交互設(shè)計(jì)視角下家用智能滅火器設(shè)計(jì)研究

龐雷 李翠玉

摘要：本文通過對(duì)家庭傳統(tǒng)滅火器現(xiàn)狀以及目標(biāo)用戶群體需求的研究分析，以傳統(tǒng)滅火器的缺陷和受眾群體需求為切入點(diǎn)，針對(duì)家庭火災(zāi)情景對(duì)交互式家用智能滅火器進(jìn)行研究。目的是使用戶能夠及時(shí)發(fā)覺火情，并在家庭火災(zāi)初期可以精準(zhǔn)高效地?fù)錅缁鹪?，且有效改善人們與智能滅火器間交流互動(dòng)的方式。

關(guān)鍵詞：智能滅火器 交互 用戶研究

一、研究背景

近幾年，隨著人們生活水平的提高，各種大功率家用電器日益增多，室內(nèi)裝飾愈加奢華，然而大功率電器的頻繁使用以及裝飾材料的易燃性等現(xiàn)象，都存在一定的安全隱患，且極易被人們所忽視，從而大大增加了家庭火災(zāi)發(fā)生的幾率。據(jù)家庭火災(zāi)統(tǒng)計(jì)表明，在2008-2017年10年間，家庭火災(zāi)數(shù)量逐年上升，且上升幅度巨大，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成了極大損失。2017年全國共發(fā)生火災(zāi)21.9萬起，總造成1065人死亡，679人受傷，財(cái)產(chǎn)損失26.2億元，然而家庭火災(zāi)占比高達(dá)43.5%，共9.5萬起，且人員傷亡多達(dá)77.1%?；馂?zāi)給人們?cè)斐傻膿p失和危害怵目驚心，然而難以用數(shù)據(jù)來衡量其給人們帶來的精神傷害。

二、交互設(shè)計(jì)理論概述

交互設(shè)計(jì)是指人與產(chǎn)品之間以某種特定的方式交流互動(dòng)，且完成兩者間的信息互換。交互設(shè)計(jì)意在為行為的設(shè)計(jì)，其目的是使用戶與產(chǎn)品間便利有效地互動(dòng)，促進(jìn)用戶與產(chǎn)品的和諧交互。狹義交互設(shè)計(jì)指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的人機(jī)界面設(shè)計(jì)，或稱之為用戶界面設(shè)計(jì)，屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)學(xué)科中出現(xiàn)較晚的新分支翻。廣義交互設(shè)計(jì)是研究人一機(jī)器（產(chǎn)品）一環(huán)境系統(tǒng)之間的交流互動(dòng)，采用適宜軟硬件的交互模式，相互協(xié)作完成特定的任務(wù)，交互設(shè)計(jì)過程既探究了人的行為認(rèn)知和心理感受，也分析了交互系統(tǒng)中涉及的人機(jī)工程學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、人類學(xué)等問題（如圖1）所示。

在人機(jī)交互設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，有兩種稱之為“域”（domain）的環(huán)境，即行為域（behavioral domain）和構(gòu)成域（constructional domain）。這兩個(gè)域定義了用戶界面設(shè)計(jì)開發(fā)過程的兩個(gè)部分，即交互設(shè)計(jì)（lnteractiondesign）和界面設(shè)計(jì)（interface design）。人機(jī)交互與人機(jī)界兩者之間相互獨(dú)立又息息相關(guān)。多數(shù)人誤以為人機(jī)交互設(shè)計(jì)等同于人機(jī)界面設(shè)計(jì)，其實(shí)不然。人機(jī)交互關(guān)注的重點(diǎn)是用戶與產(chǎn)品間交流互動(dòng)的方式，如移動(dòng)鼠標(biāo)、旋轉(zhuǎn)方向盤以及滑動(dòng)屏幕等行為，屬于動(dòng)態(tài)交流過程。而人機(jī)界面是用戶與產(chǎn)品之間溝通交流的載體，有硬界面和軟界面之分，如旋鈕、鼠標(biāo)及智能手機(jī)屏幕等，是一種靜態(tài)的物質(zhì)。在人機(jī)交互系統(tǒng)中，交互是內(nèi)容，界面是形式。

交互設(shè)計(jì)興起于西方，在國外發(fā)展相對(duì)成熟，國內(nèi)交互技術(shù)起步較晚，但經(jīng)過長期的發(fā)展取得了突飛猛進(jìn)的成果。尤其是這些年在電子信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響下，創(chuàng)造了與時(shí)俱進(jìn)的智能交互式產(chǎn)品，延伸到人類生活的方方面面，如智能家居、醫(yī)療產(chǎn)品、智慧交通以及生活?yuàn)蕵返?，在交互技術(shù)領(lǐng)域獲得了前所未有的進(jìn)步。交互技術(shù)正在試圖改善人類生活方式，引領(lǐng)生活潮流，并會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

