基于FBS模型的智能騎行頭盔研究

馮奇 高矚

摘要：隨著科技的發(fā)展和相關(guān)技術(shù)的逐漸成熟，智能化頭盔將原本騎行過程中無法實現(xiàn)或者較難實現(xiàn)的功能變?yōu)榭赡堋１狙芯客ㄟ^FBS模型確定主要思路，首先對騎手生理和心理進行分析，之后根據(jù)特征分析結(jié)果得出騎手的頭盔使用需求，進而得出設(shè)計需求;然后以FBS模型為設(shè)計框架，進行功能—行為—結(jié)構(gòu)的映射，將煩瑣的操作集中、簡化，在使用過程中引導、改善用戶行為。智能頭盔順應(yīng)了發(fā)展的趨勢，滿足了用戶的需求，日趨完善的技術(shù)會讓它進一步普及。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品設(shè)計;FBS模型;騎手;智能騎行頭盔

中圖分類號：TP212.9 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）03-0-02

1 智能騎行頭盔的現(xiàn)狀

隨著科技的快速發(fā)展，越來越多的智能可穿戴設(shè)備出現(xiàn)于人們的生活中，智能頭盔已經(jīng)成為智能穿戴設(shè)備中不可或缺的一類，被廣泛應(yīng)用于各類領(lǐng)域，如醫(yī)療、軍事、家居、出行、工業(yè)等[1]。日常出行中智能騎行頭盔能夠帶來更加安全高效的出行體驗，是未來出行的必要選擇。

通過網(wǎng)絡(luò)信息采集和實物研究，本文對Livall、Airwheel、Jarvish、NAVNA這4個智能頭盔品牌進行產(chǎn)品功能和技術(shù)上的分析比對。通過分析發(fā)現(xiàn)，市面上主流智能騎行頭盔的主要功能有行車記錄儀、語音操作、通信、HUD導航、GPS（全球定位系統(tǒng)）、傳感器預警等[2]。

行車記錄儀功能：將攝像頭置于頭盔頂部或者前部，一般采用720P150°的廣角鏡頭，Jarvish X-AR則采用了1080P360°超廣角鏡頭。這項功能既能滿足使用者行程中進行信息記錄的需求，也能實時記錄騎行狀況。

語音操作功能：Jarvish X-AR可以通過語音連接到蘋果的Siri和OKGoogle，通過降噪麥克風騎手可以語音控制攝像機、打電話、調(diào)整音量、播放音樂等。

通信功能：通過車聯(lián)APP連接手機和頭盔，實現(xiàn)語音傳輸功能，騎手可以通過語音操控或者按鍵操控來通話，讓使用者在騎行過程中不必使用手機與他人進行聯(lián)系。

HUD導航功能：采用增強波導光學成像技術(shù)的平視顯示器（HUD），可以將導航信息實時虛擬影像投影在頭盔護目鏡上，避免了使用者低頭看手機導航帶來的危險，同時平視顯示器還可以顯示當前速度、轉(zhuǎn)彎方向、來電和后視鏡反饋。

GPS：使用GPS信號接收器接收GPS信號，通過計算獲取頭盔所在經(jīng)緯度信息，最后實現(xiàn)用戶位置的定位。

傳感器預警功能：頭盔內(nèi)置陀螺儀、電子羅盤、加速度計和環(huán)境光傳感器等，可以分析天氣和道路狀況，配合APP，通過頭盔平視顯示器提供實時警報。

2 研究方法與流程

2.1 FBS模型概述

在進行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的過程中，John S.Gero等人提出了一種新的研究方法論——FBS模型，這個模型的主要結(jié)構(gòu)關(guān)系是對功能—行為—結(jié)構(gòu)（Function—Behavior—Structure）三者展開敘述。對于功能方面來說，其作為一個產(chǎn)品設(shè)計的根本，主要目的是滿足用戶要求;從交互方面來說，它主要依靠“行為”這一部分實現(xiàn)。要加強功能—行為—結(jié)構(gòu)這三者之間的聯(lián)系，就要依靠“結(jié)構(gòu)”這一方面實現(xiàn)。這不僅可以為設(shè)計人員提供更完善的問題解決方法，也可以使這個方法更加嚴謹[3]。為了更好地加強結(jié)構(gòu)與功能之間的聯(lián)系，研究人員還要引入行為這一環(huán)節(jié)，簡單來說就是要在傳統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)模型中引入這一變量[4]，形成產(chǎn)品功能到行為、行為到結(jié)構(gòu)的映射，以此獲得解決設(shè)計問題的方案。

