張雯

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）12-0078-03

引言

近年來，國內老年人口數(shù)量持續(xù)增多，截至2021年1月全國69歲以上老人數(shù)量達到2.6億。這一形勢，表征中國已然進入中度老齡化社會。一般而言，進入老年時期的群體，其身體機能已經開始退化，在處理日常生活事件時存在一定程度行為困難，需要適當輔助。這一情景下，滿足老年群體生活需求的輔助產品受到密切關注。其中，以智能交互為目的所設計的老年產品，作為契合老年群體生活需求的工具，更是受到各界重視。在不斷的發(fā)展歷程之中，智能老年交互產品在形式方面、功能方面，均有顯著創(chuàng)新、提升，予以眾多老年個體實際幫助。作為智能交互老年產品的學科基礎，設計學也在立項以來得到長足發(fā)展，并融合其他學科為老年產品設計提供技術賦能。故此，本文將以跨學科視角為切入點，進行一項智能交互老年產品設計，期望為其他產品設計提供理論借鑒。

一、產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀概述

依據(jù)人口普查數(shù)據(jù)顯示，目前中國69歲以上老人數(shù)量已經達到2.6億，這也產生基數(shù)龐大的老年產品需求群體。近年來，愈加增長的老齡化數(shù)字使老年人產品市場具備廣闊發(fā)展前景，在消費市場內占有龐大份額。然而，縱觀目前老年產業(yè)現(xiàn)狀，多是集中于出行輔助，例如拐杖、助行車。需要注意的是，老年群體在年齡不斷增長時，身體機能退化、視聽觸覺的轉變，致使其在日常生活中對保健品及藥物需求數(shù)量較大。然而，老年群體在實際用藥過程中會遇到諸多困惑，例如藥品標識文字較小導致老年群體難以及時了解藥品的過期信息;記憶功能衰退致使老人無法牢記藥品使用方法、用藥時間。如此，易使老人誤食過期藥品、耽誤藥物服用。考慮到老人在年紀增長以后，認知能力、記憶能力均有所下降，且藥物服用需要輔助，需要市場進行補充。另外，現(xiàn)階段的人工智能等高端技術在老年產品設計方面仍然并未實現(xiàn)深度應用，對于老人的新興性設計有所不足。亟需在此方面進行補足，為老年群體提供全面性、人性化的服務。在多學科理論、基數(shù)持續(xù)發(fā)展態(tài)勢下，老年產品應用人工智能、工業(yè)技術也愈加完善，可以采用相關技術為老年產品設計賦能。研究調查顯示，多數(shù)老人在服用藥物時并不會觀察是否在服用期限以內，甚至有部分老人誤服過期藥品，對身體造成傷害。80%的老人認為此產品設計有必要。同時，60%的老人認為如若價格過高，會拒絕購買。

二、設計理論基礎綜述

（一）設計學科奠定智能交互老年產品設計理論性

設計學屬于近年新興學科，集聚理、工、文于一體，融合科技、藝術在內。該學科主要目的即是培育既有扎實科學技術基礎、也有藝術創(chuàng)新思維的高級復合技術人才。另外，設計學的開設主旨，即是在充分滿足產品功能需求以及個體審美要求的基礎上，推動人—機—環(huán)境實現(xiàn)自然統(tǒng)一。同時，設計學科也對工程、藝術結合作出強調。上述思維均與國家提倡的創(chuàng)新教育、設計大國等核心國策緊致關聯(lián)。詳細而言，國務院學位委員會協(xié)同國家教育部于2011年共同印發(fā)學位授予和人才培養(yǎng)學科目錄（2011）》，將設計學納為一級學科。在此背景下，學術界圍繞設計學科展開廣泛探索，為設計學高層次人才培育提供良好契機。事實上，設計學在與物質生產、科學技術具有深度關聯(lián)，使得設計學在一定程度上凸顯出自然科學的客觀特征。同時，設計學與文化、藝術之間的明顯關系，推動設計學含有一定意識形態(tài)色彩。在將設計視為一種現(xiàn)象展開研究分析時，則衍生出設計科學這一形態(tài)。設計科學重點關注個體如何展開設計，抑或人與產品在設計過程中由于交互而凸顯出的某種現(xiàn)象，以及設計過程中“由信息到結構”的規(guī)律。

