睡眠體驗的人機交互設計與創新探索

劉 素

（慕思健康睡眠股份有限公司，廣東東莞 523000）

睡眠體驗的人機交互設計與創新探索旨在將現代科技與睡眠健康緊密結合，為人們提供一種便捷、個性化的解決方案。其中，改善的睡眠輔助系統是一項具有重要性和潛力的創新設計方案。本文將探討睡眠體驗的人機交互設計與創新探索的關鍵技術和方法，重點介紹內分泌偵測與改善的睡眠輔助系統的設計原理和功能特點。深入探討床墊本體的設計與人體工學、人體生命體征傳感器的應用等技術要點。

1 人機交互設計在提升睡眠體驗中的作用和潛力

人機交互設計是將人類用戶與計算機系統之間的交互過程進行優化和創新的領域。在提升睡眠體驗方面，人機交互設計可以通過設計直觀、易用的界面以及智能化的功能和個性化的體驗，提供更好的用戶體驗和滿足用戶的睡眠需求[1]。

通過人機交互設計的創新方法，可以優化睡眠設備和應用的功能與界面，提供更智能化、個性化的睡眠解決方案。例如，結合傳感技術和數據分析，可以實時監測用戶的睡眠狀態并提供相應的建議和調整，以提高睡眠質量。虛擬現實和增強現實技術可以創造沉浸式的睡眠環境，幫助用戶放松和入睡。此外，用戶參與和共創的理念也可以通過用戶反饋和參與設計過程，確保設計的有效性和提升用戶滿意度[2]。

人機交互設計在提升睡眠體驗方面具有重要的作用和潛力。通過創新和個性化設計，可以為用戶提供更好的睡眠體驗，促進健康和幸福的生活。在接下來的內容中，將探討睡眠體驗的人機交互設計原則、創新探索及用戶參與和共創的實踐[3]。

2 睡眠體驗的人機交互設計原則

2.1 用戶需求和期望的分析

在進行睡眠體驗的人機交互設計時，首先需要深入了解用戶的需求和期望。通過用戶調研、用戶訪談和行為分析等方法，收集用戶對睡眠體驗的偏好、問題和期望。這些信息可以指導設計師在設計過程中注意需關注的重點和優先考慮的因素。

2.2 界面設計和交互方式的優化

人通過聲音、肢體語言、信息載體和環境多個通道與計算機進行交流，充分模擬人與人之間的交互方式。除了手機設備，以新硬件為載體的設備，必須考慮人機交互，而人機交互的內容可以分成3 大塊：人、環境和設備。

第一，人是用戶的感受體，以人為本是體驗的核心，所以為了提升睡眠體驗，在人機交互的界面設計和交互方式優化設計時需要從心理、身體、行為3 個維度來分析人。第二是環境，環境因素主要分為：熱環境、光環境、聲環境和氣味環境。環境可以不受人為控制去變化，通常光環境和聲環境可能對人機交互的影響是最多的。如人臉識別的平板放在室外和放在室內的光是完全不同的，在設計時需要注意補光和曝光場景。另外，在語音識別場景下，環境太嘈雜、識別率低如何處理，TTS 播報音調是否需要調整。通過多模態的交互反饋、根據用戶的情景去理解每個行為，在不同的觸點作出不同的反饋。第三是設備，在人機交互設計中，界面設計和交互方式起著關鍵作用。為了提升睡眠體驗，界面設計應簡潔直觀，易于理解和操作。交互方式應符合人體工程學原理，考慮人體的自然動作和反應。例如，通過簡單的手勢、語音命令或觸摸操作來實現用戶與睡眠設備的交互，提供便捷和高效的使用體驗。

