喬 宇（北京理工大學(xué) 設(shè)計(jì)與藝術(shù)學(xué)院，北京 100039）

張若天（日本筑波大學(xué) 人間綜合科學(xué)研究科，日本 茨城 305-8577）

近年來“萬物互聯(lián)”概念的流行促進(jìn)了智能終端產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展，但現(xiàn)有智能類終端大多存在交互邏輯簡(jiǎn)單、反饋方式單一等問題。未來智能家居產(chǎn)品將進(jìn)一步提升智能學(xué)習(xí)能力，即時(shí)傳統(tǒng)交互模式中的人機(jī)關(guān)系將向主動(dòng)交互方式發(fā)展，由終端系統(tǒng)承載完成交互行為，為用戶提供更加全面的服務(wù)與流暢的交互體驗(yàn)，同時(shí)將滿足使用者更多情感層面的需求。由于目前人工智能技術(shù)尚不成熟，導(dǎo)致部分語音交互系統(tǒng)中信息的接收及反饋過程存在機(jī)械感，且在處理復(fù)雜任務(wù)時(shí)易發(fā)生錯(cuò)誤，因此交互效率低是現(xiàn)有家用智能終端產(chǎn)品的主要問題之一。另一方面目前大部分智能語音交互系統(tǒng)在交互流程上并無明顯區(qū)別，但由于系統(tǒng)識(shí)別用戶語義所需時(shí)間加長(zhǎng)，易使交互過程產(chǎn)生枯燥、停滯等體驗(yàn)。

主動(dòng)交互模式可進(jìn)行自身認(rèn)知的前置性反饋，從而構(gòu)建知識(shí)圖譜并識(shí)別交互路徑，以達(dá)到對(duì)交互語境進(jìn)行預(yù)先判斷，并在交互流程上提供前置性反饋行為。相較現(xiàn)有的交互模式，主動(dòng)交互系統(tǒng)的交互過程更加豐富，且能為用戶提供流暢的交互體驗(yàn)與多種情感層面的反饋。McFarlane等人指出智能終端產(chǎn)品應(yīng)與外部環(huán)境進(jìn)行有效交流并參與主動(dòng)決策；Deep Mind提出用元強(qiáng)化學(xué)習(xí)，使終端實(shí)現(xiàn)因果推理進(jìn)行主動(dòng)交互；百度公司提出主動(dòng)交互模型的NIRO系統(tǒng)研究；英特爾中國(guó)研究院提出通過置信度來觸發(fā)主動(dòng)交互，并確定其閾值。

基于主動(dòng)交互模式的家用智能終端產(chǎn)品研究可以為用戶帶來更加友好的交互體驗(yàn)。但目前的研究方向大多集中于技術(shù)原理，針對(duì)滿足主動(dòng)交互模式的產(chǎn)品造型研究較少，因此設(shè)計(jì)一款能滿足主動(dòng)式交互需求的獨(dú)居人群智能終端產(chǎn)品造型顯得尤為重要。

一、用戶特征分析

1.獨(dú)居人群心理特征

據(jù)官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)2021年中國(guó)成年獨(dú)居人口已近1億，獨(dú)居人群由于社交行為的減少易產(chǎn)生各種心理或情感問題，其中孤獨(dú)感成為主要心理問題。為緩解孤獨(dú)感及滿足社交需求，大部分獨(dú)居者選擇網(wǎng)絡(luò)社交方式，但研究結(jié)果顯示網(wǎng)絡(luò)社交因缺少反饋信息對(duì)緩解孤獨(dú)感作用較弱。目前市場(chǎng)上的主流終端產(chǎn)品大多采用用戶主動(dòng)控制與產(chǎn)品被動(dòng)反饋的交互方式，但單純的語音交互方式已無法為用戶提供充足的弱社交行為及情感化反饋。

2.行為特征及設(shè)計(jì)要求

獨(dú)居人群的心理特征及生活狀態(tài)有所差異，產(chǎn)品造型與信息反饋方式將發(fā)生新的變化與要求，結(jié)合這些特征，對(duì)獨(dú)居人群家用主動(dòng)交互智能終端產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)估分析，如表1所示。

