輕中度臥床老人腕戴產品的交互設計模式研究

張艷河 車奇鴻 杜嘉慶 陳熹睿

關鍵詞：輕中度臥床老人 腕戴產品 用戶體驗 用戶需求 交互設計模式

引言

全國60歲以上的人口約2.64億，占總人口的18.70%[1]。與之對應，臥床老人數量急劇上升，其護理工作給社會和家庭帶來巨大壓力。可是對于輕中度臥床老人（以下簡稱老人）而言，他們仍然具有部分自理能力。在腕戴產品的幫助下，他們能獨立或半獨立地解決日常生活的部分問題，有效地緩解了護理者的壓力。然而，由于許多老人不熟悉可穿戴產品，腕戴產品的操作方式令其感覺陌生與不適應。為了解決該問題，設計師與研究者需要根據臥床老人特點，探討符合其能力的交互設計模式，提高腕戴產品的可用性。

一、輕中度臥床老人腕戴產品的交互設計模式

根據Dan Saffer的交互設計思想[2]，結合老人特點與需求，本文提出了“輕中度臥床老人腕戴產品交互設計模型”，如圖1所示。該模型通過分析老人的特點，挖掘其腕戴產品的功能，據此探討其交互設計方式。依據信息輸入和輸出方式，該模型形成了信息感知和控制產品兩條交互路徑。信息感知路徑為“產品-信息輸入-老人”。該路徑以老人特點為基礎，幫助他們有效地獲取產品信息。控制產品路徑為“老人-信息輸出-產品”，該路徑幫助老人合理地操作產品，提高產品的可用性。其中，信息輸入與信息輸出交互設計方式主要用于滿足用戶生理需求，并緩解長期臥床引起的心理問題[3]。

二、輕中度臥床老人特點

隨著能力下降后，老人受到諸多限制。這既體現在明暗、空間、顏色等視覺感知方面，還表現在聲波頻率、聲音選擇等聽覺感知方面，以及敏感度等觸覺感知方面。不僅如此，老人的語言、注意、識別、記憶、推理等認知能力均受到較大影響。此外，在肌肉、骨骼、內臟、神經等生理機能衰退的配合下，老人的力量、敏捷度等行為能力被進一步影響。由于能力下降，老人的感知、認知和心理受到不同程度限制。在感知方面，老人存在交流障礙；在認知方面，老人容易出現忘記吃藥和記不清物品存放位置等問題；在心理方面，患病使老人產生自卑、厭世、悲觀等消極情緒[4]，降低了其社交主動性與做事積極性，并對病情的康復訓練造成負面影響。

在能力與限制的影響下，老人行為具有自身特點。在居住方面，老人可以通過輔助工具半自主地完成上下床、翻身、如廁等。在娛樂社交方面，老人通常愛看電視、聽音樂、打牌等娛樂方式，但由于受臥床影響，導致娛樂范圍受限。在社交方面，大多數老人是通過手機與他人進行社交。而在突發情況下，老人容易陷入神志不清、無法自救的狀態，需要他人或產品進行全天候監測，以便及時提供救援。

三、腕戴產品需求

由于老人存在能力、行為和限制三方面特點，導致腕戴產品形成控制、檢測提醒和呼救等三類需求。

（一）控制需求

由于大多數產品超出老人的手臂操控范圍，導致老人產生了遠程控制其他產品的需求。即老人通過腕戴產品控制與之互聯的其他產品，使后者執行相應功能滿足其保健康復與娛樂需求。在保健康復方面，涉及按摩、輔助訓練和翻身輔助等。老人用腕戴產品控制按摩類產品，可通過腕戴產品自主地調節按摩力度，緩解長期臥床帶來的肌肉萎縮癥狀。輔助訓練類產品有助于老人恢復肌力。老人只需點擊腕戴產品就能操控訓練類產品，使其身體得到鍛煉，康復身體。翻身輔助需求是專門針對老人臥床引起的健康問題。老人由于長期保持同一躺臥姿勢，壓力、剪切力、摩擦力易對壓迫的局部皮膚造成局部缺血、缺氧，從而產生褥瘡。尤其是老人的骨隆突處皮膚組織易于受到超額的壓力，使其血循環受阻，導致皮膚組織缺血缺氧，極易于產生嚴重的褥瘡。而老人通過腕戴產品的控制功能，可以對智能床或其他輔助翻身的智能產品進行操控，其功能能夠幫助老人輕松完成翻身。[5]在娛樂方面，老人一般使用電視、音響等產品，娛樂產品可以豐富精神生活并排解負面情緒。但由于行動受限，他們無法觸碰到這些距床較遠的產品，在腕戴產品的幫助下，老人躺在床上就能操控娛樂類產品。控制類腕戴產品打破了距離限制，延伸了老人操控產品的距離，增強了其自主能力并提高了老人的生活品質。

