顏海 余瑩 孫岳

摘 要：本研究基于系統(tǒng)語境下，探究?jī)和祻?fù)機(jī)器人CMF設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素與模型構(gòu)建。通過構(gòu)建CMF設(shè)計(jì)模型，綜合規(guī)劃色彩、材料和表面工藝等內(nèi)在要素，以可用性、實(shí)用性和贊許性等外圍約束篩選條件，旨在打造符合兒童心理與生理特點(diǎn)的外骨骼式康復(fù)機(jī)器人。研究發(fā)現(xiàn)，CMF設(shè)計(jì)的精妙運(yùn)用不僅能提升產(chǎn)品的美觀度，更能增強(qiáng)兒童與機(jī)器人的情感聯(lián)系，從而提高康復(fù)效果。本研究初探為兒童康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)新視角和方法，也展現(xiàn)了CMF設(shè)計(jì)在復(fù)雜康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)品中廣闊應(yīng)用前景，為兒童康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)注入了更多人文關(guān)懷和實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：CMF設(shè)計(jì)；兒童康復(fù)機(jī)器人；兒童康復(fù)；康復(fù)助行

Abstract： Based on the system context， this study explores the key elements and model construction of CMF design of children rehabilitation robot. By constructing the CMF design model， comprehensively planning the internal elements such as color， material and surface technology， and screening the conditions with peripheral constraints such as usability， practicability and approbation， the purpose is to create an exoskeleton rehabilitation robot that conforms to childrens psychological and physiological characteristics. The study found that the subtle use of CMF design can not only improve the aesthetics of products， but also enhance the emotional connection between children and robots， so as to improve the rehabilitation effect. This study explores a new perspective and method for the design of children rehabilitation robot， and also shows the broad application prospect of CMF design in complex rehabilitation robot products， injecting more humanistic care and practical value into the design of children rehabilitation robot.

Keywords： CMF design；children rehabilitation robot；children exoskeleton；aid walking for re-habilitation

0 引言

腦性癱瘓（Cerebral Palsy， CP）是一種在胎兒或嬰幼兒發(fā)育過程中，由腦部損傷病變引發(fā)的疾病。該病常伴隨著運(yùn)動(dòng)、姿勢(shì)、認(rèn)知和發(fā)育遲緩等多種功能障礙，從而成為兒童殘疾的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)存腦癱患者約600萬人，其中不滿12歲的腦癱患兒約有180萬人，且每年新增患者量約5萬人[1]。隨著年齡的增長(zhǎng)，腦癱患兒的體重增加和肌力衰退會(huì)進(jìn)一步加劇運(yùn)動(dòng)能力障礙的惡化，大約50%的腦癱患兒在后期會(huì)喪失行走能力[2]。盡管政府和醫(yī)療機(jī)構(gòu)已經(jīng)在兒童康復(fù)體系建設(shè)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的完善方面做出了顯著的努力，但由于腦癱患兒需求的多樣性、醫(yī)療資源的供需失衡以及救助途徑的相對(duì)單一，腦癱患兒獲得有效康復(fù)服務(wù)的難度仍然不容忽視[3]?？祻?fù)機(jī)器人作為智能化康復(fù)治療手段，對(duì)改善患者肢體功能障礙具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，該類型產(chǎn)品能夠減輕康復(fù)治療師的工作強(qiáng)度與根據(jù)腦癱患兒個(gè)體差異提供個(gè)性化的治療方案，康復(fù)機(jī)器人為腦癱患兒的康復(fù)開辟了新的通路[4]。

1 兒童康復(fù)機(jī)器人現(xiàn)狀

1.1 兒童康復(fù)機(jī)器人類型

康復(fù)機(jī)器人在康復(fù)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用已日益廣泛，但專門針對(duì)腦癱患兒的產(chǎn)品仍顯不足。這主要?dú)w因于我國(guó)兒童康復(fù)學(xué)科建立起步晚、探索期限短、行業(yè)人才缺及醫(yī)工合作少，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)兒童康復(fù)機(jī)器人發(fā)展的相對(duì)滯后。然而，隨著近年醫(yī)工結(jié)合的快速推進(jìn)，康復(fù)機(jī)器人取得了顯著突破，其應(yīng)用范圍也逐漸從成人拓展至兒童[5]。兒童康復(fù)機(jī)器人以其獨(dú)特的互動(dòng)性、趣味性和個(gè)性化特征而脫穎而出，這類機(jī)器人能夠通過吸引兒童的注意力，營(yíng)造輕松愉快的康復(fù)環(huán)境，從而有效促進(jìn)兒童的康復(fù)訓(xùn)練參與度和積極性。同時(shí)，它們還能為醫(yī)生和治療師等專業(yè)人群提供有力的輔助工具，針對(duì)兒童的具體情況制定個(gè)性化的訓(xùn)練方案提升訓(xùn)練效果，加速康復(fù)進(jìn)程。目前市場(chǎng)上，康復(fù)機(jī)器人主要可分為以下幾類：

