用戶行為分析視角下的產(chǎn)品人機優(yōu)化設(shè)計研究

王語馨 衡川

摘 要：目前，在現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展過程中，人們都將目光聚焦到產(chǎn)品的體驗，根據(jù)市場反饋發(fā)現(xiàn)：產(chǎn)品正在由單一的功能特性和視覺感受轉(zhuǎn)為提供體驗。為了在激烈的市場競爭中贏得大眾認(rèn)可，產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計越來越重視更好的用戶使用體驗。通過關(guān)注人的行為來發(fā)現(xiàn)用戶在使用產(chǎn)品過程中的不便，將更有利于對舊有設(shè)計進(jìn)行改良，能為用戶帶來更好的產(chǎn)品體驗。

關(guān)鍵詞：用戶行為分析視角;產(chǎn)品人機優(yōu)化設(shè)計;研究

引言

隨著自動化與機器人技術(shù)的發(fā)展，機器人在制造、運輸、倉儲等許多領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用，然而大部分的機器人仍處在與人完全隔離的環(huán)境下進(jìn)行工作，一方面是為了避免安全上的隱患，另一方面是為了降低系統(tǒng)部署的難度。雖然人機隔離的工作方式能夠發(fā)揮機器人在運動精度和速度上的優(yōu)勢，適用于一些簡單重復(fù)性的工作，但對于一些需要復(fù)雜判斷能力和靈活機動性的工作，目前大部分的機器人很難單獨勝任，而且大部分機器人都缺乏在人機共融環(huán)境下工作的能力，導(dǎo)致這些工作只能由人來完成。為了改變?nèi)藱C分離工作的現(xiàn)狀，許多研究者希望機器人以協(xié)助的方式參與到人的生產(chǎn)工作中，負(fù)責(zé)搬運、夾持、預(yù)處理等任務(wù)，減少人的負(fù)擔(dān)，提升整體的工作效率。

1 重要性

為了實現(xiàn)安全高效的人機交互，本文對人機共融環(huán)境下人與機器人的運動狀態(tài)估計方法，以及交互系統(tǒng)中機器人的控制方法進(jìn)行了研究。為了在人機共存的環(huán)境下實時獲取穩(wěn)定的人體姿態(tài)，采用了多相機和IMU信息融合優(yōu)化的方式對人體姿態(tài)進(jìn)行估計，提升了人體姿態(tài)估計效果的魯棒性，避免了單相機視角下對遮擋因素敏感的問題，并通過融合IMU信息實現(xiàn)了對肢體旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)信息的檢測，提供了有效的交互信息。此外，結(jié)合機器人本身的運動學(xué)特性，設(shè)計了機器人的交互控制策略.所設(shè)計的控制策略能夠提升機器人在復(fù)雜環(huán)境中工作的安全性，且對不同的任務(wù)目標(biāo)能夠靈活的切換，提高了機器人在不同場景下的適應(yīng)性。

2 用戶行為分析視角下的產(chǎn)品人機優(yōu)化設(shè)計

2.1確定研究對象與用戶

面對快節(jié)奏、高強度、高壓力的生活常態(tài)，在醫(yī)學(xué)上一直有對頭部按摩的研究，從筋絡(luò)血脈等專業(yè)醫(yī)學(xué)角度出發(fā)，通過專業(yè)醫(yī)師人工按摩來達(dá)到緩解壓力，消除疲勞感，但存在費用較高及不便利等普遍性問題，故而頭部按摩器應(yīng)運而生并快速發(fā)展。因為該類產(chǎn)品有區(qū)別于醫(yī)院的醫(yī)療器械與設(shè)備，缺少相關(guān)專業(yè)參數(shù)規(guī)范，且對這類產(chǎn)品的人機分析和用戶需求分析研究較少。由于此類產(chǎn)品與人的手部、頭部都直接接觸，產(chǎn)品的安全性、操作性、舒適性、靈活性等方面至關(guān)重要。因此，從人機工程學(xué)的角度研究頭部按摩器的設(shè)計與開發(fā)是很有必要的。本研究將以手持式頭部按摩器為例，重點挖掘用戶在辦公室情境下使用手持式頭部按摩器的行為意義在用戶體驗上的不足，構(gòu)建意義層次，進(jìn)而據(jù)此進(jìn)行人機優(yōu)化，實現(xiàn)良好的用戶操作體驗。挑選市場反應(yīng)好、學(xué)術(shù)認(rèn)可度高的“倍輕松”手持式頭部按摩器為實驗產(chǎn)品對象。