（二）跨學科多元賦能智能交互老年產品設計技術性

以設計的表面概念界定來看，設計可以定義為人類所創(chuàng)造、制造的所有產品。故此，可以認為設計學屬于具備廣泛包容性。而此種設計包容性，也決定設計學可與其他各類學科進行融合，實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。部分學者在研判設計學的跨學科理念時，認為設計的本質與藝術相通，核心做法即是通過思維發(fā)散進行藝術創(chuàng)作。可以知悉，設計學內部的視覺傳達設計、工業(yè)設計、玩具設計均是相互連通，乃至可以融合發(fā)展。此外，也有部分學者在探究設計學的發(fā)展基礎時，認為設計是以科學方法作為基礎，也即設計的科學（Science of design，SOD）。需要注意的是，部分學者認為“人工制品設計本身存在客觀規(guī)律，需要采用科學規(guī)范探索”，而此種客觀規(guī)律，則被稱之為設計科學（Design science，DS）。而在進行科學設計時，需要融合機電工程、電子科學與技術、人工智能等專業(yè)的知識與技術。可以認為，設計學可與機電工程、電子科學與技術、人工智能等專業(yè)進行跨學科發(fā)展融合。

（三）科學基礎助力智能交互老年產品設計可行性

依據(jù)1982年聯(lián)合國最新確認的老年人年齡劃分標準，65歲以上老人即可認為屬于老年個體。而目前市場針對老年人群體的包容性設計，則是根據(jù)老年個體感知、認知以及行動能力開展設計活動。在一定程度上而言，以“年齡”代表老年人本質是為了服務社會而非老年人本身，此過程中的老年人群作為“人”所具有的精神和價值追求被潛意識忽視。在生產方式愈加成熟、科學技術迅猛發(fā)展的態(tài)勢下，推動人類生活方式、思維模式產生巨大變革。同時，科學與技術的深度結合也推動設計學成為一門獨立應用學科。以社會發(fā)展現(xiàn)狀來看，目前市場中的包容性設計應用于老年產品設計、使用，仍然存在眾多不足之處。詳細而言，表現(xiàn)于部分老年產品在設計過程中由于制作材料限制，多會使用價格低廉、質量較差的普通材料，導致老年群體使用體驗較差。而部分老年產品在結合智能技術進行設計時，不僅產品售價相對高昂，過于復雜的操作使用也會影響老年群體的使用體驗。而設計學科所具有的科學基礎，表明任何設計均當以科學思維論處、以科學方式執(zhí)行，尤其在融合機電工程、電子科學與技術、人工智能一眾學科時，其技術科學度、理論科學度將會大幅躍升，為智能交互老年產品設計供以可行性。

（四）哲學基礎助力智能交互老年產品設計人性化

由于設計課程與人文學科具有深度關聯(lián)，對應具有哲學基礎。首先，哲學基礎助力智能交互老年產品的設計過程滿足“年齡”需求。老年人的年齡是首要注意的必然節(jié)點，哲學基礎則助力設計人員在設計過程中顧及老年群體的年齡，判斷使用是否便利、合理。其次，哲學基礎助力智能交互老年產品設計時滿足“移情”需求。移情即是表征設計過程之中，推動設計者與老年群體產生心理共鳴，感受老年群體的心理需求。再次，哲學基礎助力智能交互老年產品設計時滿足“體驗”需求。哲學基礎要求設計人員立足于人性思考維度，不能過于重視產品盈利抑或節(jié)約成本，更加需要滿足老年群體的體驗需求。最后，哲學基礎助力智能交互老年產品滿足“參與”需求。哲學基礎決定設計學科在進行設計過程中，需要充分融合老年人的參與意識，研判老年個體是否能夠順利適用。