在界面設計和交互方式的優化方面始終遵循幾大原則：信息透明化、狀態明確、提供智能教學、提供兜底方案、包容性設計及及時反饋。

2.3 多感官體驗的整合

睡眠體驗不僅僅是視覺和聽覺的體驗，還包括觸覺、嗅覺、溫度等多個感官的參與。人機交互設計應從多感官體驗的睡眠環境和人體工程學雙視角出發，將睡眠環境（人體與寢室環境間的空間科學分析）作為主攻方向，從睡眠環境與用戶體驗、睡眠環境與人體工程學、睡眠環境與健康管理和新型功能寢具開發4 個方面進行設計創新活動。綜合利用各種感官的刺激，創造出豐富、舒適的睡眠體驗，探索多感官與睡眠健康之間的關系，研發出更人性化的健康寢具，推動行業的整體進化升級。

3 創新探索：新興技術在睡眠體驗中的應用

3.1 睡眠體驗智能硬件和傳感技術創新設計

智能硬件和傳感技術在睡眠體驗中扮演著重要角色。通過嵌入式傳感器和智能設備，可以監測、收集用戶的睡眠數據，包括睡眠質量、呼吸狀況和心率等。這些數據可以用于分析睡眠模式和問題，并提供個性化的建議和改進措施，以改善用戶的睡眠質量[4]。

1）智能硬件和傳感技術。智能硬件指具有計算能力和連接性的設備，傳感技術則是指能夠感知和測量特定數據的技術。在睡眠體驗中，智能硬件和傳感技術通常包括嵌入式傳感器和智能設備。

2）嵌入式傳感器。這些傳感器可以嵌入床墊、枕頭或智能手環等睡眠設備中，實時監測用戶的睡眠數據。通過感知身體的運動、呼吸頻率、心率等指標，嵌入式傳感器能夠獲取詳細的睡眠信息，如圖1 所示。

圖1 壓電傳感硬件布置方案

3）智能設備。智能手機、智能手表和智能音箱等設備可以與嵌入式傳感器進行連接，接收和記錄睡眠數據。這些智能設備具備計算能力和數據存儲功能，可以分析和處理睡眠數據。

4）睡眠數據。通過嵌入式傳感器和智能設備收集的數據包括睡眠質量、睡眠時長、呼吸狀況和心率變異性等指標。這些數據可以提供關于用戶睡眠模式和問題的詳細信息。

5）個性化建議和改進措施。基于睡眠數據的分析，智能硬件和傳感技術能夠提供個性化的建議和改進措施，以改善用戶的睡眠質量。例如，根據睡眠數據推薦合適的睡眠時間、睡眠姿勢或改善睡眠環境的方法。

綜合來說，智能硬件和傳感技術的應用使得睡眠數據的收集和分析變得更加便捷和準確。通過對睡眠數據的深入分析，用戶可以更好地了解自己的睡眠狀況，并采取相應的措施來改善睡眠質量。這為個性化的睡眠管理和提供定制化的睡眠建議打下了基礎。

3.2 睡眠體驗虛擬現實和增強現實技術創新設計

虛擬現實和增強現實技術為睡眠體驗帶來了新的可能性。通過使用虛擬現實頭盔或增強現實設備，用戶可以沉浸在不同的睡眠環境中，例如海灘、森林或夜空。這些技術還可以提供放松音樂、冥想指導或呼吸訓練，幫助用戶放松身心，入睡更快并獲得更深的睡眠[5]。

1）虛擬現實技術。虛擬現實（VR）技術通過使用頭戴式顯示設備，將用戶沉浸到計算機生成的虛擬環境中。在睡眠體驗中，虛擬現實技術可以模擬各種環境，如海灘、森林或夜空，讓用戶感受到身臨其境的睡眠場景。

2）增強現實技術。增強現實（AR）技術將計算機生成的圖像疊加在真實世界中，通過可穿戴設備或移動設備的攝像頭來實現。在睡眠體驗中，增強現實技術可以通過顯示睡眠相關的信息、圖像或指導來增強用戶的感知和體驗。