三、家庭滅火器現(xiàn)狀分析

滅火器具是一種往往平時(shí)被人冷落，緊急情況出現(xiàn)時(shí)才可大顯身手的消防必備之物。當(dāng)前消防產(chǎn)品市場(chǎng)滅火器的種類相對(duì)較少，由使用方式分類，則可以劃分為手提式滅火器、推車式滅火器、背負(fù)式滅火器、手拋式滅火器和懸掛式滅火器等。手提式滅火器具有體積小，便于操作的優(yōu)點(diǎn)，適用于家庭小空間環(huán)境。手提式滅火器由內(nèi)部滅火劑成分可分為水型滅火器、泡沫滅火器、干粉滅火器以及二氧化碳滅火器等。滅火器內(nèi)部充裝的滅火劑成分是針對(duì)不同類型的火災(zāi)所設(shè)計(jì)的。根據(jù)家庭火災(zāi)的研究，一般引起家庭火災(zāi)的易燃物多為纖維制品、木制品及紡織品等，而且家庭火災(zāi)事故發(fā)生多為線路短化和用火不慎等因素造成，為此針對(duì)家庭火災(zāi)事故的特征分析，家庭手提式滅火器多選干粉滅火器（如圖2）。

通過對(duì)現(xiàn)有滅火器的種類及特性的調(diào)研分析，得出現(xiàn)有滅火器所存在的主要問題缺陷：（1）滅火器造型機(jī)械呆笨，且外觀形態(tài)較為單一，缺乏不同空間火災(zāi)情景的針對(duì)性設(shè)計(jì)。（2）滅火器操作方法指示不明，在突發(fā)火災(zāi)緊急情況下用戶難以正確操作滅火器，容易導(dǎo)致錯(cuò)過最佳滅火時(shí)期。（3）滅火器是家庭必備消防產(chǎn)品，但不經(jīng)常使用，處于長久放置狀態(tài)，發(fā)生故障不能被用戶及時(shí)知曉。（4）手提式滅火器質(zhì)量偏重，對(duì)于單手或老年人使用較為困難，且噴射軟管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在操作過程中易對(duì)用戶身體造成傷害。家庭滅火器現(xiàn)存問題的總結(jié)，對(duì)滅火器的創(chuàng)新設(shè)計(jì)有指導(dǎo)性作用，有助于設(shè)計(jì)出更為人性化的家庭滅火設(shè)備。

四、智能滅火器目標(biāo)用戶分析

（一）受災(zāi)人群的心理特征：當(dāng)人們?cè)庥鐾饨绛h(huán)境的突然變化時(shí)，心理和精神狀態(tài)將會(huì)受到極大的刺激，且影響機(jī)體的行為反應(yīng)。人們內(nèi)心狀態(tài)因外界環(huán)境異常而發(fā)生不同程度變化，適度緊張的心理狀態(tài)有利于人腦理智處理信息，進(jìn)而激發(fā)機(jī)體的潛能，然而過于緊張的心理狀況會(huì)相應(yīng)降低人腦處理信息的能力，且影響機(jī)體常規(guī)的行為反應(yīng)（如圖3）所示。

研究表明人們?cè)庥鍪覂?nèi)環(huán)境火災(zāi)時(shí)，不同背景的人心理特征不盡相同，且主要的心理活動(dòng)有兩種，一種是內(nèi)心惶恐、不知所措的消極心理；—種則是鎮(zhèn)定自若、理智應(yīng)對(duì)的積極心理，具體特征表現(xiàn)有：

1.消極心理狀態(tài)：驚慌和恐懼。由于火災(zāi)強(qiáng)烈的破壞性和突發(fā)性，人們?cè)庥龌馂?zāi)時(shí)容易陷入一種極度緊張、恐懼、慌亂的狀態(tài)，且此時(shí)在外界惡劣性環(huán)境的刺激下，人腦極易處于非理性狀態(tài)，進(jìn)而支配機(jī)體做出過激的下意識(shí)行為反應(yīng)，很可能對(duì)人體造成傷害。

絕望和沖動(dòng)。調(diào)查顯示，人們消防意識(shí)極為薄弱，遭遇火災(zāi)事故情緒緊張、不知所措，加上環(huán)境濃烈煙霧、毒氣等危害性物質(zhì)的刺激，導(dǎo)致思維混亂，人體機(jī)能衰退，容易陷入絕望的狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生跳樓、自殺等非理性行為活動(dòng)。

