呂惠琳　張亞先

關(guān)鍵詞：雙向反饋;可視化;心率監(jiān)測(cè);裝備設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2021）12-0028-02

1雙向可視化反饋

反饋原則是著名工業(yè)設(shè)計(jì)大師唐納德·諾曼所著《設(shè)計(jì)心理學(xué)》中提出的工業(yè)設(shè)計(jì)六大原則之一[1]，依托用戶進(jìn)行操作后體現(xiàn)的操作結(jié)果來(lái)展現(xiàn)反饋機(jī)制。雙向可視化反饋是基于產(chǎn)品將來(lái)自兩個(gè)渠道的信息，按照兩向來(lái)源的信息需求經(jīng)處理分析后，以可視化的表達(dá)方式通過(guò)雙向分別傳輸至原渠道的反饋方式，雙向可視化反饋機(jī)制充分體現(xiàn)了工業(yè)設(shè)計(jì)的反饋原則。

雙向可視化反饋機(jī)制由發(fā)源器1、處理載體、發(fā)源器2組成。處理載體從發(fā)源器1、2接收來(lái)的信息，經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)傳遞介質(zhì)以可視化的方式，原路回傳于發(fā)源器1、2，如圖1所示。雙向可視化反饋，是基于反饋原則的載體裝備與雙向發(fā)源器間信息傳遞與共享的設(shè)計(jì)方法，以雙向反饋為途徑的可視化創(chuàng)新設(shè)計(jì)，能促進(jìn)人機(jī)關(guān)系的和諧，同時(shí)在運(yùn)動(dòng)裝備行業(yè)發(fā)展中占有非常重要的地位。

2馬拉松心率監(jiān)測(cè)裝備設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

2.1設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

馬拉松心率監(jiān)測(cè)裝備在我國(guó)現(xiàn)今馬拉松賽事中的存在感幾乎為零。根據(jù)以往賽事資料分析，將“黃金時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有效心肺復(fù)蘇”的理念覆蓋全賽道是現(xiàn)今主流馬拉松賽事的安全保障。縱觀現(xiàn)今國(guó)內(nèi)賽事，多數(shù)沒(méi)有提供有效的安全監(jiān)測(cè)裝備，極少數(shù)提供的賽事缺乏行之有效的賽事保障體系。

智能運(yùn)動(dòng)表品牌宜準(zhǔn)自2013年贊助深圳馬拉松起而被跑友熟知。在2018年北京馬博會(huì)上，“從心出發(fā)安全PB”出現(xiàn)在宜準(zhǔn)的推廣理念中，其中E2型號(hào)手表以設(shè)置靶心率功能結(jié)合APP歷史數(shù)據(jù)分析脫穎而出，突破了實(shí)時(shí)心率的瓶頸。但縱觀運(yùn)動(dòng)跑步裝備領(lǐng)域，市面上尚未形成一套完整且有效的保障體系。

2.2存在問(wèn)題

2.2.1數(shù)據(jù)表達(dá)缺乏直觀準(zhǔn)確性

利用心率數(shù)據(jù)判斷運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)和生命狀態(tài)是緊急狀態(tài)下最準(zhǔn)確的方式，可有效預(yù)防心臟驟停（SCA），降低心源性猝死（SCD）概率。而心率裝備在實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中由于佩戴方式不正確、運(yùn)動(dòng)生汗黏附裝備表面等各種微小的影響因素都會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，加之裝備交互設(shè)計(jì)的表達(dá)缺乏直觀性，使得及時(shí)有效地捕捉緊急信息存在一定的阻礙。

加之云端數(shù)據(jù)載體所能承載數(shù)據(jù)的閾值限制，目前舉辦的大型賽事中使用該裝備，并成功實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的實(shí)例僅能實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)控5000人左右，且監(jiān)測(cè)人群選擇在年齡35歲～45歲階段。但整體仍因閾值技術(shù)限制而存在安全隱患。

2.2.2單項(xiàng)反饋數(shù)據(jù)使監(jiān)測(cè)體系存在漏洞

傳統(tǒng)的中心控制信息流具有單向性特點(diǎn)，單純通過(guò)控制中心大數(shù)據(jù)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員狀態(tài)的方式，橫向偏域化監(jiān)控強(qiáng)調(diào)了控制中心在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的指揮借調(diào)作用，一定程度上忽視了人機(jī)交互的重要性，使得監(jiān)測(cè)體系存在漏洞，阻礙了系統(tǒng)化賽事保障的形成。