2.2 以FBS模型為基礎(chǔ)進行產(chǎn)品設(shè)計

FBS模型下智能騎行頭盔設(shè)計開發(fā)流程如圖1。

第一，需求確定功能：通過數(shù)據(jù)對比，分析總結(jié)摩托車騎手的心理特征等一系列指標，并根據(jù)分析所得到的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其中的主要用戶使用需求，以此初步確定智能頭盔的主要基本功能。第二，功能映射行為：把得到的智能騎行頭盔的基本功能進行映射，得到預期行為，并進一步研究分析。第三，行為映射結(jié)構(gòu)：通過對現(xiàn)有產(chǎn)品進行功能等方面的評估比對，得到基本的行為方式，然后以此進行映射代入后得到基本的結(jié)構(gòu)模型。接下來對使用者和頭盔之間交互的行為進行深度分析，以此保證設(shè)計方案的有效性和功能性。

3 FBS模型下的用戶需求轉(zhuǎn)換

3.1 確定功能需求

通過對全盔形態(tài)騎行頭盔使用者的行為分析和生理分析，得出以下幾點功能需求。

第一，基本需求：能夠滿足在騎手騎行過程中通話、查看道路信息、查看手機信息、記錄道路情況的需求。第二，安全需求：頭盔作為保障騎手騎行安全的工具，其安全性不容忽視，不僅要考慮產(chǎn)品自身的設(shè)計，還應(yīng)充分考慮所有使用場景，充分保障使用者的安全以及佩戴舒適的需求[5]。第三，易用性需求：在滿足騎手日常騎行需求的情況下，智能騎行頭盔還需要操作簡單，能快速讓適用人群接受和學習，要避免煩瑣的操作，減少使用人群的學習時間和操作的復雜度。第四，情感需求：在智能頭盔的設(shè)計過程中，不僅僅要關(guān)注外觀造型和顏色，頭盔上的圖案搭配和材質(zhì)也要符合摩托車騎手的心理特征，提升騎手對智能騎行頭盔的接受度。

3.2 功能映射行為

設(shè)計智能騎行頭盔，首先要明確用戶的基本需求，在FBS模型特征的基礎(chǔ)上分析目前市場上主流智能騎行頭盔所具備的功能，進一步研究這些功能并將其細化[6]，得到通話、語音控制、記錄、虛擬影像、感知和定位等功能;接下來以功能為依據(jù)進行行為的映射代入，對這些復雜的基本功能進行細化，再使用細化后的基本行為對相應(yīng)的行為總成進行映射代入。語音功能映射代入為內(nèi)置高清環(huán)揚聲器、降噪麥克風、獨立音頻處理器和藍牙芯片、語音控制、Amazon ALEXA語音助手以及開關(guān)的閉合由控制功能映射，內(nèi)置高清廣角攝像頭由記錄功能映射，平視顯示器（HUD）和內(nèi)置攝像頭由虛擬影像功能映射，記錄功能映射為靈敏傳感器，陀螺儀、電子羅盤、加速度計和環(huán)境光傳感器、SD存儲器、定位功能映射為GPS信號接收器。為了用戶的安全，還要在現(xiàn)有智能騎行頭盔的基本功能上，為騎手提供智能化的出行方案，比如頭盔后方的轉(zhuǎn)向尾燈、SOS緊急報警等功能;在日常的使用過程中，安全和智能化同樣是需要考慮的設(shè)計因素，智能騎行頭盔也要滿足佩戴舒適的需求，在達到智能化的同時要能給適用人群帶來舒適的佩戴體驗[7]。

3.3 行為映射結(jié)構(gòu)

通過行為的映射代入，可以發(fā)現(xiàn)使用不同的模塊進行代入之后這些模塊之間存在著關(guān)聯(lián)。例如，針對不同的行為模塊來說，進行映射代入之后會發(fā)現(xiàn)相互重疊的現(xiàn)象，這就對智能頭盔的設(shè)計提出了更高的要求。在進行結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計時，需要對人機功能結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進行仔細考量，以免出現(xiàn)上述情況導致設(shè)計不合理。在一個設(shè)計完成的產(chǎn)品中，結(jié)構(gòu)布局一定要合理，因為一個產(chǎn)品不只是一個獨立的個體，而是由多個不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊共同組合而成的，所以在進行結(jié)構(gòu)的映射代入時要區(qū)分相似的行為模塊，將相似的行為模塊映射為一個結(jié)構(gòu)模塊，這個結(jié)構(gòu)模塊是整體的。然后再將這個結(jié)構(gòu)模塊拆解、細分為不同的執(zhí)行結(jié)構(gòu)，這樣的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局不僅更合理而且還易于掌握，避免了行為的數(shù)量龐大帶來的結(jié)構(gòu)上的問題。根據(jù)智能騎行頭盔多樣的使用場景，可以映射出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模塊，之后以目前現(xiàn)有頭盔產(chǎn)品的設(shè)計風格以及設(shè)計經(jīng)驗進行類比、推理，再進行最終設(shè)計，以此保證所設(shè)計的產(chǎn)品可以滿足用于摩托車騎手的全盔形態(tài)智能騎行頭盔。智能騎行頭盔的功能—行為—結(jié)構(gòu)映射結(jié)果[8]如圖2。