（1）蹬踏輪車型

德國(guó)RECK Technik公司的MOTOmed系列為代表（圖1），該系列包括多款針對(duì)病患肢體訓(xùn)練的產(chǎn)品。例如，MOTOmed letto2 for kids（圖1左）專為臥床式下肢訓(xùn)練設(shè)計(jì)，而MOTOmed gracile12（圖1右）則可實(shí)現(xiàn)上下肢聯(lián)動(dòng)訓(xùn)練。這類機(jī)器人能夠模擬橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而鍛煉兒童肌力，但對(duì)于步行姿態(tài)的矯正效果有限。

（2）固定步行型

通常指減重步行機(jī)器人，其發(fā)展已相對(duì)成熟。例如，瑞士Hocoma公司的Lokomat Pro兒童版下肢康復(fù)機(jī)器人（圖2），配備減重懸吊裝置、跑臺(tái)和機(jī)械腿等部件，可協(xié)助腦癱患兒進(jìn)行步行訓(xùn)練，并結(jié)合互動(dòng)屏幕提供虛擬漫游體驗(yàn)。然而，這類機(jī)器人通常體積龐大、轉(zhuǎn)運(yùn)困難，且對(duì)場(chǎng)地要求較高，因此在國(guó)內(nèi)醫(yī)院和特教學(xué)校的應(yīng)用受到一定限制。

（3）移動(dòng)步行型

目前以外骨骼為代表的新型康復(fù)機(jī)器人（圖3）成為研究熱點(diǎn)，如加拿大的Trexo外骨骼（圖3中）和國(guó)內(nèi)的杭州程天科技的KidGo外骨骼（圖3右）。Trexo采用自研外骨骼組裝美國(guó)Rifton的Pacer助行器（圖3左）使用，主要面對(duì)家庭定制。KidGo外骨骼考慮兒童成長(zhǎng)與醫(yī)院場(chǎng)景應(yīng)用，依據(jù)青少年人機(jī)工學(xué)設(shè)計(jì)適配身高范圍：0.8m—1.6m，體重范圍70kg—100kg，實(shí)現(xiàn)絕大多數(shù)兒童體征適配。KidGo外骨骼機(jī)器人適用于因大腦、神經(jīng)、脊髓、肌肉或骨骼疾病導(dǎo)致的步行功能障礙的兒童患者進(jìn)行步行康復(fù)訓(xùn)練，該機(jī)器人具有大量、重復(fù)和標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)，有助于促進(jìn)神經(jīng)變化和運(yùn)動(dòng)功能改善[6]。

筆者實(shí)際調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)兒童康復(fù)機(jī)構(gòu)中先進(jìn)康復(fù)機(jī)器人類產(chǎn)品較少，而傳統(tǒng)康復(fù)器械又不能滿足腦癱患兒的實(shí)際多元需求?？祻?fù)機(jī)器人自身仍存在較多問題需要探索解決，我國(guó)兒童康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)品市場(chǎng)存在較大的缺口和發(fā)展空間。

1.2 康復(fù)機(jī)器人現(xiàn)存問題

目前，腦癱的治療在醫(yī)學(xué)界仍無特效藥物，這意味著大多數(shù)情況腦癱患兒因病伴隨終身疾病。在這樣的背景下，物理治療中的運(yùn)動(dòng)療法對(duì)改善腦癱患兒異常姿態(tài)顯得尤為重要，而康復(fù)機(jī)器人的主要作用便是提供豐富的步態(tài)模式緩解和改善腦癱患兒的下肢運(yùn)動(dòng)功能問題。盡管康復(fù)機(jī)器人具有顯著的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中除技術(shù)問題外，仍面臨一系列挑戰(zhàn)急需解決：

