摘要：文章以認(rèn)知耦合理論為視角，建立科學(xué)合理的產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的認(rèn)知耦合度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以客觀真實(shí)地量化產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的認(rèn)知耦合問題。結(jié)合認(rèn)知耦合的理論背景，闡述認(rèn)知耦合度評(píng)價(jià)在產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的意義。通過文獻(xiàn)研究法、歸納法，總結(jié)現(xiàn)有認(rèn)知耦合分類，并從心理空間認(rèn)知耦合、交互空間認(rèn)知耦合、表征空間認(rèn)知耦合這三個(gè)維度對(duì)產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)進(jìn)行分類，并作為一級(jí)指標(biāo)，針對(duì)不同的分類歸納相應(yīng)的二級(jí)指標(biāo)，其中心理空間包含保真度與復(fù)雜度，交互空間包含平衡性與一致性，表征空間包含凸顯度、簡(jiǎn)潔性、傳承度、相似度與審美性，從而構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。在收集評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用層次分析法計(jì)算出各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，并通過最大特征根和一致性指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，形成了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。文章總結(jié)了產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的認(rèn)知耦合度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，填補(bǔ)了現(xiàn)有研究的空缺，能夠?yàn)槠渌麑W(xué)者進(jìn)行認(rèn)知耦合度評(píng)價(jià)提供參考。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知耦合度；產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；層次分析法

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2023）09-0-03

0 引言

隨著全新消費(fèi)時(shí)代的到來，消費(fèi)者的需求發(fā)生了變化。人們不再滿足于基本功能，而是更加關(guān)注使用產(chǎn)品時(shí)的情感需求。產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)過程中，存在認(rèn)知耦合的模糊性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)師無法準(zhǔn)確地將產(chǎn)品的內(nèi)涵情感傳遞給用戶。因此，如何更好地將內(nèi)涵情感等相關(guān)信息準(zhǔn)確地傳遞給用戶，成為設(shè)計(jì)師主要思考的問題。

認(rèn)知耦合是指用戶的認(rèn)知特征與外在系統(tǒng)相應(yīng)的認(rèn)知特征之間的關(guān)系。用戶基于自身經(jīng)驗(yàn)，通過聯(lián)想與設(shè)計(jì)的產(chǎn)品形態(tài)進(jìn)行認(rèn)知交互，達(dá)到交互穩(wěn)定時(shí)即滿足了用戶的需求［1］，達(dá)到這種狀態(tài)的程度即認(rèn)知耦合度。如今，設(shè)計(jì)人員往往根據(jù)直覺評(píng)價(jià)產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的認(rèn)知耦合度，具有偶然性。須將其轉(zhuǎn)化為更科學(xué)客觀的定量評(píng)價(jià)，以科學(xué)地指導(dǎo)設(shè)計(jì)。

1 認(rèn)知耦合與產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)

認(rèn)知耦合是克拉克基于擴(kuò)展認(rèn)知理論提出的概念［2］。用戶在驅(qū)動(dòng)認(rèn)知過程中發(fā)揮正確的作用時(shí)認(rèn)為其認(rèn)知發(fā)生了擴(kuò)展［3］，而當(dāng)認(rèn)知擴(kuò)展過程中用戶的認(rèn)知特征與系統(tǒng)相應(yīng)的認(rèn)知特征之間形成穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，則形成認(rèn)知耦合。斯蒂格［4］等在2013年提出交互認(rèn)知框架，任小帆［5］48-50在此基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)，提出交互認(rèn)知耦合模型。心理空間中影響認(rèn)知耦合強(qiáng)度的要素為用戶的認(rèn)知特征與認(rèn)知活動(dòng)，交互空間中為用戶與外在系統(tǒng)的交互要素與交互行為，表征空間中為可調(diào)節(jié)的視覺要素，計(jì)算空間中主要為用戶與外在系統(tǒng)組成的交互系統(tǒng)［5］56-57。

