程永勝

關(guān)鍵詞：自平衡車;用戶體驗(yàn);智能交互;設(shè)計(jì)趨勢

1國內(nèi)外自平衡車發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國內(nèi)自平衡車發(fā)展現(xiàn)狀

相對于國外自平衡的發(fā)展，國內(nèi)市場還處于發(fā)展的初期，自平衡車的使用范圍和數(shù)量所占比重都很低，有著非常大的發(fā)展?jié)摿?。目前國?nèi)已經(jīng)有很多智能硬件廠家融入到自平衡車行業(yè)。

1.2國外自平衡車發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，全世界科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)，以及自平衡車發(fā)明的愛好者都對自平衡發(fā)展做出了有益的貢獻(xiàn)。促進(jìn)了自平衡車的發(fā)展，這期間也出現(xiàn)了一些性能優(yōu)越、造型美觀十分搶眼的自平衡車設(shè)計(jì)。

在美國，不僅頒布了專門的法案，讓自平衡車作為正常的交通工具在路上行駛，而且自平衡車的設(shè)計(jì)也作為年度最佳發(fā)明在大眾科學(xué)雜志上進(jìn)行刊登。

2自平衡車操控性能分析

2.1自平衡車結(jié)構(gòu)特征分析

雙輪自平衡車和獨(dú)輪自平衡車是市面上常見的兩種自平衡車類型。雖然在外觀上，兩者區(qū)別顯著，但本質(zhì)上它們的工作原理是相同的。雙輪自平衡車結(jié)構(gòu)主要包括：兩側(cè)的車輪、腳踏板、轉(zhuǎn)向操作桿、傳感器盒、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與兩側(cè)的箱體。自平衡車踏板下箱體用于安放電池、電機(jī)與電路板等設(shè)備，踏板下面留有空隙，用來布置線路，傳感器盒用來保證行駛角度的準(zhǔn)確性。

2.2自平衡車工作原理分析

人體平衡是自平衡的設(shè)計(jì)靈感的源頭，是自平衡車的操控方式，也是自平衡車得以平衡的關(guān)鍵。因此要想弄清整個(gè)自平衡車操控方式的工作原理，首先應(yīng)該了解設(shè)計(jì)靈感的源頭人體平衡。

人體平衡的原理：人體平衡就像過獨(dú)木橋時(shí)，身體會(huì)通過左右擺動(dòng)來尋找平衡點(diǎn)，身體也會(huì)適當(dāng)屈膝、微前傾來保持重心，這一系列保護(hù)動(dòng)作都是人體的本能反應(yīng)。是由于內(nèi)耳中液體的移動(dòng)，異動(dòng)信號傳達(dá)給大腦，告知大腦身體失去平衡，大腦就會(huì)支配肢體配合而不摔倒，是人體本能的保護(hù)動(dòng)作，并且符合人體的行為習(xí)慣。

自平衡車工作原理是基于“動(dòng)態(tài)穩(wěn)定”的基本原理上，也就是車輛本身的自動(dòng)平衡能力。這是以內(nèi)置的精密固態(tài)陀螺儀（Solid-State Gyroscopes）來判斷車身所處的姿勢狀態(tài)，透過精密且高速的中央微處理器計(jì)算出適當(dāng)?shù)闹噶詈?，?qū)動(dòng)馬達(dá)來做到平衡的效果。

人體平衡和自平衡車工作原理幾乎完全相同。只不過體感交互系統(tǒng)代替了人體的大腦，自平衡車車輪取代了人的腿，運(yùn)動(dòng)傳感器代替了人體內(nèi)耳平衡系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)代替了人體肌肉。以用戶站立在自平衡車整體重心縱軸為依據(jù)，當(dāng)用戶與自平衡車整體重心前傾時(shí)，自平衡車身就會(huì)接受用戶操作信號，內(nèi)置電動(dòng)馬達(dá)會(huì)產(chǎn)生往前的動(dòng)力，而速度則與人體傾斜的程度呈正比。相反的，當(dāng)陀螺儀發(fā)現(xiàn)用戶的重心向后傾斜時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生向后的力以達(dá)到平衡效果。同理，駕駛?cè)酥灰淖冏约荷眢w的左右重心，自平衡車就會(huì)根據(jù)重心的方向左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)。