（二）檢測提醒需求

檢測提醒需求能夠對老人的身體健康狀況做保障。其檢測除了對老人生理體征進行檢測外，還需與其他智能產品同步并共享數據，以便于將檢測產品所收集的數據結果顯示于腕戴產品屏幕上。腕戴產品且需將老人身體的檢測結果定時反饋給醫護人員和家屬。腕戴產品除了檢測體溫、脈搏、血壓、心率等常規體征，還需檢測老人血液流動速度和其他危險因素等信息。在此基礎上，腕戴產品需具有異常數值提醒功能，能夠及時發現老人身體異常，避免錯過最佳治療時機。以血液流動檢測為例，老人因長期臥床，導致下肢難以活動，容易出現靜脈血液淤滯，從而形成水腫或靜脈血栓，這會嚴重危害老人的身體健康。腕戴產品可利用透射法或散射法等技術，持續對老人進行血液流動檢測，并定量、動態、連續地測量和分析。當檢測結果超出正常值時，腕戴產品會對老人、醫護人員進行提醒，使其及時采取電流電擊等急救和報警措施，爭分奪秒搶救老人，避免老人生命遭受危險。

（三）呼叫需求

呼叫需求包括緊急呼叫、通訊呼叫以及上門服務呼叫三個方面。當老人發生墜床或嗆噎時，緊急呼叫不僅有助于得到及時的搶救和治療，還使老人心理得到安慰，確信自己即將被救助，緩解了老人在緊急狀況下帶來的恐懼、焦急等負面情緒。另外，由于老人缺乏社交，極易于產生孤獨抑郁等消極情緒，而通訊呼叫功能有助于老人與他人交流互動。例如，腕戴產品可保存朋友、家人的聯系方式，方便老人隨時與他人進行溝通。另外，還可增加隨機匹配的交友功能，即按下呼叫按鍵可隨機匹配到另一名佩戴該款產品的老人，使處境相似的老人能夠深入溝通共同話題，促進老人進行交流，排解老人的消極情緒。對于居家老人而言，腕戴產品更需具備呼叫上門服務的功能，如清潔服務、送藥服務、更衣服務等。該功能可輔助或替代護理者完成部分護理行為，有效地減輕護理者的負擔，并增強了老人自我護理能力與生活信心。

四、腕戴產品交互設計

腕戴產品的交互設計主要包括信息感知和控制產品兩個階段。信息感知階段是老人需求得以滿足的前提，其信息獲取方式需符合老人特點。控制產品階段是老人需求得以滿足的必經環節，其操作方式須與老人能力匹配。基于這兩個階段，本文針對臥床老人典型需求，設計了圖2所示的臥床老人腕戴產品，并據此探討該產品的交互設計問題。

（一）信息感知

老人與腕戴產品交互時，其信息感知主要包括視覺、聽覺和觸覺三種方式。其中，視覺感知主要獲取詳細、復雜的產品信息，聽覺感知主要獲取替代、簡單的產品信息，而觸覺感知主要獲取輔助、體感方面的產品信息。

1.視覺感知

視覺感知是老人獲取信息的最重要方式。受生理機能約束，老人往往僅頭部、手臂、手腕等少數部位保持靈活性，大幅限制了其視覺感知范圍。如正常人可以輕易地看到腳底，而老人卻難以看到腳部產品。在此情境下，許多老人往往需要通過腕戴產品遠程操控終端產品，獲取產品視覺方面的操控信息，據此順利地操作產品。在腕戴產品中，其視覺信息往往具有詳細性和復雜性，但有助于老人克服記憶缺陷與思維障礙，幫助他們有效地使用產品。如圖3左圖所示的音樂播放界面，其尺寸為320mm×500mm，可以顯示數量眾多的戲曲信息，幫助老人選擇節目、操作產品。倘若以觸覺或聽覺方式呈現這些信息，老人不僅難以記住內容，還無法順利操作產品。

