李玉菁

（南京理工大學(xué) 設(shè)計藝術(shù)與傳媒學(xué)院，江蘇 南京 210000）

0 引言

隨著科技水平和人們生活條件的提升，氧療保健越來越受到人們的關(guān)注。對于中老年人、高壓工以及心腦血管等慢性病患者來說，家庭氧療為此提供了一種操作簡易的緩解病痛的方法。家用制氧機在市場上的占有率越來越高[1]。目前，在對心腦血管疾病和呼吸系統(tǒng)疾病的治療中，家用制氧機均起到了輔助治療的作用，并廣泛應(yīng)用于家庭、社區(qū)診所、養(yǎng)老機構(gòu)、療養(yǎng)院、醫(yī)院等場所；氧療對處于亞健康狀態(tài)、妊娠狀態(tài)、患有一種或多種慢性疾病的人群的記憶衰退、易疲勞、易煩躁等癥狀都具有積極的治療意義。

推理思維自適應(yīng)控制（Adaptive Control of Thought-Rationgal，Act-R）理論模型是一種目前來說可以比較完全地解釋人類認(rèn)知系統(tǒng)的邏輯構(gòu)架的假設(shè)模型，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于教學(xué)、輔助治療阿爾茨海默病、駕駛、復(fù)雜系統(tǒng)界面操作等諸多方面，但其在家用制氧機操作界面中的實際運用還比較的缺乏。因此，本文從ACT-R模型的角度出發(fā)，對魚躍Yu300和Decakj（德邇杰）1sw進行了對比研究分析，通過分析用戶在使用家用制氧機過程中的認(rèn)知習(xí)慣和行為習(xí)慣，對家用電動制氧機的操作界面進行研究[2]。

1 理論基礎(chǔ)

ACT-R模型認(rèn)為認(rèn)知過程由四種模塊組成：基于目標(biāo)性的知識假設(shè)模塊、基于視覺性的知識假設(shè)模塊、基于動作性的知識假設(shè)模塊和程序型以及描述型知識假設(shè)模塊。這四個模塊互相作用，最終形成人類的認(rèn)知過程。這四個知識模塊由一個獨立的中央產(chǎn)生式系統(tǒng)負(fù)責(zé)自動調(diào)節(jié)其在工作中產(chǎn)生的知識管理行為，并獨自地負(fù)責(zé)進行其知識管理工作。

2 基于ACT-R的家用制氧機操作界面分析

家用制氧機主要采用分子篩制氧機制，通過分子篩筒處理空氣中的氮氣、二氧化碳等雜質(zhì)，得到較為純凈的氧氣。根據(jù)目標(biāo)模塊、視覺模塊、動作模塊和描述型知識模塊的不同的特性，對制氧機的多種交互操作模式進行分類和研究[3]。

2.1 目標(biāo)模塊

氧療過程中，制氧機的操作界面設(shè)計需對用戶進行互動和激勵，使用戶學(xué)習(xí)理解操作過程。目標(biāo)模塊需具備吸氧功能、設(shè)備異常警告和操作舒適度，因此具體功能包括開機、吸氧、氧量、流量、報警等。

2.2 視覺模塊

根據(jù)用戶視覺注意方式和醫(yī)療設(shè)備的特殊性，操作界面的設(shè)計應(yīng)簡明清晰，使用戶可以直接、簡單地完成任務(wù)。操作過程中，界面上字體大小、顏色等也是直接影響交互的重要因素。視覺模塊需要滿足字體尺寸、配色合理的要求，同時通過視覺對比突出重要信息。

2.3 動作模塊

從效用的角度出發(fā)，當(dāng)用戶已經(jīng)具有預(yù)期的目標(biāo)時才開始執(zhí)行相應(yīng)的動作。根據(jù)ACT-R模型，完成任務(wù)的成功率大同時支出量小的方式最容易被用戶所選取。因此，動作緩存特點需要滿足動作流程順暢、目標(biāo)層級明確，操作直接便于達(dá)成用戶主要目的[4]。

2.4 描述性知識模塊

增加從記憶緩存信息模塊中的描述性信息需要提高用戶的記憶和緩存信息的激活和緩存量。根據(jù)ACT-R模型，信息的激活量只有和其信息存儲時的編碼形式一致時認(rèn)知效率才是最大的。因此，在進行家用制氧機的操作界面的設(shè)計時，需要加入用戶的日常操作習(xí)慣和生活行為習(xí)慣。描述性知識緩存特點需要方便用戶查找重要信息，并對重要功能信息進行明確的導(dǎo)航指引，便于提取信息。

3 實證分析

本文將根據(jù)筆者前文研究得出的家用多功能制氧機的用戶界面交互設(shè)計模式對兩種家用制氧機的性能進行對比和分析，具體分析如表1所示。

表1 兩種家用制氧機對比分析

在目標(biāo)模塊配置方面，魚躍與德邇杰的可視化設(shè)置在功能上差別不大，德邇杰增加了語音識別功能作為輔助。在視覺模塊方面，魚躍制氧機在設(shè)計上缺乏夜間低亮度下的操作模式，且各操作模塊的劃分不完全符合用戶的視覺認(rèn)知系統(tǒng)的特征和對可視化設(shè)計的需求。在動作模塊設(shè)計方面，魚躍制氧可視化達(dá)成的效率低于德邇杰。在描述性知識模塊設(shè)計方面，魚躍制氧機的描述知識編碼和可視化形式不完全貼合用戶的視覺習(xí)慣，使用戶難以理解和記憶。從ACT-R模型的四個知識模塊對兩種魚躍制氧發(fā)動機的分析結(jié)果可以看出，德邇杰制氧機的界面和可用性優(yōu)于魚躍[5]。

4 界面設(shè)計

家用制氧機的交互界面的設(shè)計需要充分考慮操易用性、安全性和高效性，減輕用戶的視覺負(fù)荷和工作記憶負(fù)荷，降低誤操作。如圖1所示的設(shè)計，（1）功能設(shè)置方面：主操作界面包括吸氧開關(guān)，含氧濃度及流量的檢測、溫度控制、定時控制和設(shè)備異常狀態(tài)監(jiān)控；（2）布局設(shè)置方面：用戶主要操作模塊位于主界面的右下部，以便于用戶進行右手操作；設(shè)備信息顯示模塊則位于主界面的左上部，符合用戶視覺搜索特征，且避免在操作時造成視野盲區(qū)；（3）色彩和外觀方面：色彩主體是藍(lán)色系，重要數(shù)據(jù)使用綠色表示（例如流量和含氧量），顏色搭配比較簡單，整體外觀簡潔清新，界面中的操作模塊和信息模塊的設(shè)計均以用戶的操作習(xí)慣和視覺搜索習(xí)慣為中心進行設(shè)計[6]。

圖1 家用制氧機交互界面

5 討論和結(jié)論

本文在ACT-R認(rèn)知模型的架構(gòu)下對魚躍和德邇杰兩款家用制氧機操作界面進行了分析，提出了家用制氧機操作界面的基本設(shè)計框架。結(jié)合對ACT-R模型的目標(biāo)性知識模塊、視覺性知識模塊、動作性知識模塊和相應(yīng)的描述性知識模塊四個知識模塊，在研究家用制氧機操作界面時，可以得出各模塊中比較符合人類認(rèn)知習(xí)慣和行為習(xí)慣的交互模式和組織方法。最終可以得出家用制氧機的操作互界面的結(jié)構(gòu)和組織設(shè)計方法，為中小型家用醫(yī)療制氧機設(shè)備的交互界面設(shè)計和應(yīng)用提供一定的依據(jù)和指導(dǎo)。