—燈光亮起—記憶故事—感知文化，以此讓兒童多方位感知河洛文化魅力，提升對河洛文化的具身認知能力。

圖9 拼圖設(shè)計與具身認知理論之間的對應(yīng)關(guān)系Fig.9 The corresponding relationship between puzzle design and embodied cognition theory

4.3 制作階段

綜合以上分析，產(chǎn)品進入制作階段，技術(shù)路線見圖10。第一步，手繪草圖，PS軟件處理；第二步，犀牛軟件電腦建模，KeyShot軟件渲染效果圖；第三步，建模文件經(jīng)過調(diào)整導(dǎo)入激光切割機進行細部造型切割，產(chǎn)品尺寸為30.5 cm*23.5 cm*5 cm，模型材料選用優(yōu)質(zhì)椴木木板，采用上下兩層抽屜式，上層為拼圖主體（內(nèi)部安裝智能硬件），下層裝拼圖模塊和支架，整體塑封。采用浮雕和透雕相結(jié)合的切割方式，方案一包括30個能取下的模塊，即牡丹花瓣、浪花、船、天堂、明堂、燕子、祥云以及龍門石窟佛像等，方案二包括30個能取下的模塊，即老虎的耳朵、眼眉、鼻子、胡子、王字、圓環(huán)等，每個模塊圓角打磨，呵護兒童雙手，加厚處理，方便抓握。選用環(huán)保水性漆手工上色，無異味不刺激，兒童使用安全；第四步，進行內(nèi)部智能硬件組裝，根據(jù)產(chǎn)品功能選用壓力傳感器、MP3模塊、模擬聲音傳感器、RGB燈帶、主控板，通過插接和粘接的方式固定在模型內(nèi)部。智能硬件工作原理是壓力傳感器感應(yīng)到壓力后，傳遞信號到主控板，經(jīng)過程序指示MP3模塊播放音樂，外部聲音達到一定分貝后，模擬聲音傳感器感發(fā)出信號，通過主控板程序指揮RGB燈帶發(fā)光；第五步，運用Mind+軟件進行電腦編程；第六步，將編好的程序下載到主控板上進行測試和修正，連續(xù)使用10次以上，保證程序的流暢性和準(zhǔn)確性；第七步，用膠水密封粘接前后和中間的結(jié)構(gòu)擋板，檢查產(chǎn)品模型外觀是否有問題并修正；第八步，將模型投入用戶使用；第九步，收集用戶使用產(chǎn)品的問題反饋；第十步，采納用戶建議更新迭代新產(chǎn)品。

圖10 產(chǎn)品技術(shù)路線圖Fig.10 Product technology roadmap

4.4 拼圖產(chǎn)品對比分析

目前市場上針對3～6歲兒童的拼圖產(chǎn)品款式較單一，見圖11a，圖案為童話故事、動物、交通工具、森林、海洋等，模塊數(shù)為30、40、50、60四種類別，材質(zhì)有木制和紙板兩種，圖案用油漆或貼圖，功能上通過拼圖鍛煉兒童的注意力和動手能力。河洛文化兒童智能拼圖，見圖11b、11c。基于具身認知理論提取河洛文化元素，豐富人機交互模式，鍛煉兒童視覺、聽覺、觸覺、動覺、意識等具身認知通道。功能上加入按壓感應(yīng)交互，播放自然聲音和文化故事，聲音感應(yīng)交互，打開背景燈光，拼裝完成可作為裝飾畫和氛圍燈。兒童感受和欣賞美麗的景物和動聽的聲音，可以緩解拼圖過程中煩躁的情緒，提升對美的認知。父母給兒童講解河洛文化故事，寓教于樂，增進親子關(guān)系的同時學(xué)習(xí)文化知識，拓展兒童對文化的感知，建立歸屬感和文化自信。由此可見，基于具身認知理論指導(dǎo)下的拼圖產(chǎn)品被賦予更高的文化價值，具有更全面的交互方式和更豐富的使用功能。

圖11 市場現(xiàn)有拼圖和河洛文化兒童智能拼圖Fig.11 Market existing Jigsaw puzzle and Heluo culture children's intelligent jigsaw puzzle

4.5 用戶反饋階段

選擇30名5歲兒童進行使用測試，將兩款難度和模塊數(shù)相近的普通拼圖與河洛文化智能拼圖進行比較分析，觀察并記錄兒童的身體行為和情緒反映。用戶體驗地圖見圖12，兒童在挑選拼圖時，智能拼圖的圖案設(shè)計和色彩搭配能夠更好地吸引兒童的注意力。在玩拼圖階段，智能拼圖通過多次聲音和燈光的交互，以及父母互動鼓勵兒童自信心，降低兒童注意力分散次數(shù)（普通拼圖注意力分散平均7次，智能拼圖注意力分散平均3次），提升兒童專注時間（普通拼圖專注時間平均6.45 min，智能拼圖專注時間平均13.30 min）。拼圖完成后播放河洛文化故事，智能拼圖的購買率達到80%以上，遠遠高于普通拼圖。綜上所述，基于具身認知理論的河洛文化智能拼圖設(shè)計在對用戶的吸引力、專注力、購買率等方面具有優(yōu)于普通拼圖的特性，驗證設(shè)計過程有效。在觀察過程中也發(fā)現(xiàn)一些問題，年齡稍大一些的兒童對于模塊的數(shù)量要求更高，父母期望能有更多文化元素的選擇，這些問題在后期設(shè)計中進一步深化。

圖12 用戶體驗地圖Fig.12 User experience maps

5 結(jié)語

將具身認知理論融入河洛文化智能產(chǎn)品設(shè)計中，在理論體系上彌補了傳統(tǒng)文創(chuàng)設(shè)計對于身體感知研究的缺失，推進了人工智能時代文化智能產(chǎn)品設(shè)計方法的構(gòu)建；在實踐價值上，技術(shù)的飛速發(fā)展，文化的多元融合，要求設(shè)計能更好地服務(wù)于人與環(huán)境，具身認知通道的感覺和運動交互更加符合人們認知文化的特性，智能硬件的應(yīng)用豐富了產(chǎn)品的具身交互形式，使人們更好地感知文化的魅力，體驗技術(shù)帶來的便利。本文對3～6歲兒童進行具身特征分析和設(shè)計方法驗證，河洛文化包羅萬象，面對的用戶群體廣泛，針對不同用戶的具身認知研究與設(shè)計應(yīng)用有待進一步展開。