4 智能騎行頭盔設(shè)計原則

4.1 信息可視化原則

騎手在使用智能騎行頭盔的時候需要熟悉它的操作方法并且適應(yīng)，因此為彌補騎手對產(chǎn)品的不熟悉和缺乏使用的經(jīng)驗，減少騎手的記憶成本，讓智能騎行頭盔操作起來更加簡單易接受，要根據(jù)可視性原則通過圖形引導、語音提示、文字說明等方式，在智能騎行頭盔使用過程中為騎手提供高效快捷的提示引導，如提供符號指引、語音提示等，引導用戶正確使用智能騎行頭盔。如此，就可以使智能騎行頭盔更高效地保障騎手的安全，為騎手提供更高效的服務(wù)。

4.2 靈活高效原則

普通用戶的數(shù)量遠高于低水平和高水平用戶數(shù)，所以要保持靈活高效，不要忽略和輕視大多數(shù)用戶。因為每個騎手的接受水平和習慣不同，因此可以通過車聯(lián)APP或者頭盔自帶的系統(tǒng)設(shè)置智能化程度滿足不同等級騎手的使用需求，例如，可以將頭盔的智能程度設(shè)置為簡單、中等、高級三個等級讓騎手自主選擇。在高級選項中加入更多的設(shè)置選項，讓智能騎行頭盔保持它的高效性但又不失去靈活性。

4.3 易掃原則

騎手在騎行過程中瀏覽投影信息的動作不是讀也不是看，而是掃視。易掃，意味著要突出重點內(nèi)容，削弱和摘除無關(guān)信息。智能騎行頭盔雖然將有用的信息運用虛擬和增強現(xiàn)實技術(shù)集中顯示在了騎手的視覺前方，但信息的重要性有輕重之分，因此要通過虛擬成像顯示的位置和大小以及形狀顏色，凸顯出重點內(nèi)容，弱化次要內(nèi)容，以供騎手快速提取。

4.4 多通道感知原則

產(chǎn)品是為人設(shè)計的，因此產(chǎn)品設(shè)計必須充分考慮到用戶在使用產(chǎn)品時的使用體驗以及產(chǎn)品反饋給人的感受，頭盔設(shè)計中多通道感知有助于騎手靈活高效地使用智能騎行頭盔。因此，多通道感知原則在智能騎行頭盔設(shè)計中是必不可少的。智能騎行頭盔的多通道感知主要是通過騎手的眼睛、耳朵和皮膚進行反饋。視覺上，騎手用眼睛觀察頭盔的外觀造型和功能;聽覺上，騎手用耳朵感受語音交互;觸覺上，騎手的頭部和手部可以對智能騎行頭盔的材質(zhì)進行觸感反饋。

5 結(jié)語

隨著我國摩托車持有量的持續(xù)增加以及相關(guān)法律、政策的出臺，騎行頭盔的銷量持續(xù)上漲，對頭盔智能化的需求也日趨強烈，通過FBS模型提煉用戶需求，得出設(shè)計要點，在智能穿戴產(chǎn)品設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，分析總結(jié)智能騎行頭盔的設(shè)計原則。依托智能騎行頭盔設(shè)計原則，設(shè)計出符合摩托車騎手需求的智能騎行頭盔，可以在滿足騎手需求的同時，增強道路交通的安全性，更有效地推動生活智能化。

參考文獻：

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[8] 張琳，趙靜.產(chǎn)品設(shè)計中用戶需求可視化研究[J].機械設(shè)計，2015（7）：126-128.

作者簡介：馮奇（1994—），男，江蘇揚州人，碩士在讀，研究方向：藝術(shù)設(shè)計。

高矚（1965—），男，江蘇常州人，博士，教授，研究方向：智能產(chǎn)品可持續(xù)設(shè)計。