江舜瑤 龐溯 楊才俊

（湖北工業(yè)大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，湖北武漢 430068）

目前兒童出行安全防護(hù)書包已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)之一。世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示，道路交通傷害是5 歲以上兒童的四大死因之一，全球每年有18 萬兒童死于道路交通事故[1]。與之對應(yīng)的是，在兒童出行安全裝置已立法的國家，以及因?yàn)槭艿刭|(zhì)地貌與自然條件影響而高度重視兒童出行防護(hù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的地區(qū)，兒童道路交通傷害死亡率普遍更低[2]。在互聯(lián)網(wǎng)+時代背景下，將兒童書包設(shè)計(jì)融入可穿戴設(shè)備與智能交互技術(shù)，賦予硬件防護(hù)與情感關(guān)懷，提高兒童出行安全指數(shù)、增強(qiáng)應(yīng)急自救能力是必然趨勢。通過文獻(xiàn)研究，本文歸納了市場產(chǎn)品現(xiàn)狀與主要問題，以及兒童上學(xué)出行面臨的主要安全隱患，再通過用戶訪談和問卷調(diào)查分析獲得消費(fèi)者的主要需求，為智能安全防護(hù)書包設(shè)計(jì)明確了目標(biāo)和方向，從而確定了由功能技術(shù)、造型結(jié)構(gòu)、人機(jī)交互三方面結(jié)合的設(shè)計(jì)思路。最后通過設(shè)計(jì)實(shí)踐進(jìn)行了可行性驗(yàn)證。

1 市場產(chǎn)品設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與問題

當(dāng)前兒童書包款式造型雖多樣化，但大部分停留于單一的儲物功能，缺乏安全防護(hù)裝置。大多智能書包僅提供定位通話功能，缺乏緊急呼救通訊設(shè)備。當(dāng)兒童遇險(xiǎn)時，其自身無法及時呼救，家長和救援人員無法第一時間知曉遇險(xiǎn)和兒童位置，難以即時擴(kuò)散求助信息。另外，部分兒童安全防護(hù)書包及系統(tǒng)平臺的交互設(shè)計(jì)水平不佳，信息獲取不明晰，用戶無法掌握產(chǎn)品的全部功能。

一些國際品牌對書包造型的人體工學(xué)研究較為深入。例如德國書包品牌Scout 滿足生長期的兒童脊柱保護(hù)和行走安全上的需求；挪威Beckmann 書包，在傳統(tǒng)背負(fù)功能外增加了防雨罩設(shè)計(jì)，有效保障雨天出行的安全；日本書包結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩硪蛩兀谕话l(fā)地震災(zāi)害或意外摔倒時會如枕頭般包裹頭部，卸去大部分的外力沖擊，降低頭部受創(chuàng)的風(fēng)險(xiǎn)。我國兒童書包造型同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，未針對不同地區(qū)、年齡層、遇險(xiǎn)環(huán)境、消費(fèi)者需求等因素進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)。國內(nèi)市場上的兒童書包主要有背負(fù)式、手提式、背負(fù)手拉并用式、肩負(fù)式四種形式，存在包體面料較軟，頂部易坍塌的問題?，F(xiàn)有書包背帶設(shè)計(jì)多根據(jù)兒童肩膀的舒適度與身高調(diào)整，采用海綿氣墊填充以減輕負(fù)擔(dān)，使用局限較大，難以適應(yīng)在不同出行環(huán)境下的多種需求。

總的來說，目前市場上兒童安全防護(hù)智能書包種類較少、功能匱乏，應(yīng)從防護(hù)功能、造型結(jié)構(gòu)、人機(jī)交互等方面進(jìn)行深入研究與設(shè)計(jì)開發(fā)。