（1）學(xué)習(xí)成本較高

相關(guān)調(diào)查顯示，康復(fù)及特殊教育機(jī)構(gòu)的人員對(duì)康復(fù)機(jī)器人的了解程度有限，了解人員占比僅為9.2%[7]。源于康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)開發(fā)過程，與機(jī)構(gòu)、家長(zhǎng)和兒童之間的溝通交流不足，這導(dǎo)致設(shè)備操作困難、交互邏輯復(fù)雜，增加了使用者的學(xué)習(xí)難度。這種缺乏用戶思維的設(shè)計(jì)，成為產(chǎn)品推廣的一大障礙。

（2）設(shè)備體積較大

為確保穩(wěn)定性，康復(fù)機(jī)器人通常體積較大，這在一定程度上限制了其使用場(chǎng)景。部分設(shè)備甚至需要嵌入水泥地面，尤其是在我國(guó)老舊醫(yī)院適配場(chǎng)地本身稀缺難以滿足。近年來，外骨骼式可移動(dòng)康復(fù)機(jī)器人的興起，有望逐漸取代傳統(tǒng)固定式機(jī)器人。其仿生設(shè)計(jì)、輕巧結(jié)構(gòu)和便攜性，更適合兒童訓(xùn)練與不受限于狹小空間。

（3）配合依從性低

兒童在認(rèn)知能力發(fā)展階段往往難以集中注意力，這嚴(yán)重影響了康復(fù)效果。傳統(tǒng)訓(xùn)練方法單調(diào)乏味，缺乏有效的反饋與獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，導(dǎo)致兒童難以堅(jiān)持。相比之下，康復(fù)機(jī)器人應(yīng)當(dāng)通過多形式與多感官的交互訓(xùn)練，激發(fā)兒童的參與興趣和專注力。值得注意，市面上大多數(shù)機(jī)器人仍呈現(xiàn)的是機(jī)械硬朗的風(fēng)格與冰冷配色，這在一定程度上引發(fā)了兒童及家長(zhǎng)的抗拒心理，是造成康復(fù)訓(xùn)練依從性低的關(guān)鍵前置因素。

面對(duì)這些挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)者們開始重新審視康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)理念。其中，CMF設(shè)計(jì)（色彩、材料、表面工藝）作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必要組成部分，逐漸顯現(xiàn)出其在康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)中的重要作用。通過優(yōu)化色彩搭配、選擇更具親和力的材料，以及改善表面處理工藝，不僅可以降低兒童及其家長(zhǎng)對(duì)設(shè)備的抗拒心理，提高訓(xùn)練依從性，還能為兒童創(chuàng)造一個(gè)更加舒適、愉悅的康復(fù)環(huán)境。將CMF設(shè)計(jì)融入兒童康復(fù)機(jī)器人的開發(fā)中，不僅是對(duì)技術(shù)的補(bǔ)充，更是對(duì)人性化關(guān)懷的體現(xiàn)。

2 CMF設(shè)計(jì)系統(tǒng)機(jī)理

2.1 CMF設(shè)計(jì)系統(tǒng)屬性

CMF設(shè)計(jì)，從詞義構(gòu)成分別由Color（色彩）、Material（材料）和Finishing（表面工藝）三個(gè)英文單詞首字母組成的縮寫，雖然在日常生活中鮮為人知，但在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域卻具有舉足輕重的地位[8]。CMF設(shè)計(jì)旨在建立產(chǎn)品與人的感官系統(tǒng)之間的情感聯(lián)系，通過色彩、材料和表面工藝三種關(guān)鍵要素的精妙搭配，實(shí)現(xiàn)性能、成本和用戶需求的和諧統(tǒng)一。近年來隨著市場(chǎng)的不斷細(xì)分和用戶需求的多樣化，單純的造型設(shè)計(jì)已無法滿足用戶的深層次情感需求。CMF設(shè)計(jì)以系統(tǒng)性的理念，通過精心搭配色彩、材料及表面工藝方式，為產(chǎn)品注入了別具一格的魅力和個(gè)性。CMF設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)中分野而出，成為獨(dú)立且關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)?？祻?fù)機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為一個(gè)融合了技術(shù)與藝術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)工程，其成功與否往往取決于多個(gè)因素的綜合作用。系統(tǒng)科學(xué)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)[9]，而以系統(tǒng)視角實(shí)施CMF設(shè)計(jì)則能有效地開展產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作。