三、設計方案

（一）設計簡介

在我國進入老齡化社會以后，老年群體的生活需求受到廣泛關注。一方面，老年群體的身體機能退化現(xiàn)象愈加凸顯，在生活需求、生理認知方面遭遇諸多限制。另一方面，老年群體之中的空巢老人、殘疾老人日漸增多，與人溝通的期望也明顯增加?；诶夏觋P懷的智能提醒藥箱在設計中從老年人的生理和心理需求出發(fā)，在藥箱的交互設計界面上依據(jù)老年人生活中的日常習慣進行設計，界面操作簡捷，最大化地保證操作的流暢性和便捷性，可以有效地協(xié)助老年群體精準用藥。

“智能過期提醒藥箱”是一款智能交互老年產品，基于跨學科視角，將機電工程、電子科學與技術、人工智能等專業(yè)知識、技術融入其中。“智能過期提醒藥箱”通過配置對應網絡功能，記錄藥物服用期限，并設置智能提醒功能，為老人提醒藥物是否在可服用期限，避免老人誤服過期藥物對身體產生傷害。在設計功能時，基于設計學設置合理的空間存儲方案，能夠放置多種類型藥物。同時，搭配顯示屏幕、語音播報、WIFI連接等多元功能。詳細功能設計如圖1所示。

（二）設計說明

考慮到老年人的思考方式及行為習慣，其在一定程度上對新事物、新觀點、新領域、新產品的接受能力整體較弱，使用便利性有所不足。智能提醒藥箱在功能設計中為避免操作不利進而簡化界面設計，通過簡潔直接的使用體驗，幫助老年人獲得使用過程中的滿足感。

1.設計原理說明

該智能過期提醒藥箱設計原理如圖2所示。在無人操作與干預的情況下，藥箱通過射頻模塊檢測到藥箱內的過期藥品時，射頻識別技術錄入的信息會發(fā)出信號，將分別傳達到語音播放模塊、無線傳輸模塊和單片機，經處理分析后則用語音提醒的功能提示用戶某種藥品已過期，并同步在手機App上顯示該藥品過期的信息，可起到家人與老人均知曉藥箱內的藥品情況，指引使用者安全用藥?？梢灾?，在產品進入運行之后，由射頻識別技術負責甄別藥品是否過期，若藥品仍然處于正常服用期間，系統(tǒng)會判定可繼續(xù)存放。若是藥品已經超過存放日期，對應技術傳感器將會接收相關提示信號，并以兩種信號傳遞方式進行傳輸。第一，傳感器接收藥品過期信號以后，系統(tǒng)再次確認過期藥品信息，并將對應信息傳輸至語音模塊，語音模塊繼而通過喇叭進行語音播報，通知使用者關于藥品過期的詳細信息。第二，傳感器接收藥品過期的信號指示以后，通過單片機將信息傳輸至WIFI模塊，繼而使用人員可以通過手機App獲悉相關信息。此App并不限制單人使用，也可由多個家人進行匹配，避免部分老人對于智能手機及App的使用缺陷而誤漏藥品過期提示信息。

2.設計結構說明

在明晰智能過期提醒藥箱的結構操作原理時，筆者擬集合機電工程、電子科學與技術、人工智能等學科知識進行結構電路圖設計，具體設計效果如圖3所示。1號即為普通射頻模塊。射頻模塊在協(xié)議封裝后即可實現(xiàn)應用，簡單易做。并且，射頻模塊具有IIC、SPI以及UART多種接口模式，契合任意嵌入式要求。2號即是顯示模塊。本次顯示模塊遴選常見液晶LCD1602，本質屬于工業(yè)字符型液晶，顯示內容為16×2。通俗而言，1602可以顯示兩行字符，每行16個字符。3號電源模塊。該模塊可以直接貼裝于印刷電路板，并作為系統(tǒng)電源供應器。由于單片機、射頻模塊均也需要供電，電源模塊可以實現(xiàn)穩(wěn)定供電且有良好續(xù)航，這也是使用電源模塊的根本原因。同時，使用電源模塊也可充分避免產品長期接觸電路，消除電路使用風險。4號單片機模塊。單片機的本質屬于一類集成電路芯片，通過超大規(guī)模集成電路技術，將CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)等功能集于一體?？梢哉f，單片機屬于一個微型高性能計算機。一方面，單片機可以在智能過期提醒藥箱待機狀態(tài)進行能耗節(jié)省;另一方面，可以智能采集藥物信息，并以分鐘級頻率進行傳輸。5號WIFI模塊。WIFI模塊屬于物聯(lián)網傳輸層，內置無線網絡協(xié)議，功能主要是輔助硬件設備聯(lián)入網絡。WIFI模塊是智能過期提醒藥箱物聯(lián)網應用的核心元件，為人工智能應用提供接入基礎。6號語音模塊。在智能過期提醒藥箱語音模塊方面，選擇N588D作為核心元件。N588D這一語音芯片具有單片機內核，功能音質良好，且應用范圍廣泛，能夠依據(jù)智能輸入信號對應輸出語音內容。

