儿童互动机器人的造型设计

郭秦逸+张铁成

摘 要：随着社会的高速发展，同时伴随着较于成人化的游戏过早的进入了儿童世界的现状，儿童与父母、儿童和儿童之间越来越难交流互动，儿童对科技型玩具的需求也越来越高。为了应对这一系列的问题，需要设计一款智能型儿童产品，通过设计的力量使儿童的生活更加美好幸福。本设计主要采用的设计流程及设计方法是：针对现有智能机器人产品进行研究分析，如机器人的功能、造型、使用方式等；在对使用群体进行全方面的调研分析后，总结出在产品设计的功能和造型应该侧重的方面；明确设计定位，针对儿童的色彩分析和造型设计确定一个最终可实现的成熟设计方案。

关键词：产品造型设计 智能机器人 儿童玩具

中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（a）-0094-03

Abstract： With the rapid development of society， accompanied by an earlier adult game into the world of the current situation， children and parents， children and children are more and more difficult to interact， children's demand for scientific and technological toys are also becoming higher and higher. In order to deal with a series of problems， they need to design a smart children's products. Through the design of the power which makes children's life more beautiful and happier. The design process and design method of this design are as follows： the research and analysis of the existing intelligent robot products， such as the function of the robot， the way of modeling， the way of using it， etc； after all the research and analysis of the users of the products. The function and shape should focus on the aspects； clear design positioning， for children's color analysis and modeling design to determine a final implementation of the mature design.

Key Words：Product design； Smart robot； Children's toys

随着社会的高速发展和科技的不断进步，机器人已经作为人类生活的“好伙伴”逐渐进入人类的生活。智能语音互动机器人又因为其更容易进行良好的交互设计而具有更大的开发潜力，而针对儿童这一特殊人群进行设计的智能语音互动机器人尚属于比较空白的阶段，很多设计人群还没有意识到其中的开发潜力与价值。同时，儿童这一特殊群体也面临着诸多交流的、游戏的问题，而为其设计一款智能语音互动机器人也是一个很好的解决方案。所以设计一款针对6岁以上儿童的智能语音互动机器人是非常有必要的。

1 儿童智能语音机器人设计应用实例

针对儿童的智能语音互动机器人的开发尚处于起步阶段，只有少部分设计研究人员认识到可以运用智能语音互动机器人来弥补孩子和父母之间、儿童和儿童之间的沟通障碍，可以代替手机、平板满足儿童对科技型产品的兴趣。尽管有少量的创客已经在研究开发相关产品，但交互性、趣味性、娱乐性仍有待提高，開发出的机器人产品也仍然属于科研阶段，没有进行市场投放和推广，智能语音互动机器人的开发整体上呈现出空白待发展的状态。以下是对三款市场上的同类产品分析。

1.1 BOXZ

BOXZ是一款利用Arduino板为小朋友设计的组装、编程机器人。其外形看起来就是一个简单的方盒子，内部搭载传感器和主控板，产品外部通过拼接的方式进行组合，还可以自主创新，搭配小手臂、小帽子等[1]。此外，小朋友可以自己动手制作机器人的外衣，可以创造性的利用图形化编程，寓教于乐。

优点：具有图形化编程的功能，可开发的游戏模式多，寓教于乐性高。

缺点：交互应答性比较差，造型过于方正，给人的距离感比较强。

1.2 腾讯微宝球形机器人

腾讯微宝球形机器人是一款采用APP操控移动的游戏型机器人[2]，其外形就是一个简单的球体，其主要功能是搭配其公司的各种游戏平台进行体感游戏；其主要原理是内置传感器和微型处理器，通过编程使其可感知外部环境，并自主地进行判断。腾讯微宝智能机器人外观炫酷，可以进行颜色变化。其主要特色是其整体完全封闭，采用无线充钱技术，可以在水中进行玩耍。

优点：造型炫酷，功能强大，有DIY功能，游戏模式带入性强，个性强。

缺点：这是一款绝对的游戏型机器人，没有寓教于乐性，不适用于儿童。

1.3 Sphero BB-8智能语音互动机器人

Sphero BB-8机器人是一款通过手机控制的智能语音互动机器人，这款机器人主要分为两个部分，一部分是球形身体，另一部分是半球形脑袋，两部分通过磁性进行连接。其主要原理是内置传感器进行识别方向和位置。其可以通过手机端控制其点头、摇摆等动作。此外，这款机器人的一大特色就是融入了全息投影技术，其可以全息播放自己录制的短片或电影。这款机器人已经不仅是单单针对儿童的玩具，更是每一个科技爱好者的伙伴。

优点：科技性极强，交互性好，造型奇特。

缺点：更趋向于定位于科技爱好者，对于儿童来说过于高级，售价高。

2 儿童心理需求分析

智能语音互动机器人的使用人群為6岁以上儿童，通过访谈调研分析其心理需求如下。

（1）喜爱科技型玩具。

随着社会的发展和科技的进步，手机、平板电脑变得随处可见，也逐步的侵入儿童世界。手机、平板电脑逐渐成为玩具出现在儿童的生活中。但这样的情况会带来诸多的问题，例如，视力问题、内容健康的问题等。相比于单纯的传统玩具，儿童越来越喜欢科技型玩具。虽然智能语音互动机器人本身就是科技型产品，但如何做到让此科技型产品的娱乐性超过手机、平板电脑仍然是设计要解决的问题。

（2）需要父母陪伴一起玩耍。

人以个体的形式存在世界上，但却需要社会关系的陪伴。父母是儿童自出生起最早开始陪伴儿童的人，儿童也在成长的过程中需要父母陪伴一起玩耍。现代社会儿童和父母之间、儿童和儿童之间的交流障碍已然逐渐增大，需要一款产品作为中间的调和来解决这个问题。这就要求智能语音互动机器人既满足儿童的需求，又不会让父母觉得无聊，只有这样才能让智能语音互动机器人弥补儿童和父母之间的交流鸿沟。