產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師將情感滲透進(jìn)產(chǎn)品中，以此塑造產(chǎn)品形態(tài)的重要方法之一［6］。因此，基于認(rèn)知耦合的產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)即在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程中從用戶與外在系統(tǒng)這兩方面綜合考慮，通過產(chǎn)品這項(xiàng)媒介實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)產(chǎn)品形態(tài)的認(rèn)知與用戶對(duì)生物特征認(rèn)知的耦合，達(dá)到用戶對(duì)產(chǎn)品的期待。

2 產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的認(rèn)知耦合度評(píng)價(jià)

認(rèn)知耦合度反映了用戶認(rèn)知特征與外在系統(tǒng)認(rèn)知特征的感知交互狀態(tài)的程度，認(rèn)知耦合度評(píng)價(jià)本質(zhì)上是將用戶認(rèn)知特征與外在系統(tǒng)認(rèn)知特征進(jìn)行量化匹配的評(píng)價(jià)結(jié)果。本文通過歸類總結(jié)分析產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)的認(rèn)知耦合度一級(jí)與二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)、計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的系數(shù)，建立產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的認(rèn)知耦合度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

3 產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的認(rèn)知耦合度評(píng)價(jià)指標(biāo)確立

3.1 一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

認(rèn)知耦合程度的量化評(píng)價(jià)，可有效提升用戶與外在系統(tǒng)的信息認(rèn)知匹配程度，方便設(shè)計(jì)師尋找賦予產(chǎn)品情感的途徑，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與用戶的情感共鳴。認(rèn)知耦合屬于用戶認(rèn)知特征與外在系統(tǒng)認(rèn)知特征進(jìn)行認(rèn)知交互的產(chǎn)物，該過程屬于復(fù)雜的認(rèn)知活動(dòng)，即內(nèi)部心理空間與外部環(huán)境的認(rèn)知活動(dòng)［7］。羅仕鑒等［8］通常以綜合和動(dòng)態(tài)的方式組合處理來自內(nèi)部和外部表示的信息。

本研究綜合分析現(xiàn)有的研究成果，根據(jù)認(rèn)知契合性、系統(tǒng)性、功能性、數(shù)據(jù)易取性的原則選取各級(jí)指標(biāo)。認(rèn)知契合性指評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)與用戶的認(rèn)知特征密切相關(guān)，系統(tǒng)性指評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)能較全面地反映被評(píng)價(jià)對(duì)象系統(tǒng)的整體性能和特征，功能性指評(píng)價(jià)指標(biāo)的可觀測(cè)性及觀測(cè)成本的問題，數(shù)據(jù)易取性即指標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取和計(jì)算過程應(yīng)相對(duì)容易。

本文整理和歸納了國(guó)內(nèi)基于認(rèn)知耦合的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)研究中較為成熟的指標(biāo)體系。劉曉梅等［9］提出形態(tài)耦合、結(jié)構(gòu)耦合、材料耦合、行為耦合、特性耦合，張阿維等［10］提出物理特征認(rèn)知耦合、心理特征認(rèn)知耦合，蘇建寧等［11］提出復(fù)合意象認(rèn)知耦合，陸冀寧等［12］提出造型意象認(rèn)知耦合，任小帆［5］56-57提出心理空間認(rèn)知耦合、表征空間認(rèn)知耦合，朱赫［13］提出形態(tài)認(rèn)知耦合、意象認(rèn)知耦合，許永生等［14］提出生物美感認(rèn)知耦合、實(shí)用功能認(rèn)知耦合、象征語意認(rèn)知耦合，賀改梅等［15］提出造型認(rèn)知耦合、語意認(rèn)知耦合，張有為等［16］提出造型美感耦合度、結(jié)構(gòu)功能耦合度、象征語義耦合度。

發(fā)現(xiàn)一級(jí)指標(biāo)中象征語意耦合、語意耦合等均隸屬于心理空間認(rèn)知耦合，結(jié)構(gòu)耦合、實(shí)用功能耦合等均隸屬于交互空間認(rèn)知耦合，形態(tài)耦合、生物美感耦合等均隸屬于表征空間認(rèn)知耦合?；诖耍疚倪x擇心理空間認(rèn)知耦合、交互空間認(rèn)知耦合與表征空間認(rèn)知耦合作為該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的一級(jí)指標(biāo)，分別記為B1、B2、B3。

