王俊凱

（桂林航天工業(yè)學(xué)院傳媒與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，廣西 桂林 541000）

0 引 言

近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)集成化農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的持續(xù)關(guān)注，新型農(nóng)業(yè)發(fā)展已初具規(guī)模，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械在設(shè)計(jì)之初只關(guān)注了使用目的而忽略了產(chǎn)品的使用環(huán)境、功能與使用情感。固定翼植保無(wú)人機(jī)作為新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的重要裝備，簡(jiǎn)單的操控與實(shí)用性能是產(chǎn)品必備條件之外，還應(yīng)從用戶角度去衡量產(chǎn)品對(duì)用戶所產(chǎn)生的不同效率與產(chǎn)品的情感化交流，使農(nóng)戶在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中滿足能用、易用到想用的目的，針對(duì)固定翼植保無(wú)人機(jī)造型設(shè)計(jì)，應(yīng)從情感化設(shè)計(jì)中的本能、行為、反思3 個(gè)方面來(lái)分析材料、色彩、工藝等方面考慮形態(tài)與色彩之間關(guān)系，滿足不同地域、不同環(huán)境、不同人群的使用習(xí)慣，同時(shí)應(yīng)兼具創(chuàng)新性、安全性等多重設(shè)計(jì)需求，滿足新型農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)。

1 固定翼植保無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

1.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展需求與生產(chǎn)方式的變革

《農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理攻堅(jiān)戰(zhàn)行動(dòng)方案（2021—2025 年）》文件中指出：“推廣新型高效植保機(jī)械，推進(jìn)精準(zhǔn)施藥，到2025 年，主要農(nóng)作物病蟲(chóng)害綠色防控及統(tǒng)防統(tǒng)治覆蓋率分別達(dá)到55%和45%[1]?！薄?020 年農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》中指出：“淘汰傳統(tǒng)噴灑工具，推廣新型高效植保機(jī)械，包括固定翼飛機(jī)、直升機(jī)、植保無(wú)人機(jī)等現(xiàn)代植保機(jī)械[2]”，當(dāng)下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染治理勢(shì)在必行。一直以來(lái)，我國(guó)各類農(nóng)藥使用量都處于較高水平線上，高出世界平均水平約2.5 倍，實(shí)際農(nóng)藥利用率約為10%，其中約90%農(nóng)藥被殘留在土壤與環(huán)境中，對(duì)周邊環(huán)境、土壤、空氣以及水體等造成污染，保證“糧食安全”是當(dāng)下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須重視的問(wèn)題，是推行綠色農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)保障。

以往的農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)主要以小型化、個(gè)體化為主要生產(chǎn)方式，隨著土地集成化的不斷推進(jìn)，以往生產(chǎn)方式已不能滿足未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，傳統(tǒng)的農(nóng)藥噴灑機(jī)械多以人背式或者小型多旋翼無(wú)人機(jī)為主，其作業(yè)效率低，智能化程度低，加之部分飛手對(duì)農(nóng)藥配比不了解，再次造成農(nóng)藥使用污染，不能滿足未來(lái)大型集成化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求。

1.2 主要應(yīng)用范圍及問(wèn)題

機(jī)械化大生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)大國(guó)一直追逐的步伐，自20 世紀(jì)80 年代以來(lái)，科技水平的快速發(fā)展造就了當(dāng)下各種類型的植保無(wú)人機(jī)出現(xiàn)，其使用品類、機(jī)型、數(shù)量每年都在快速增長(zhǎng)，但依然不能滿足當(dāng)下農(nóng)業(yè)機(jī)械化的生產(chǎn)需求，固定翼植保無(wú)人機(jī)作為多種植保工具于一體的機(jī)械，其優(yōu)良的性能、高效的作業(yè)速度與大的載荷量是農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中重要的植保工具，能夠適用于平原、山地、丘陵、梯田、水田以及其他特殊農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域，能夠?qū)?jīng)濟(jì)作物、山林等實(shí)現(xiàn)植保安全，并在特殊時(shí)期能夠應(yīng)用于防火救災(zāi)，保障糧食生產(chǎn)安全與人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

