陳欣然　高娃

中圖分類號(hào)：J524 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2021）08-0122-04

引言

隨著科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)保障體系更加健全，醫(yī)療水平不斷提升，生育率持續(xù)下降，人類平均壽命的延長(zhǎng)，導(dǎo)致人口老齡化進(jìn)程加速。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2000年至2025年我國(guó)的老齡人口呈飛速發(fā)展態(tài)勢(shì)，65歲及以上老齡人口占總?cè)丝跀?shù)量的比例將從了%左右上升至12%;2025年至2050年老齡人口將處于高速發(fā)展階段，人口占比預(yù)估高達(dá)20%。由此可見(jiàn)，中國(guó)正在步入“中度老齡化”社會(huì)。由于我國(guó)傳統(tǒng)的養(yǎng)老觀念，大多數(shù)老年人選擇居家養(yǎng)老，因此適老化居家用品的需求量提高，智能養(yǎng)老產(chǎn)品開(kāi)始發(fā)展。老年人的身體機(jī)能、行為方式和心理需求隨著年齡的增加發(fā)生轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致測(cè)量身體質(zhì)量指數(shù)、吃藥等需求逐漸頻繁，出遠(yuǎn)門、提重物等行為變得吃力。家庭陪伴型機(jī)器人是以更好地幫助老年群體完成日常需求而設(shè)計(jì)的輔助型智能產(chǎn)品，它給予老年人安全感和歸屬感，并促進(jìn)老年人的身心健康、提高幸福指數(shù)。本文從老年人的日常需求和心理特征出發(fā)，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)研和人物訪談等方法，并根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行需求分析、構(gòu)建人物模型、情景劇本、需求定義和交互行為分析，提出老年人家庭陪伴型機(jī)器人的產(chǎn)品方案，為老年人健康養(yǎng)老提供新的可行性途徑。

一、設(shè)計(jì)調(diào)研

家庭陪伴型機(jī)器人是為老年用戶在日常生活中提供陪伴和幫助的輔助性智能產(chǎn)品。為使該產(chǎn)品更加合理化、更加符合老年人的日常需求，本次調(diào)研分別對(duì)老年群體和大學(xué)生群體進(jìn)行人物訪談?wù){(diào)查和網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)查，具體內(nèi)容如下。

（一）調(diào)研概述

1.人物訪談

此次訪談對(duì)象為3位年紀(jì)在75歲左右的老人，主要訪談問(wèn)題包括：（1）是否接觸過(guò)智能產(chǎn)品，是什么。設(shè)置此問(wèn)題的目的是掌握老人對(duì)智能產(chǎn)品的接受程度和熟悉程度，并了解他們使用的設(shè)備。（2）身體存在哪些問(wèn)題。（3）是否會(huì)定期服藥。（4）是否會(huì)定期測(cè)量血壓、血脂、血糖等身體指標(biāo)。這三個(gè)問(wèn)題均是為了了解老人的身體情況，為家庭陪伴型機(jī)器人的功能設(shè)計(jì)提供參考，具體內(nèi)容見(jiàn)表l。

對(duì)于智能產(chǎn)品的問(wèn)題，三位受訪的老人家中均有智能產(chǎn)品，其中有兩位日常會(huì)使用手機(jī)，另一位家中有智能音箱，他表示智能音箱主要用于收聽(tīng)廣播。

對(duì)于身體方面的問(wèn)題，兩位老人有腿腳不方便的情況，并表示有時(shí)會(huì)影響上下樓梯和出行。三位老人身體都存在一些不同的問(wèn)題，因此均會(huì)每天服藥。由于三位老人的血壓、血脂、血糖等身體指標(biāo)不同，因此有兩位會(huì)根據(jù)自己的身體需求去定期測(cè)量，另一位老人則表示身體比較健康，僅偶爾測(cè)量身體指標(biāo)。