2.3自平衡車操控方式分析

1）操作方式個(gè)體性體現(xiàn)：由于用戶個(gè)體之間存在著差異化，包括特殊的身體機(jī)能和身體語言，如身高、體重、力量、平衡度、敏捷度、韌度和速度等。基于此，在個(gè)性化的行為交互設(shè)計(jì)中，著重于設(shè)計(jì)需滿足用戶自身操作效果和軀體經(jīng)驗(yàn)的個(gè)性化屬性與個(gè)性化功能，其表現(xiàn)為：智能化定位和識別用戶，跟蹤用戶肢體動(dòng)作，同時(shí)設(shè)定自平衡車的基本參數(shù)，行駛速度和傾斜角度等參數(shù)，從而，實(shí)現(xiàn)操控方式的個(gè)體性體現(xiàn)。

2）操作方式多樣性體現(xiàn)：首先用戶需要與自平衡車構(gòu)建特定的體感交互語境，當(dāng)用戶通過指定的肢體動(dòng)作和特定姿勢，傳達(dá)操作行為、交互意圖，實(shí)現(xiàn)與產(chǎn)品交互過程中體驗(yàn)性的認(rèn)識。創(chuàng)造性體驗(yàn)是將用戶的各種身體感官行為和意識形態(tài)相融合，在用戶的主動(dòng)探索進(jìn)行充分認(rèn)知和熟練操作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)造性的體驗(yàn)。

3）操作方式的情感性體現(xiàn)：用戶的情緒會(huì)直接影響操作行為，當(dāng)用戶在操作過程中感到不適時(shí)，產(chǎn)品本身并不能很好的解決。創(chuàng)造一種能夠感知、識別和理解用戶情感的實(shí)時(shí)反饋交互系統(tǒng)，需要不斷的提高產(chǎn)品對用戶的情感識別。目前，已有很多新的識別方法，如壓力感知識別、姿勢運(yùn)動(dòng)識別等來滿足這—需求。

4）操作方式安全性體現(xiàn)：自平衡車和其他交通工具的制動(dòng)方式不同，其需要依靠用戶自身的肢體動(dòng)作來控制自平衡車的行駛與停止。如果操作失誤，很容易發(fā)生意外。因此安全出行是自平衡車操作首先需要關(guān)注的問題?，F(xiàn)在市場上的自平衡車?yán)脛?dòng)態(tài)穩(wěn)定原理，除了實(shí)現(xiàn)前后方向的自平衡，也為使用者提供了限速保護(hù)，將行駛速度控制在最安全的范圍之內(nèi)，保證使用者的行駛安全。

3自平衡車設(shè)計(jì)趨勢分析

3.1人機(jī)交互智能化

自平衡車是科技時(shí)代的產(chǎn)物，作為新一代的交通代步工具也要符合當(dāng)下時(shí)代的發(fā)展趨勢。在未來，人機(jī)智能交互是主流趨勢，GPS、藍(lán)牙、WiFi語音識別等技術(shù)都會(huì)融入到自平衡車的設(shè)計(jì)研發(fā)當(dāng)中，定會(huì)改變?nèi)祟愇磥淼某鲂蟹绞健Ｗ云胶廛嚾藱C(jī)交互智能化主要體現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面：

1）自平衡車信息智能化：用戶的個(gè)人信息，行為特征，操作方式等個(gè)性化需求都可以智能化識別，此外用戶的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)如速度、行駛位置、里程數(shù)、電量等數(shù)據(jù)，都可以通過手機(jī)APP進(jìn)行實(shí)時(shí)查看。如在行駛過程中出現(xiàn)故障，可以將維修信息發(fā)送到售后服務(wù)點(diǎn)，進(jìn)行故障的診斷推送。

2）自平衡車行駛自動(dòng)化：加入了GPS技術(shù)和一些感測技術(shù)，可以使自平衡車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟隨或自動(dòng)駕駛。此外用戶還可以通過手機(jī)APP控制自平衡車，在行駛的途中及時(shí)反饋路況信息，選擇合理的出行路線。

