陜西科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院 西安 710021

1 設(shè)計(jì)背景

21世紀(jì),科技領(lǐng)域最偉大的成就之一是機(jī)器人的廣泛應(yīng)用,但是,機(jī)器人在醫(yī)院的應(yīng)用還有待進(jìn)一步發(fā)展。陜西省“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中,提出重點(diǎn)發(fā)展醫(yī)用配送機(jī)器人。由此可見(jiàn),機(jī)器人技術(shù)已從工業(yè)領(lǐng)域拓展到服務(wù)、醫(yī)療等其它領(lǐng)域[1]。醫(yī)用配送機(jī)器人計(jì)算機(jī)端操作界面是用戶操作機(jī)器人的重要工具,合理進(jìn)行界面設(shè)計(jì),可以在很大程度上減少用戶使用時(shí)的困擾和麻煩[2]?，F(xiàn)今,醫(yī)用配送機(jī)器人普遍注重功能而忽視操作界面的用戶體驗(yàn)[3],導(dǎo)致界面設(shè)計(jì)不合理,從而降低用戶滿意度,導(dǎo)致工作效率低與誤操作。筆者針對(duì)醫(yī)護(hù)人員數(shù)量短缺、工作量大,以及原有醫(yī)用配送機(jī)器人計(jì)算機(jī)端操作界面設(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致醫(yī)用品配送易出錯(cuò)的問(wèn)題,運(yùn)用質(zhì)量功能配置方法充分挖掘用戶需求,轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)影響因素,并根據(jù)設(shè)計(jì)影響因素的權(quán)重對(duì)醫(yī)用配送機(jī)器人計(jì)算機(jī)端操作界面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 質(zhì)量功能配置方法

質(zhì)量功能配置方法將顧客需求與技術(shù)特性結(jié)構(gòu)化聯(lián)系起來(lái),從而實(shí)現(xiàn)需求轉(zhuǎn)換。質(zhì)量屋二維矩陣在質(zhì)量功能配置方法中起關(guān)鍵作用,可以直觀呈現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)及各設(shè)計(jì)要求的權(quán)重,保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能體現(xiàn)用戶需求[4]。質(zhì)量屋基本形式如圖1所示。質(zhì)量功能配置方法在界面開(kāi)發(fā)、服務(wù)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用,這些領(lǐng)域的共同點(diǎn)是以用戶為中心,滿足用戶需求,提升用戶滿意度[5]。

圖1 質(zhì)量屋基本形式

3 界面設(shè)計(jì)原則

醫(yī)用配送機(jī)器人的主要功能是配送醫(yī)用品,因此,醫(yī)用配送機(jī)器人計(jì)算機(jī)端操作界面中需要表達(dá)的信息主要是對(duì)配送機(jī)器人自身狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與對(duì)配送量進(jìn)行調(diào)控操作。操作界面功能框架如圖2所示。明確界面設(shè)計(jì)的基本要求,可以使信息準(zhǔn)確得到反饋,用戶高效便捷進(jìn)行操作,并提高用戶滿意度。設(shè)計(jì)操作界面時(shí),應(yīng)滿足四大基本原則。

圖2 操作界面功能框架

3.1 簡(jiǎn)潔性

準(zhǔn)確高效地傳達(dá)信息是界面設(shè)計(jì)的核心要求[6]。為使用戶在使用時(shí)一目了然,減少記憶負(fù)擔(dān),界面設(shè)計(jì)需簡(jiǎn)潔明了,使用過(guò)程簡(jiǎn)單易操作。在信息表達(dá)時(shí),可以采用圖標(biāo)與文字結(jié)合的方式,設(shè)置快捷圖標(biāo),進(jìn)而減少用戶操作步驟,提高用戶操作效率。

3.2 合理性

視覺(jué)是用戶與界面交互的直接途徑[7]。在界面設(shè)計(jì)中,應(yīng)合理安排頁(yè)面布局,控制好每個(gè)界面內(nèi)的信息,處理好圖標(biāo)、文字及空白的分布,使用戶清晰認(rèn)識(shí)界面的整體構(gòu)架,減輕用戶的疲勞程度。結(jié)合人眼25 bit/s的正常視覺(jué)容量,提高頁(yè)面布局清晰度,將重要信息的反饋窗口設(shè)計(jì)在人們視覺(jué)的關(guān)注點(diǎn)處。根據(jù)人眼的移動(dòng)規(guī)律,遵循從上到下、從左到右的移動(dòng)順序和順時(shí)針移動(dòng)方向[8],將界面按照關(guān)注度劃分為不同區(qū)域。若以界面中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系,則視覺(jué)的關(guān)注點(diǎn)會(huì)首先停留在第一象限,然后依次為第二象限、第三象限、第四象限[9]。視覺(jué)四象限位置如圖3,可見(jiàn),在界面設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)將重要信息分布在左上方。

