按摩椅操控器界面優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

李奇 申黎明 楊琳慧

摘要：按摩椅可以模擬“推、敲、揉、扣、捏”等各種按摩手法。但這些功能的實(shí)現(xiàn)都要依靠操控器的控制，因此按摩椅操控器的界面設(shè)計(jì)對(duì)于按摩椅各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)非常關(guān)鍵。該研究采用眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)法和評(píng)估實(shí)驗(yàn)法，對(duì)按摩椅操控器界面存在的人機(jī)工程學(xué)問(wèn)題進(jìn)行研究，得到了界面信息架構(gòu)、交互方式和視覺(jué)設(shè)計(jì)等方面的研究成果。本項(xiàng)研究結(jié)果可為操控器界面的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué) 按摩椅界面 眼動(dòng)實(shí)驗(yàn) 優(yōu)化設(shè)計(jì)

一、研究背景與意義

人機(jī)界面是人與機(jī)器相互作用的媒介。使用觸摸屏開(kāi)發(fā)人機(jī)界面是一種新趨勢(shì)。觸摸式人機(jī)界面將按鍵和顯示屏合二為一，使操作方便。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)集中于對(duì)按摩椅舒適性因素的研究。在性別差異上，宋杰，申黎明，侯建軍等人采用主觀評(píng)價(jià)法，提出按摩椅工作參量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)的建議。在按摩強(qiáng)度上，智能按摩強(qiáng)度以不超過(guò)傳統(tǒng)中醫(yī)按摩手法強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)。在按摩路徑、范圍上，結(jié)合傳統(tǒng)中醫(yī)推拿及人體穴位分布，將肩部以下脊椎骨兩側(cè)區(qū)域作為按摩椅按摩范圍。明確按摩椅按摩橫向區(qū)間為9cm，20cm，按摩縱向區(qū)間為50cm，100cm。在按摩模式上，陳浩淼，申黎明，宋杰等人采用自由模量幅度估計(jì)法得到8個(gè)測(cè)點(diǎn)最舒適的按摩模式，并通過(guò)腦電實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其科學(xué)性。在按摩頭包覆層方面，宋杰等人通過(guò)主觀感受等級(jí)評(píng)價(jià)和測(cè)試身體壓力分布對(duì)按摩頭包覆層配置進(jìn)行研究。在按摩頭轉(zhuǎn)速及按摩部位上，邵婷婷等人認(rèn)為兩者是按摩椅設(shè)計(jì)需要重要考慮的因素。

同時(shí)，國(guó)內(nèi)研究學(xué)者也對(duì)界面交互存在的問(wèn)題以及界面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入研究。李悅等人分析了人機(jī)交互設(shè)計(jì)界面的約束問(wèn)題。王飛燕等人對(duì)界面約束條件進(jìn)行分析，提出了產(chǎn)品人機(jī)交互的實(shí)際應(yīng)用。劉亞明等人對(duì)人機(jī)交互在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了探究。在界面設(shè)計(jì)方法上，徐豐等人從合理規(guī)劃視覺(jué)信息的內(nèi)容、選擇恰當(dāng)?shù)囊曈X(jué)形式、合理規(guī)劃視覺(jué)信息結(jié)構(gòu)這3個(gè)方面對(duì)界面設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究。葉冬冬，李世國(guó)等人提出了需求層次法，論述了用戶在可用性、易用性以及體驗(yàn)性層面上的多樣化需求，同時(shí)提出滿足用戶需求的設(shè)計(jì)策略。李海霞等人提出了情感元素法，從本能、反思、行為情感三方面闡述情感元素在交互設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)。譚浩，謝思遠(yuǎn)提出了一種基于聲音視覺(jué)化的界面圖符設(shè)計(jì)方法，并邀請(qǐng)用戶參與創(chuàng)作。陽(yáng)巧，謝亮等人提出了移情設(shè)計(jì)法，通過(guò)概念模型以及概念驗(yàn)證法進(jìn)行研究。

二、研究?jī)?nèi)容與研究方法

本文采用實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行界面人因工程學(xué)測(cè)試研究。對(duì)判斷按摩椅操控界面是否存在人機(jī)問(wèn)題上，需以客觀、定量的標(biāo)準(zhǔn)作為參照系。