2.網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)查

由于大學(xué)生群體對(duì)家中老年人日常生活的反饋更加客觀，信息有效性更強(qiáng)，因此對(duì)本科在讀大學(xué)生群體進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)研。調(diào)研人數(shù)共41人，設(shè)置的問(wèn)卷問(wèn)題為大學(xué)生群體家中老人的行為情況和大學(xué)生群體對(duì)于家庭陪伴型機(jī)器人的交互方式、功能、外觀造型的傾向兩類，目的是了解居家養(yǎng)老的老年人的生活需求，以及確定家庭陪伴型機(jī)器人的設(shè)計(jì)方向。

（1）大學(xué)生群體家中老人的行為情況的相關(guān)問(wèn)題。數(shù)據(jù)顯示，填寫者中有5人不了解老人的生活，因此該五份問(wèn)卷視為無(wú)效。在有效的36份問(wèn)卷中，與老人住一起的大學(xué)生有9人。據(jù)大學(xué)生群體所填寫的數(shù)據(jù)反映，大多數(shù)老人并未使用過(guò)智能音箱設(shè)備（占68.54%），他們對(duì)該類型的智能產(chǎn)品了解甚少;老人家中有按摩或血壓儀等儀器的居多（占53.33%），他們偶爾檢查血壓或身體情況（占63.89），偶爾進(jìn)行理療、按摩或針灸治療（占44.44%），且多數(shù)老人需要定期服藥（占55.56%）;大多數(shù)老人都有腿腳不方便的情況（占63.89%），且有過(guò)重要物品（如鑰匙、存折等）忘記存放位置的經(jīng)歷（占44.44%）。

（2）大學(xué)生群體對(duì)于家庭陪伴型機(jī)器人的交互方式、功能、外觀造型的傾向的相關(guān)問(wèn)題。對(duì)于該方向的回答，4l份問(wèn)卷均有效。大學(xué)生群體認(rèn)為機(jī)器人的交互方式為語(yǔ)音交流的人最多（占87.81%），且更多人認(rèn)為該類型的機(jī)器人應(yīng)該有情緒化表達(dá)（占60.98%）。在外觀造型方面，大多數(shù)人傾向于體型中等或偏小的機(jī)器人（占60.98%），喜歡簡(jiǎn)潔舒適型的人最多（占73.17%）。更多的大學(xué)生認(rèn)為，若該類型機(jī)器人可以無(wú)限充電和陪伴聊天（占60.98%），可以更好地服務(wù)老年用戶。

（二）調(diào)研數(shù)據(jù)分析

大學(xué)生眼中的老人生活情況和老人真實(shí)的生活情況存在差異，但從數(shù)據(jù)可以看出，多數(shù)大學(xué)生會(huì)關(guān)注家里老人生活情況。很多家庭里的老人可以自理生活，但由于年齡增加，身體不免會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，他們家中會(huì)常備按摩儀器或血壓儀等儀器，在需要時(shí)進(jìn)行身體指數(shù)的測(cè)量。定期服藥已經(jīng)成為老人生活的常態(tài)，接受藥物或針灸等治療可以改善他們的身體狀況。由于老年群體的記憶力大不如前，他們有時(shí)會(huì)忘記物品的存放地點(diǎn)或日常計(jì)劃事件。老年人的生活方式并沒(méi)有因智能設(shè)備越來(lái)越發(fā)達(dá)而改變，他們不善于接受新鮮事物，但是樂(lè)于嘗試。對(duì)于老年人家庭陪伴型機(jī)器人的調(diào)研數(shù)據(jù)，結(jié)果表明機(jī)器人與用戶的交互方式應(yīng)為語(yǔ)音交流，可以有豐富的情緒變化;機(jī)器人的體形應(yīng)為中小型，外觀簡(jiǎn)潔舒適為宜;機(jī)器人功能需滿足老年群體的行為特征和情感需求。

