面向久坐族的健康座椅交互設計研究

張慧敏　李曉英

摘要：隨著生活壓力的不斷增大，坐已經(jīng)成為了人們的一種生活習慣，本文以久坐族的健康為設計目標探索關于坐的新形勢，利用交互設計的方法從主動交互與被動交互兩方面展開討論，主動交互上通過分析幾種腰部鍛煉產(chǎn)品提取適合久坐族的交互方式，被動交互上通過體壓監(jiān)測得到坐姿提醒，最終將二者結(jié)合運用到座椅的設計當中，并提出適合久坐族的運動模式。

關鍵詞：交互設計 久坐族 座椅 運動

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2018）08-0126-03

引言

隨著科學技術的飛速發(fā)展和社會壓力的不斷增大，健康已成為社會關注的重要話題?？萍茧m解放了體力勞動但讓人陷入了伏案久坐的腦力勞動中，這直接導致了我國久坐群體數(shù)量的不斷增加，加之快節(jié)奏的生活方式與職場壓力讓越來越多的人產(chǎn)生久坐行為引發(fā)了各種與年齡不符的疾病。

一、久坐族的需求分析

（一）久坐族概述

久坐族，指那些需要長時間坐在椅子上工作的人群，他們所表現(xiàn)出來的共同特點是靜坐少動，換言一周當中至少有五天，一天當中至少有八個小時及以上時間在椅子上度過，因此被稱為久坐族。久坐一族的人群分布較為廣泛，其中包括IT從業(yè)人員、公務員、科研人員、司機、學生、財務人員等。

在生理上，久坐族會因為長時間面對電腦而引發(fā)腰部不適，研究表明，人的坐姿分為三種：前傾、直立、后仰。首先前傾是辦公室人群最普遍的坐姿，這種情況下人的重心前移，背部肌肉長時間處于拉伸狀態(tài)，骨盆向前轉(zhuǎn)動，椎間盤的壓力分布不均，坐骨結(jié)節(jié)處與坐面的接觸面積減小，臀部受到的壓力增大阻礙了受壓部位的血液流通，不利于有氧呼吸進行產(chǎn)生乳酸等廢棄物，從而引發(fā)腰部酸痛與不適，其次是直立，1896年美國國家標準協(xié)會ANSI將人的直立坐姿和近似直立坐姿作為衡量家具尺寸的標準，同時抽取了378名辦公人員，針對他們采用不同坐姿時身體不適部位比例和所占時間的比例展開探討，實踐表明直立所占的時間最長為52%，但背部不適感最強，后仰是最舒適的坐姿。

在心理上，人的心理疲勞狀態(tài)也與久坐有關，一旦產(chǎn)生心理疲勞就會影響人的辦事效率，開始懷疑自己的能力和創(chuàng)造價值，從而變得越來越沮喪，這些負面因子不斷增加最終使人產(chǎn)生疲憊和消極的情緒。

（二）久坐族的需求調(diào)研

為了解決久坐族的身心問題，本文作了一項調(diào)研，此次調(diào)研將問題分成了“坐”與“動”兩方面，在收到的80份有效問卷中被調(diào)查者的年齡大多分布在18-30歲之間，就“坐”而言，大多數(shù)人的工作時長都是在6小時以上（包含6小時）。在被調(diào)查的人員當中大部分人由于長時間保持坐姿而感覺到身體不適，這些身體不適的部位主要集中在腰背部、頸部和肩部，其中腰背部不適和頸部不適反映最為強烈。就“動”而言，只有少部分人表示會干預久坐現(xiàn)狀，并且從他們鍛煉的頻率上看，堅持一周三次以上的群體占35.09%，一周一次或者兩次的占63.16%，以上數(shù)據(jù)表明，積極的運動觀念與消極的運動行為之間產(chǎn)生了巨大的矛盾差異，從而導致了久坐族運動的形勢不容樂觀。

如若提供科學、便捷的久坐干預系統(tǒng)大部分人表示會樂意參與其中，但由于工作繁忙、時間緊，沒人提醒、總是忘記，很想去做、缺乏指導，鍛煉枯燥、缺乏樂趣等各種主客觀原因，使得鍛煉的效果不佳。因此通過調(diào)研得到了久坐族的幾點用戶需求：

1.運動的有效性需求。久坐族由于工作的原因和時間的限制一般不會輕易地離開座位去做運動，因此他們更希望通過少時多次的鍛煉來達到運動的目的即運動的碎片化，同時避免職業(yè)病帶來的煩惱。

2.運動的提醒需求。久坐族因為專注于工作而常常忘記起身走動或是做一些肢體的舒展，為了避免這種情況的發(fā)生，大多數(shù)人表示擁有一款帶有提醒功能的健康座椅是一個不錯的選擇。

3.產(chǎn)品操作的安全性。一款運動類產(chǎn)品無論其針對的是行動遲緩的老年人，或是身手敏捷的年輕人，都不得不提到產(chǎn)品操作的安全性，它是產(chǎn)品得以信任的有力保證，也是人在使用過程中的基本需求。