（一）評(píng)估實(shí)驗(yàn)法

本文結(jié)合評(píng)估數(shù)據(jù)和眼動(dòng)數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用主客觀的評(píng)價(jià)方法對(duì)按摩椅操控界面作可用性評(píng)估。其中，評(píng)估實(shí)驗(yàn)法為有效性、滿意度等評(píng)價(jià)指標(biāo)，其測(cè)試要求為被試者完成特定任務(wù)所具有的正確、完整程度以及被試的主觀心理感受，而眼動(dòng)數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)的測(cè)試對(duì)象為界面元素的表征含義、信息布局工效、界面信息結(jié)構(gòu)等。同時(shí)，界面評(píng)估指標(biāo)主要從完成時(shí)間、操作出錯(cuò)次數(shù)、偏離度和用戶問(wèn)卷調(diào)查、注視點(diǎn)數(shù)、熱點(diǎn)分布圖以及掃描軌跡圖的結(jié)果反映。

根據(jù)按摩椅功能和界面人機(jī)特學(xué)性，選擇系列典型任務(wù)。

（二）眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)法

眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)法的目的是捕捉受試者對(duì)狀態(tài)界面的加工視覺(jué)信息。通過(guò)量化的數(shù)據(jù)來(lái)分析按摩椅操控界面存在的人機(jī)學(xué)問(wèn)題，且眼動(dòng)指標(biāo)不應(yīng)過(guò)多。本文在完成評(píng)估試驗(yàn)后，對(duì)部分界面進(jìn)行眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)，任務(wù)如表1中的七項(xiàng)任務(wù)。在測(cè)試中，主要以提問(wèn)的方式，完成眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

（一）評(píng)估實(shí)驗(yàn)

1.評(píng)估實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

經(jīng)測(cè)試人員的記錄，檢驗(yàn)不同界面設(shè)計(jì)對(duì)錯(cuò)誤操作次數(shù)的影響。如（表3），設(shè)置任務(wù)這項(xiàng)，無(wú)出錯(cuò)記錄。其次，時(shí)間設(shè)置、肩位調(diào)節(jié)、手動(dòng)按摩的出錯(cuò)平均數(shù)低。反之，位置調(diào)節(jié)和自動(dòng)按摩兩項(xiàng)任務(wù)出錯(cuò)次數(shù)的平均數(shù)較高，需改進(jìn)。

再對(duì)用戶所用時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如（表4）。任務(wù)7的完成時(shí)間最多，任務(wù)5的完成時(shí)間最少。完成時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差中，7、3兩項(xiàng)任務(wù)所用時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差較大，說(shuō)明數(shù)據(jù)離散程度較高，受試者的操作表現(xiàn)存在差異。

最后，對(duì)用戶使用界面偏離度的平均數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如（表5）。7項(xiàng)任務(wù)界面的偏離度存在差異，其中，任務(wù)5的偏離度平均值最大，標(biāo)準(zhǔn)差也相應(yīng)最大。其原因是，大部分受試者都忽視了在狀態(tài)界面的上的鬧鐘圖標(biāo)，而是返回菜單界面的設(shè)置項(xiàng)去修改時(shí)間。

2.評(píng)估實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

我們通過(guò)搜集用戶的意見(jiàn)，對(duì)界面進(jìn)行定性分析。用戶反饋內(nèi)容如下：1）不知道如何根據(jù)自己的需求進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)按摩模式選擇。2）無(wú)按摩時(shí)間結(jié)束提示。3）手動(dòng)與自動(dòng)按摩切換鍵很少被操作，大部分人忽略此功能，僅通過(guò)返回鍵。4）時(shí)間設(shè)置上大部分人都通過(guò)設(shè)置界面操作。5）手動(dòng)按摩模式界面中功能圖標(biāo)難辨識(shí)，可以適當(dāng)配上中文。6）在對(duì)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)任務(wù)中，受試者對(duì)零重力功能圖標(biāo)辨識(shí)度低，同時(shí)此項(xiàng)功能不理解。

（二）眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)

眼動(dòng)追蹤數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)：狀態(tài)界面注視點(diǎn)數(shù)，注視時(shí)間熱點(diǎn)分布圖，實(shí)驗(yàn)樣本掃描路徑圖。