二、用戶模型、情景劇本及需求定義

（一）構(gòu)建人物模型

人物模型是交互設(shè)計(jì)中目標(biāo)導(dǎo)向設(shè)計(jì)方法中的概念，該人物并非真實(shí)的人，而是基于觀察、調(diào)研等結(jié)果得到目標(biāo)用戶真實(shí)的行為與動(dòng)機(jī)，并以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建綜合原型。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)研和人物訪談提供的真實(shí)且直接的用戶數(shù)據(jù)，提取最具有典型性和確定性的行為模式，創(chuàng)建與家庭陪伴型機(jī)器人相關(guān)的人物模型。

該用戶模型主要從關(guān)鍵差異、用戶目標(biāo)、痛點(diǎn)、智能產(chǎn)品使用情況、用戶行為和產(chǎn)品個(gè)人喜好6個(gè)方面進(jìn)行構(gòu)建。1.該類型人物的關(guān)鍵差異主要體現(xiàn)在人體機(jī)能與家人對(duì)其的影響，人體機(jī)能下降，出現(xiàn)腿腳不便、記憶力下降的情況;身邊的子女工作忙，與他們的見(jiàn)面機(jī)會(huì)減少。2.明確用戶目標(biāo)：用戶希望機(jī)器人具有陪伴型，有聊天、測(cè)量血壓、在伴隨外出時(shí)為蔬果等小型物品提供存放空間，減少日常負(fù)擔(dān)。3.根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)和人物模型的關(guān)鍵差異整理痛點(diǎn)，主要為市面上的智能產(chǎn)品無(wú)法解決老人孤獨(dú)感的問(wèn)題。4.從調(diào)研結(jié)果中整理出該類人群家中有智能音箱、手機(jī)等智能產(chǎn)品。5.運(yùn)用行為描述的方式提取用戶在日常生活中需求點(diǎn)，其中主要為：用戶使用智能音箱較頻繁;該人群由于年齡的增加導(dǎo)致身體機(jī)能衰退，血壓不穩(wěn)定，時(shí)常測(cè)量血壓;膝關(guān)節(jié)損傷，出門時(shí)需要輔助行走器械。6.通過(guò)調(diào)研的數(shù)據(jù)構(gòu)造了該人物模型的產(chǎn)品喜好：對(duì)于陪伴型機(jī)器人的外形，用戶更傾向簡(jiǎn)單、有親切感的中型產(chǎn)品，交互方面喜歡語(yǔ)音交流、大屏幕顯示的方式，同時(shí)，用戶希望在使用過(guò)程中能夠感受到陪伴感，機(jī)器人可以有情感表達(dá)等功能。用戶模型圖見(jiàn)圖1。

（二）使用情景及需求定義

通過(guò)描寫用戶對(duì)機(jī)器人的使用情景，可以直觀地得到需求定義，并提取機(jī)器人的功能點(diǎn)。以下將根據(jù)人物模型中的角色信息，構(gòu)建王大媽使用陪伴型機(jī)器人的過(guò)程，并分析需求定義和機(jī)器人對(duì)應(yīng)的功能。主要內(nèi)容如表2：

根據(jù)用戶在使用情景中的模擬行為，將機(jī)器人需求定義分為五個(gè)部分，并將五個(gè)需求對(duì)應(yīng)至機(jī)器人的五個(gè)功能點(diǎn)：1.用戶對(duì)測(cè)量血壓、記錄血壓數(shù)據(jù)和儲(chǔ)存歷史血壓數(shù)據(jù)的需求對(duì)應(yīng)機(jī)器人的測(cè)量身體指標(biāo)并記錄數(shù)據(jù)功能點(diǎn)。2.用戶對(duì)希望被提醒事件的需求對(duì)應(yīng)機(jī)器人的事件提醒功能點(diǎn)。3.用戶對(duì)語(yǔ)音喚醒或關(guān)閉機(jī)器人、機(jī)器人語(yǔ)音播報(bào)信息、通過(guò)其屏幕與家人視頻通話、機(jī)器人接收語(yǔ)音指令的需求對(duì)應(yīng)機(jī)器人語(yǔ)音交互和視覺(jué)界面交互功能點(diǎn)。4.用戶對(duì)機(jī)器人充當(dāng)拐杖的需求對(duì)應(yīng)機(jī)器人陪伴外出功能點(diǎn)。5.家屬通過(guò)手機(jī)APP得到機(jī)器人記錄的老人的身體數(shù)據(jù)的需求對(duì)應(yīng)機(jī)器人與手機(jī)APP互聯(lián)的功能點(diǎn)。

