U—T腕表

殷陈君+霍悦+杨婧艺

摘要：我国视障人士数量逐年增加，他们对于助行产品的需求日益显著。该文根据视障人士的出行需求，结合调研盲校师生所给出的建议，对视障人群出行中需要考虑的各个问题进行综合分析，提出“安全绳”的设计理念，力图帮助每一位使用者获得环境交互信息，保障安全出行，并且在通用设计的理念下完成该产品的开发与设计。

关键词：通用设计；信息交互；“安全绳”

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）35-0282-04

相关报道显示，中国目前视障人士总数超过1600万，但是由于导盲犬的特殊品种要求以及训练成本较高等原因，目前我国范围内可以帮助视障人士出行的导盲犬数量只有50只左右。数量众多的视障人士只能依靠的传统导盲杖出行，出行途中由于传统导盲杖功能缺失，不能为提供足够多的信息，视障人士的出行充满未知与风险。

近年来，随着电子信息技术的发展，市场上出现了多款电子智能导盲杖，在一定程度上为市场人士提供了便利。但是由于相关的理论研究尚未形成体系，在电子导盲杖的设计与评价方面，缺乏统一的标准。

为解决这一问题，天津城建大学城市艺术学院的学生科研团队，在学校的支持下，深入天津和山西的两所盲校进行深入调研。通过观察、访谈以及亲身体验等多种方式，总结出目前视障人士日常生活中面临的主要问题：

1）除了盲校等特殊场所之外，我国整体交通体系中不重视通用设计，忽视视障人士的需求：许多场合未按要求铺设盲道、公交站台中多条线路共用同一个站点时未考虑视障人士分辨困难、道路路牙缺少无障碍坡道等；

2）在一些场合，虽然铺设了盲道，但是盲道形同虚设：下水井盖的阻隔、汽车或其他物体的侵占、“断头路”的存在等等，大大降低了盲道的使用效率和安全性。

在研究的基础上，本课题组借助“安全绳”的概念，为解决视障人士的出行问题提供了一个基本思路。“安全绳”本是为高空作业者和极限运动爱好者所设置的保护措施，在保障他们人身安全的同时，更多的是给予心理上的安慰。根据“安全绳”的设计概念，在进行视障人士出行辅助产品设计时，不仅考虑保障视障人士的生理安全，同时要兼顾视障人士的心理安全需求。

1 用户调查与分析

不同的设计服务对象有不同的生活环境、生活习惯，所以进一步明确不同设计服务对象的设计需求，将有利于产品开发设计过程中明确产品功能与形式。

1.1 视障学校在校学生

视障人士接受教育的场所往往较为集中，这些特定的场所中，环境设计与配套设施方面会比较有针对性。比如，盲道铺设较为健全合理、栏杆与扶手较多且扶手特定位置上会设有凸起的盲文等引导性符号。这些设施能让视障人士通过感官代偿的方式，获取周边环境信息，保证他们的安全活动并给他们心理上较强烈的安全感与归属感。

因此，为在校视障学生做设计，可以在一个较好的基础上进行改良改进设计，去除一些安全方面的问题。并可以考虑通过WIFI、射频等先进技术，设置语音提示触发设备，帮助他们更加自如地学习和生活在其中。

当然，这些特定场所里的贴心设计，也非常有推广的价值。在经济条件允许的情况下，也希望更多的环境中可以进行类似的改造。

项目组在山西太原高等职业盲人学校、天津视力障碍学校两所院深入开展调研，通过访谈并协助被访填写调查问卷。

调研中几乎所有同学都提到了在日常出行时会遇到很多问题，包括出行路況信息处理的复杂性、大众化交通工具系统中未考虑视障人士的通用性、出行时间难以避免与公共交通高峰的重叠、许多设施不具有视障人群使用的特性等。例如：1）台阶、花坛、灯柱、电线杆等景观小品设施，对视障人群来说，是给路况信息带来了复杂性。在校园内部分扶手上的盲文贴片出现了卷边生锈等情况，对于视障同学而言尤其是对于新生而言，影响到他们及时获取信息，甚至存在一定的危险性；2）公共交通主要服务对象是普通大众，没有考虑到视障人士的通用性。在公交车站的候车区域（岛、台）常与广告牌同处一地，线路站牌、站柱、站亭每个城市高度各有不同，但对于弱视力群体而言整体高度偏高，影响对交通信息的读取，增加了乘坐公共交通的困难；3）在校学生多为父母接送，但乘坐公共交通对他们而言也是一种成长。但他们的上学、放学时间同普通大众的上班、下班时间重叠，却没有相对独立的行走空间，交通拥挤形成的更复杂的交通环境，越发增加了他们出行的难度。