3基于雙向可視化反饋的馬拉松心率監(jiān)測(cè)裝備設(shè)計(jì)意義

3.1雙向預(yù)警監(jiān)控

利用雙向可視化反饋設(shè)計(jì)的馬拉松心率監(jiān)測(cè)裝備成為運(yùn)動(dòng)員、監(jiān)測(cè)裝備、組委會(huì)總控制臺(tái)間新的溝通形式。雙向形式不僅讓總控制室利用可視化信息進(jìn)行展示監(jiān)測(cè)，同時(shí)運(yùn)動(dòng)員通過(guò)監(jiān)測(cè)裝備可視化的展示方式可及時(shí)了解運(yùn)動(dòng)員當(dāng)前的身體狀況，建設(shè)認(rèn)知心理預(yù)期。

3.2建立直觀化保障體系

以雙向可視化反饋為基礎(chǔ)的馬拉松心率監(jiān)測(cè)裝備設(shè)計(jì)可幫助賽事建立直觀化的保障體系。對(duì)賽會(huì)總控制而言，可視化的雙向反饋方式，為其傳送了不同維度趨近完整的實(shí)時(shí)信息，隨時(shí)呼叫距離最近的醫(yī)療點(diǎn)提供幫助;對(duì)運(yùn)動(dòng)員端來(lái)講，雙向可視化設(shè)計(jì)理念可一定程度補(bǔ)齊因單向傳遞導(dǎo)致的安全保障的局限性，及時(shí)認(rèn)知有利于建設(shè)心理預(yù)期，以便盡早求助。以多角度、可視化的反饋方式，建立“運(yùn)動(dòng)員—監(jiān)測(cè)裝備—賽會(huì)總控制”的保障體系。3.3提高賽事安全性反饋傳遞的雙向可視化設(shè)計(jì)增強(qiáng)了賽事安全裝備的延展性，使得運(yùn)動(dòng)員各項(xiàng)數(shù)據(jù)能夠更直接且有效地輸送至裝備。而賽事官方總控制區(qū)加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析并依托雙向反饋對(duì)突發(fā)情況進(jìn)行了有效干預(yù)，在直觀化保障體系的基礎(chǔ)上，減少因發(fā)現(xiàn)或搶救不及時(shí)導(dǎo)致的意外傷亡，降低賽時(shí)突發(fā)心源性猝死的概率，提高了賽事安全性。

4基于雙向可視化反饋的馬拉松心率監(jiān)測(cè)裝備設(shè)計(jì)思路

4.1總控制端的可視化數(shù)據(jù)反饋

4.1.1云端搭載數(shù)據(jù)載體信息承受閾值

建立云端搭載數(shù)據(jù)大閾值。中國(guó)田徑協(xié)會(huì)馬拉松心率預(yù)警安全干預(yù)系統(tǒng)搭載云端通信載體的數(shù)據(jù)傳輸方式，在賽事心率監(jiān)測(cè)裝備的設(shè)計(jì)改善上具有重要作用。云端搭載數(shù)據(jù)載體信息承受閾值建設(shè)應(yīng)擴(kuò)散到所有參賽全半程選手，同時(shí)保證監(jiān)控平臺(tái)的穩(wěn)定性，及時(shí)傳遞個(gè)人運(yùn)動(dòng)情況及身體數(shù)據(jù)，起到總控制和調(diào)動(dòng)作用。

4.1.2可視化數(shù)據(jù)歸總

利用數(shù)字大屏可視化展示當(dāng)前包括現(xiàn)場(chǎng)支持人員、參賽選手的數(shù)據(jù)[2]、各CP點(diǎn)經(jīng)過(guò)人數(shù)，以及各分段主要匯集運(yùn)動(dòng)員數(shù)量，同時(shí)在冠軍沖線后開(kāi)啟完賽人數(shù)統(tǒng)計(jì)，以便實(shí)時(shí)掌握賽場(chǎng)運(yùn)動(dòng)員的數(shù)量情況，另外面對(duì)突發(fā)情況或其他不可抗力影響時(shí)，可及時(shí)呼叫人員處理并疏散。

4.1.3提高心率數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

光電容積法是當(dāng)前可穿戴設(shè)備搭載的主流心率監(jiān)測(cè)技術(shù)。自適應(yīng)濾波技術(shù)作為信號(hào)處理領(lǐng)域重要技術(shù)之一，在對(duì)信號(hào)噪聲消除方面表現(xiàn)出良好的性能。因此，在改善外觀設(shè)計(jì)的同時(shí)，可結(jié)合自適應(yīng)濾波技術(shù)，以提高心率信號(hào)實(shí)時(shí)處理的精確度。

