任英麗　王丹丹　姜楠

摘? 要：目的 快速構建虛擬康復訓練系統的用戶心智模型，從根本上提高用戶在虛擬康復訓練過程中的有效性和愉悅性。方法 先將用戶需求與虛擬康復訓練的行為流程相結合，構建通用的用戶心智模型，然后運用Kano模型對目標用戶的需求進行需求分類和重要度排序，將其映射到通用用戶心智模型中，以此分析與梳理出目標用戶在虛擬康復訓練中的重點設計要求，最后根據設計要求進行系統設計。結論 以構建青少年使用虛擬康復訓練系統的心智模型為例，驗證了此方法的可行性和高效性，有效提高了不同用戶群體對虛擬康復訓練系統的需求獲取效率，為虛擬康復訓練系統設計方案的規(guī)劃與展開提供了設計指導基礎。

關鍵詞：虛擬康復訓練系統;用戶心智模型;Kano模型

中圖分類號：TB47? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）06-0070-03

Abstract： The work aims to quickly construct the user mental model of the virtual rehabilitation training system， and fundamentally improve the effectiveness and pleasure of the user in the virtual rehabilitation training process. Firstly， combine user needs with the behavioral processes of virtual rehabilitation training to build a common user mental model. Then the Kano model is used to classify and classify the needs of the target users， and map them to the common user mental model to analyze and sort out the key design requirements of the target users in the virtual rehabilitation training. Finally， the system design is based on the design requirements. Taking the mental behavior affinity graph model of adolescents using virtual rehabilitation system as an example， the feasibility and efficiency of this method are verified. Provides a design guidance basis for the planning and deployment of virtual rehabilitation training system design.

Keywords： virtual rehabilitation training system; user mental model; Kano model

隨著康復醫(yī)學的發(fā)展，虛擬現實技術被大量引進到了康復訓練領域，虛擬現實技術其沉浸交互式的體驗可以使患者主動參與到訓練中，提高用戶康復訓練的積極性，擺脫枯燥機械化的康復訓練任務。但以往對于虛擬康復訓練系統的設計主要體現在其可用性、技術實現、功能設計、使用流程等層面，其以產品為中心的設計思想雖然滿足了用戶對于虛擬康復訓練系統功能性的需求，但卻缺乏對用戶情感層面的需求研究[1]。將用戶心智模型引入到虛擬康復訓練系統領域，有利于了解不同目標用戶內心真實的需求，為設計出使用戶訓練高效愉悅的虛擬康復訓練系統提供有效支撐。

1 研究基礎

1.1 傳統的虛擬康復訓練系統的設計現狀

對于虛擬康復訓練系統的設計主要從軟件和硬件兩部分來進行研究，軟件部分構建的模塊主要為信息管理模塊、虛擬康復訓練模塊、訓練評估模塊、反饋調節(jié)模塊、數據處理模塊、網絡交流模塊等等[2]。但其主要從功能角度設計的虛擬康復訓練系統，并不能滿足用戶情感層面的需求。如何準確獲取用戶核心需求，促進用戶積極主動愉悅的進行訓練，是設計虛擬康復訓練系統的關鍵目標。

1.2 用戶心智模型的概念

心智模型本質上是人內在認知的外在表征，用戶心智模型的構建過程也是用戶隱性需求的一種外顯性表達，構建用戶心智模型可以幫助設計師深入了解用戶思維過程與行為習慣，縮短設計師與用戶之間的隔閡[3]。在其中人們可以對系統存在的目的和形式進行描述，對系統的功能和展示的狀態(tài)進行解釋，還可以對未來的系統狀態(tài)進行預測，并通過產生的行為對原有的心智模型檢驗進行強化與再構[4]。

將用戶心智模型應用到虛擬康復訓練領域，能夠幫助更深入地了解使用虛擬康復訓練系統的用戶內在的心理機制，構建出關于虛擬康復訓練系統的用戶心智模型，比較精確完善的獲取用戶的需求，有效地提高用戶訓練過程中的愉悅性。

2 虛擬康復訓練系統用戶心智的構建

2.1 虛擬康復訓練系統的用戶需求獲取

對現有的虛擬康復訓練系統進行模塊劃分，從用戶信息管理模塊、虛擬康復訓練模塊、康復訓練評估模塊、訓練反饋調節(jié)模塊四個功能模塊進行用戶調研，通過問卷調研、焦點小組和用戶訪談等方式確定用戶的顯性需求和隱性需求。對于虛擬康復訓練系統來說，顯性需求是一種可以客觀觀察到，符合一定邏輯的功能性需求;隱性需求是用戶對系統的期望和感受，以及系統內在的視覺機制、游戲機制、信息架構等[5]。

根據用戶的認知功能結構探索用戶的需求，用戶顯性需求包含身份確認、數據監(jiān)測、康復任務確定、訓練模式選擇、成績評估、數據存儲、建議反饋等等;用戶隱形需求包含字體尺寸大小、虛擬場景與人物匹配、虛擬界面布局合理、虛擬游戲類型、訓練引導方式、訓練反饋形式、操作內容顯示、訓練建議反饋顯示等等。

2.2 虛擬康復訓練系統的用戶心智模型構建

通過對用戶顯性需求與隱性需求的分析，可以得出用戶在使用虛擬康復訓練系統中的需求痛點主要為訓練的安全性、結果的有效性、使用的沉浸感、操作的簡便性、訓練的趣味性等，醫(yī)生的需求痛點主要為患者信息的調取與查看、效果的及時反饋、問題及時調整、訓練任務及時發(fā)布等。