2.積極心理狀態(tài)：冷靜和理智。研究表明除消防員或經(jīng)過消防訓(xùn)練的人外，極少數(shù)人能夠在突發(fā)性火災(zāi)中保持鎮(zhèn)定清醒的頭腦并能夠理性處理火災(zāi)事故，且可以幫助他人順利逃生。

（二）受災(zāi)人群的行為特征：人的行為是在外界環(huán)境感染和心理反應(yīng)的作用下，進(jìn)而大腦支配人體所產(chǎn)生應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的機(jī)體活動(dòng)。不同程度的環(huán)境變化對(duì)人體產(chǎn)生的作用不同，正常情況下，機(jī)體會(huì)產(chǎn)生理智行為反應(yīng)；緊急狀況下，大腦思維混亂，易產(chǎn)生機(jī)體失誤的現(xiàn)象。

人們?cè)庥鐾话l(fā)性火災(zāi)時(shí)，從發(fā)覺火災(zāi)到做出反應(yīng)的時(shí)間極短，約為5.10s，（如圖4）所示，外界環(huán)境刺激大腦中樞，致使人腦思維混亂，直接做出下意識(shí)行為反應(yīng)。這種情境下，人們采取的行為反應(yīng)為：滅火行為、逃生行為、避難行為。

1.滅火行為：室內(nèi)突發(fā)性火災(zāi)使人們緊張慌亂、不知所措，人腦經(jīng)過短暫思考，支配肢體產(chǎn)生救火行為，快速尋找滅火設(shè)備?；馂?zāi)發(fā)生初期火勢(shì)較小，若人們處理及時(shí)得當(dāng)則會(huì)大大降低火災(zāi)造成的危害，然而現(xiàn)在家庭滅火器配備率較低，容易錯(cuò)過撲滅火源的最佳時(shí)期，釀成重大火災(zāi)事故。

2.逃生行為：調(diào)查顯示居民消防意識(shí)薄弱，且室內(nèi)火災(zāi)初期現(xiàn)象人們難以覺察，在外界惡劣環(huán)境的強(qiáng)迫下致使人們產(chǎn)生逃生自救的念頭。然而在火災(zāi)危急的狀況下，人們極易選擇危險(xiǎn)逃生方式，如用緩降器、安全繩等逃生，或通過陽臺(tái)、窗戶等非正確途徑逃生，此過程易造成不可避免的人員傷亡。

3.避難行為：人們?cè)诨馂?zāi)自救逃生過程中，外界毒氣、煙霧等物質(zhì)刺激人體器官易造成人腦意識(shí)紊亂、人體機(jī)能衰弱現(xiàn)象，此時(shí)受災(zāi)人員會(huì)選擇暫時(shí)性安全地帶逃避災(zāi)難，等外界消防人員救助。

五、家用智能滅火器交互設(shè)計(jì)策略研究

（一）智能滅火器UCD交互設(shè)計(jì)方法：上文對(duì)受災(zāi)人群心理和行為分析的方法即為UCD交互設(shè)計(jì)方法，即以用戶為中心的設(shè)計(jì)方法，從用戶的視角解讀產(chǎn)品交互設(shè)計(jì)。交互式產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究過程中，充分掌握用戶的心理反應(yīng)及行為特征，有助于探究相應(yīng)場(chǎng)景中用戶的基本需求。以用戶為中心的設(shè)計(jì)理念貫穿智能滅火器設(shè)計(jì)的全過程，致力于全面挖掘目標(biāo)用戶的心理需求和生活習(xí)性，盡可能設(shè)計(jì)出貼近行為習(xí)慣的自然交互方式，更能滿足于用戶實(shí)際需求，提供更好的生活質(zhì)量。

智能滅火器UCD設(shè)計(jì)方法為設(shè)計(jì)過程始終圍繞目標(biāo)用戶進(jìn)行設(shè)計(jì)，致力于設(shè)計(jì)出貼合用戶心智模型的產(chǎn)品，充分滿足用戶的心理需求。且通過對(duì)家用智能滅火器目標(biāo)用戶調(diào)查研究分析并結(jié)合傳統(tǒng)滅火器痛點(diǎn)，進(jìn)行頭腦風(fēng)暴式創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并總結(jié)出人們對(duì)智能滅火器基本功能及潛在功能的需求點(diǎn)：基本功能有監(jiān)測(cè)火情并及時(shí)報(bào)警、智能滅火、溫濕度等空氣指數(shù)監(jiān)測(cè)；潛在功能有智能語音、系統(tǒng)檢測(cè)、自主巡邏、家庭安防等。

（二）智能滅火器交互方式

1.感官多通道交互方式：上文通過對(duì)智能滅火器主要功能分析可知，其正常工作狀態(tài)須通過感官多通道交互方式實(shí)現(xiàn)。為了使居民及時(shí)覺察火災(zāi)并正確操作智能滅火器，其交互方式的設(shè)計(jì)應(yīng)充分利用人們的視覺、觸覺、聽覺等多感官協(xié)同合作相互補(bǔ)充的特性，設(shè)計(jì)貼合用戶習(xí)慣的感官多通道交互方式。