3）睡眠環境模擬。虛擬現實和增強現實技術可以創造各種睡眠環境，包括自然風景、寧靜氛圍或其他用戶喜好的場景。通過模擬逼真的視覺和聽覺效果，可以提供一個放松和舒適的睡眠環境，有助于促進入睡和提高睡眠質量。

4）放松音樂和冥想指導。虛擬現實和增強現實技術可以提供放松音樂和冥想指導，幫助用戶降低壓力、放松身心。通過視聽刺激和互動體驗，可以創造一種沉浸式的放松氛圍，幫助用戶更快地進入放松狀態，促進更深入睡眠。

5）呼吸訓練和放松技術。虛擬現實和增強現實技術還可以提供呼吸訓練和放松技術，幫助用戶掌握深呼吸、放松肌肉和調整呼吸節奏等技巧。通過視覺引導和聲音提示，幫助用戶調整身體和心理狀態，促進更快入睡和更深睡眠。

3.3 數據分析和個性化推薦系統

建設客戶睡眠質量大數據庫，根據用戶年齡、籍貫、性別等基本特征和BMI 指數等特征進行多元索引及向下映射，圍繞業務系統支持數據的索引及發現。研究多源異構睡眠質量大數據融合技術，實現通過空間配準和內容復合，生成一種比單一信息源更準確、更完全、更可靠的睡眠報告的技術方法。數據分析和個性化推薦系統可以根據用戶的睡眠數據和個人喜好，為其提供定制化的睡眠方案和建議。基于大數據分析和機器學習算法，可以識別用戶的睡眠模式和習慣，并根據其特定需求推薦合適的床墊、枕頭或睡眠環境設置。這種個性化的睡眠方案有助于提升用戶的睡眠體驗和滿意度。

4 用戶參與和共創的實踐

4.1 用戶參與的收集與分析

用戶的參與和反饋對于睡眠體驗的人機交互設計至關重要。通過收集用戶的反饋和參與，設計團隊可以了解用戶對睡眠產品和技術的偏好、需求與體驗。可通過用戶調研、焦點小組討論、用戶測試和問卷調查等方式進行。收集到的用戶反饋和數據可以被分析和解釋，指導睡眠體驗的設計和改進。

4.2 用戶反饋

根據用戶反饋可知，床的寬度可以對睡眠深度產生一定的影響。①空間感受：床的寬度直接影響睡眠時的空間感受。如果床的寬度較窄，人在睡眠時可能會感到局促和不舒適，限制了身體的伸展和轉身。較寬的床能夠提供更大的活動空間，使身體在睡眠中更自由舒適，有助于進入更深的睡眠狀態。②轉身和翻身。人體在睡眠過程中會進行轉身和翻身的動作，以保持舒適的睡姿和減少身體的壓力。床的寬度會影響這些動作的便利性。如果床太窄，轉身和翻身的自由度受限，影響睡眠質量和深度。而寬度適當的床則能夠提供更多的空間，讓人更輕松地進行轉身和翻身，促進更深入的睡眠。③安全感和舒適度。床的寬度也與睡眠時的安全感和舒適度密切相關。寬敞的床能夠讓人在睡眠中感到更加安全和放松，避免產生擁擠或受限的感覺。這種安全感和舒適度有助于降低睡眠中的緊張情緒，促進更深沉的睡眠狀態。

盡管床的寬度對睡眠深度有一定的影響，但是個體差異和個人偏好也會對睡眠產生影響。因此，選擇床的寬度時應綜合考慮個人身體尺寸、睡眠姿勢偏好和舒適度需求，并向專業人士咨詢，以確保選擇最適合自己的床寬度，從而獲得更好的睡眠深度和質量。床的寬度和睡眠深度的關系如圖2 所示。

圖2 床的寬度和睡眠深度關系圖

4.3 基于用戶反饋的迭代設計過程

基于用戶反饋的迭代設計過程是實現用戶參與和共創的關鍵步驟。設計團隊可以根據用戶反饋和需求進行設計的迭代，不斷改進和優化睡眠產品和技術。包括改變界面設計、功能調整、材料選擇等，以更好地滿足用戶的期望和需求。通過不斷的迭代設計，設計團隊可以逐步改善睡眠體驗，提供更符合用戶期望的產品和服務。