四、交互行為分析

（一）功能架構(gòu)

機(jī)器人的功能主要分為四個(gè)模塊，分別是語(yǔ)音交互模塊、陪伴外出模塊、測(cè)量身體指標(biāo)模塊和APP互聯(lián)模塊。隨著年齡的增長(zhǎng)，老年人在認(rèn)知方面的能力發(fā)生變化，他們對(duì)信息的收取和判斷能力顯著下降，因此采用人與人交流的方式——即語(yǔ)言交流，可以讓老人更加快速、便捷的操作陪伴型機(jī)器人，減少在操作時(shí)的認(rèn)知障礙。語(yǔ)音交互模塊可以讓老人通過(guò)語(yǔ)音指令實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音控制、提醒事件、語(yǔ)音聊天的功能，例如，對(duì)機(jī)器人說(shuō)“早安”后它會(huì)被喚醒進(jìn)入工作狀態(tài)，對(duì)機(jī)器人說(shuō)“提醒我澆花”后它會(huì)錄入事件并稍后提醒用戶，再如，用戶可以直接呼喚機(jī)器人向它詢問(wèn)問(wèn)題或聊天。由于老年人身體機(jī)能下降，尤其對(duì)于腿腳不便的老年人，外出時(shí)會(huì)使用輔助物品來(lái)減輕自己的出行負(fù)擔(dān)。陪伴外出模塊幫助用戶解決出行問(wèn)題，其中，儲(chǔ)物柜需人臉識(shí)別才會(huì)開(kāi)啟，保證了物品存放的安全性。測(cè)量身體指標(biāo)的儀器逐漸成為老年人家中必不可少的設(shè)備，因此測(cè)量身體指標(biāo)的模塊是陪伴型機(jī)器人的主要模塊。該模塊分為測(cè)量模式和儲(chǔ)存歷史數(shù)據(jù)，用戶根據(jù)自己的身體需求測(cè)量指標(biāo)后，可以看到歷史數(shù)據(jù)形成的日?qǐng)?bào)、周報(bào)等數(shù)據(jù)對(duì)比報(bào)告，可視化的數(shù)據(jù)對(duì)比可以讓用戶更加直觀地了解自己的身體情況。在APP互聯(lián)模塊中，用戶可以通過(guò)機(jī)器人與手機(jī)下載機(jī)器人APP的家人進(jìn)行視頻通話，同時(shí)，家人可以通過(guò)手機(jī)APP查看老人的身體指標(biāo)等數(shù)據(jù)信息，讓家人更加便捷地了解老人的健康狀況。功能樹(shù)菜單如圖2。

（二）交互流程——以機(jī)器人給用戶測(cè)量血壓為例

測(cè)量身體指標(biāo)是該機(jī)器人的主要功能，因此交互流程以其中測(cè)量血壓的過(guò)程為例。機(jī)器人得到用戶測(cè)量血壓的語(yǔ)音指令后移動(dòng)到用戶前，開(kāi)啟血壓盒并在屏幕中顯示“開(kāi)始”和“取消”，用戶將袖帶綁至上臂后即可點(diǎn)擊“開(kāi)始”按鈕。機(jī)器人接收指令，立即向袖帶充氣進(jìn)行血壓測(cè)量，測(cè)量完畢，機(jī)器人會(huì)語(yǔ)音播報(bào)血壓的測(cè)量數(shù)據(jù)，并在屏幕上直觀地顯示血壓值，同時(shí)該數(shù)值已保存至數(shù)據(jù)庫(kù)。用戶看完數(shù)據(jù)后可以選擇“繼續(xù)測(cè)量”或“結(jié)束”，如若繼續(xù)測(cè)量，機(jī)器人會(huì)重新向袖帶充氣，如若結(jié)束，用戶需將袖帶取下放至血壓盒內(nèi)，機(jī)器人檢測(cè)到袖帶已歸回原位后關(guān)閉血壓盒。圖3為機(jī)器人為用戶測(cè)量血壓的交互流程圖。