固定翼植保無(wú)人機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中存在以下優(yōu)勢(shì)及不足，優(yōu)勢(shì)：艙體溶液載荷大，噴灑面積廣，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，能滿足不同地域生產(chǎn)需求；性能穩(wěn)定，需定時(shí)進(jìn)行機(jī)械保養(yǎng)；應(yīng)用范圍廣，滿足多地形作業(yè)要求。不足：受場(chǎng)地起降限制程度高，需固定機(jī)位跑道；購(gòu)買費(fèi)用高，成本投入大；飛手?jǐn)?shù)量少，不能滿足當(dāng)下作業(yè)需求；大量載人改裝機(jī)型，不能形成統(tǒng)一的社會(huì)性語(yǔ)義符號(hào)。

2 基于設(shè)計(jì)心理學(xué)的固定翼植保無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)思路

2.1 設(shè)計(jì)心理學(xué)概述

美國(guó)認(rèn)知心理學(xué)家唐納德·諾曼(Donald Arthur Norman)主張?jiān)谠O(shè)計(jì)中，首先要明白設(shè)計(jì)對(duì)象想要干什么，再?gòu)牟煌嵌热シ治鲇脩魧?duì)產(chǎn)品使用中期待什么[3]，從而集多重問(wèn)題進(jìn)而逐個(gè)解決，以此滿足用戶需求，這樣不僅可以理性的幫助用戶解決產(chǎn)品需求，更好地幫助其解決情感需求，增強(qiáng)產(chǎn)品與用戶之間的默契關(guān)系，設(shè)計(jì)出用戶想用的創(chuàng)新產(chǎn)品，并把新技術(shù)、新方法應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中。

設(shè)計(jì)心理學(xué)是以人為本的通過(guò)探索分析去解決生活、生產(chǎn)中出現(xiàn)的顯性、隱形待解決的設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題。人本主義心理學(xué)家馬斯洛在“需要層次”理論中告訴我們，設(shè)計(jì)不僅需要滿足使用基本功能，還要從用戶行為出發(fā)觀察分析用戶，多角度的去發(fā)掘產(chǎn)品與用戶之間的情感關(guān)系[4]。工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為“需要層次”內(nèi)容的一部分，產(chǎn)品能用、易用是基本條件，即本能、行為兩個(gè)條件，想要更加深入地發(fā)掘用戶，讓產(chǎn)品達(dá)到用戶想用的目的，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最終目的即產(chǎn)品的情感意義——反思，例如大疆無(wú)人機(jī)系列，每款新機(jī)的發(fā)布都會(huì)吸引愛(ài)好者爭(zhēng)相體驗(yàn)購(gòu)買，該產(chǎn)品從材質(zhì)、造型、色彩、功能等多方面?zhèn)鬟f給用戶信息，滿足不同用戶需求，同時(shí)又以不同的系列滿足不同階層用戶需求，更好地詮釋了產(chǎn)品情感的意義。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中不僅要考慮產(chǎn)品形態(tài)，更要從人的心理角度出發(fā)分析觀察人的習(xí)慣、直覺(jué)等行為方式，再依據(jù)產(chǎn)品的造型、色彩、工藝等結(jié)合以用戶為中心的設(shè)計(jì)原則，從產(chǎn)品的材料、結(jié)構(gòu)、功能、工藝、色彩涂裝等方面獲知人對(duì)不同產(chǎn)品的需求滿足感，以達(dá)到產(chǎn)品最優(yōu)設(shè)計(jì)狀態(tài)。

2.2 基于設(shè)計(jì)心理學(xué)在固定翼植保無(wú)人機(jī)中的設(shè)計(jì)思路

固定翼植保無(wú)人機(jī)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具，首先應(yīng)滿足農(nóng)業(yè)基本的防蟲(chóng)、防病需求，并分析用戶對(duì)固定翼植保無(wú)人機(jī)的期待值以及想法，多地域、多方面求證其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的作用，并結(jié)合以用戶為中心的設(shè)計(jì)原則，運(yùn)用情感化設(shè)計(jì)理念綜合考量固定翼植保無(wú)人機(jī)形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、色彩等多方面區(qū)位因素創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，滿足不同區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要實(shí)現(xiàn)固定翼植保無(wú)人機(jī)的社會(huì)性語(yǔ)義符號(hào)達(dá)到產(chǎn)品造型目的，固定翼植保無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)思路模型如圖1 所示。

圖1 固定翼植保無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)思路模型

3 設(shè)計(jì)心理學(xué)在固定翼植保無(wú)人機(jī)中的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)分析