在兒童醫(yī)療類型產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，CMF設(shè)計(jì)的應(yīng)用具有至關(guān)重要的系統(tǒng)性屬性。鑒于兒童這一特殊用戶群體的生理和心理特點(diǎn)與成人迥異，在康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)中必須充分考慮兒童的獨(dú)特性和成長(zhǎng)過程中的挑戰(zhàn)。如諾曼在《情感化設(shè)計(jì)》中所闡述的，通過本能層、行為層和反思層三個(gè)層次的設(shè)計(jì)，能有效激發(fā)兒童的興趣，并提升他們的使用體驗(yàn)和滿足感。特別是在本能層，即感官體驗(yàn)層面，CMF設(shè)計(jì)發(fā)揮著不可替代的作用。它通過精心選擇和搭配色彩、材料及表面處理工藝，為兒童創(chuàng)造出富有吸引力和親和力的產(chǎn)品外觀，從而滿足兒童的視覺感官需求。為了更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)應(yīng)基于系統(tǒng)分析的理念進(jìn)行規(guī)劃。首先，需要確保產(chǎn)品的技術(shù)性能、安全性和易用性達(dá)到最優(yōu)水平。其次，確定造型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上運(yùn)用CMF設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步提升產(chǎn)品美感和情感價(jià)值，使其更加符合用戶的審美需求和使用習(xí)慣。最后，深挖兒童用戶的需求和特點(diǎn)，利用CMF設(shè)計(jì)的系統(tǒng)屬性，為他們打造出更加貼心、有趣且易于接受的康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)品。

2.2 CMF設(shè)計(jì)模型建構(gòu)

在系統(tǒng)語境下，CMF設(shè)計(jì)需要綜合考慮“色彩”“材料”和“表面工藝”三要素之間的內(nèi)在聯(lián)系與相互影響。通過解構(gòu)與分析這三要素，可以揭示它們之間的深層規(guī)律和相互關(guān)系，為兒童康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)的模式參考和實(shí)踐指導(dǎo)。同時(shí)，CMF設(shè)計(jì)也需要關(guān)注用戶需求、市場(chǎng)趨勢(shì)和技術(shù)發(fā)展等多方面因素，在可生產(chǎn)條件下確保設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能夠真正滿足兒童用戶的需求和期望。在構(gòu)建CMF設(shè)計(jì)模型時(shí)（圖4），色彩、材料和表面工藝作為內(nèi)在要素進(jìn)行綜合評(píng)估與選擇。通過篩選適合的使用方案，確保設(shè)計(jì)出的兒童康復(fù)機(jī)器人在視覺上吸引人、觸感上舒適、情感上貼近兒童。在這一過程中，評(píng)估應(yīng)遵循關(guān)鍵準(zhǔn)則進(jìn)行外圍約束，充分考慮CMF的可用性、實(shí)用性和贊許性作為篩選方案的限制因素。CMF設(shè)計(jì)模型中內(nèi)在要素是CMF設(shè)計(jì)模型關(guān)鍵與特性選擇?；趦和祻?fù)機(jī)器人的特性要求，從色彩、材料和表面工藝進(jìn)一步分析論證：

（1）色彩方面

兒童對(duì)于色彩的感知較成人更為敏感和直觀，康復(fù)機(jī)器人的色彩選擇要注意兒童對(duì)于色彩的階段性特征。一般而言， 3—6歲以上的兒童比較喜歡明快、活潑的色彩[10]。明快的色彩能夠吸引兒童的注意力，激發(fā)他們的好奇心和探索欲望，但過于鮮艷的色彩也可能會(huì)對(duì)兒童的視覺和心理造成不良影響。因此，在兒童康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，色彩的選擇需要兼顧審美和功能性，既要吸引兒童，又要避免過度刺激。從系統(tǒng)視角來看，色彩選擇需要關(guān)注物理屬性、心理效應(yīng)和文化象征等多個(gè)方面，并且需要考慮色彩與材料、工藝的搭配。通過調(diào)整色彩純度和明度創(chuàng)造出豐富多樣的色調(diào)，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)品形象的塑造[11]。