三、機(jī)器人造型設(shè)計(jì)

（一）曲線造型分析

相較于單一的直線，曲線在形態(tài)上更顯得優(yōu)美、柔和，給人以順滑、流暢的視覺(jué)感受。如今，產(chǎn)品設(shè)計(jì)中千變?nèi)f化的曲線無(wú)處不在，并起著舉足輕重的作用，它不僅增添了產(chǎn)品的裝飾性，而且承擔(dān)了產(chǎn)品功能的扮演者，使產(chǎn)品的美觀性與實(shí)用性并存。曲線沒(méi)有規(guī)定的形態(tài)，因而它的多變性使其有多樣化的情感表達(dá)。例如，弧線圓潤(rùn)、線條充實(shí)的曲線造型往往會(huì)給人帶來(lái)輕松、愉快的體驗(yàn)感，起到放松心情的效果;而螺旋狀的曲線動(dòng)態(tài)感強(qiáng)，其夸張的形態(tài)會(huì)造成強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊。簡(jiǎn)單、柔美、彎曲幅度較小的曲線造型符合老年人的心理特征，曲線在智能產(chǎn)品造型中的調(diào)和美可以減少機(jī)器的冰冷感和機(jī)械感，有效緩解了老年對(duì)現(xiàn)代科技產(chǎn)品的排斥心理，讓老年人在使用產(chǎn)品時(shí)心情更加放松、舒暢。同時(shí)，曲線也可以很好地輔助智能產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)，使老年人在使用過(guò)程中更加舒適。

（二）基于曲線造型的家庭陪伴型機(jī)器人的設(shè)計(jì)實(shí)踐

基于曲線造型，在機(jī)器人設(shè)計(jì)前期，對(duì)其進(jìn)行草圖繪制。產(chǎn)品設(shè)計(jì)草圖可以有效地將模糊、抽象的設(shè)計(jì)思路轉(zhuǎn)為具象、清晰的圖形，運(yùn)用手繪的方式高度概括產(chǎn)品的風(fēng)格、造型、配色等，對(duì)產(chǎn)品的各方面進(jìn)行不斷的推敲和完善，并記錄其優(yōu)化過(guò)程，為后期的產(chǎn)品建模奠定良好基礎(chǔ)。如圖4a是機(jī)器人的草圖方案，為一款曲線造型的雙足仿人的家庭陪伴型機(jī)器人，體型圓潤(rùn)，風(fēng)格簡(jiǎn)約大方。根據(jù)前期的需求分析交互行為分析，機(jī)器人選用雙足仿人式。雙足仿人機(jī)器人可以適應(yīng)多種地形，能夠跨越障礙，同時(shí)，其仿人的造型具有較強(qiáng)的親和力。配色方面選擇白色與黃色搭配：白色作為主色，并用明度較高的黃色進(jìn)行點(diǎn)綴，不但讓機(jī)器人更具有吸引力，而且讓整體效果更加溫馨。為使機(jī)器人的外觀更加簡(jiǎn)潔，對(duì)其局部造型做了進(jìn)一步優(yōu)化。如圖4b，調(diào)整了機(jī)器人上半身的形狀，讓曲線更好地與其融合，使機(jī)器人更加靈活輕巧，以便更好地服務(wù)用戶;完善了機(jī)器人腿部和足部的造型，并增添了簡(jiǎn)單的裝飾，讓機(jī)器人更加有記憶點(diǎn)?；趦?yōu)化后的設(shè)計(jì)草圖，借助三維建模軟件進(jìn)行建模，并結(jié)合渲染工具對(duì)模型渲染，最終效果圖見(jiàn)圖4c。