圖3 視覺(jué)四象限位置

3.3 統(tǒng)一性

統(tǒng)一性原則指在界面設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)約束整個(gè)系統(tǒng)[10],即通過(guò)色彩、整體風(fēng)格、文本等元素的統(tǒng)一,使界面具有整體感,設(shè)計(jì)美觀舒適,符合用戶所處的情境。另一方面,界面設(shè)計(jì)應(yīng)傳達(dá)統(tǒng)一的基本思想,允許用戶根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作,使操作本身與整個(gè)界面系統(tǒng)的整體功能達(dá)成一致[11],提高用戶的操作滿意度,減少操作錯(cuò)誤。

3.4 以用戶為中心

界面設(shè)計(jì)要從用戶角度出發(fā),定位目標(biāo)群體,深入研究用戶的需求,理解和照顧用戶的使用習(xí)慣與特點(diǎn),優(yōu)先考慮需求[12]。根據(jù)用戶需求,以用戶體驗(yàn)為中心,合理安排界面的圖標(biāo)與文字等元素的大小、形狀、間距、排列方式,遵循人的心理和生理特征,提升正確操作的判斷速度[13],增強(qiáng)界面親和力,使界面在功能和情感上均能滿足用戶的需求,減輕用戶精神緊張感和身體疲勞,使用戶在最短時(shí)間內(nèi)掌握最重要的信息,提升用戶的使用體驗(yàn)和滿意度,提高工作效率。

4 界面設(shè)計(jì)影響因素

基于質(zhì)量功能配置方法的醫(yī)用配送機(jī)器人計(jì)算機(jī)端操作界面設(shè)計(jì)主要步驟如圖4所示。

圖4 操作界面設(shè)計(jì)主要步驟

4.1 用戶需求分析

對(duì)四家醫(yī)院五個(gè)科室的304位醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,回收問(wèn)卷297份,其中男性133份、女性164份,分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 用戶需求分析結(jié)果

4.2 用戶需求權(quán)重

根據(jù)醫(yī)用配送機(jī)器人計(jì)算機(jī)端操作界面的功能及用戶需求分析,應(yīng)用川喜田二郎法進(jìn)行系統(tǒng)化的整理歸納,構(gòu)架出三個(gè)層次的用戶需求。第一層需求為醫(yī)用配送機(jī)器人操作人員總需求,第二層需求為各情境模塊需求,第三層需求為界面元素簡(jiǎn)潔美觀、界面設(shè)計(jì)風(fēng)格統(tǒng)一等六項(xiàng)需求。操作界面設(shè)計(jì)用戶需求展開(kāi)表見(jiàn)表2。

表2 操作界面設(shè)計(jì)用戶需求展開(kāi)表

針對(duì)表2中第二層及第三層需求設(shè)計(jì)層次分析法調(diào)查問(wèn)卷,得到用戶需求權(quán)重,見(jiàn)表3、表4。

表3 操作界面設(shè)計(jì)第二層用戶需求權(quán)重

表4 操作界面設(shè)計(jì)第三層用戶需求權(quán)重

將第二層用戶需求權(quán)重和第三層用戶需求權(quán)重相乘,求出第三層用戶需求的個(gè)體指標(biāo)權(quán)重(絕對(duì)權(quán)重),見(jiàn)表5。

表5 操作界面設(shè)計(jì)第三層用戶需求個(gè)體指標(biāo)權(quán)重

通過(guò)對(duì)用戶需求進(jìn)行分析,得出醫(yī)護(hù)人員比較關(guān)注操作界面的視覺(jué)設(shè)計(jì)、功能分區(qū)及信息顯示,在需求的重要度上,相關(guān)信息清楚明了、界面元素易理解、界面設(shè)計(jì)風(fēng)格統(tǒng)一排在前三位。由此可見(jiàn),對(duì)于醫(yī)用配送機(jī)器人計(jì)算機(jī)端操作界面,醫(yī)護(hù)人員較為關(guān)注信息的準(zhǔn)確反饋,力求減少工作誤差,提高工作效率。

4.3 設(shè)計(jì)要求

利用川喜田二郎法將得到的用戶需求轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)要素及設(shè)計(jì)目標(biāo),見(jiàn)表6。

表6 操作界面設(shè)計(jì)要素及設(shè)計(jì)目標(biāo)