在调研观察中，我们发现，盲校的同学在校园中活动时比在校外活动时，行动速度和准确性都更高。主要原因有外部环境因素和内在心理因素两方面：校园环境中，由于顺墙、顺着楼梯均有扶手的存在，而且扶手的两端以及转角处均有凸起的盲文文字，能给视障同学及时反馈信息，帮助他们了解所处环境，这无疑在帮助视障同学提高行动速度方面起到了相当大的作用；更重要的是，由于对环境相对熟悉，视障同学内心的安全感会帮助他们更从容地面对各项日常任务。调研小组根据这个现象认为，如果我们能够根据视障人群的需求和现有的科学技术相结合，将“安全绳”的设计理念，应用于盲校的公共设施建设或室外道路的建设等方面，那必定会从一定层面改善在校视障人群的生活方式，给在校学生带来便利与安全。

1.2 成年视障人士

随着年龄的增长，许多视力障碍学生将结束自己的校园生活，走向社会。社会环境相比于校园环境而言更为复杂多变，需要更多的途径去获得路况等周边信息。

由于环境复杂，视障人士从居住地到工作单位的这段路程，往往需要他们花费很长一段时间才可能掌握和适应。随着城市道路的改造和一些路面存在的不确定因素，视障人士的日常出行中又增加了更多困难。通过对多位视障按摩技师的观察及采访，综合他们的建议后得知，除了视障学校学生所提出的问题之外，视障按摩技师们还有以下几点问题需要面对：

1）日常活动半径比视障学校校园更大，在相对陌生的环境中如何自主了解并安全躲避前方道路所存在的所有障碍；

2）随着年龄的增大，学习能力和动机下降，不敢尝试新兴事物，认为自己掌握不了；

3）在陌生的环境中，有时需要周围人群提供帮助，但是又不知道怎样在不冒犯到别人的情况下，及时方便地发布求助需求？

2 产品规划与方案设计

2.1 功能定位

对于青少年的在校生，以“安全绳”为理念设计，采用日常出行跟踪法记录习惯，用校园活动列举法来发现青少年现有出行的不便之处，根据学生个人情况进行其应有功能、形式的设计与完善。对其功能性、可操作性、安全性、与校园环境的匹配性、全面性、信号覆盖性、组织条件性、经济性原则等等进行探索与研究，使其功能智能化。增加学生们的日常活动范围与形式。

对于成年使用者，根据通用设计的理念，在信号的发射与接收方面进行进一步的假设与思考，以完成不同年龄层次视障人群的需求，对于年龄老化的使用者进行特殊化定制。

我们将近年已经生产并且在社会中售卖的视障产品进行了一一的列举与分析。（见表2）

通过对于不同年龄段不同职业需求的视障人群需求的综合分析，总结过去与现在及未来的助行产品，“安全绳”的设计功能期待如下：A通过雷达测距并进行语音播报（类似于汽车倒车雷达功能）B通过实时定位明确自己所在位置C通过电子导航，选择出行路线D识别道路信息E测出前方环境E拍照技术F时间G语音通话H网络约车I视频通话（给对方提供自己所在环境）J助行呼叫（求助）K指南针L微信M广播调频。

2.2 设计原则

1）以公平性为使用前提，进行通用化设计，尽量满足能为所有使用者提供相同的使用方式。

2）以定制化为主要方式，提供多种使用形式以供使用者选择，适合不同使用者的使用节奏，频率等。

3）以简单直观为主要形式，无论使用者的经验、文化水平、语言技能、使用时的注意力情况如何，年龄层段等都能容易的理解设计物的使用方式。

4）以即时信息为主要内容，通过不同的表达模式（语言的、触摸的、嗅觉的）描述使用者所需要的信息，以可描述的方式区分不同的元素状况。

5）以低耗环保、经济适用为设计前提。

6）最大程度的实现容错性原则，及时纠正错误，并时刻保证使用者的安全。

3 设计方案

基于以上市场调研，我们从产品功能、人机交互界面、技术可行性、生产成本等多要素平衡的角度提出了设计方案，产品实体化满足以下功能：

3.1 功能一

结合雷达的设计原理，此设计在距离使用者三米范围之内进行障碍扫描，红外扫描结果以语音及盲文两种方式告知使用者前方情况。

扫射半径设置为3米。三米长，相当于成人以60公分步幅行走五步的距离，以保证使用者在他们正常行走速度的情况下，有足够时间获取和加工信息，并做出正确的判断。扫射高度按高、中、低三个高度分为三档，并根据扫描到的不同高度障碍物做出不同反馈；并根据预设的用户个人具体信息，包括年龄、身高、步幅等信息提供应对建议。