除了常規的視覺顯示方式，腕戴產品采用加強背光、修正視角和動態展示三種交互方式。因老人明暗感受能力變弱，對腕戴產品通常以加強背光來提高屏幕亮度。如圖3中產品界面均采用黑底白字或黃字，有效提高了產品的可識別性。由于老人常因空間感知能力變弱，在腕戴產品屏幕不正對老人時，老人會難以有效獲取界面上的產品信息。在圖2中，腕戴產品可以采用修正視角方式，使得產品屏幕信息始終處于老人能有效識別的角度。動態展示利用動態圖形和文字反饋視覺信息。如圖3左圖的“播放”圖標以動態形式呈現，吸引了老人注意力并助他們獲取此信息，進一步引導他們點擊該按鈕。在動態信息的識別過程中，產品視覺信息一方面需要充分應用臥床老人的過往經驗[6]，將老人熟悉的視覺元素大量運用于腕戴產品，據此減少老人學習的負擔；另一方面，產品視覺信息設計需要吻合注意、選擇、捆綁和識別等用戶識別規律，幫助老人有效獲取所需信息。

2.聽覺感知

與視覺感知相比較，聽覺感知具有替代性和簡單性。替代性主要指聽覺感知可以替代部分視覺感知。如老人因長期臥床而感覺腳冷，急需保暖設備的幫助。由于難以看到保暖設備上的信息，他們需要借助腕戴產品調節保暖設備。對于是否成功遙控設備，他們需根據腕戴產品或保暖設備上的相關信息進行確認。依據老人過往經驗，與腕戴產品的視覺信息相比較，保暖設備發出的聲音信息更加直觀，更容易讓老人確認操作結果。在獲取產品信息的過程中，受其思維、記憶等能力限制，聽覺信息不能包含過多細節，以免老人因記憶、注意、識別等能力不足而難以做出判斷。此外，聽覺信息由于無法隨時調取、重復收聽，需要具有簡單易懂性。

老人在聽覺能力退化的情況下，可以采取骨傳導傳聲反饋聽覺信息。聲音定位則可以讓老人得知智能產品的位置和工作狀態，使老人掌握智能產品的工作狀態。信息可聽化則采取虛擬聲音反饋產品操作結果。

在傳統反饋方式外，腕戴產品還可以采用骨傳導傳聲、聲音定位、信息可聽化三種方式反饋聽覺信息。因老人聽覺能力弱，采用空氣傳聲效果不佳。聽覺交互可結合骨傳導設備進行傳聲，使得輕度臥床老人在聽覺能力退化的情況下，采取骨傳導形式傳達聽覺信息，尤其是在戶外環境中聽戲曲、欣賞音樂、接聽電話等。聲音定位是指利用聽覺對聲源位置進行定位。因老人長期臥床在使用腕戴產品與其他智能產品進行聯動時，往往無法得知其他智能產品的工作狀態，通過聲音定位的方式可以讓老人得知所控制的智能產品的位置和工作狀態，使得老人能夠掌握智能產品的工作狀態。另外，信息可聽化是指產品采取虛擬聲音反饋信息，包括操作反饋聲和信號警報聲等。如圖3左圖所示，老人點擊播放按鈕后，產品會立即通過聲音實時反饋是否成功操作。

3.觸覺感知

與視覺、聽覺感知相比，觸覺感知具有輔助性。由于觸覺信息偏模糊，大多數腕戴產品較少獨立顯示觸覺信息，而大多采用多通道方式呈現產品狀態。然而，在體感類或遙控類產品中，觸覺感知具有不可或缺性。以肌肉按摩設備為例，老人需要使用腕戴產品遙控該設備。在使用此設備的過程中，按摩力量大小、按摩時間長短等因素的真實性，往往取決于老人自身的觸覺感受。在此情境下，觸覺感知具有排他性，成為老人獲取產品信息的更合理方式。

目前，觸覺氣囊、觸覺電流和溫度感知屬于三種相對新穎的信息反饋方式。在老人觸覺敏感度下降、皮膚彈性變小、溫度感知變弱等情境下，采用觸覺氣囊的方式能夠彌補老人觸覺敏感度下降的不足。觸覺氣囊是在腕戴產品的內側表帶上，通過微型氣囊充氣產生的壓力模擬各種觸覺。觸覺氣囊的反饋方式相比傳統的振動觸覺反饋幅度更大，更符合老人觸覺敏感度下降的生理特點。觸覺電流則是利用微電流通過腕戴屏幕模擬肌理和紋理等觸感，當老人觸摸屏幕時可感受不同觸感。該方式還可以拓展臥床老人對外界物品的紋理感知，如圖3中的按鈕具有觸覺凸起感和紋理感，提高了信息反饋的顯著度。溫度感知則利用腕戴產品的加熱模塊對產品進行加熱，進而模擬老人將要接觸物體的溫度。如將腳部保溫設備的腳部溫度顯示在腕戴產品的外置部件中，幫助老人更準確地感知溫度、調節檔位。

