李翠玉，谷海燕，李若璐

5G智媒時代下親子互動平衡車的設(shè)計研究

李翠玉1，谷海燕1，李若璐2

（1.湖北工業(yè)大學(xué)，武漢 430068；2.華中科技大學(xué)，武漢 430068）

為滿足景區(qū)游客輕松游玩的實(shí)際需求，以平衡車的基本造型為基礎(chǔ)，研究適合在景區(qū)內(nèi)供親子互動游玩使用的代步工具。在5G智媒技術(shù)背景下，選用AHP（層次分析法）和FBS（功能-行為-結(jié)構(gòu)）相結(jié)合的方法進(jìn)行親子互動平衡車創(chuàng)新設(shè)計研究。通過調(diào)查問卷整理得出用戶的實(shí)際訴求，通過AHP方法對用戶的具體需求進(jìn)行賦值計算并排序。在方案選擇上，將權(quán)重排序結(jié)果引入FBS模型，將計算分析出的用戶需求要素輸出為具體的產(chǎn)品設(shè)計需求，孵化出景區(qū)共享使用的親子互動平衡車在功能、結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新設(shè)計及用戶APP界面設(shè)計。AHP和FBS相結(jié)合的方法具有可行性，可為相關(guān)親子互動類產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。

工業(yè)設(shè)計；親子互動平衡車；AHP；FBS模型；景區(qū)共享

2020年，5G技術(shù)取得了歷史性的成功，它的傳送速度可以高達(dá)Gbps級別，相比于4G足足快了100倍[1]。“萬物互聯(lián)”的傳播模式因5G得以實(shí)現(xiàn)，這意味著“智媒化”時代已經(jīng)拉開了序幕。

“二胎政策”的開放和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，促進(jìn)了我國親子旅游市場的迅速升溫。大數(shù)據(jù)顯示，2019年五一長假，驢媽媽平臺親子游出行人數(shù)占比約55%[2]，這也間接地擴(kuò)大了兒童產(chǎn)品的需求范圍，兒童平衡車、滑板車成為較受歡迎的運(yùn)動玩具。在景區(qū)里面，常看見父母跟在孩子后面保證他們的安全，以至于沒有辦法欣賞美麗的風(fēng)景，導(dǎo)致游客對景區(qū)文化的體驗(yàn)感下降。景區(qū)內(nèi)也有可供親子共同使用的單車、游船，但缺乏互動性、娛樂性且價格較貴。這些原因都不可避免地降低了游客對風(fēng)景名勝區(qū)的總體滿意度[3]。

通過對景區(qū)市場的環(huán)境調(diào)研和查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，有關(guān)親子互動的產(chǎn)品研究相對較少，尤其在景區(qū)使用的產(chǎn)品更為缺乏。李文慧[4]以用戶需求理論為依據(jù)，構(gòu)建出可供親子玩耍的一體式滑板車。朱彥[5]依據(jù)服務(wù)設(shè)計思維構(gòu)建出在景區(qū)內(nèi)使用的共享電車，雖然有利于親子出行，但缺乏親子之間趣味運(yùn)動的行為模式。由于對用戶需求及其產(chǎn)品相關(guān)功能、結(jié)構(gòu)等方面的研究不夠深入，所以設(shè)計的產(chǎn)品缺乏一定的完整性。因此，需要將用戶需求的分析方法與產(chǎn)品在功能、結(jié)構(gòu)等方面的具體理論研究結(jié)合起來，從而設(shè)計出創(chuàng)新性較強(qiáng)的親子互動平衡車。文中提出在5G智媒時代背景下，通過AHP和FBS相結(jié)合的創(chuàng)新設(shè)計方法推導(dǎo)得出親子互動平衡車創(chuàng)新設(shè)計方案。通過AHP計算得出各需求要素的權(quán)重，代入FBS模型，在功能-行為-結(jié)構(gòu)上進(jìn)行映射分析。此實(shí)踐方案驗(yàn)證了該設(shè)計方法的可行性，同時也為親子互動產(chǎn)品提供了新方向。