4.4 部分質(zhì)量屋

根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)要素二維關(guān)系矩陣,繪制出部分質(zhì)量屋,并采用一組關(guān)系符號(hào)來(lái)表示用戶質(zhì)量需求與技術(shù)特性之間的關(guān)聯(lián)程度,由專家對(duì)用戶需求與技術(shù)特性進(jìn)行關(guān)聯(lián)度判定。部分質(zhì)量屋見(jiàn)表7,符號(hào)●表示關(guān)聯(lián)程度為強(qiáng),取值為5;符號(hào)◎表示關(guān)聯(lián)程度為中等,取值為3;符號(hào)△表示關(guān)聯(lián)程度為弱,取值為1;空格表示無(wú)關(guān)聯(lián)[14]。

表7 操作界面設(shè)計(jì)部分質(zhì)量屋

4.5 關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素

計(jì)算設(shè)計(jì)要素重要度,確定關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素。設(shè)計(jì)要素重要度計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 操作界面設(shè)計(jì)要素重要度

由表8可知,在醫(yī)用配送機(jī)器人計(jì)算機(jī)端操作界面設(shè)計(jì)時(shí),信息反饋欄、功能分區(qū)、圖標(biāo)與文本布局設(shè)計(jì)最為重要。由此可見(jiàn),用戶對(duì)操作界面的要求主要為信息反饋全面、及時(shí),直觀性強(qiáng),頁(yè)面布局合理、舒適,文本圖標(biāo)相結(jié)合,且易識(shí)別。

5 設(shè)計(jì)方案

基于應(yīng)用質(zhì)量功能配置方法分析出的設(shè)計(jì)要素,設(shè)計(jì)醫(yī)用配送機(jī)器人計(jì)算機(jī)端操作界面。其中,登錄頁(yè)面如圖5所示,主菜單如圖6所示,調(diào)度監(jiān)測(cè)頁(yè)面如圖7所示,機(jī)器人管理頁(yè)面如圖8所示。

在操作界面中,登錄頁(yè)面不可或缺。登錄頁(yè)面采用扁平化風(fēng)格,整體簡(jiǎn)潔大方。采用以偏柔和為主的冷色調(diào),帶給人們一種安靜、沉穩(wěn)的感覺(jué)。采用常規(guī)登錄方法,不會(huì)給用戶帶來(lái)記憶負(fù)擔(dān)。

根據(jù)人們的視覺(jué)特性,主菜單和調(diào)度監(jiān)測(cè)頁(yè)面布局選用T字形界面,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明了,導(dǎo)航合理,符合用戶的操作行為模式。如果色彩搭配不當(dāng),會(huì)對(duì)操作者的心理及生理產(chǎn)生影響,從而降低工作效率[15]。為使重要信息突出,用不同的顏色代表不同機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài),如紅色代表充電或出現(xiàn)故障,綠色代表正在運(yùn)行,黑色代表停止使用。在頁(yè)面中可以進(jìn)行信息刷新,以確保信息反饋的及時(shí)性,有效減少用戶的誤操作。

圖5 操作界面登錄頁(yè)面

圖6 操作界面主菜單

圖7 操作界面調(diào)度監(jiān)測(cè)頁(yè)面

圖8 操作界面機(jī)器人管理頁(yè)面

機(jī)器人管理頁(yè)面設(shè)計(jì)風(fēng)格統(tǒng)一,布局合理,圖標(biāo)文字合理分配。將主要功能信息顯示分為兩部分,上部分為醫(yī)用配送機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控區(qū),顯示運(yùn)行位置、狀態(tài)、速度等相關(guān)信息;下半部分為醫(yī)用配送機(jī)器人配送狀態(tài)信息監(jiān)控區(qū),顯示配送患者信息、藥品配送種類與數(shù)量等信息。頁(yè)面整體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔高效,各功能按鈕與功能分區(qū)合理分布,方便信息查找,降低操作難度,有效提高用戶的使用體驗(yàn)滿意度。

6 結(jié)束語(yǔ)

筆者對(duì)醫(yī)用配送機(jī)器人計(jì)算機(jī)端操作界面進(jìn)行了設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)用戶群進(jìn)行分析,在界面設(shè)計(jì)原則下,應(yīng)用質(zhì)量功能配置方法對(duì)各種因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和分析,對(duì)設(shè)計(jì)要素重要度進(jìn)行排序,并以此指導(dǎo)操作界面設(shè)計(jì),使操作界面布局簡(jiǎn)潔合理,信息反饋及時(shí)準(zhǔn)確,操作簡(jiǎn)單,易于用戶學(xué)習(xí)操作,滿足用戶的使用需求,提高用戶的體驗(yàn)滿意度和工作效率。