表1 獨(dú)居人群特征、設(shè)計(jì)需求及交互終端評(píng)估因素

環(huán)境特征工作環(huán)境產(chǎn)品造型尺寸大小、各模塊設(shè)計(jì)尺寸及功能生活環(huán)境居家期間將電腦桌作為主要工作平面，環(huán)境物品可規(guī)劃為顯示類物品及其他感官信息的周邊物品30㎡-80㎡的居室環(huán)境，主要為一居室或兩居室符合居家工作及生活環(huán)境：考慮產(chǎn)品的造型、尺寸及放置形式等

二、信息反饋方式及造型設(shè)計(jì)

現(xiàn)有智能家居終端多以擬人行為作為交互方式的參考模板，而基于動(dòng)物行為的研究中包含了大量的體態(tài)信息及色彩信息，這些信息可有效為用戶提供更加自然的反饋方式。Paul Roth等人發(fā)現(xiàn)較大的火烈鳥種群內(nèi)存在最高程度的社交互動(dòng)，在其社交行為中會(huì)通過高頻且大幅度的體態(tài)及色彩變化等多種方式傳遞信息。研究選用火烈鳥作為仿生設(shè)計(jì)參考對(duì)象，分析發(fā)現(xiàn)火烈鳥的主要社交信息通過體態(tài)變化進(jìn)行反饋傳達(dá)，如圖1所示。

圖1 火烈鳥體態(tài)分析圖

如圖2所示，通過研究火烈鳥在不同體態(tài)時(shí)的社交行為，可總結(jié)為關(guān)注點(diǎn)的不斷轉(zhuǎn)移，將該過程逐一分解后可對(duì)應(yīng)交互過程中不同的功能狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品的反饋設(shè)計(jì)。此外主動(dòng)交互模式中的“前饋”交互過程設(shè)計(jì)也可參考火烈鳥在休息體態(tài)中的相關(guān)行為。

圖2 不同體態(tài)所對(duì)應(yīng)的關(guān)注點(diǎn)變化及交互設(shè)計(jì)中的可對(duì)應(yīng)行為

如圖3所示，火烈鳥在體態(tài)變化過程中常伴有展開翅膀等動(dòng)作，除肢體語言所傳達(dá)的信息，色彩變化也是信息傳達(dá)的主要方式之一，因此在設(shè)計(jì)信息反饋方式時(shí)也參考了火烈鳥在完成信息傳達(dá)時(shí)的相關(guān)色彩變化。最終通過針對(duì)火烈鳥社交行為的研究，通過仿生設(shè)計(jì)原理對(duì)產(chǎn)品的造型結(jié)構(gòu)進(jìn)行推敲，如圖4所示。

圖3 色彩變化傳達(dá)信息示意圖

圖4 火烈鳥動(dòng)態(tài)與產(chǎn)品交互方式結(jié)合的推敲過程

如圖5所示，設(shè)計(jì)通過產(chǎn)品升降與抬頭動(dòng)作的聯(lián)動(dòng)，滿足主動(dòng)交互模式中“前饋-信息輸入-反饋”的過程。整體顏色參考火烈鳥主色調(diào)，并對(duì)兩側(cè)顯示器展示內(nèi)容進(jìn)行可視化處理，通過的視覺化圖形傳達(dá)情感信息。嘴部?jī)蓚?cè)發(fā)光部分為L(zhǎng)ED呼吸指示燈，用來輔助終端待機(jī)狀態(tài)時(shí)的信息反饋。腹部的顯示器可用于提示時(shí)間等信息，使用者通過顏色變化結(jié)合底座透光零件的氛圍光反饋獲得時(shí)間等概念信息。在交互過程中終端的面部動(dòng)畫會(huì)隨交互行為而改變，以補(bǔ)充交互信息并向用戶傳達(dá)情感。此外產(chǎn)品嘴部角度會(huì)隨用戶體態(tài)高度而改變，通過尖端的指向行為加強(qiáng)產(chǎn)品面向于用戶的交互反饋。產(chǎn)品各部分結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖5 體態(tài)變化交互模式示意圖

圖6 結(jié)構(gòu)示意圖（①頭部； ②主體； ③底座； ④頭部顯示模組； ⑤LED指示燈； ⑥物理按鍵；⑦腹部顯示模組 ；⑧發(fā)光模組；⑨麥克風(fēng)模組）