3.2 二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

選取各一級(jí)指標(biāo)下的二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

3.2.1 心理空間認(rèn)知耦合

在認(rèn)知形態(tài)仿生設(shè)計(jì)的產(chǎn)品時(shí)，用戶會(huì)通過視覺感受器觀察產(chǎn)品外部特征，生成其主要外部特征的感受，并與意象相互匹配，生成認(rèn)知意象。反映產(chǎn)品外部特征中最核心生物特征屬性的認(rèn)知意象，即核心意象。由多個(gè)認(rèn)知意象形成的認(rèn)知意象組則為多重意象。當(dāng)用戶能優(yōu)先識(shí)別出產(chǎn)品的核心意象時(shí)，會(huì)聯(lián)想溯源至對(duì)應(yīng)的生物原型，從而形成精確的認(rèn)知匹配，即認(rèn)知的保真度；而當(dāng)用戶能準(zhǔn)確識(shí)別多重意象時(shí)，則會(huì)對(duì)產(chǎn)品建立更立體的情感，產(chǎn)生強(qiáng)烈的情感共鳴，即認(rèn)知的復(fù)雜度。

綜上，本文將保真度與復(fù)雜度定為心理空間認(rèn)知耦合維度的二級(jí)指標(biāo)，分別記為C1、C2。

3.2.2 交互空間認(rèn)知耦合

用戶在認(rèn)知事物時(shí)，不僅通過產(chǎn)品形態(tài)的視覺要素感知信息，而且通過產(chǎn)品的交互行為與產(chǎn)品互動(dòng)，并與記憶中仿生生物行為或結(jié)構(gòu)關(guān)系匹配，此類形成感知的過程即交互認(rèn)知。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)保持產(chǎn)品的交互行為與用戶對(duì)與其對(duì)應(yīng)的仿生生物的行為或結(jié)構(gòu)關(guān)系認(rèn)知一致，促使用戶形成認(rèn)知匹配，即認(rèn)知的一致性；同時(shí)，在形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品的功能由產(chǎn)品本身功能及仿生生物的行為或構(gòu)造結(jié)構(gòu)決定，產(chǎn)品的形式由產(chǎn)品自身結(jié)構(gòu)及其所借鑒的仿生生物形態(tài)特征決定。設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)兩者的平衡取舍，在保證產(chǎn)品適用性的同時(shí)充分傳達(dá)產(chǎn)品的內(nèi)涵特征，即認(rèn)知的平衡性。

綜上，本文將平衡性與一致性定為交互空間認(rèn)知耦合維度的二級(jí)指標(biāo)，分別記為C3、C4。

3.2.3 表征空間認(rèn)知耦合

（1）用戶在認(rèn)知事物時(shí)，一般會(huì)重點(diǎn)關(guān)注事物的主要特征，即事物的核心特征，而較少關(guān)注其次要特征區(qū)域。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)要讓產(chǎn)品形態(tài)中仿生生物核心特征的區(qū)域在整體形態(tài)中處于更易感知的狀態(tài)，以降低用戶的識(shí)別難度，即核心特征的凸顯性。

（2）為使用戶高效識(shí)別生物特征信息，理解產(chǎn)品內(nèi)涵，在產(chǎn)品形態(tài)仿生過程應(yīng)提取一定數(shù)目的生物特征并應(yīng)用于產(chǎn)品形態(tài)的主要區(qū)域，以此達(dá)到吸引用戶注意的目的，避免因特征過多干擾用戶識(shí)別，即產(chǎn)品形態(tài)的簡(jiǎn)潔性。

（3）在認(rèn)知事物的過程中，用戶會(huì)憑借感受到的事物獨(dú)有的特征，在認(rèn)知系統(tǒng)中匹配事物原型，從而達(dá)到認(rèn)知事物的目的。當(dāng)再次遇到相似的刺激時(shí)，依然能夠憑借認(rèn)知系統(tǒng)識(shí)別客觀事物。產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中通過產(chǎn)品形態(tài)對(duì)生物特征的繼承提取，轉(zhuǎn)譯為用戶可認(rèn)知的設(shè)計(jì)語言，即形態(tài)特征的傳承度。