（2）材料方面

兒童醫(yī)療產(chǎn)品選材應(yīng)首要考慮安全性、親膚性及生物相容性，特別是與兒童身體直接接觸的材料。選材時(shí)，要關(guān)注材料的力學(xué)、物理屬性、化學(xué)成分及可持續(xù)性。同時(shí)，需注重材料與色彩、工藝的結(jié)合，以優(yōu)化產(chǎn)品體驗(yàn)。康復(fù)機(jī)器人等兒童醫(yī)療產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)需綜合考慮性能、成本和環(huán)境影響。選材的合理性直接關(guān)系到兒童的安全與健康，因此必須嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，確保最終產(chǎn)品既安全又貼心。其在系統(tǒng)語境分析下應(yīng)當(dāng)連同諸要素應(yīng)通盤考慮，如色彩應(yīng)用于實(shí)體材料表面時(shí)，表面的粗糙度、光澤度和透明度等因素會(huì)對(duì)色彩的感覺維度體驗(yàn)產(chǎn)生影響[12]。

（3）表面工藝方面

優(yōu)質(zhì)的表面工藝能夠提升產(chǎn)品的整體質(zhì)感和美觀度。在兒童康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，表面工藝的選擇需要考慮到產(chǎn)品的使用環(huán)境和使用頻率。通過合理的表面工藝，可以提高產(chǎn)品的耐磨性、耐腐蝕性和易清潔性，從而延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，實(shí)現(xiàn)CMF設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、成本和生產(chǎn)效率的積極影響。在系統(tǒng)語境下，工藝研究需關(guān)注制造過程的物理、化學(xué)和生物學(xué)原理，以及工藝的可行性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境影響等多方面，并兼顧工藝與色彩、材料的匹配。

綜上所述，CMF設(shè)計(jì)在兒童康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過色彩、材料和表面工藝互為關(guān)聯(lián)與反應(yīng)，設(shè)計(jì)師可以創(chuàng)造出符合兒童生理和心理特點(diǎn)的產(chǎn)品，滿足他們的情感需求。CMF設(shè)計(jì)也需要綜合考慮多個(gè)因素，包括用戶需求、市場(chǎng)趨勢(shì)、合規(guī)要求和技術(shù)發(fā)展等，以確保設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品既安全又實(shí)用，還能帶來愉悅的使用體驗(yàn)。

3 兒童外骨骼CMF設(shè)計(jì)

3.1 CMF設(shè)計(jì)分析與規(guī)劃

以KidGo外骨骼作為兒童康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)實(shí)踐基礎(chǔ)，CMF設(shè)計(jì)前置需要是識(shí)別關(guān)鍵用戶角色、產(chǎn)品使用場(chǎng)景，進(jìn)而梳理CMF設(shè)計(jì)要素要求（圖5）。先對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的用戶角色進(jìn)行梳理，用戶角色可分為醫(yī)生/教師（特殊教育學(xué)校）、患兒家屬及腦癱患兒3種類型用戶角色，用戶對(duì)于產(chǎn)品的實(shí)際使用場(chǎng)景可分機(jī)構(gòu)與家庭2種?；谟脩艋拘枨笫崂鞢MF設(shè)計(jì)關(guān)鍵，如CMF應(yīng)當(dāng)取滿足男孩和女孩認(rèn)同最大公約數(shù)設(shè)計(jì)、表面易于打理、兒童風(fēng)格應(yīng)當(dāng)取意健康勇敢、色彩銘牌、材質(zhì)親膚避免傷害等。進(jìn)一步詳細(xì)梳理CMF設(shè)計(jì)3要素的具體要求：

色彩搭配：人類獲取信息83%來自視覺，11%來自聽覺。來自視覺的信息，色彩信息占據(jù)大的比例，色彩意識(shí)深入意識(shí)的基層[13]。兒童對(duì)色彩的感知與成人大相徑庭，他們通常被鮮艷、活潑的色彩所吸引。因此，在設(shè)計(jì)KidGo外骨骼時(shí)，采用了明亮且富有活力的色彩組合。同時(shí)，考慮到醫(yī)生和家屬的審美需求，色彩搭配也力求和諧、專業(yè)?？紤]機(jī)構(gòu)與家庭的使用場(chǎng)景，外骨骼主體配色采用白色為主，黑色為輔的配色構(gòu)成，滿足醫(yī)院場(chǎng)景下的專業(yè)性。外部支撐框架采用藍(lán)色、橘色和黃色這種性別喜好中立的色彩，以及明度純度較高盡顯活潑的色彩，以滿足男女孩喜好的最大公約數(shù)，營(yíng)造積極健康的氛圍感。