1 相關(guān)理論研究情況

1.1 5G智媒概述

關(guān)于5G智媒理論，國內(nèi)外研究者普遍達(dá)成一個共識：智媒實(shí)際上是由智能技術(shù)驅(qū)動的、擁有自我學(xué)習(xí)能力的機(jī)制，它可以提供線上的服務(wù)和媒體產(chǎn)品[6]。以在線的形式，智媒將獲取的數(shù)據(jù)提交給算法進(jìn)行分析，最終獲得一個獨(dú)有的媒介產(chǎn)品，抑或是一種特定的服務(wù)。也可以對線上用戶的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉，從而改良已有的算法。這三者是一個緊密的閉環(huán)，用戶、產(chǎn)品、服務(wù)之間的關(guān)系能不斷地得到調(diào)整。智慧景區(qū)是目前景區(qū)發(fā)展的新方式，它具備可持續(xù)性，能夠結(jié)合人工智能、云數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)游覽場所智能化、優(yōu)化配置自身旅游資源[7]。如四川的九寨溝[5]，通過通訊技術(shù)構(gòu)建綜合管理平臺，運(yùn)用導(dǎo)航模型和基于人臉識別技術(shù)的分析系統(tǒng)，提升了旅游景區(qū)的管理和服務(wù)水平。景區(qū)這一特殊的公共場景，更應(yīng)該搭上5G智媒化的快車，依托5G技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)功能，實(shí)現(xiàn)親子互動平衡車、景區(qū)和游客三者之間的智能融合，共同構(gòu)建一種新的產(chǎn)品服務(wù)模式。結(jié)合AHP和FBS理論的應(yīng)用，進(jìn)行景區(qū)共享的親子互動平衡車設(shè)計研究，便于為用戶提供更貼心的文化傳播和服務(wù)體驗(yàn)，促進(jìn)景區(qū)的發(fā)展。

1.2 親子互動產(chǎn)品分析

“親子互動產(chǎn)品”是將父母與子女相互連接的一種媒介，通過具體的互動產(chǎn)品的使用促進(jìn)父母與孩子之間的互動交流，增強(qiáng)雙方的情感。如語音類親子產(chǎn)品，通過硬件設(shè)備和交互APP雙模式，實(shí)現(xiàn)了父母與孩子的溝通交流。目前，國內(nèi)外關(guān)于親子互動產(chǎn)品的研究相對較少，主要是關(guān)于家具、玩具、游樂設(shè)施等方面的親子產(chǎn)品研究。關(guān)于親子互動平衡車僅停留在專利相關(guān)方面的研究。如手扶式親子滑板車（專利號CN205602022U），其包括手扶架及踏板，手扶架的下端通過支撐梁對稱安裝有前輪，上端對稱安裝扶手，可調(diào)節(jié)高度，且安裝有拉環(huán)，可供兒童安全使用，腳踏板有前后伸縮結(jié)構(gòu)。此實(shí)用新型專利實(shí)現(xiàn)了高度和長度的可調(diào)節(jié)，適合個人單獨(dú)使用或親子雙人使用，見圖1。

圖1 實(shí)用新型專利（親子滑板車）

在原有的平衡車和兒童滑板車的基礎(chǔ)之上，加入“互動”元素，能滿足家長和孩子更深層次的要求，具備普通玩具所不具備的外延功能[8]，在游玩中還能增加許多交互體驗(yàn)[9]。“互動”不僅能滿足家長的需求還能實(shí)現(xiàn)孩子的需求，這些都讓兒童平衡車的調(diào)度性有所增加。在中國，在親子玩具不斷流行的背景下，未來親子互動平衡車的前景將一片光明。

1.3 景區(qū)內(nèi)交通工具現(xiàn)狀

隨著社會的發(fā)展和人們經(jīng)濟(jì)消費(fèi)水平的提高，極大地推動了旅游景區(qū)的發(fā)展，旅游業(yè)取得了令人矚目的成就。景區(qū)內(nèi)提供了可供人們選擇使用的交通代步工具，如觀光電瓶車、租賃自行車等。在旅游旺季，觀光車候車區(qū)常排起長隊(duì)，大大影響了游客游玩的心情。另外，觀光車路線固定，游客無從自由選擇出行游玩路線，且車上游客較多，缺乏安全干凈的氛圍，尤其在后疫情時代，大家更加注重私人環(huán)境的構(gòu)建，倡導(dǎo)保持安全社交距離。因此，研究以親子為主體的景區(qū)游玩代步工具很有必要。

1.4 設(shè)計方法概述

1.4.1 AHP法

圖2 AHP分析流程

常瑜等[11]運(yùn)用AHP法對掃地車進(jìn)行了模糊評價，完成了掃地車造型的最優(yōu)設(shè)計。王媚雪等[12]運(yùn)用AHP和TOPSIS對3款自閉癥康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)品進(jìn)行了優(yōu)先排序，優(yōu)選出最符合的產(chǎn)品。經(jīng)文獻(xiàn)分析得出，AHP可以計算出各項(xiàng)要素的權(quán)重值，幫助設(shè)計師進(jìn)行等級評價和優(yōu)先次序排序，為親子互動平衡車設(shè)計提供了基礎(chǔ)的功能需求研究方法。

