可用性指標在老年人智能輪椅中的應用

闞志剛，張 婕

（長春理工大學，吉林 長春 130022）

隨著全球老齡化加劇，老年人口比例增加，帶來了健康、自理能力和社交需求等挑戰。智能輪椅在新型養老模式中起著重要作用，幫助行動不便的老年人維持日常生活。然而，當前市場上的智能輪椅設計往往未能滿足老年人的特定需求，導致老年人對其不夠敏感，使用體驗不佳。因此，迫切需要設計和開發適合老年人使用的智能輪椅，以滿足他們真實的需求。為了確保智能輪椅成功應用于老年人群體，應重視可用性設計，旨在提升老年用戶的使用體驗，探索如何讓老年人獲得更好的心理感受。

1 可用性理論概述

在20世紀70年代末，研究者們就開始關注并研究產品可用性（usability）的概念，并深入研究其評估方法和應用途徑。當時許多人機功效學家、設計心理學家在參與產品開發時，深入理解和研究人機交互關系，運用新的方法，提出了一些傳統設計無法做到的、更好的用戶體驗。可用性設計以用戶為中心，致力于優化產品交互體驗，它匯聚了人機工程學、心理學、社會學等多學科的精華，形成了一套全面的設計理論和方法體系。可用性設計之父Jakob Nielsen在《可用性工程》一書中描述到：可用性指的是系統能否用來達到某個想要的目標。他認為可用性由以下五種成分組成：可學習性（learnability）、效率（efficiency）、可記憶性（memorability）、出錯（errors）、滿意度（satisfaction）。

2 基于可用性的研究方法

為了實現可用性設計在老年智能輪椅中的應用，一般常用的研究方法有：用戶需求分析、原型設計和用戶測試。

2.1 用戶需求分析

開展用戶需求分析以深入了解老年人在使用智能輪椅時的問題和需求。通過此過程獲取關于用戶期望、偏好、使用習慣以及挑戰和痛點等信息。需求分析可根據“馬斯洛需求層級理論”對老年用戶的生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我實現進行分析總結。

2.2 原型設計

基于用戶需求分析結果進行智能輪椅的原型設計，包括高保真和低保真原型。最終設計方案應基于原型衍生而來。原型是設計師表達靈感和確定設計思路的直接方式。通過創建交互式界面、功能模塊、草圖和故事板等來模擬滿足老年人需求的情景，通常用于用戶評估和設計研討會。

2.3 用戶測試

在可用性設計后期，組織一系列用戶測試，邀請老年人參與使用智能輪椅原型進行模擬。這些測試旨在評估輪椅的可用性和用戶滿意度，以進一步改進和優化設計。測試過程中通常借助可用性指標作為評估依據，通過實時記錄和訪談收集數據和意見。

3 老年人智能輪椅需求分析與可用性指標

3.1 需求分析

3.1.1 功能需求

老年智能輪椅的主要功能是輔助移動。除此之外，它還能適應不同使用方式，如站立推行、被護工推行或自行操控。智能輪椅還能幫助老年人站立動作和減輕陪護人員的壓力。在室內環境中，它需要能夠自如、平穩地轉彎。對于身體虛弱的老年人，智能輪椅還可以提供鍛煉功能，緩解身體不適，避免因行動不便而血液不循環。此外，智能輪椅還應滿足老年人的心理需求，增加互動功能和與外界信息交流的智能功能。

3.1.2 安全需求

對老年智能輪椅用戶來說，保證使用時的安全需求尤為重要。例如行駛時的速度控制，增加智能輪椅在老年人使用時的容錯率，做好緊急制動機制，避免誤操作導致的安全問題。老年人難免有獨自一人遇到危急情況的時候，通過為智能輪椅增設安全預警功能，可以降低用戶所面臨的風險。

3.1.3 用戶自主活動需求

存在移動障礙的用戶群體會更在意他人的目光，也更怕麻煩他人，完全需要借助他人幫助才能移動會使用戶獲得焦慮、抗拒的負面情緒，因此在保證安全性的前提下要注重用戶主觀感受，培養老年人自信心，一些簡單操作完全可以由老年人借助智能輪椅的輔助做到。更便攜和更易使用的智能輪椅不光有助于提高用戶自主性，也能大大減輕陪護人員工作負荷。

3.2 老年智能輪椅的可用性指標

在1996年ISO 9241-11標準中，可用性被定義為產品在特定用戶和使用環境下，實現特定目標時的有效性、效率和用戶主觀滿意度的綜合體現。該標準明確了用戶和使用環境對可用性的影響，并設定了有效性、效率和主觀滿意度三個具體的考察標準。文章基于中國國際化標準化組織發布的可用性相關標準，提出了老年智能輪椅的可用性設計原則。這些原則旨在使老年人能夠方便、安全、放心地使用智能輪椅，并特別注重其安全性、舒適性、容錯性和易用性。參考ISO 9241-11可用性指標考察標準的主要內容和分層方法，筆者建立了適用于老年人智能輪椅可用性度量的定性指標體系。該體系包括一級維度層（可學習性、使用效率、可記憶性）、二級準則層（交互滿意度、界面外觀、容錯率、完成率、交互效率）和三級指標層。這些指標層級之間相互關聯且包含關系緊密，詳見圖1。

圖1 老年人智能輪椅可用性指標體系

4 可用性理論在老年智能輪椅中的應用

4.1 基于可用性的安全性設計

（1）在外觀造型方面：為了避免老年人在使用過程中被產品劃傷或出現事故，可以避免使用尖銳的造型線條以減少老年人磕碰受傷的風險，設計穩定和牢固的結構造型除了滿足安全需求，避免輪椅出故障翻倒，也能夠給使用者安全可靠的視覺感受。