結合用戶需求痛點與專家醫(yī)師的意見，對現有的虛擬康復訓練系統的用戶需求進行評估篩選，通過分析用戶需求，建構用戶心智模型，以用戶心智模型的行為親和圖[6]來對系統功能進行呈現，以便分析用戶預期的心智模型，如圖1。

從用戶信息確認-開始虛擬康復訓練-訓練效果評估-訓練反饋依次進行需求分析，“親和圖”的上半部分為用戶的心智信息轉化為目標群體的需求與愿望，下半部分為對應的設計內容要素，通過直觀對比，可以幫助設計者構建整個用戶體驗的流程。

2.3 基于Kano模型的用戶需求重要度分類計算方法

運用Kano模型對用戶需求類型進行分析，尋求影響用戶愉悅度的因素，幫助設計師把握后續(xù)虛擬康復訓練系統的設計關鍵點，根據Kano調查將用戶需求分為基本需求M、期望需求O、魅力需求A和無關需求I。統計出每類需求出現的頻率，并計算出每個需求指標的需求概率TA=、TO=、TM=、TI=，比較大小確定用戶需求分類屬性，結合獲取的用戶需求屬性分類的數據，可得到用戶需求滿意度影響系數SI=TA+TO和用戶需求不滿意度影響系數DI=-（TO+TM）。

調整后的改進率ARi，其計算公式為：

式中：Soik為第k位用戶對第i項用戶需求當前滿意度的評分，Srik為第k位用戶對第i項用戶需求目標滿意度的評分，f=max（|SI||DI|），j為用戶需求屬性參數，最終將用戶的基本需求、期望需求、魅力需求、無關需求分別賦值0.5，1，1.5，0。得到每一項需求的改進率，確定出用戶需求的重要度排序。

3 青少年虛擬康復訓練系統設計驗證

3.1 青少年虛擬康復訓練系統心智模型的構建

對50名膝關節(jié)損傷的16-25歲的青少年進行調研，獲取青少年對虛擬康復訓練系統的需求喜好，然后制作Kano正反問卷，最終獲取有效問卷為48份，根據Kano模型的分類計算公式（1）計算出改進后的用戶需求重要度，將用戶需求分為基本需求、期望需求、魅力需求和無關需求，然后根據青少年需求重要度進行排序。

在通用心智模型的基礎上，結合青少年對虛擬康復訓練系統的需求分類，構建青少年虛擬康復訓練心智模型行為親和圖，需求重要度用不同類型不同樣式的框線進行標注，其中虛線代表基本需求，實線代表期望需求，加粗的實線代表魅力需求，見圖1。D7新奇的虛擬訓練場景、D15多人訓練模式、D21訓練反饋建議、D8訓練時間/動作/次數的顯示、D6虛擬人物動態(tài)引導訓練流程、D22訓練任務自動更新是青少年用戶重點關注的需求。并且可以清晰地看出重點用戶需求和與其相對應的關鍵設計要素。

3.2 青少年虛擬康復訓練系統界面設計呈現

通過青少年虛擬康復訓練用戶心智模型行為親和圖的用戶需求與設計要素的對應關系，進一步對虛擬康復訓練系統的布局、色彩、游戲、界面、功能等方面歸納總結，并展開詳細地設計要求分析，如表1。

專家先對現有的風格類型方式進行篩選（適合進行康復訓練），然后運用李克特量表對50名青少年用戶進行問卷調查，將每一項從很不喜歡、不喜歡、一般、喜歡、很喜歡分成5個等級 ，分數由低到高列為1-5分，進行測試評價。通過從圖2中可以清楚得看出青少年對風格類型方式的傾向，并結合具體設計要求分析，設計效果見圖2。

同理，根據不同年齡階段的用戶對于虛擬康復訓練系統的需求進行分析，并結合通用的用戶心智模型進行調整，然后將重點用戶需求和關鍵設計要素一一映射，進一步得出設計具體需求，根據此方法可以快速設計出符合用戶心理的虛擬康復訓練系統，從整體上提升用戶對虛擬康復訓練系統的滿意度與愉悅度。

4 結束語

將用戶心智模型引入到虛擬康復領域，根據用戶需求構建關于虛擬康復訓練系統的通用心智模型，不僅可以指導設計師快速準確獲取不同用戶群體的需求，構建出相應的用戶心智模型行為親和圖，更可以直觀的將用戶需求與設計要素相對應，得出符合用戶心理的設計關鍵點，全面提升虛擬康復訓練系統設計要求的獲取效率。以青少年虛擬康復訓練系統為例進行驗證研究，表明虛擬康復訓練系統的用戶心智模型建構研究，可有效獲取用戶核心需求和關鍵設計點，從整體上提升虛擬康復訓練系統的可用性和用戶訓練的愉悅性。

參考文獻：

[1]李晉，謝曉添，姬慶慶，等.基于虛擬現實技術的手功能康復訓練系統設計與實現[J].電腦與信息技術，2017，25（01）：35-37.

[2]高棟.虛擬互動運動康復訓練系統的設計與實現[D].華東師范大學，2015.

[3]柳楊，唐智川.基于心智模型的運動健康管理APP設計方法研究[J].包裝工程，2017，38（22）：20-24.

[4]高萌，胡偉峰.基于心智模型的智能POS用戶界面設計方法研究[J].設計，2017（11）：122-123.

[5]羅仕鑒，龔蓉蓉，朱上上.面向用戶體驗的手持移動設備軟件界面設計[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2010，22（06）：1033-1041.

[6]INDI YOUNG.Mental Models：Aligning Design Strategy with Human Behavior[M].New York：Rosenfeld Media， 2008.