2 兒童出行安全隱患

2.1 道路交通傷害

道路交通傷害已對我國兒童生命安全造成嚴(yán)重威脅[3]，其中私用機(jī)動車是城市兒童出行最大的安全隱患。當(dāng)兒童在非安全區(qū)域結(jié)伴嬉戲奔跑、蹲下保持靜止玩耍或身處較暗環(huán)境中時，行人和司機(jī)視線受阻，易發(fā)生碰撞、碾壓、拖拽等安全事故。據(jù)公安部數(shù)據(jù)顯示，農(nóng)村兒童道路交通死亡率遠(yuǎn)高于城市。農(nóng)村兒童出行的主要危險(xiǎn)來自地理、環(huán)境條件。農(nóng)村道路建設(shè)不規(guī)范、路況彎折角度大、路面窄而泥濘、視覺盲點(diǎn)多等道路交通安全隱患；特殊天氣時可能遇到山體滑坡、泥石流、洪水、路面坍塌等危險(xiǎn)。一旦遇險(xiǎn)，兒童難以求救，救援難度也較大。

此外，群眾道路交通安全意識普遍薄弱。各年齡段人群橫穿馬路、逆行，闖紅燈現(xiàn)象隨處可見。社會和家長并沒有給兒童樹立良好的帶頭作用，缺乏對兒童的道路安全思想進(jìn)行正確的教育與引導(dǎo)。通過進(jìn)行兒童交通行為風(fēng)險(xiǎn)及事故案例的分析發(fā)現(xiàn)，監(jiān)護(hù)人“帶頭違法”現(xiàn)象占4.6%，將兒童獨(dú)自留下、放任兒童獨(dú)自在車輛周圍玩耍等“失職”原因?qū)е碌氖鹿势饠?shù)占64.3%[4]。

2.2 人為蓄意傷害

拐賣兒童一直是社會高發(fā)性犯罪行為。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年有近十萬的人口拐賣犯罪，其中婦女和兒童占80%以上[5]。在上下學(xué)交通高峰期間，魚龍混雜，家長難以時刻陪伴及時監(jiān)控兒童出行情況，一旦兒童不慎落入犯罪分子圈套中，結(jié)果將難以預(yù)測。此外由于鄉(xiāng)村地理位置偏遠(yuǎn)，監(jiān)控設(shè)備嚴(yán)重缺失，流動人口密度較低，監(jiān)護(hù)人對兒童監(jiān)管力度小，往往成為犯罪團(tuán)伙蓄意傷害兒童的危險(xiǎn)頻發(fā)地。

3 消費(fèi)者需求

3.1 定位追蹤需求

由于家長精力有限，希望通過書包定位功能同步獲取兒童的位置信息，并結(jié)合在線服務(wù)平臺，隨時查看兒童出行軌跡，增加監(jiān)管力度。

3.2 報(bào)警需求

在訪談中，家長希望兒童遇到緊急情況時能夠快速報(bào)警，并讓他們同步知曉報(bào)警情況，提升救援溝通效率，節(jié)省救援時間。同時能向就近路人、商家求助，使其提供救援或阻止拐賣。

3.3 照明需求

通過在書包上增加照明設(shè)備的手段可以為兒童提供更加清晰的視野，也有利于他人觀察到兒童，減少突發(fā)意外傷害，形成雙向保護(hù)。

3.4 率跌防護(hù)需求

兒童器官發(fā)育還處于成長期期，顱骨薄弱，皮膚軟組織脆弱，同等情況下受到傷害程度比成年人更為嚴(yán)重[6]。兒童常由于“追逐猛跑”“加速驟?！薄巴妻螋[”的行為導(dǎo)致意外摔倒、失足掉落或與其他人相撞等，其率跌防護(hù)需求較大，尤其是對頭部的防護(hù)。

通過需求分析發(fā)現(xiàn)家長們對從兒童書包安全防護(hù)和報(bào)警求助功能的需求非常強(qiáng)烈。因此，利用現(xiàn)有科技手段升級傳統(tǒng)穿戴設(shè)備，設(shè)計(jì)具有良好防護(hù)功能和人機(jī)交互的智能書包具有巨大的市場需求和應(yīng)用前景。