（2）在移動操控方面：老年人在遇到緊急事故或突發事件時，可以根據輪椅上的緊急制動機制及時停止輪椅，因為老年人反應速度下降，有時不能及時預判到危險降臨，因此智能輪椅的智能識別危險并發出安全信息預警，實現自動避障，提前規避危險。

4.2 基于可用性的舒適性設計

（1）在靠背和座椅等設計方面：老年人智能輪椅在產品本身要遵循可用性設計，關注輪椅的舒適性，靠背和座椅的設計要人機合理，例如輪椅的坐深要符合標準、靠背高度要避免腰部產生空檔，考慮到老年人坐姿時的生理特征變化，背部容易不適，座椅造型應該設計更符合人機工程學，靠背曲線針對老年人曲線弧度做出改進。選擇合適的材料可以提升用戶舒適程度，例如有彈性并且透氣的材質適合制作輪椅靠背和座椅。

（2）在扶手和手柄設計方面：《人機工程學》一書中顯示，兩肘之間的寬度與人體的寬度使用第95百分位數據，肘部平放高度選擇第50百分位左右的數據，因此扶手的高度為24～25 cm，扶手的間距為42～44 cm。這個數據可以提升用戶坐姿時的舒適度，橡膠類有彈性且有一定紋理的材料可以增加老年用戶的使用體驗。設計手柄時要考慮手握的空間的簡單易學性，推動的力量控制也是影響老年人是否能更省力的重要因素。

4.3 基于可用性的易用性設計

在人機交互方面：智能輪椅在人機交互方面借助人性化的智能系統提升老年人感官和交互方面的體驗感，在智能顯示屏上通過視覺呈現、界面交互、情感表達，物理反饋幾個方面進行適老化改造，語音操控和物理操控并行來提升易用性，交互方式簡潔明了，使老年人也能輕易理解。

4.4 基于可用性的容錯性設計

在操作使用方面：好的容錯性的前提就是要有好的安全信息，在操作時，通過顯眼的提示信息提前安全預警，界面盡量簡化和易操作。為了保障老年人的安全，輪椅產品應具備智能識別和響應的功能。當用戶發生操作失誤時，輪椅能夠及時檢測到并向用戶提供錯誤提示，以引導其糾正錯誤操作。

5 老年人智能輪椅設計流程

5.1 首先確定老年人智能輪椅的可用性設計策略

基于用戶需求和可用性設計原則，設計具體策略。設計師如果想全面、系統的開始設計產品，就不應該想著只基于早期的用戶研究就能進行一次性成功的設計項目，應該認真遵循可用性工程生命周期中的設計階段。可依據圖2為老年人智能輪椅可用性設計流程來制定設計策略。

圖2 老年人智能輪椅可用性設計流程

提高老年人智能輪椅可用性設計，要符合以下幾種設計策略：

（1）優化輪椅基本功能結構：設計基礎輪椅功能后，保證符合人機，適合行動不便老年人使用。

（2）增加情感化因素：讓老年人也能順利參與到智能產品的使用中，不會讓老年人產生對智能產品的排斥。

（3）優化反饋，提高智能系統容錯性：避免老年人因對智能化的不敏感性而導致的操控困難，建立友好的反饋和安全系統，適老化的操作界面。

5.2 基于可用性的老年人智能輪椅設計實踐

初期的可用性設計方案可以從建立產品原型開始，原型（Prototype）是給設計師提供一個容易實現的產品草圖或模擬模型當切入點，可以用來輔助設計人員之間的交流和探討，也可以展示給用戶進行初步方案評價。老年智能輪椅的原型首要功能為在滿足普通輪椅的功能前提下，還能夠智能輔助起臥。根據產品原型，進行功能數與功能性的衍生，以老年人為中心，最終打造一款符合用戶需求的老年人智能輪椅，圖3為案例展示。

圖3 老年人智能輪椅設計模型

5.3 對方案進行用戶評估與可用性驗證

確定產品原型和設計方案后，就需要進行用戶測試和評估，可用性檢測從1990 年開始作為評估方法，并越來越受到外界關注。常用的評估方法是使用構建好的方案模型，通過詳細展示渲染圖給老年測試人員，對產品功能進行介紹，并向測試者解釋細節，然后讓他們評價和提出建議，包括設計方案的配色、功能、材料、造型和智能接受度。同時進行數據記錄。最后，邀請老年測試者對設計方案進行評分，填寫問卷以收集用戶對產品的真實評價。表1是根據可用性指標體系提取的幾個可用性指標的問卷范例。

表1 智能輪椅方案評估問卷

對老年智能輪椅設計方案進行初步評估后，根據用戶反饋對設計方案進行不斷改動，并同時要測量輪椅數據來驗證輪椅是否符合人機工程學，通過反復設計對方案進行優化，才能讓設計方案具備可用性與適老性，這才是成功將可用性與老年智能輪椅相結合的正確途徑。

6 總結

隨著老齡化社會的加劇，智能輪椅在未來將成為老年人生活中不可或缺的一部分。為了改善現有智能輪椅的設計，需要從可用性、安全性、舒適性和易操作性、容錯性這四個方面出發，注重以人為本。通過提出一套完整的設計流程，將現實情況與現代技術的創新相結合，盡可能地解決老年用戶面臨的各種問題，并最大限度地保障他們的安全和健康。