由于老年群體身體機(jī)能逐漸下降，易引起骨質(zhì)疏松，導(dǎo)致出現(xiàn)身高變矮、駝背的現(xiàn)象，因此為適應(yīng)更多老年用戶的身體高度，將機(jī)器人的尺寸設(shè)定較為長(zhǎng)72cm、寬為32cm、高為110cm（見(jiàn)圖5）。機(jī)器人選用的材料為綠色環(huán)保的ABS塑料，其具有良好的耐熱性和韌性，沖擊強(qiáng)度高，容易上色。如圖6，機(jī)器人頭部為圓弧曲線，該輪廓可以給老人用戶柔和、親切的感覺(jué)。顯示屏位于機(jī)器人頭部正面，其主要功能是將信息可視化，為緩解老年用戶的眼部壓力，讓該群體更加清晰、直觀、便捷地看到屏幕中的信息，顯示屏中文字、數(shù)字等信息會(huì)放大;如圖了，用戶使用機(jī)器人時(shí)，顯示屏?xí)霈F(xiàn)調(diào)皮、開(kāi)心、哭泣等情感化的面部表情，增加機(jī)器與用戶之間的情感互動(dòng)。顯示屏上方為攝像監(jiān)控裝置，用于探測(cè)前方的障礙物、人臉識(shí)別及觀察老人活動(dòng)狀況，如若機(jī)器人檢測(cè)到老人摔倒，則將立刻向家人、醫(yī)院發(fā)出求救信號(hào)。麥克風(fēng)和收音器位于機(jī)器人頭部?jī)蓚?cè)，用于收音和語(yǔ)音播報(bào)。在用戶外出時(shí)，機(jī)器人的肩膀可以充當(dāng)扶手，肩膀的曲線造型貼合人體手部結(jié)構(gòu)，更加符合人機(jī)工程學(xué)。機(jī)器人的下臂均設(shè)置有儲(chǔ)存箱，用于放置家用醫(yī)療器械及用品。其中左下臂的儲(chǔ)存箱為測(cè)量血壓的袖帶裝置空間（如圖8a），袖帶充氣管的管頭連接于儲(chǔ)存箱內(nèi)壁，用戶在測(cè)量血壓前需先將袖帶綁至上臂，而后點(diǎn)擊顯示屏中的“開(kāi)始”按鈕完成檢測(cè)。測(cè)量完畢后應(yīng)將袖帶放至原位，以便下次使用;右下臂的儲(chǔ)存箱用于存放家中常備醫(yī)療用品（如圖8b），如碘伏、棉簽、創(chuàng)可貼等;右下臂末端設(shè)置有酒精噴散裝置和測(cè)量血糖血脂裝置，均可自動(dòng)伸縮（如圖8c）。酒精噴灑裝置用于對(duì)用戶在測(cè)量前的消毒，血糖血脂裝置在用戶測(cè)量前均會(huì)更換提取血液的管頭。身體指標(biāo)測(cè)量完畢后，機(jī)器人的屏幕中顯示相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果（見(jiàn)圖9），同時(shí)對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)。

結(jié)論

家庭陪伴型機(jī)器人是為老年群體的特定設(shè)計(jì)，它綜合考慮了老年人的生活需求和心理需求，讓老年人的生活中更加便捷、舒適，提高了該群體的生活質(zhì)量。老年群體的陪伴需求和情感交流需求是不容忽視的，家庭陪伴型機(jī)器人給予老年人更多的關(guān)懷，可以有效提高老年人的幸福感，從而降低該人群生理和心理方面的疾病。家庭陪伴型機(jī)器人也可以提醒廣大兒女重視家中老人的生活和健康，讓老年人的晚年生活更加美滿、快樂(lè)，讓家庭陪伴型機(jī)器人的價(jià)值最大化。