3.模擬仿真說明

智能過期提醒藥箱設計結構厘清以后，為避免后期使用缺陷及故障，本文將結合工業(yè)設計學科中的Rhino進行模擬仿真。具體模擬仿真效果如圖4所示。第一，進行虛擬裝配。對智能過期提醒藥箱進行虛擬裝配，顯示本次元件均可進行良好對接，接入電源以后可以正常使用。第二，進行使用模擬。在仿真模擬結果中，該藥箱能夠依據(jù)內置物品使用期限進行良好判別，并及時發(fā)出提示信號。第三，進行環(huán)境模擬。依據(jù)現(xiàn)實情況進行環(huán)境溫度變化，系統(tǒng)顯示在0℃及40℃以內，智能過期提醒藥箱工作性能良好，并不影響正常使用。

（三）設計效果

老年人在產品使用的需求上有群體的特殊需求，老年人的產品設計，凸顯人性化設計尤為重要。針對老年人的產品設計須對市場進行全方位的調研，考慮老人喜歡的色彩及在產品功能設計上需凸顯信息及內容，在設計中需充分包容老年人的使用需求，促進老年人與產品的互動，讓老年群體在產品互動中更好地實現(xiàn)自我肯定，獲得使用產品的愉悅感。

綜上所述，本次基于跨學科視角的智能過期提醒藥箱，基本滿足老年群體在藥物日期查詢方面的需求，也充分彰顯出機電工程、電子科學與技術、人工智能與設計學的融合優(yōu)勢。最終設計效果如圖5所示（設計者黃靜雯）。在初步成品制作時，本文將選用可降解塑料作為基礎原料，并利用3D打印方式進行制作。同時，也與對應3D打印技術人員進行探討，考慮產品設計的合理性以及工藝的合理性，在綜合考慮安全性、成本性、成品效果的同時，實現(xiàn)最優(yōu)設計效果。另外，在設計完成之后，筆者將成品轉送于部分朋友（家中有60歲以上老人）以及數(shù)個養(yǎng)老院，合計送出25份成品。依據(jù)筆者后期的反饋查驗結果來看，90%的使用人員及家庭認為此藥箱成本較低，且使用性能良好。需要注意的是，仍有5%的老人認為此藥箱的功能僅僅具備藥品過期播報，并不具備高實用性。但整體來看，在跨學科視角設計下的智能過期提醒藥箱，使用效果良好，基本實現(xiàn)產品設計目的。

結語

智能交互設計作為老齡化社會的主流趨勢，充分滿足老年人身體機能降低后對于輔助產品的實際需求。近年來，智能交互產品不斷涌現(xiàn)，并有眾多產品投向實踐，然而效果并不顯著。本文基于跨學科視角，充分融入設計學的科學技術、其他學科的哲學基礎，以及機電工程、電子科學與技術、人工智能多學科技術知識，賦能老年產品設計原則。就此，文章擬采用相關學科知識、技術，設計一種智能提醒藥箱。該智能設計藥箱能夠依據(jù)藥物保存日期，智能評判藥物是否過期，并向老年個體發(fā)出語音、視覺雙重警報，為老年人提供便利藥物是否過期的通告服務。同時，該藥箱也將設置智能對話系統(tǒng)，與老人個體進行智能對話。如此，方可讓老年個體獲得更多關懷，并避免老年人誤服過期藥品，對身體健康產生危害。