如圖7所示，通過體態(tài)變化結(jié)合頭部顯示器內(nèi)的動(dòng)畫模擬，產(chǎn)品能夠?yàn)橛脩籼峁┴S富多樣且簡(jiǎn)單易懂的交互信息。相較現(xiàn)有產(chǎn)品，這種交互方式更易激發(fā)用戶的使用積極性，并為用戶提供更為豐富的情感反饋。模擬使用場(chǎng)景如圖8、9所示。

圖7 基礎(chǔ)交互方式示意圖

圖8 模擬使用場(chǎng)景圖1

圖9 模擬使用場(chǎng)景圖2

三、用戶體驗(yàn)測(cè)試

用戶體驗(yàn)測(cè)試結(jié)合調(diào)查問卷，通過以問卷為主的調(diào)研形式收集用戶對(duì)造型功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。調(diào)研測(cè)試目標(biāo)共50人，調(diào)研目標(biāo)在觀看產(chǎn)品模型并充分了解產(chǎn)品交互模式后參與問卷調(diào)研，如表2所示，問卷的主要內(nèi)容是基于調(diào)研對(duì)象對(duì)產(chǎn)品造型的印象及交互方式的感受，分別在7組形容詞中選擇更符合方案的詞組并評(píng)價(jià)符合程度，結(jié)果如表3所示。

表2 問卷形容詞組題目：如果您感覺接近左邊的形容詞，請(qǐng)選擇接近于或等于“-3”的值，反之則選擇越靠近“3”的值，“0”表示居中。

表3 符合度矩陣圖

根據(jù)設(shè)備生成數(shù)據(jù)后平均所有數(shù)值，得出數(shù)據(jù)保留小數(shù)點(diǎn)后3位。關(guān)于終端信息反饋動(dòng)作用戶興趣區(qū)關(guān)注度見表4。

表4 反饋動(dòng)作用戶興趣區(qū)數(shù)據(jù)采集①首次進(jìn)入時(shí)間數(shù)值偏小說明獲得更多注意力,進(jìn)入次數(shù)數(shù)值偏大說明關(guān)注績(jī)效高，興趣區(qū)注視點(diǎn)數(shù)值偏大說明獲得更多注意力（絕對(duì)），興趣區(qū)注視率數(shù)值偏大說明獲得更多注意力（相對(duì)）。

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，調(diào)研目標(biāo)大多認(rèn)為設(shè)計(jì)造型及交

圖10 交互反饋信息眼動(dòng)熱點(diǎn)

互方式基本能滿足主動(dòng)交互模式的情感需求。對(duì)于產(chǎn)品交互方式及反饋動(dòng)作是否滿足相應(yīng)需求，通過眼動(dòng)數(shù)據(jù)采集發(fā)現(xiàn)終端眼部顯示信息反饋方式易獲得關(guān)注，但用戶注視保持程度不高，終端的起身、旋轉(zhuǎn)及抬頭等動(dòng)作回饋可以很好地得到用戶的關(guān)注及關(guān)注保持。

結(jié)語

研究以主動(dòng)交互設(shè)計(jì)理論為核心構(gòu)建了家用智能終端造型設(shè)計(jì)流程。采用通過仿生設(shè)計(jì)的相關(guān)原理，借鑒火烈鳥社交行為進(jìn)行信息反饋方式設(shè)計(jì)，結(jié)合產(chǎn)品體態(tài)變化滿足前饋—信息輸入—反饋的主動(dòng)交互流程。最后通過用戶體驗(yàn)評(píng)估及眼動(dòng)熱點(diǎn)方法驗(yàn)證了其造型功能的有效性。此外調(diào)研中用戶提出的相關(guān)問題及建議將指導(dǎo)產(chǎn)品的進(jìn)一步完善及改進(jìn)。

通過研究得出基于主動(dòng)交互模式下的智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)既要關(guān)注交互“前饋”過程中的反饋方式也需滿足用戶“弱社交行為”的需求，此外參考生物體態(tài)語言和顏色語言可以提高主動(dòng)交互的易用性。結(jié)果表明該設(shè)計(jì)方法也可應(yīng)用到其他更為復(fù)雜的智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中。