1.4.2 FBS模型

FBS是由Gero教授提出的產(chǎn)品概念設(shè)計過程模型，解決了“如何做”的問題，是基于功能、行為、結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品開發(fā)模式，是很多設(shè)計學(xué)領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)[13]。FBS模型將功能、行為和結(jié)構(gòu)三者緊密聯(lián)系在一起。利用FBS模型實(shí)現(xiàn)從功能（F）到行為（B）的映射過程，并通過在對人的操作方式分析的基礎(chǔ)上，映射到產(chǎn)品具體的結(jié)構(gòu)（S）設(shè)計要求，從而提高產(chǎn)品在設(shè)計方案上的合理性。

2 基于AHP-FBS模型的親子互動平衡車創(chuàng)新設(shè)計流程

AHP法可為產(chǎn)品指明設(shè)計方向，但缺乏具體的解決方式。FBS模型可將優(yōu)化選擇的設(shè)計要素內(nèi)容轉(zhuǎn)化成功能、行為、結(jié)構(gòu)等具體的設(shè)計方案輸出，但缺乏對用戶需求的分析[14]。因此，將兩者的優(yōu)勢相結(jié)合能為親子互動平衡車提供完美的設(shè)計解決方案。AHP與FBS的創(chuàng)新設(shè)計流程，見圖3。

2.1 AHP分析

2.1.1 層次遞階模型的構(gòu)建

通過用戶需求調(diào)研，并結(jié)合當(dāng)下的共享設(shè)計理念，提出從1造型、2功能、3交互3個方面進(jìn)行需求層次的構(gòu)建，將這3個設(shè)計方向納入問卷調(diào)查，選取符合的對象人群進(jìn)行具體的問卷填寫、深度訪談等，對得到的需求數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和整理，得出了13項(xiàng)具體的需求，并結(jié)合Yaahp軟件計算出每項(xiàng)需求的權(quán)重值。層次遞階模型如圖4所示。

短語結(jié)構(gòu)的句法分析一直是英語的句法分析的主要工作，而依存句法的研究開展則相對滯后。Melchuk在1988年全面系統(tǒng)的研究了英語的依存語法理論，Eisner[1]在1997年最先提出了樹庫轉(zhuǎn)化的思想，依存樹庫通過短語樹庫轉(zhuǎn)化得到，并進(jìn)行了相關(guān)的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。Eisner在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時對含連詞的句子進(jìn)行過濾，其余的句子使用規(guī)則進(jìn)行自動轉(zhuǎn)換，得到了90.1%的依存正確率。

圖3 設(shè)計流程圖

2.1.2 判斷矩陣和權(quán)重計算的構(gòu)建

根據(jù)層次遞階模型，設(shè)置AHP問卷調(diào)查表，邀請5位設(shè)計師、10位父母以及8位孩子，采用1—9標(biāo)度法對模型中的各因素打分[15]，見表1。目標(biāo)層用表示，第2層準(zhǔn)則層用表示（=1，2…），第3層子準(zhǔn)則層用表示（=1，2…），通過調(diào)查對象兩兩比較進(jìn)行賦值。最終構(gòu)造的判斷矩陣和權(quán)重計算結(jié)果，見表2—5。

圖4 層次遞階模型圖

表1 重要性標(biāo)度表

Tab.1 Importance scale

表2 用戶總需求下各個評價指標(biāo)的權(quán)重值

Tab.2 Weight value of each evaluation index under the total user needs

表3 造型下各個子評價指標(biāo)的權(quán)重值

Tab.3 Weight value of each sub-evaluation index under shapes

表4 功能下各個子評價指標(biāo)的權(quán)重值

Tab.4 Weight value of each sub-evaluation index under functions

表5 交互下各個子評價指標(biāo)的權(quán)重值

Tab.5 Weight value of each sub-evaluation index under interaction

2.1.3 一致性檢驗(yàn)

首先，計算一致性指標(biāo)：

式中，max為最大特征根，為階數(shù)。隨后，通過一致性比率進(jìn)行一致性檢驗(yàn)：

式中，為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，見表6。當(dāng)≤0.10時，一致性檢驗(yàn)通過。反之對其進(jìn)行修改，并重新分析計算。

表2—5的判斷矩陣一致性檢驗(yàn)值均小于0.1，見表7?？芍?，各判斷矩陣均通過一致性檢驗(yàn)。

表6 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)