家庭火災(zāi)事故的原因多是因人們難以發(fā)覺火災(zāi)或火災(zāi)初期撲救方式不當(dāng)，錯(cuò)過最佳滅火時(shí)期而造成。針對(duì)此現(xiàn)象，智能滅火器設(shè)計(jì)有高效靈敏的火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過對(duì)室內(nèi)環(huán)境中煙霧、CO等毒性氣體數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)鑒別是否有火災(zāi)發(fā)生，且監(jiān)測(cè)到火災(zāi)后通過聲光控報(bào)警系統(tǒng)通知家庭人員安全逃生，并及時(shí)撲滅火災(zāi)；若家庭成員發(fā)覺火災(zāi)，可通過觸覺通道點(diǎn)擊觸控板，一鍵觸發(fā)滅火指令，滅火器則精準(zhǔn)捕捉火源進(jìn)行滅火，且操作過程安全有效。

2.行為認(rèn)識(shí)交互方式：行為是指目的性明確的機(jī)體活動(dòng)，是環(huán)境與個(gè)體相互作用的結(jié)果。由行為產(chǎn)生的動(dòng)機(jī)可知，人的行為分為兩類：有意識(shí)行為和無意識(shí)行為。在火災(zāi)緊急情況下，人所產(chǎn)生的本能保護(hù)行為則為無意識(shí)行為。

人們?cè)庥龌馂?zāi)事故時(shí)心理狀態(tài)異常緊張、惶恐，此時(shí)機(jī)體難以受人腦思維控制，易做出非理智行為反應(yīng)，針對(duì)此種使用情景，智能滅火器的交互方式設(shè)計(jì)應(yīng)能積極引導(dǎo)用戶正確操作，減少不必要的操作失誤?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，滅火器通過監(jiān)測(cè)發(fā)覺火災(zāi)，并以聲光控的報(bào)警裝置通知人們，用戶則通過一鍵滅火按鈕下達(dá)滅火命令，無需過多思考，有效節(jié)約滅火時(shí)間。

3.情感交互方式：交流是人與人之間溝通及情感表達(dá)的一種方式。物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)產(chǎn)品的需求不再停留于功能層面，更加關(guān)注與產(chǎn)品的情感交流。且互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代的到來使情感交互成為當(dāng)今智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)受災(zāi)人員調(diào)查研究表明，遭遇突發(fā)火災(zāi)時(shí)，外界惡劣環(huán)境的刺激，使人們陷入極度緊張、惶恐、不安的心理狀態(tài)，致使人腦反應(yīng)遲鈍，易操作失誤，且人們的盲從心理較為明顯，易聽取他人意見，跟隨他人行動(dòng)，此時(shí)需要積極正確引導(dǎo)用戶行為反應(yīng)。根據(jù)受災(zāi)人群的特性研究分析，提出智能滅火器的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)火災(zāi)、自動(dòng)滅火器等功能需求，且在造型以及交互方式更應(yīng)滿足與用戶的情感交流。造型上摒棄呆板機(jī)械的外觀，采用柔和的線條和光滑的曲線，使造型更圓潤流暢，賦予其更多人性化要素，能夠給人以安全溫暖的情感，有效安撫應(yīng)急狀況下人們緊張情緒；運(yùn)用語音等自然交互方式，賦予智能滅火器以生命力，通過人與滅火器間的語音交流有效緩解人的消極心理，積極引導(dǎo)用戶采取正確自救措施，使人們感受到同消防人員一樣的保護(hù)關(guān)心，體現(xiàn)出一種情感的寄托。

結(jié)語

如今傳統(tǒng)消防產(chǎn)品領(lǐng)域有智能火災(zāi)報(bào)警設(shè)備，但還沒有智能滅火器相關(guān)的產(chǎn)品出現(xiàn)，且傳統(tǒng)滅火器存在有一定的缺陷。進(jìn)而結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)背景，設(shè)計(jì)創(chuàng)新一款新型智能滅火器，彌補(bǔ)原有滅火器的不足，高效滿足用戶的心理需求，符合新時(shí)代人們生活標(biāo)準(zhǔn)的高科技家庭產(chǎn)品。智能滅火器高效監(jiān)測(cè)火情，并可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)滅火，能有效避免人為操作的失誤，且滅火器造型設(shè)計(jì)新穎，可以協(xié)調(diào)融合現(xiàn)代家庭裝飾環(huán)境，是未來智能家居安防生活方式的發(fā)展趨勢(shì)。