基于用戶睡眠行為的個性化分析的核心思想就是事先根據積累的用戶數據，分析出一些典型的行為規律，再通過采集用戶的事件來匹配和驗證這些規律，從而給用戶賦以不同的分類標簽。由于行為的發生會再影響到用戶的個性化標簽，標簽匹配度會由于行為的不同有增有減，而不是一旦賦予就終身不變，這符合人性變化的特點。通過標簽的匹配，可以總結用戶的睡眠特點，包括睡眠特征、時間段、健康度等，通過與用戶其他特征如性別、年齡、地域和教育程度等匹配，可以總結出不同人的睡眠模型，以及發現介入干預睡眠規律的方法，為用戶定制個性化的產品和服務。用戶參與和共創的實踐可以幫助設計團隊更好地理解用戶需求和期望，提供更好的睡眠體驗。通過收集和分析用戶的反饋，以及基于用戶反饋的迭代設計過程，設計團隊可以不斷改進睡眠產品和技術，實現更好的用戶滿意度和體驗。

5 設計挑戰與應對策略

5.1 技術限制和可行性考慮

在睡眠體驗的人機交互設計中，設計團隊面臨著技術限制和可行性考慮。新興技術的應用可能面臨技術的成熟度、可靠性和實施的挑戰。設計團隊需要評估不同技術的可行性，考慮其性能、穩定性和成本效益。需要權衡技術創新與可行性之間的平衡，以確保設計方案的可實施性和可持續性。

5.2 隱私和安全問題的關注

睡眠體驗的人機交互設計中，隱私和安全問題是一個重要的關注點。涉及個人睡眠數據的收集、存儲和傳輸，設計團隊需要確保數據的保密性和安全性。需要采取必要的安全措施，如數據加密、訪問控制、身份驗證，以保護用戶的隱私和個人信息。此外，設計團隊還應遵循相關的隱私法規和標準，以確保設計方案符合法律和道德要求。在面對技術限制和可行性考慮時，設計團隊可以與技術專家和供應商合作，共同尋找解決方案并進行技術評估。針對隱私和安全問題，設計團隊應與法律、隱私、信息安全專家合作，制定合規的設計和實施策略。通過充分考慮這些設計挑戰，并采取相應的應對策略，設計團隊可以提高睡眠體驗的人機交互設計的可行性和安全性。

6 結束語

人機交互設計在提升睡眠體驗方面扮演著重要的角色，并具有巨大的潛力。通過關注用戶需求和期望，優化界面設計和交互方式，以及整合多感官體驗，設計團隊可以創造出更加智能、個性化和舒適的睡眠體驗。人機交互設計的理念和技術的不斷創新，為改善睡眠質量和提升用戶滿意度提供了新的可能性。

創新和用戶參與是改進睡眠體驗的關鍵因素。通過探索新興技術的應用，如智能硬件、虛擬現實、增強現實技術，以及數據分析和個性化推薦系統，設計團隊可以引入創新的解決方案，提升睡眠體驗的質量和個性化程度。同時，積極收集用戶反饋和參與，將用戶視為設計過程中的合作者和共創者，可以確保設計方案與用戶需求和期望緊密匹配，提高睡眠體驗的滿意度和有效性。

綜上所述，人機交互設計在睡眠體驗中具有重要的地位和潛力。通過關注用戶需求、優化界面設計、整合多感官體驗，結合創新技術的應用和用戶參與，可以不斷提升睡眠體驗的質量和個性化程度。設計團隊應繼續探索創新的設計方法和技術，與用戶緊密合作，共同推動睡眠體驗的改進，為用戶提供更加舒適、健康、愉悅的睡眠體驗。