Tab.6 Mean random consistency index

表7 隨機(jī)一致性比率

Tab.7 Random consistency ratio

2.1.4 層次總排序與優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容確定

13種需求優(yōu)化權(quán)重排序如圖5所示，權(quán)重順序?yàn)椋壕o急按鍵、折疊一體、景點(diǎn)講解、出行軌跡、站立兩用、材料輕巧、路線導(dǎo)航、高級音響、界面簡潔、棱角圓滑、故事娛樂、色彩明亮、造型簡潔。將排序的功能需求結(jié)果帶入FBS模型，對產(chǎn)品功能、行為、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

圖5 綜合權(quán)重排序

2.2 FBS模型分析

2.2.1 功能-行為的轉(zhuǎn)化

通過前期層次分析法的數(shù)據(jù)分析，確定親子互動平衡車的關(guān)鍵設(shè)計要素，并對其進(jìn)行具體的層次分類，將功能要素引入FBS的映射過程中。親子互動平衡車功能-行為的轉(zhuǎn)化如表8所示。

表8 功能-行為的轉(zhuǎn)化

Tab.8 Function-to-behavior conversion

2.2.3 行為-結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化

行為-結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化過程指將行為細(xì)化為實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)功能的組件或結(jié)構(gòu)形式，主要指產(chǎn)品的外觀造型、連接結(jié)構(gòu)等。確定行為之間的相似性和差異性，使結(jié)構(gòu)具有多功能性，從而滿足用戶實(shí)現(xiàn)各種操作行為的需要，具體轉(zhuǎn)化形式如表9所示。

表9 行為到結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化

Tab.9 Behavior-to-structure conversion

3 基于AHP-FBS模型的親子互動平衡車設(shè)計實(shí)例

根據(jù)前期分析，親子互動平衡車應(yīng)該主要注重功能及結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計。

在功能上，親子互動平衡車應(yīng)具備處理緊急情況的能力，如遇突發(fā)狀況時，用戶可通過智能手柄上的緊急按鍵，一鍵發(fā)送求救信號給安全服務(wù)中心，管理人員會按照車輛定位系統(tǒng)顯示的信息快速到達(dá)現(xiàn)場并提供幫助，給用戶帶來足夠的安全感。在當(dāng)前全球疫情背景下，T型把手采用熱敏材料，具有測溫的功能，當(dāng)用戶體溫高于安全體溫時把手會變色，能讓用戶及時發(fā)現(xiàn)自身可能存在的問題，并積極接受相應(yīng)的治療。平衡車能自動識別到達(dá)位置所對應(yīng)的景點(diǎn)，精準(zhǔn)播放景點(diǎn)相關(guān)知識，讓游客可以輕松地了解該景點(diǎn)，改善了傳統(tǒng)的需要停下來掃描二維碼獲取電子景點(diǎn)講解的方式。在游玩途中，還可以選擇一些趣味的游玩方式以增強(qiáng)親子間的互動。游玩時，父母還可以通過給孩子講故事、知識大比拼等趣味玩法，在寓教于樂的過程中與孩子培養(yǎng)深厚的感情。

在結(jié)構(gòu)上，產(chǎn)品可折疊為一體化狀態(tài)，便于提拿和縮小停放面積，從而減小對景區(qū)整體環(huán)境的影響。在使用方式上可滿足兒童站立兩用，踏板可隨用戶手臂長度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使用戶在舒適狀態(tài)下可以隨時欣賞不同的風(fēng)景。在親子互動平衡車的造型設(shè)計上，使用簡潔的外形，兒童滑板車部分主要以長方形為主，對棱角位置進(jìn)行最大化的圓角處理，保障兒童用戶使用的安全性。在顏色上，以明亮的綠色為主色調(diào)，清新亮麗，與大自然完美契合。產(chǎn)品選擇安全且輕巧的材料，用戶能夠輕松提拿，讓用戶有一個輕松完美的使用感受。

親子互動平衡車有3種模式，見圖6。合并狀態(tài)，可供父母及具備獨(dú)立平衡車騎行能力的兒童及少年騎乘。親子共乘狀態(tài)——站立模式。滑板車區(qū)域的踏板可拉伸調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同年齡段兒童的手臂長度。坐凳也可通過按鍵輕松收起，為前方使用者提供更加舒適的空間。親子共乘狀態(tài)——閑坐模式。將滑板車區(qū)域的踏板調(diào)節(jié)成未拉開模式，縮短手到扶桿的距離，從而提高安全性。坐凳可以一鍵控制輕松旋轉(zhuǎn)打開，給前方使用者帶來舒適閑坐的享受。