4 設(shè)計(jì)思路與方法

本文遵循功能、造型、人機(jī)交互三方結(jié)合的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)方法采用斯坦福大學(xué)Hasso-Plattner 設(shè)計(jì)學(xué)院(d.school)提出的五階段設(shè)計(jì)思維模型，即共情、定義（問題）、構(gòu)思、原型和測試。首先，研究人員通過文獻(xiàn)研究，用戶訪談，以及對兒童上學(xué)路程對追蹤、觀察，讓自己沉浸在物理環(huán)境中，以便對所涉及的問題有更深入的個人理解。接著，綜合分析前期研究成果，從而確立書包的特性、功能和其它設(shè)計(jì)元素。在第三階段，研究人員利用頭腦風(fēng)暴、腦力激蕩、快速反應(yīng)等設(shè)計(jì)工具產(chǎn)生了大量草圖方案，并從中進(jìn)行篩選確定最佳方案“帶路”。隨后，研究人員制作了簡易模型，進(jìn)行用戶體驗(yàn)與人體工學(xué)測試，并使用三維建模、渲染軟件輔助呈現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果。研究人員將最終設(shè)計(jì)圖分別展示給設(shè)計(jì)專家、設(shè)計(jì)從業(yè)人員和消費(fèi)者，請其對設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)。受訪人員對該設(shè)計(jì)評價(jià)較高；超一半消費(fèi)者表示愿意為孩子購買該書包；部分消費(fèi)者認(rèn)為外觀設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步改進(jìn)，如“色彩搭配可以更豐富”“可與兒童喜愛的卡通形象結(jié)合”等。

5 “帶路”兒童安全防護(hù)智能書包設(shè)計(jì)說明

該書包（如圖1 所示）針對5 歲～14 歲兒童，由多功能可拆卸背帶、可替換立體箱式書包、智能服務(wù)App 組成。以醒目的救援橙色為主，通過拆卸組裝有效提升產(chǎn)品的利用率與社會價(jià)值，書包材料選取SympaTex 薄膜，不含PTFE(聚四氟乙烯)成分，可直接接觸皮膚，對身體無害，并且可以循環(huán)利用。面料定型時增加耐久防水(DWR)涂層，防水去污能力強(qiáng)，延長產(chǎn)品使用壽命。產(chǎn)品主要功能特點(diǎn)有：

圖1 “帶路”安全防護(hù)智能書包展示圖

A.半環(huán)繞式安全防護(hù)氣囊：當(dāng)兒童碰到劇烈撞擊或落入水中時，書包會迅速彈出氣囊起到頭部包裹保護(hù)和提供浮力雙層作用。B.照明射燈與聲孔裝置：背帶設(shè)有照明燈，使兒童視野在黑暗環(huán)境中不受限，同時解放雙手進(jìn)行自由活動。C.彈力束帶與底托：通過彈力束帶來實(shí)行包體的連接與拆卸，包體的選擇可以根據(jù)使用場景替換，包括固定背簍以及其他勞作工具，實(shí)現(xiàn)“一帶多用”“城鄉(xiāng)雙用”。D.中控報(bào)警按鍵：當(dāng)兒童遇險(xiǎn)時可一鍵呼救，同時發(fā)出顯眼的閃爍信號以及警鳴聲，尋求外界幫助。E.智能服務(wù)App：書包有GPS 定位功能，家長通過配套手機(jī)App 獲取孩子實(shí)時位置，進(jìn)行單向通話、家長社區(qū)交流、兒童失蹤信息的緊急發(fā)布。

6 結(jié)束語

本文分析了我國兒童書包的主要問題，兒童上學(xué)出行主要的安全隱患，以及消費(fèi)者對安全防護(hù)書包的功能需求，并基于智能穿戴和人機(jī)交互的思想，結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)具備的功能、結(jié)構(gòu)、造型等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，對兒童進(jìn)行有效的安全防護(hù)，并與家長建立良好的互動和情感關(guān)懷，為兒童書包、安全防護(hù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)。