注視點(diǎn)數(shù)量關(guān)系著用戶搜索效率的高低。其中注視點(diǎn)數(shù)越多，說(shuō)明被試對(duì)搜索目標(biāo)越不確定，搜索效率越低。所以，界面元素不合理的布局會(huì)造成注視點(diǎn)數(shù)量的增加。如（圖1），可以看出狀態(tài)界面2的注視點(diǎn)數(shù)量最少，反之，界面1最多。

分析（圖2）中，4張按摩狀態(tài)界面的熱點(diǎn)分布均在界面中間，且界面上出現(xiàn)的圖片區(qū)域出現(xiàn)的熱點(diǎn)區(qū)域較集中，該現(xiàn)象一方面原因在于圖片對(duì)用戶視覺(jué)的吸引力，一方面與任務(wù)主導(dǎo)的操作行為有關(guān)。相比較，界面的熱點(diǎn)分布形狀具有較大差異。第三張界面上的熱點(diǎn)較分散，其次是第一張和第四張，第二張最佳。

在4個(gè)實(shí)驗(yàn)樣本的眼動(dòng)軌跡（圖3）中，第二張的掃描路徑圖較簡(jiǎn)單，聚集范圍較??；第一張掃描路徑在界面的人體坐姿部分集中較大比例，原因在于完成尋找氣囊功能是否開(kāi)啟這項(xiàng)任務(wù)時(shí)，難度較大。

四、操控器界面的優(yōu)化設(shè)計(jì)

（一）信息架構(gòu)

改版后的按摩椅觸摸界面主要從界面布局設(shè)計(jì)和信息內(nèi)容的劃分兩個(gè)方向進(jìn)行信息架構(gòu)的可用性設(shè)計(jì)改進(jìn)，以及根據(jù)受試者的體驗(yàn)感受對(duì)部分細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。

1.信息內(nèi)容

通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，按摩椅的使用人群中老年人占的比重較大。同時(shí)，使用者對(duì)按摩椅的功能需求各異。針對(duì)這內(nèi)容，本人在改版后的界面中增加了符合此要求的導(dǎo)航欄界面。

手動(dòng)模式，顧名思義就是需手動(dòng)調(diào)節(jié)各種參數(shù)，實(shí)現(xiàn)按摩功能。因此，該模式針對(duì)的人群應(yīng)該是熟練操作按摩椅的人，即所謂的專家用戶。基于用戶群以及功能需求，本人將模式信息以全身、足、氣囊、加熱這四部分來(lái)劃分。

2.界面布局與視覺(jué)設(shè)計(jì)

自動(dòng)按摩界面優(yōu)化前的布局是常規(guī)型，如（圖5），主要考慮了受試者視線瀏覽軌跡是從上往下，便于信息讀取。自動(dòng)按摩界面優(yōu)化后的布局，如（圖6），主要考慮受試者對(duì)按摩功能的有效理解，將模式類型以及功能介紹等信息相結(jié)合，幫助用戶合理地使用觸摸界面，提高按摩舒適性。

本人發(fā)現(xiàn)受試者在操作優(yōu)化前的狀態(tài)界面中，會(huì)下意識(shí)地認(rèn)為各按摩力度的圓形圖案是可操作按鈕，進(jìn)行多次誤操作，如（圖7）。同時(shí)，受試者認(rèn)為力度的信息表示不明確，各力度信息無(wú)比較等。因此，本人將圓形圖案改成條形，以藍(lán)色亮顯的方式進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，如（圖8）。

（二）交互方式

改版前的肩部自動(dòng)檢測(cè)完成即能進(jìn)入主菜單，雖然有手動(dòng)調(diào)節(jié)功能，但用戶往往會(huì)忽視此項(xiàng)功能。因此，本人在界面改版后的交互方式中，將自動(dòng)與手動(dòng)檢測(cè)兩者配合使用，增加按摩舒適性，如（圖9）。

通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中老年用戶對(duì)按摩椅的功能需求包括：具有醫(yī)療保健功效、能對(duì)局部部位進(jìn)行按摩、能明確不同年齡群等。所以，本人在主頁(yè)面增加了符合此要求的導(dǎo)航欄。在導(dǎo)航欄入口，就可以根據(jù)自身需求進(jìn)入相應(yīng)的交互界面。