4.產(chǎn)品操作的趣味性。久坐族運動意識薄弱的一個重要的原因就是產(chǎn)品缺乏趣味性。若改變傳統(tǒng)單一的交互方式，給人以多種選擇的運動模式會適當?shù)卦黾赢a(chǎn)品的用戶黏度，提升人們運動的積極性。

二、久坐族健康座椅的主動交互設計

（一）現(xiàn)有產(chǎn)品的交互方式

在了解了用戶的需求后，通過對文獻的研究和資料的查找，最終得到了三種利于腰部訓練的產(chǎn)品劃船機、扭腰盤和瑞士球。

劃船機是通過模擬劃船動作來鍛煉腰部肌肉的一種運動器械，當人在劃船時，每一次前屈和后伸都會帶動身體約90%的肌肉參與其中嘲。通過對人體動作模擬分析，可以將劃船運動分成四個階段即出水階段、回槳階段、入水階段和拉槳階段。首先在出水階段人的上半身會適度向后傾仰，上肢會隨著身體的傾斜角度將船槳拉于肋骨下方，下肢完全伸直，臀部向后的位移達到最大；在回槳階段人的上半身會適度向前傾，上肢手臂逐漸伸直肩部處于放松狀態(tài)，下肢緩慢屈膝，臀部向前移動；在入水階段人的上半身保持回槳階段逐漸前傾直到船槳落入水面，手部和肩部都處于放松狀態(tài)，小腿基本與滑軌垂直；在拉槳階段下肢用力向后蹬，上身與腿部夾角增大同時手臂向軀干拉回完成拉槳動作。經(jīng)過對劃船運動一個周期的動作分解得到人的軀干始終隨臀部在做位移性的變化，腰部也圍繞髖關節(jié)在做來回往復的擺動。

扭腰盤是一款通過扭動腰部來實現(xiàn)健身效果的器材。扭腰盤的操作比較簡單，只需將兩腳分別平放于兩踏板之上，站定后身體慢慢開始向左或向右扭動即可，為了保障身體的平穩(wěn)性動作幅度可先由小到大。在扭腰的過程中，腿部可適當?shù)匕攵准s20°-40°再配合手臂動作，不僅可以使腿部的血液循環(huán)得到改善，還能進一步增強扭腰的鍛煉效果。運動過程中手臂動作沒有限定性，使用者可以一手垂直朝上，一手垂直朝下呈對開的形式，身體左右扭動重復運動后即可燃燒多余脂肪達到瘦腰的效果；又或者將雙臂居于頭頂交叉相握，然后左右扭動約5-8分鐘可以鍛煉胸肌健美體態(tài)。在掌握扭腰盤的運動后，使用者可以根據(jù)個人習慣嘗試各種放松的姿態(tài)進行鍛煉。

瑞士球作為練瑜伽的輔助工具，其本身的動態(tài)性對緩解腰部疼痛具有一定的作用，它主要通過人體自身的感覺訓練來激活腰部的相關肌群維持坐姿的穩(wěn)定性以此來緩解腰部疼痛感有資料顯示，瑞士球訓練是目前對腰部治療的一種有效手段，其對腰部的穩(wěn)定性訓練使得人在無意識的情況下保持脊柱的中立狀態(tài)，因此對增強肌肉力量和持久度具有顯著的成效。瑞士球的滾動與彈性可以使人體的腰部、臀部、膝部不斷地作出相應的調(diào)整，使脊柱找到自己的中立位改善肌肉硬度，緩解疼痛。訓練時只需雙腿邁開坐于球的正上方，手自然垂下，臀部繞數(shù)字“8”做小圓運動，除扭腰外在瑞士球上人還可以以自身軀干為軸線做左右或者前后的鐘擺運動。因此瑞士球能給人帶來趣味性、平衡性還能糾正人的不良坐姿。

（二）久坐族主動交互方式的選擇

由于久坐族工作時間緊無法進行長時間的活動，因此大部分人都希望能利用碎片的時間完成身體的運動需求，讓工作的過程變得運動化、健康化但若在辦公室內(nèi)展開運動勢必會遇到兩個問題：空間問題與噪音問題。這兩個問題會直接影響人與產(chǎn)品之間的交互方式，其中空間問題決定了產(chǎn)品的大小、復雜程度以及人運動時的動作幅度。而噪音問題則限定了產(chǎn)品的材質(zhì)與工藝，因此通過對室內(nèi)健身產(chǎn)品劃船機、扭腰盤和瑞士球的相關了解以及人在使用這三種產(chǎn)品時的行為方式，最終得出瑞士球訓練法符合久坐族這種特殊的交互環(huán)境，球體的不平衡性不僅在鍛煉脊柱放松腰部肌肉上有較好的成效，而且能避免力長期作用于身體的同一部位而對機體造成傷害。