3）自平衡車交互虛擬化：加入語音識別、震動(dòng)反饋等技術(shù)，可以增強(qiáng)與自平衡車的互動(dòng)和控制。用戶的運(yùn)動(dòng)行為會(huì)得到自平衡車的及時(shí)反饋，使得用戶產(chǎn)生互動(dòng)期盼，讓整個(gè)人機(jī)交互更加自由輕松。

3.2外觀造型個(gè)性化

像自平衡車這樣的新興行業(yè)更需要不斷創(chuàng)新，才能跟得上時(shí)代的變遷。由于自平衡車的外觀造型是用戶直觀的視覺形象，直接影響用戶接下來的使用行為、購買行為。因此，塑造個(gè)性化的造型是自平衡車未來發(fā)展的必然創(chuàng)新點(diǎn)及長期規(guī)劃。

根據(jù)年輕人強(qiáng)調(diào)自我個(gè)性的要求，未來產(chǎn)品設(shè)計(jì)的造型風(fēng)格偏向于混搭風(fēng)格，通常在造型內(nèi)會(huì)運(yùn)用新材料、新工藝、新的造型語言，從而產(chǎn)生不一般的視覺美感。通過將整體進(jìn)行分割使造型更加輕盈，同時(shí)通過不同顏色和材質(zhì)的搭配產(chǎn)生新的視覺形象。

3.3操控方式靈活化

1）易用性：這是自平衡車使用最基本的要求，用戶通過簡單的操作方式達(dá)到其獨(dú)特的行駛體驗(yàn)。易用性主要體現(xiàn)在：功能易于學(xué)習(xí)、操控方式簡單、智能化的人機(jī)交互以及個(gè)性化的特征識別，都會(huì)直接影響用戶靈活地使用產(chǎn)品。

2）便攜性：很多用戶在選擇自平衡車的時(shí)候會(huì)在雙輪自平衡車和獨(dú)輪自平衡車中猶豫不決。兩輪自平衡車相對獨(dú)立輪自平衡車的優(yōu)勢在于它在操控相對簡單，而且安全性較高。但弊端是由于車身體積較大，便攜性沒有獨(dú)輪車好。用戶購買一件產(chǎn)品希望能方便經(jīng)常的使用，而不是因?yàn)榉N種因素而閑置下來。因此，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)當(dāng)注重于車身的便攜性。

3）續(xù)航性：在自平衡車行駛當(dāng)中，電池性能、電池管理系統(tǒng)（BMS）、充電裝置是影響自平衡車?yán)m(xù)航的最主要的原因。電池則是決定著自平衡車?yán)m(xù)航能力的重要因素之一，傳統(tǒng)鉛酸蓄電池體積偏大，質(zhì)量也比較厚重，缺乏便捷靈巧性。而鋰電池除了有較高的安全性之外，質(zhì)量也相對較輕，大大彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電池質(zhì)量重的缺點(diǎn)。此外公共充電裝置設(shè)立，也會(huì)在一定程度上提高自平衡車的續(xù)航能力。

4結(jié)論

文章通過對當(dāng)前自平衡車發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)以輕量化、微型化為設(shè)計(jì)思路的自平衡車，將會(huì)成為未來個(gè)人代步工具的主要發(fā)展趨勢。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)以及互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等多技術(shù)相整合導(dǎo)致自平衡車設(shè)計(jì)也將趨向于智能化、多元化和個(gè)性化的發(fā)展方向。當(dāng)下自平衡車行業(yè)發(fā)展不夠平衡，操控性、安全性、便攜性以及續(xù)航性都是制約自平衡車發(fā)展所面臨的嚴(yán)峻問題。現(xiàn)在自平衡車的研究尚不夠深入，且自平衡車的操控性還需要進(jìn)一步提高，如何能使用戶有更好地行車體驗(yàn)，后續(xù)還需對自平衡車造型設(shè)計(jì)及操控性做進(jìn)行深入研究。