3.1 設(shè)計(jì)需求定位分析

通過(guò)情感化設(shè)計(jì)對(duì)本能、行為、反思3 個(gè)層次的綜合分析，對(duì)固定翼植保無(wú)人機(jī)的造型理念創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出具有情感化新型植保無(wú)人機(jī)，根據(jù)不同需求對(duì)象的預(yù)期，固定翼植保無(wú)人機(jī)應(yīng)符合大面積以及復(fù)雜地形農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植活動(dòng)，造型風(fēng)格應(yīng)有一定的仿生設(shè)計(jì)元素融合，滿足社會(huì)性語(yǔ)義符號(hào)“農(nóng)業(yè)”這一特色。其次造型與外表涂裝應(yīng)以簡(jiǎn)潔明亮為主，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空域視覺(jué)識(shí)別，功能應(yīng)滿足基本高效安全作業(yè)需要，多環(huán)境地形作業(yè)需要，短道起降需要，材料應(yīng)滿足易加工、價(jià)格低、批量化生產(chǎn)需要，維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)滿足檢修便捷、零件配比通俗化，以應(yīng)對(duì)不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，同時(shí)兼具部分農(nóng)業(yè)消防以及故障自救功能，結(jié)合上述目標(biāo)，固定翼植保無(wú)人機(jī)應(yīng)是兼具優(yōu)良性能于一體的現(xiàn)代化新型農(nóng)用型植保無(wú)人機(jī)。

3.2 材料使用滿足設(shè)計(jì)

材料是產(chǎn)品塑形的基本條件，是產(chǎn)品的功能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)搭建的基礎(chǔ)，也是用戶看得見(jiàn)摸得著的基本外觀，好的材料會(huì)給用戶以愉悅輕松心情，質(zhì)地差的不僅不能保障機(jī)器運(yùn)作安全，還會(huì)帶給用戶各種問(wèn)題，固定翼植保無(wú)人機(jī)因其作業(yè)環(huán)境與結(jié)構(gòu)的限制，在材料選用上應(yīng)以易于加工可塑性高的材料為主，運(yùn)用本能層次理念的自然法則，對(duì)比以往輕型固定翼機(jī)型材料應(yīng)用與結(jié)構(gòu)分布，固定翼植保無(wú)人機(jī)更適合材料輕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)的北美云杉，結(jié)合現(xiàn)代材料碳纖維，延續(xù)以往輕型固定翼無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)塑形標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)脫模設(shè)計(jì)出機(jī)身結(jié)構(gòu)造型，然后對(duì)其機(jī)翼進(jìn)行蒙皮，達(dá)到質(zhì)輕與載重的目的，對(duì)部分強(qiáng)度要求高的以輕質(zhì)金屬材料配合達(dá)到強(qiáng)固結(jié)構(gòu)目的，同時(shí)兼配易于采購(gòu)的復(fù)合金屬材料達(dá)到減重增強(qiáng)結(jié)構(gòu)效果，滿足固定翼植保無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、塑性等多方面需求，同時(shí)為加工、運(yùn)輸?shù)忍峁┍憷瑵M足人與自然的和諧共處法則。

3.3 色彩涂裝具有辨識(shí)度

色彩是產(chǎn)品的第二生命，色彩影響著人大腦感知與情感交流，外觀形態(tài)與色彩的融合對(duì)不同人群產(chǎn)生不同的色彩感官，有效的色彩配比應(yīng)用可以讓更多的人對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生共鳴，產(chǎn)品色彩的冷暖是人賦予產(chǎn)品不同角色情感的傾注。例如：白色作為無(wú)彩色系中最易識(shí)別的顏色，是產(chǎn)品色彩涂裝中最常見(jiàn)的顏色之一，也是用戶對(duì)產(chǎn)品情感化關(guān)注反饋的結(jié)果，其次就是彩色系中的各種顏色變化，明亮鮮艷的顏色不僅是以產(chǎn)品形態(tài)為象征進(jìn)行顏色涂裝，更多的是滿足用戶對(duì)產(chǎn)品、顏色的情感融合[5]。固定翼植保無(wú)人機(jī)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具，具有生命、豐收、安全等象征意義，艷麗的色彩是其賦予生命本質(zhì)的重要條件，也便于田間觀察與操控，同時(shí)還能有效預(yù)防“入侵機(jī)”情況的出現(xiàn)，經(jīng)過(guò)比對(duì)以往農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具與色彩對(duì)人視覺(jué)情感變化，在色彩選用當(dāng)中，因橙色是警戒色，同時(shí)具有陽(yáng)光、活潑的特點(diǎn)，使其聯(lián)想到豐收、滿足等意義，固定翼植保無(wú)人機(jī)選用橙色作為其色彩涂裝的主色系搭配白色以追求在色彩涂裝中達(dá)到產(chǎn)品造型與色彩情感化、統(tǒng)一化。