親子互動平衡車不僅有多樣的外部設(shè)計，還設(shè)有親子互動游玩APP項(xiàng)目，下載APP的用戶都可以連接在一起，相互交流游玩經(jīng)歷、帶娃體驗(yàn)，另外各類游戲等娛樂方式增強(qiáng)了父母與孩子的互動。游客們可以直觀地從APP移動端查看到景區(qū)所有景點(diǎn)的相關(guān)知識。同時依托5G技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)功能，可以讓游客們在固定的地點(diǎn)收到當(dāng)?shù)氐臍v史故事推送，通過選擇播放即可使用平衡車的語音播放功能，聽智能講解員講解對應(yīng)地點(diǎn)的歷史故事。在了解相關(guān)知識后，還可以參與APP內(nèi)的線上親子知識問答，還可參與知識王排名活動，在寓教于樂的過程中與孩子培養(yǎng)深厚的感情。在游客景點(diǎn)游玩打卡后，可形成出行軌跡打卡分享及旅行記憶，當(dāng)達(dá)到一定的打卡次數(shù)后可領(lǐng)取相應(yīng)的勛章，累積的分?jǐn)?shù)可在線下商城進(jìn)行兌換，交互界面如圖7所示。通過APP設(shè)計，可以達(dá)到更好的使用體驗(yàn)效果，用戶滿意度也能大大增強(qiáng)，同時產(chǎn)品也能獲得更多的好感度。

圖6 親子互動平衡車效果圖

Fig.6Parent-child interaction balance car renderings

圖7 APP界面

Fig.7APP interface

4 結(jié)語

AHP-FBS模型是滿足景區(qū)用戶輕松游玩的實(shí)際需求的有力研究方法，本文以景區(qū)共享的親子互動平衡車創(chuàng)新設(shè)計為例進(jìn)行了研究。在5G智媒技術(shù)的支持下，首先利用網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問卷法，整理得出用戶的實(shí)際訴求；再通過AHP進(jìn)行權(quán)重計算并對需求進(jìn)行排序，以此挖掘出相關(guān)設(shè)計要素的重要度；最后，將13種排序后的用戶需求要素帶入FBS模型，進(jìn)行功能-行為-結(jié)構(gòu)的設(shè)計要素轉(zhuǎn)化，以此明確產(chǎn)品的具體設(shè)計方案。該設(shè)計從產(chǎn)品的功能、行為、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了映射分析，提升了需求的精確度，提高了設(shè)計時的工作效率，指導(dǎo)了親子互動平衡車在功能和結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，最終運(yùn)用三維建模并加以渲染，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)的驗(yàn)證。然而，這樣的設(shè)計方法在打分方面具有一定的主觀性。由于條件有限，本研究暫時無法獲取盡可能多的數(shù)據(jù)，所以結(jié)果以及設(shè)計方案的有效性存在一定的不足。因此，在日后的學(xué)習(xí)與研究過程中，筆者將不斷擴(kuò)展研究的深度，更準(zhǔn)確地把握用戶對親子互動平衡車的訴求。

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Design of Parent-child Interaction Balance CarBased on the 5G Smart Media Technology

LI Cui-yu1, GU Hai-yan1, LI Ruo-lu2

(1.Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China;(2.Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430068, China)

In order to meet the actual needs of tourists in the scenic spots, proper transportation tools for parent-child interaction and amusement in the scenic spots are studied based on the basic shape of the balance car. Under the background of 5G smart media technology, AHP (Analytic Hierarchy Process) and FBS (Function-Behavior-Structure) are combined together for the innovative design research of parent-child interaction balance car, and the actual needs of the users are obtained through the questionnaires. In detail, the specific needs of the users are assigned and sorted by AHP. In terms of program selection, the weight ranking results are introduced into the FBS model. Thus, the calculated and analyzed user need elements are output as specific product design requirements, and the innovative design of the parent-child interactive balance car in the two aspects of the function and structure shared in the scenic spots and the user APP interface design are incubated. The combination of AHP and FBS is feasible and can provide reference for the development of related parent-child interaction products.

industrial design; parent-child interaction balance car; AHP; FBS model; scenic spot sharing

TB472

A

1001-3563(2022)16-0109-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.16.011

2022–03–15

教育部人文社科研究項(xiàng)目（18YJC760147）

李翠玉（1980—），女，碩士，副教授，主要研究方向?yàn)榧揖釉O(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計。

谷海燕（1995—），女，碩士生，主攻兒童產(chǎn)品設(shè)計。

責(zé)任編輯：馬夢遙