4.2運(yùn)動(dòng)員端的可視化感知反饋

4.2.1視覺(jué)反饋

運(yùn)動(dòng)員所配戴的心率監(jiān)測(cè)手表主屏上的顯示布局要遵循運(yùn)動(dòng)員的切實(shí)需求，突出對(duì)比重要數(shù)據(jù)、親密規(guī)劃關(guān)系密切數(shù)據(jù)。規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)具有重要地位，作為監(jiān)控心源性猝死的最主要數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)師需要通過(guò)視覺(jué)對(duì)比突出提醒實(shí)時(shí)心率數(shù)據(jù)[3]。以親密性原則規(guī)劃肌肉疲勞度和補(bǔ)給點(diǎn)距離顯示結(jié)構(gòu)，并參照當(dāng)前公里數(shù)和配速提供運(yùn)動(dòng)員預(yù)計(jì)完賽成績(jī)的數(shù)據(jù)參考。

4.2.2觸覺(jué)反饋

觸覺(jué)傳遞信息是運(yùn)動(dòng)員在高強(qiáng)度活動(dòng)時(shí)接受度最大的反饋方式[4]。高強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)會(huì)影響人體的執(zhí)行功能，而執(zhí)行功能是大腦認(rèn)知功能的重要組成部分，在多感官應(yīng)用中，觸覺(jué)感官是可以彌補(bǔ)視聽(tīng)覺(jué)特殊情況障礙的重要部分[5]。同時(shí)運(yùn)動(dòng)員可以通過(guò)觸覺(jué)感知主動(dòng)尋求幫助，F(xiàn)orce touch技術(shù)感應(yīng)壓力的產(chǎn)生及改變，實(shí)現(xiàn)電學(xué)數(shù)據(jù)變化進(jìn)而生成指令反向傳至監(jiān)控端。運(yùn)動(dòng)監(jiān)控裝備的觸覺(jué)感知要求將觸覺(jué)信號(hào)放大，將產(chǎn)品的信息傳遞感應(yīng)效果放大，激起運(yùn)動(dòng)員在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中的感知接收。

4.2.3重量需求

馬拉松裝備設(shè)計(jì)在遵循實(shí)用性原則下，材料的選擇上要求輕量度高。運(yùn)動(dòng)員在強(qiáng)度高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)中對(duì)攜帶裝備的重量非常敏感，特別是賽事頂尖運(yùn)動(dòng)員對(duì)裝備的要求更為嚴(yán)苛，更輕的機(jī)身重量將會(huì)減少運(yùn)動(dòng)員在長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的負(fù)擔(dān)。

4.3建立賽會(huì)運(yùn)動(dòng)安全保障機(jī)制

基于心率監(jiān)測(cè)裝備的基礎(chǔ)硬件，搭載移動(dòng)通信的支持，建立賽會(huì)運(yùn)動(dòng)安全保障機(jī)制，如圖2所示。心率監(jiān)測(cè)裝備同時(shí)從運(yùn)動(dòng)員端和賽事控制中心接收身體信息和監(jiān)測(cè)指令，結(jié)合裝備設(shè)置指令將運(yùn)動(dòng)員的身體狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可傳輸數(shù)據(jù)。一部分以感知形式反饋到運(yùn)動(dòng)員端并可視化展現(xiàn)信息供運(yùn)動(dòng)員參考;另一部分以屏顯數(shù)據(jù)反饋到賽事控制中心，調(diào)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)救援。雙向反饋機(jī)制的可視化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)往復(fù)形成閉環(huán)保護(hù)，進(jìn)而建立完整且有效的賽會(huì)運(yùn)動(dòng)安全保障機(jī)制。

5結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前中國(guó)馬拉松運(yùn)動(dòng)有著越來(lái)越高的社會(huì)關(guān)注度和社會(huì)參與性，研究馬拉松心率監(jiān)測(cè)裝備對(duì)建立切實(shí)有效的急救醫(yī)療保障機(jī)制有著不可替代的作用。設(shè)計(jì)師應(yīng)發(fā)散思維，避免單一受控渠道的桎梏，重視組織方監(jiān)控協(xié)助與運(yùn)動(dòng)員主動(dòng)尋救互動(dòng)的重要作用。從雙向反饋角度分析，并以可視化的形式有效展示數(shù)據(jù)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋與賽會(huì)組織急救轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)合，繼而促進(jìn)賽事醫(yī)療檢驗(yàn)服務(wù)和一體化數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，將有益于馬拉松運(yùn)動(dòng)的良性發(fā)展。