3.4 基于設(shè)計(jì)心理學(xué)的固定翼植保無(wú)人機(jī)的造型設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的不同往往會(huì)影響用戶的心理變化與情感變化，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)本著以用戶為中心的設(shè)計(jì)，將產(chǎn)品的情感化理念更好地融入到有吸引力的東西，將產(chǎn)品與環(huán)境、用戶三者有效融合設(shè)計(jì)出想用的產(chǎn)品，即產(chǎn)品直接層次中的產(chǎn)品功能集合滿足人們情感需求與多樣化自我需求。固定翼植保無(wú)人機(jī)造型設(shè)計(jì)理念應(yīng)遵循這一基本原則，融入部分仿生造型元素理念，如鯊魚(yú)、海豚流線型較好生物形態(tài)進(jìn)行更好的情感化設(shè)計(jì)，增加產(chǎn)品趣味，增添農(nóng)業(yè)生產(chǎn)樂(lè)趣，使農(nóng)戶在使用中也會(huì)聯(lián)想其產(chǎn)品與生物之間關(guān)系，以此可以增加產(chǎn)品與農(nóng)戶之間的情感交流。固定翼植保無(wú)人機(jī)造型不僅是解決形態(tài)問(wèn)題，還應(yīng)考慮未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展當(dāng)中機(jī)型應(yīng)當(dāng)符合社會(huì)性語(yǔ)義符號(hào)“農(nóng)業(yè)”特色形態(tài)，為以后固定翼植保無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)樹(shù)立標(biāo)桿，使其部分形式趨于統(tǒng)一，有助于完善對(duì)“植保型無(wú)人機(jī)”識(shí)別管理。

固定翼植保無(wú)人機(jī)是以人為主導(dǎo)、為人而服務(wù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新型式生產(chǎn)工具，在材料與工藝追求上應(yīng)以產(chǎn)品自然使用本質(zhì)為本，易裝配、加工方便結(jié)合多種復(fù)合材料（碳纖維、合金部件）實(shí)現(xiàn)造型的統(tǒng)一性、創(chuàng)新性，運(yùn)用以用戶為中心的設(shè)計(jì)法則保持原有結(jié)構(gòu)，為產(chǎn)品提供心理情感手段，滿足用戶需要，根據(jù)各部件設(shè)計(jì)需求，運(yùn)用新技術(shù)將以往看不見(jiàn)的機(jī)械部位顯現(xiàn)出來(lái)，增加固定翼植保無(wú)人機(jī)的起降控制能力（為其機(jī)翼增加前翼機(jī)械變形翼，如圖2 所示）以及機(jī)艙底部的紅外攝像與高清攝像滿足不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)病蟲(chóng)害評(píng)估與噴灑需求，色彩涂裝以橙色、白色為主搭配空域警示燈，滿足用戶與空域識(shí)別需要，以及遇突發(fā)情況減少無(wú)人機(jī)的最低損害率于一身，設(shè)計(jì)緊急排液口，在遇險(xiǎn)情時(shí)可以快速在空中排出艙內(nèi)存液，保障飛機(jī)與地面建筑等最大程度安全的社會(huì)性語(yǔ)義符號(hào)性“農(nóng)業(yè)”特色植保無(wú)人機(jī)，固定翼植保無(wú)人機(jī)產(chǎn)品造型展示如圖2 所示。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)大型集成化生產(chǎn)為設(shè)計(jì)突破方向，運(yùn)用以用戶為中心和情感化設(shè)計(jì)層次需求理念為指導(dǎo)法則，實(shí)現(xiàn)了固定翼植保無(wú)人機(jī)的造型設(shè)計(jì)研究。文章以未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展為基本，分析了設(shè)計(jì)心理學(xué)在固定翼植保無(wú)人機(jī)造型設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用，以用戶為中心的設(shè)計(jì)理念實(shí)現(xiàn)了固定翼植保無(wú)人機(jī)情感化設(shè)計(jì)需求與功能設(shè)計(jì)需求，滿足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求并實(shí)現(xiàn)了用戶與產(chǎn)品之間的情感化交流。

圖2 固定翼植保無(wú)人機(jī)產(chǎn)品造型展示及應(yīng)用場(chǎng)景