2.2認(rèn)知人機交互

不同于傳統(tǒng)的機器人系統(tǒng)，人機智能系統(tǒng)是將機器人視為一個認(rèn)知主體的人機交互系統(tǒng)。認(rèn)知人機交互的目標(biāo)是使得機器具有人類的認(rèn)知交互特點，可以在與人的交互過程中對環(huán)境信息進(jìn)行自主感知、理解、學(xué)習(xí)并反饋。在人機系統(tǒng)的認(rèn)知交互方法研究中，其關(guān)鍵問題在于如何讓機器在不確定性條件下理解人的意圖，并對人的意圖做出反饋。國內(nèi)外學(xué)者對此問題進(jìn)行了深入研究，其主要研究方向包括：1）基于視覺的人機智能系統(tǒng)信息交互;2）基于生物信號的人機智能系統(tǒng)控制接口研究。在基于視覺的人機智能系統(tǒng)信息交互研究方面，主要方法原理是通過視覺和圖像傳感器對人的肢體動作進(jìn)行捕捉，再將捕捉到的肢體動作與樣本集中的動作進(jìn)行匹配，得到該肢體動作下人的意圖，最終讓機器做出該意圖下的動作反饋。在基于視覺的認(rèn)知人機交互中，對于手勢的研究與應(yīng)用最為廣泛。隨著人機智能系統(tǒng)所面臨任務(wù)和場景的復(fù)雜化，根據(jù)人體簡單肢體動作進(jìn)行意圖識別的方法誤判率較高，因此很多學(xué)者傾向于通過生物信號來進(jìn)行人機智能系統(tǒng)的認(rèn)知交互，其主要方法是通過采集人機交互過程中用戶的生理電信號來識別其運動意圖，之后將用戶的運動意圖作為一種控制指令來控制人機智能系統(tǒng)。

2.3人在回路的人機系統(tǒng)優(yōu)化

隨著人機智能系統(tǒng)的不斷發(fā)展，人機交互過程中機器被賦予的“控制權(quán)”也越來愈高，然而人機系統(tǒng)所面臨的許多問題往往具有復(fù)雜性、不確定性和開放性，這些特性導(dǎo)致機器人系統(tǒng)在人機交互過程中始終存在一定風(fēng)險。為了提高人機智能系統(tǒng)的置信度，必須引入人員監(jiān)督和參與，構(gòu)建人在環(huán)路的混合增強智能。人在環(huán)路的混合增強智能被定義為一種需要人類交互的智能模型，在包含這類模型的人機智能系統(tǒng)中，人始終是系統(tǒng)的一部分，對于機器人系統(tǒng)給出的執(zhí)行結(jié)果，人始終會對結(jié)果做進(jìn)一步的判斷，即人在環(huán)路的人機系統(tǒng)優(yōu)化。在人在環(huán)路的人機系統(tǒng)優(yōu)化中，大多數(shù)的研究集中于將人的生理信息，例如人體代謝率等作為系統(tǒng)指標(biāo)，通過建立優(yōu)化模型干預(yù)優(yōu)化人機智能系統(tǒng)中的控制參數(shù)。

結(jié)語

在產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計中，人機工程學(xué)為人的生理和心理需求提供了客觀根據(jù)。基于SAPAD方法模型，探索了用戶行為背后的意義以及意義對應(yīng)的產(chǎn)品部件，挖掘了用戶對按摩器的需求，指出產(chǎn)品應(yīng)滿足的人機要素。用戶行為分析視角下的產(chǎn)品人機優(yōu)化設(shè)計是對傳統(tǒng)人機工程學(xué)方法的補充，引導(dǎo)設(shè)計人員在產(chǎn)品開發(fā)的全過程中更關(guān)注用戶行為體驗，本文的研究建立在實踐的基礎(chǔ)上，而由于各種條件的局限性，此次研究還存在許多尚未完善的地方：（1）用戶的選擇上，典型用戶存在一定的單一性，觀察人員基數(shù)不夠;（2）SAPAD框架在學(xué)術(shù)界有了一些案例，但是框架模型研究時間尚短，對于進(jìn)一步的優(yōu)化與改善還存在不足，還需要更長時間的實踐檢驗;（3）在產(chǎn)品人機優(yōu)化分析中，僅通過簡單的人機尺寸分析很難全面的優(yōu)化產(chǎn)品，如果再結(jié)合生物力學(xué)分析與頭部按摩器的實際運行環(huán)境模擬，所得到的結(jié)果會更加的客觀。（4）設(shè)計評估方面還需要進(jìn)一步試驗驗證。

參考文獻(xiàn)

[1]俞凱，陳露，陳博，孫鍇，朱蘇.任務(wù)型人機對話系統(tǒng)中的認(rèn)知技術(shù)–概念、進(jìn)展及其未來[J].計算機學(xué)報，2015，38（12）：2333-2348