材料選擇：由于兒童皮膚嬌嫩，對(duì)材料的敏感性較高。KidGo外骨骼采用了觸感柔軟、無刺激性的材料，如毛呢布料和透氣網(wǎng)孔布，確保患兒在使用過程中感到舒適。布料主體選擇黑色易打理，周邊采用與設(shè)備框架相同色彩進(jìn)行點(diǎn)綴呼應(yīng)，其次再傳遞穿戴交互的設(shè)計(jì)指引。外骨骼主機(jī)殼體考慮足夠的強(qiáng)度和耐久性，以滿足長(zhǎng)期使用的需求。外骨骼殼體采用ABS工程塑料，框架采用鋼材與鋁合金的組合形式。

表面工藝：外骨骼表面采用細(xì)磨砂的接觸質(zhì)感，在表層噴涂防護(hù)漆增加表面的耐磨性和抗刮性。外部支撐框采用噴塑作為基底層防止金屬生銹；中間層采用汽車級(jí)車漆并加入珠光顆粒，使得產(chǎn)品在光線較好場(chǎng)景下光澤感與色彩明快程度進(jìn)一步提升；并在漆面層增加動(dòng)物圖樣圖案，最終選擇獅子代表勇敢與小鹿代表成長(zhǎng)，寓意設(shè)計(jì)者對(duì)腦癱患兒康復(fù)成長(zhǎng)的關(guān)愛寓意（圖6）；最外層采用樹脂涂料，保持彩色長(zhǎng)期的光澤與表面的防護(hù)。

此外，質(zhì)感在兒童外骨骼的設(shè)計(jì)中也扮演著重要角色。質(zhì)感在本質(zhì)上反映了事物構(gòu)成方式、結(jié)構(gòu)和由此產(chǎn)生的印象[14]。質(zhì)感不僅能提升產(chǎn)品的美觀度，還能增強(qiáng)其與使用者的情感聯(lián)系。在KidGo外骨骼的設(shè)計(jì)中，特別注重通過不同的材料和表面工藝技術(shù)來創(chuàng)造出豐富的質(zhì)感體驗(yàn)。例如，通過結(jié)合粗糙與細(xì)膩的表面紋理，為患兒提供了更加自然和親近的使用感受。

3.2 CMF設(shè)計(jì)方案與應(yīng)用

在深入探究?jī)和夤趋赖脑O(shè)計(jì)過程中，洞察CMF設(shè)計(jì)在提升兒童康復(fù)治療配合度與療效方面的隱性影響作用。鑒于兒童這一特殊用戶群體在生理、心理及產(chǎn)品感知反應(yīng)上與成人的顯著差異，針對(duì)兒童的CMF設(shè)計(jì)更顯精細(xì)與考究必要?；谙到y(tǒng)語境對(duì)兒童外骨骼類型康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行色彩搭配、材料選擇與表面工藝的內(nèi)在要素方案規(guī)劃，結(jié)合CMF設(shè)計(jì)模型外圍約束控制，旨在確保設(shè)計(jì)方案的全面性與實(shí)用性。通過深入剖析兒童與關(guān)系角色的心理與生理特質(zhì)，以及他們?cè)诳祻?fù)過程中的實(shí)際需求與操作習(xí)慣，我們提出了一套契合兒童特性的CMF設(shè)計(jì)方案（圖7）。

該方案在色彩運(yùn)用與表面工藝處理上注重明快與活潑的調(diào)和，有效吸引兒童的視覺注意力，從而增強(qiáng)他們與康復(fù)機(jī)器人的互動(dòng)意愿。同時(shí)，在材質(zhì)選擇上強(qiáng)調(diào)舒適性與安全性的雙重考量，力求為兒童營(yíng)造一個(gè)愉悅且信賴的使用環(huán)境。CMF設(shè)計(jì)的應(yīng)用在兼顧男孩與女孩的心理特性，清新可愛的設(shè)計(jì)方案提升腦癱患兒訓(xùn)練依從性從而改善康復(fù)過程。在醫(yī)院實(shí)際使用，受到治療師、家屬及兒童的認(rèn)可與喜愛。并且，方案以“兒童外骨骼步行訓(xùn)練器” 在境內(nèi)醫(yī)療器械注冊(cè)與備案，實(shí)際產(chǎn)業(yè)應(yīng)用也取得積極反饋獲得央視等媒體相關(guān)報(bào)道。