需要进一步识别路况或障碍物相关信息时，使用者可以通过滚动磨砂方向球调整前置摄像头扫描方向，探求其所要了解的方向上的相关信息。

3.2 功能二

GPS定位及导航功能。U-T腕表内设GPS定位模块，可与所在城市的无线基站进行信息交换。此功能与APP相连。家人或朋友可提前帮助用户设定好所在城市、地图预下载、路线设定（起点位置及终点位置）；

3.3 功能三

语音通话功能。U-T腕表具有手机通话功能，插入sim卡后，可通过免提、有线耳机、蓝牙耳机三种方式拨打或接听电话。

3.4 功能四

时间等信息播报功能。U-T腕表会在整点时震动两下，在半点时震动一下。按动语音播报键，可播报当前时间信息等相关信息。

3.5 辅助功能

1）紧急求助呼叫功能及应急报警功能

在视障人群存在危险会想要寻求帮助时，腕表会自动给之前设置好的三个联系人发送求救短信。并且此时使用者所佩戴的蓝牙耳机会亮黄灯，让周围群众一眼可得知他们需要帮助，并及时帮助他们。

2）背光显示功能

在表盘的外边缘设有背光灯，一方面有利于弱视群體使用，另一方面便于紧急情况下通过背光的闪烁配合手表的声音来引起普通民众的关注。

3.6 显示屏设计

U-T腕表显示屏的形式为六边形，上小下大，上窄下宽。采用圆弧梯形设计，上小下大的设计更方便快捷的能让使用者在使用前分辨显示屏的正反与上下，防止使用者在看不清时可以通过触摸佩戴。显示屏正面包括一个大的磨砂球和两个小的磨砂方向球，一个大球与小球叠加，以摄像头为输入获取信息的手段，一个为确认信息，操作方法依旧满足视障人群的使用习惯，点击一次为语音播报，两次点击为确定，三次点击为重新探索定位。

显示屏背面设计包含：红外线定位感应器（GPS定位器），一圈背部感应器及震动装置、以及盲文显示屏。

3.7 具体操作方法

1）首先长按（大约五秒）开关机键（开关机键位于手表表盘的右上方，长方形按键），可实现开关机；在开机时腕表会播报欢迎词，并根据当前时间语音播报北京时间；

2）新使用者所需要的第一步是将输入用户信息，可以考虑通过手机端APP由亲友代为输入或者根据语音提示自行输入姓名、性别、身高、步幅、常用地址等信息；

3）在腕表上，设有一个方形凸起按键，长按这个按键，可以触发蓝牙耳机输入功能。蓝牙耳机选择挂脖式，可保证无线蓝牙耳机的佩戴稳定性；

4）U-T腕表支持其他视障人士常用的APP软件安装，可通过快速连续操作按键，进行软件选择与切换，并进行进一步操作。

4 结束语

总之，我们是希望通过自己的设计，为视障人士提供生活上的便利和心理上的安全感，让视障人士手里的U-T腕表成为他们心中的“安全绳”。当然，我们的设计方案中，也还存在许多技术层面的问题需要进一步明确解决：

1）如何让视障人群感受到前方道路的障碍或危险的具体情况，对前方物体的体量大小、距离、速度、角度、材质等详细信息的算法和呈现形式都需要进一步研究；

2）视障人群数量庞大，年龄跨度范围广，用户数据的搜集与分析存在一定的困难，所以我们的设计方案可能会有设计对象采样方面的缺失；

3）动态的变化性情况应如何进行实时提醒，如何在满足安全的基本前提下简化反馈信息，减少用户的信息负担。

除了运用“高科技”、“黑科技”，设计对视障人士的帮助可以是全方位的。比如，我们还可以为视障人士设计一款具有象征意义的徽章，比普通徽章体量略大，在视障人群需要帮助时，可以按亮或按响求助徽章。热心人看到或听到求助信息时，便会消除心理顾虑，及时伸出援助之手。期待更多的朋友加入研究和探索中来，一起为视障人士提供更可靠的出行协助方案。

参考文献：

[1] 殷陈君. 人体工程学[M]. 北京： 化学工业出版社， 2014.

[2] 丁鹭飞， 陈建春. 雷达原理[M]. 4版.北京： 电子工业出版社， 2009.

[3] 赵春雨， 王威锋， 汤亚广. 盲人智行拐杖的设计[J]. 电子设计工程， 2005（5）.