（二）控制產品

當老人獲取腕戴產品信息后，可以根據自身情況、需求操作產品。由于他們大多躺在床上使用產品，其操作方式主要包括屏幕操作和語音控制兩種典型。

1.屏幕操作

屏幕操作是老人與腕戴產品之間的最重要交互方式。與無屏產品相比，腕戴產品的眾多功能無法通過一個個實體按鈕排列出來，而只能設置在屏幕中，因此屏幕操作成為腕戴產品交互的首選。由于老人操作腕戴產品時大多處于平躺或半躺狀態，其產品操作難度大于正常人的。根據其難易程度，可以將這些操作方式由易至難地劃分為自然操作、懸空操作、盲操作和點劃操作4個層次。

自然操作屬于最輕松、最人性化的操作方式，它能根據老人本能行為自動做出反應。如老人翻轉手腕準備看時間時，圖3中圖的時間界面會自動呈現；當一段時間無操作行為后，屏幕會自動關閉。與之對比，點劃屏幕屬于最辛苦的操作方式。當使用產品時，老人需要抬起或舉起一只手，讓眼睛與屏幕保持一段距離，且屏幕難以與眼睛的自然注視方向垂直。此時他們往往需要抬起另一只手操作產品，這種不自然的操作方式容易讓其手臂、手腕、眼睛等部位疲勞。盡管如此，點劃操作仍然是目前最普遍的操作方式。與之對比，懸空操作屬于一種相對舒適的方式。該方式利用手勢操作腕戴產品，并利用聲音進行反饋提示，部分地緩解了兩只手和眼睛的疲勞。如圖3左圖所示，當老人將手掌或點擊手勢對準屏幕上方的攝像頭超過3秒鐘，屏幕上出現了手掌或點擊圖標。如果他們左右晃動手掌或點擊按鈕，產品界面會自動左右滑動或進入相應的功能界面。此外，盲操作利用微電流在腕戴產品屏幕上模擬不同操作區域的肌理，并結合聲音進行信息反饋，比懸空操作更輕松。在圖3中的按鈕圖標只要被摸到，老人就可以感受到凸起感與網紋感，從而無需緊盯屏幕也可以操作產品。

2.語音控制

語音控制方式是屏幕操作方式的重要補充。盡管屏幕操作屬于腕戴產品的最常規、最穩定方式，但存在操作不便、令人疲勞等不足。與之對應，語音控制方式具有方便快捷、降低疲勞、使用安全等優點[7]，且能有效識別老人語音指令，有助于彌補屏幕操作的不足之處。除常規語音控制方式外，腕戴產品的語音控制主要包括語音控制和聲音識別兩種典型方式。

語音控制是指老人通過聲音輸入與腕戴產品預先設置相對應的語音指令，經產品識別并匹配成功后對產品進行控制。例如，當老人說“血壓”二字時，產品呈現了圖3右圖所示的界面。隨后，老人說“開始測量”四個字，腕戴產品會自動測量其血壓，并以語音或文字形式顯示測量結果。在此過程中，老人可以不看屏幕完成操作，但前提是他們能記住產品“口令”，因此對其記憶具有一定要求。聲音識別操作是指腕戴產品能夠在老人未發送命令的情況下自動識別周圍聲音，并結合老人肌體振動、血壓、心率等生理參數，判斷老人所處狀況并發送相關護理指令。如當老人被痰嗆咳卻咳不出時，腕戴產品可以自動識別出老人的咳嗽聲，并結合老人的心率等生理指標，及時判定處于老人咳痰狀態。然后腕戴產品向護理床發出指令，讓后者調至半臥或半坐狀態，輔助老人將痰咳出。聲音操作屬于較先進的腕戴產品交互技術，是解決目前老人諸多生活難題的有效手段。

結語

老人腕戴產品交互設計模式由老人、腕戴產品及其之間的交互組成。老人受能力、限制和行為三個因素影響，產生了控制、檢測和呼叫三方面需求。在老人獲取產品信息的過程中，產生了觸覺、聽覺、視覺中的9種交互方式；在控制產品的過程中，形成了屏幕操作和聲音操作方面的6種交互方式。該研究結果能幫助老人更加順暢地使用腕戴產品，并有望為研究者和設計師的相關工作提供參照。