（3）需要多种多样的交互方式。

虽然希望家长可以陪伴儿童一起玩耍，但现实中由于父母忙碌的原因还是儿童自己独自一人玩耍的时间比较多，所以儿童需要智能语音互动机器人具有良好的交互性，甚至是多种多样的交互性。除了语音应答外，希望具有表情变换等功能，可以让儿童一个人玩耍时也不寂寞。

（4）喜欢个性的、独一无二的。

智能语音互动机器人以玩具的身份出现在儿童的世界里。对于儿童来说，他们希望自己的玩具是独一无二的、是特别的。但大工业批量化生产的背景下，无论任何产品一模一样是不可避免的，所以这要求智能语音互动机器人在设计时从小方面着手，来区分产品做到个性化。

（5）喜欢新鲜的、不同的。

儿童对于新鲜的事物总是好奇的，这就导致儿童很容易厌倦手中旧的玩具而去喜欢新的玩具。这就导致智能语音互动机器人作为玩具要长久的存在于儿童手里是困难的，所以需要智能语音互动机器人具有多种多样的游戏模式，且可以不断地进行创新与更新，以此来延长儿童对智能语音互动机器人的喜爱，从而也延长了产品的寿命。

3 设计实例

通过实例和用户需求分析，我们明确了设计定位：一款针对6～12岁儿童使用的具有语音应答、表情变化、APP控制运动、图形化编程功能的儿童陪伴语音互动机器人。我们将用户对于产品的需求融入到该产品的设计中，研究其在儿童陪伴机器人方面的方法和思路。

3.1 针对儿童的色彩分析

色彩是人对于事物的本能感知，人们利用色彩并赋予色彩不同的象征意义，例如红色代表血液，代表热情，象征生命；黄色代表快乐、代表明亮，象征收货；蓝色代表科技、代表安宁，象征蓝天和大海等。而对于目标定位的使用人群6岁以上儿童来说，他们也许对色彩的象征意义没有明确的感知，但他们已经可以明确的区分所有的色相，可以感知到颜色明度、纯度的些许不同。随着年龄的不断增长，儿童将逐渐有自己喜欢的颜色，相对于明度、纯度较高的鲜亮的颜色，他们会逐渐趋向于调和色，更加趋近于成人的审美。

智能语音互动机器人的配色采用了现今最为流行的马卡龙系列颜色，马卡龙颜色和白色的组合让产品整体造型更加可爱、俏皮。马卡龙颜色本身就是一种甜美的颜色，恰当的色彩组合可以给使用者愉快、美好的心理暗示。智能语音互动机器人的色彩其实是可以根据当下的流行趋势进行不同颜色的设计配比，理论上不应该固定某种颜色配比，应该给予产品更大的创造可能。

3.2 造型设计

针对儿童使用的智能语音互动机器人的造型设计，是一个机器人设计是否成功的外在表现。智能机器人既要符合儿童审美需求，又要考虑到设计的造型要配合内部结构，并且要考虑到材料工艺等方面的内容。综合以上，配合现有的产品部件后，我们提出了现有的设计方案，此设计方案可以充分考虑方案的可实现性。在方案可实现的基础上充分考虑了设计的美观性，并兼顾了人机方面的设计。

此方案在设计上采用了可爱的球形造型，综合了市面上同类产品的功能进行的设计，其具有了语音应答功能、眼部表情变换功能、APP控制行进功能，同时在设计中加入了LCD运动提示的显示屏，在机构的基础上完善了造型的设计（见图1）。

为了满足儿童对于玩具希望有个性、希望自己的玩具是独一无二的心理，进行了个性贴纸的设计。同时，个性化的设计也满足了在游戏中区别个体的需要。

通过设计机械结构来完成表情的变化，表情变化的结构主要是由上层板和中层板之间的表情结构、按动开关和弹簧组成，当按动开关时，通过弹簧的压缩和反弹带动轮轴转动，从而带动表情结构变换（见图2）。

4 结语

本次设计提出了定位于儿童的智能语音互动机器人的概念，设计的智能语音互动机器人有语音应答、眼部表情变换、APP控制运动、图形化编程等功能，所有的功能设置很大程度上提高了产品的趣味性和交互性。对于产品的整体设计和细节设计基本满足了消费人群即家长对于此类产品的要求，也满足了使用者即儿童的心理需求。通过智能语音互动机器人的设计开发，可以解决手机、平板电脑逐渐作为玩具进入儿童世界的问题，也可以解决儿童与父母之间、儿童和儿童之间逐渐形成的交流障碍问题。配合多种的交互方式和游戏模式，可以使机器人产品成为儿童生活中的好伙伴，减缓儿童在日常生活中的孤单感。

参考文献

[1] 赵爱丽.基于情感化设计理论的儿童产品设计研究[J].大众文艺，2012，31（21）：77-78.

[2] 张宪荣，陈麦，张营.工业设计理念与方法[M].北京：北京理工大学出版社，2005.

[3] 诺曼.情感化设计[M].付秋芳，程进三，译.北京：电子工业出版社，2005.

[4] 聂建林.浅析儿童情感化设计[J].中国包装工业，2013， 31（12）：17-18.

[5] 刘国余，沈杰.产品基础形态设计[M].北京：中国轻工业出版社，2001.

[6] 朱黎靖.与儿童心理发展相适应的产品形态认知研究[D].上海：华东理工大学，2005.

[7] 吕兵，肖最，郝喜海.色彩在儿童玩具设计中的应用[J].机电产品开发与创新，2006（9）：70-71.