三、久坐族健康座椅的被動交互設計

（一）體壓的監(jiān)測方法

體壓不僅是座椅設計的重要參考依據(jù)，同時也是監(jiān)測坐姿以及久坐行為的重要參數(shù)，它幫助人們正確地認識自身的坐姿狀態(tài)通過提醒的方式達到放松的目的。體壓的監(jiān)測主要分為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)的計算與存儲模塊以及運動模塊（如圖2）。

數(shù)據(jù)采集模塊：數(shù)據(jù)的采集離不開坐墊的選擇，通常來說坐墊具有分散坐骨結(jié)節(jié)與臀部壓力的功能，坐墊太硬或太軟都會使人產(chǎn)生不適，因此在坐墊的選擇上采用記憶棉輪廓墊，長寬高分別為450mm x340mm×70ram，在坐墊內(nèi)部分別將壓力傳感器FA、FB、FC、FD安放至坐骨結(jié)節(jié)和大腿中部（如圖3）。

數(shù)據(jù)計算與存儲：由于體壓的測量會受到不同體形與身材的影響，因此在測的過程當中會引入一個參數(shù)，叫作體壓與體重的百分比，壓力傳感器將測到的數(shù)據(jù)通過藍牙傳輸?shù)诫娔X，在電腦中計算百分比后并存儲，方便用戶實時監(jiān)測自身的坐姿狀態(tài)。

數(shù)據(jù)的顯示：用戶可以通過手機APP或電腦實時監(jiān)測當前的坐姿狀態(tài)，久坐時長、提醒次數(shù)以及歷史數(shù)據(jù)等，為用戶提供可視化的信息展示。

（二）體壓監(jiān)測對不良坐姿與久坐行為的指導

從生理學的角度講，人的正常坐姿是最為理想的狀態(tài)，然而時間久了也會打破這一平衡，因此基于大樣本的數(shù)據(jù)分析，本文選取了不同階層且無腰痛疾病的人群進行了32次測量，測試者依次擺出正常坐姿、蹺二郎腿（左）、蹺二郎腿（右）3中姿勢，每種坐姿維持5s方便數(shù)據(jù)的記錄，經(jīng)計算與總結(jié)最終得到4個傳感器處壓力與體重百分比的范圍區(qū)間（如表1）。

當人產(chǎn)生不良坐姿并超出壓力傳感器的范圍區(qū)間時，就會有對應位置的震動提醒，因此對不良坐姿起到指導作用，當人產(chǎn)生久坐時也會根據(jù)AP吐設定好的時間進行必要的提醒。

四、健康座椅的設計思路

通過對久坐族坐的分析以及主動交互與被動交互的探討，在設計座椅時首先考慮人與產(chǎn)品的交互性。在主動交互上通過分析人與多種產(chǎn)品的互動并結(jié)合久坐族空間小、無噪音的工作環(huán)境最終選擇瑞士球的訓練方法即通過球體的不平穩(wěn)性達到腰部運動的目的。根據(jù)瑞士球的運動方式從中提取出三種易于腰部鍛煉的手法即座面轉(zhuǎn)動、座面左右擺動、座面前后擺動（如圖4）。

人們可以通過手機APP在這三種運動模式中進行選擇或自由搭配，實現(xiàn)人與產(chǎn)品的互動；在被動交互上通過對人體壓力的采集、計算、存儲將得到的體壓與體重百分比值與實驗得到的各傳感器的百分比范圍進行比對，當人產(chǎn)生不良坐姿并超出壓力傳感器百分比范圍時，會在對應位置有震動提醒，實現(xiàn)產(chǎn)品與人的互動。

這樣先被動后主動的交互形式既能幫助久坐族在工作之余得到放松又能讓人們收獲運動的樂趣。因此在設計座椅功能時可以總結(jié)如下：

（一）人體感應：通過傳感器感應人體坐壓來開啟產(chǎn)品的檢測開關。

（二）提醒功能：提醒功能分為不良坐姿提醒和定時提醒，不良坐姿提醒通過傳感器將采集到的數(shù)據(jù)進行計算比對，超出傳感器的制定范圍便會發(fā)出提醒，定時提醒針對久坐行為展開，用戶可事先在AP吐對時間進行設置防止因工作而產(chǎn)生久坐。

（三）運動方式的選擇：一旦收到提醒，用戶既可以選擇起身走動，也可以通過APP自主選擇運動方式或自定義。

結(jié)語

目前市面上的久坐產(chǎn)品都是就舒適性展開的，而涉及運動與健康的產(chǎn)品卻在少數(shù)，本文以健康座椅為設計的切入點，以交互設計為主要方法，以久坐族的用戶需求為設計基礎展開討論，先后分析了久坐族的生理、心理以及久坐的危害性，結(jié)合主動交互與被動交互兩方面對座椅的互動進行設計，使座椅不僅能坐，還能干預久坐實現(xiàn)運動保健的目的。