（4）自然界的事物擁有獨(dú)特的美學(xué)特征，通過仿生設(shè)計(jì)，保持仿生生物原有的美學(xué)特征，即視覺要素的審美性，以保證產(chǎn)品形態(tài)符合用戶的審美。

（5）生物的形態(tài)是生物生命內(nèi)涵信息的表征載體，生物生命的內(nèi)涵信息通過仿生設(shè)計(jì)與產(chǎn)品形態(tài)中的視覺要素匹配，即視覺要素的相似性。

綜上，本文將凸顯性、簡(jiǎn)潔性、傳承度、審美性與相似性定為表征空間認(rèn)知耦合維度的二級(jí)指標(biāo)，分別記為C5、C6、C7、C8、C9。

4 產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的認(rèn)知耦合度評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重確立

4.1 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

指標(biāo)權(quán)重系數(shù)指各指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響程度［17］，所有評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的系數(shù)和為1。任英麗等［18］采用層次分析法排序評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的系數(shù)大小。不同指標(biāo)對(duì)產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的認(rèn)知耦合度評(píng)價(jià)的影響程度不一致，須確定其影響程度大小，計(jì)算各項(xiàng)權(quán)重，合理評(píng)價(jià)。

本研究采用層次分析法，邀請(qǐng)5位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)各級(jí)指標(biāo)的兩兩相對(duì)重要性進(jìn)行評(píng)價(jià)，借助Yaahp軟件處理數(shù)據(jù)，確定最終指標(biāo)權(quán)重［19］123-124。其中一級(jí)指標(biāo)B1為0.32，B2為0.29，B3為0.39；二級(jí)指標(biāo)C1為0.11，C2為0.19，C3為0.09，C4為0.18，C5為0.08，C6為0.10，C7為0.10，C8為0.09，C9為0.06。

綜合來看，表征空間認(rèn)知耦合權(quán)重較高，交互空間認(rèn)知耦合權(quán)重較低。說明用戶對(duì)產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)的認(rèn)知著重在視覺感受，其次是心理意象。二級(jí)指標(biāo)中，保真度和一致性權(quán)重較高，凸顯性和相似性的權(quán)重相對(duì)較低。說明保真度和一致性較為重要，專家更加關(guān)注產(chǎn)品與生物核心意象的匹配及產(chǎn)品交互行為與生物的匹配。

4.2 一致性檢驗(yàn)

對(duì)判斷矩陣采用一致性檢驗(yàn)。求出各矩陣的最大特征根λmax和一致性，指標(biāo)CI=（λmax-n）/（n-1），一致性比率CR=CI/RI，λmax小于0.1即為通過一致性檢驗(yàn)［19］124-126。由此，確立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。結(jié)果顯示λmax均小于0.1。

5 結(jié)語

本文從認(rèn)知耦合理論入手，研究了產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)的認(rèn)知耦合度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。通過系統(tǒng)梳理現(xiàn)有理論和實(shí)踐研究，結(jié)合層次分析法，得到了產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的認(rèn)知耦合度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括心理空間認(rèn)知耦合、交互空間認(rèn)知耦合、表征空間認(rèn)知耦合3個(gè)維度9項(xiàng)指標(biāo)及其權(quán)重，量化認(rèn)知耦合度。根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，現(xiàn)階段產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中的認(rèn)知耦合度受到用戶的心理感受與交互認(rèn)知影響，尤其是心理認(rèn)知的復(fù)雜度、交互認(rèn)知的一致性、心理認(rèn)知的保真度。本研究也存在不足，各級(jí)指標(biāo)的選取具有一定的主觀色彩，且部分指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲得性需重新考究，后續(xù)研究將進(jìn)一步細(xì)化和完善。

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作者簡(jiǎn)介：陳榕（1998—），男，江西贛州人，碩士在讀，研究方向：認(rèn)知耦合。