4 結(jié)語

在系統(tǒng)語境的框架下，兒童康復(fù)機(jī)器人的CMF設(shè)計(jì)研究展現(xiàn)了其獨(dú)特的價(jià)值和意義。本研究深入探討了色彩、材料和表面工藝三大要素如何共同作用于兒童康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)之中，以提升其用戶體驗(yàn)和治療效果。認(rèn)識(shí)到，色彩不僅關(guān)乎美學(xué)，更直接影響兒童的情緒和康復(fù)動(dòng)機(jī)。明亮、活潑的色彩能夠引發(fā)兒童的積極反應(yīng)，增強(qiáng)他們與機(jī)器人的互動(dòng)意愿。同時(shí)，材料的選擇直接關(guān)系到兒童的安全感和舒適度，親膚、無毒、耐用的材料是首選。此外，表面工藝技術(shù)的運(yùn)用，如防滑、耐磨等，進(jìn)一步延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。

由于CMF設(shè)計(jì)在康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步階段，其發(fā)展?jié)摿χ档眠M(jìn)一步挖掘。為此，建議可以從三個(gè)方面著手推進(jìn)：首先，拓展CMF設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍。不必局限于康復(fù)機(jī)器人這一領(lǐng)域，我們可以積極探索其在更廣泛的兒童醫(yī)療產(chǎn)品中，讓CMF設(shè)計(jì)的魅力惠及更多兒童。其次，加強(qiáng)跨學(xué)科合作與交流。通過引入更多先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)手段，可以進(jìn)一步豐富CMF設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，提升其設(shè)計(jì)水平和實(shí)用價(jià)值。最后，關(guān)注新興材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)。及時(shí)將最新的材料和工藝納入研究中，為兒童康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)注入新的活力，推動(dòng)其不斷創(chuàng)新發(fā)展。CMF設(shè)計(jì)將在兒童康復(fù)領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用，為兒童的健康成長(zhǎng)貢獻(xiàn)設(shè)計(jì)力量。

5 參考文獻(xiàn)

[1]張亦語，袁海虹.醫(yī)院-社區(qū)-家庭-學(xué)校一體化腦癱康復(fù)模式研究[J].醫(yī)學(xué)信息，2022，35（06）：21-23.

[2]RIES A J，SCHWARTZ M H.Low gait efficiency is the primary reason for the increased metabolic demand during gait in children with cerebral palsy[J].Human Movement Science，2018（570）：426-433.

[3]張浩淼.中國(guó)殘疾兒童康復(fù)救助：演進(jìn)歷程·路徑特征與制度化建設(shè)[J].社會(huì)保障評(píng)論，2023，7（03）：106-120.

[4]范玫杉，陳春杰，王燦，等.腦癱兒童康復(fù)助行外骨骼機(jī)器人研究與展望[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2023，06（44）：1-10.

[5]SHANG Z，YAN H，WANG T.The Development of Assistive Device for Active Lower Limb Rehabilitation Training[C].Proc SPIE Int Soc Opt Eng：vol.12244.Guilin，China：SPIE，2022：284-290.

[6]唐心意，喻洪流，李慧，等.腦性癱瘓兒童下肢康復(fù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀與展望[J].中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2022，07（37）：971-976.

[7]高少華，周靜，王勇麗，等.寧波市特殊兒童康復(fù)機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀調(diào)查[J].中國(guó)聽力語言康復(fù)科學(xué)雜志，2020，03（18）：226-228.

[8]李亦文，黃明富，劉銳.CMF設(shè)計(jì)教程：產(chǎn)品色彩·材料·工藝·圖紋創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2019.

[9]何昭.系統(tǒng)論在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].美與時(shí)代，2007（08）：68-70.

[10]羅仕鑒.兒童產(chǎn)品設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[11]韓璘，謝柳，蘭心蕊，等.色彩造型在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用及應(yīng)用研究[J].流行色，2023（04）：79-81.

[12]左恒峰，蘇華.論CMF的主觀體驗(yàn)：色彩[J].設(shè)計(jì)藝術(shù)研究， 2017，7（06）：29-35+48.

[13]宋建明.問學(xué)色彩之道[M].南京：江蘇鳳凰出版社，2023.

[14]左恒峰，嚴(yán)揚(yáng).論CMF的主觀體驗(yàn)：材質(zhì)[J].裝飾，2017（08）： 118-121.