儿童可穿戴智能设备设计研究

郭孝淳

摘要：随着时代的进步和经济的发展，人们的生活水平不断提高，从而对孩子的教育问题有了更深刻的认识。越来越多的家长选择把孩子送到幼儿园，希望孩子可以更早受到科学、规范的教育。同时在互联网时代可穿戴设备领域技术不断进步，产品和技术解决方案越来越成熟，更多的优秀产品得以进入市场。在国民消费习惯和时代潮流等多种因素的影响下，导致即使是价格不菲的儿童可穿戴智能设备在3-6岁幼儿群体中也拥有巨大的保有量。

关键词：儿童;可穿戴智能设备;设计原则

在过去的几年中国内可穿戴设备市场迅猛发展，涌现出一批以小米、华为为代表的在世界市场都占据一席之地的厂家。由小米、华为、步步高、奇虎、乐心等厂商领衔的2017年第三季度中国可穿戴设备市场出货量为1288万台，同比增长18.7%。无法安装第三方应用的非平台型可穿戴智能设备同比增长6.7%;在4G儿童手表市场的迅猛发力等多方因素下，智能可穿戴设备同比增长达到264.8%。

1 关于儿童

儿童在成长过程中，有其自身的发展规律。而在一般情况下，监护人常将成人角度思维认知强加给儿童，使其被动接受。忽略了儿童成长发展的自主性和独特性。同时幼儿园儿童正处于人生启蒙阶段，他们迈出家庭，进入幼儿园，其生理特征、认知特征和情绪特征都影响着幼儿园儿童对智能可穿戴设备的需求。因此对儿童产品的设计研究需要重点考虑儿童在特定时期的特征。

2 儿童可穿戴智能设备的界定

可穿戴设备作为一种便携式设备，通过软硬件支持、大数据交、云端交互等将功能整合到用户的服装或配件中，从而实现其价值。对于儿童的可穿戴能设各种类繁多，产品形式以手坏、手表、服装、柱子、首饰为主，由于0-3岁的幼儿行为认知无意识，日常的活动也常常局限于婴儿床、婴儿车、父母的携抱等方式，因此可穿戴产品大部分是睡衣或尿片的形式;3-6岁以上的幼儿园儿童因为有独立的认知和行为意认，因此可穿戴产品多以手表、手环、鞋子等形式为主。

由于儿童是特殊群体，在可穿戴产品的功能方面，没有成年人可穿戴产品功能全面，但是和儿童的日常生活息息相关。

3 可穿戴智能设备的特点

可穿戴计算技术的提高极大地促进了智能穿戴设备的发展，可穿戴计算技术的特征也反映出智能穿戴设备同样具有某些属性特征。

3.1 静默工作

可穿戴智能设备能够为人——机之间提供一种“持续接口”。用户习惯使用的移动设备应用往往是需要用户开启并持续关注时才会起作用，用户需要耗费热量、注意力与设备进行互动操作;当用户关闭应用或远离设备时，应用往往是不作为的，这是传统手持计算装置、便携式电脑的普适性特征。

3.2 环境感知

可穿戴智能设备系统配置了各种传感器装置，能够对用户当前的环境信息进行主动感知和收集，并且这种感知过程是可持续的、连贯的，例如对用户周围环境温度、湿度的感知、地理位置的变动等。

3.3 多层交互

可穿戴智能设备的前三项功能表明了，用户的使用环境具有复杂性和多变性，设备需要面对多样化的环境特征，这就对智能穿戴设备的操作界面的人机交互提出了更高的要求和挑战。

4 可穿戴智能设备的设计原则

4.1 实时的任务切换性原则

智能穿戴设备对环境因素的感知和操作决策的输出，是一种设备的主动反馈行为;用户在不同环境中进行的相关操作和行为，绝大多数是用户自身主动发出的，用户通过对自身状态、视觉、声音、疲劳程度等因素的感知，来决定接下来的任务。实时的任务切换性原则旨在提高智能穿戴设备在用户任务情境和环境情境下的体验效果，提升智能穿戴设备提供的服务与用户感知、认知和体验的匹配度。在不同的任务情境和环境情境下，用户调用的主要感官是不同的，接收信息的方式和效果也具有特异性;另一方面，用户在运动过程中的注意力主要集中在运动本身上，处于一种沉浸式的体验之中，此时分配给智能穿戴设备的注意力较少。因此，在用户的任务情境之下，智能穿戴设备需要给用户提供与当前任务相关度较高的信息，同时基于实际的环境情境，在不于扰用户注意力、保持用户专注度和低认知成本的前提下满足用户的相关任务需求。

4.2 智能化的辅助性原则

用户处理信息的过程，主要包含两种路径，一是外部的物理路径，即信息从设备发出到用户接收和感知的过程;二是用户自身对信息的处理能力，即用户对各种样式的信息处理能力不同，反馈效果同样存在差异。但是从信息的接收距离和接收效果来看，人们更习惯处理视觉接收到的信息。由此可知，智能穿戴设备的设计需要重点考虑产品的外部环境状况，即设备的使用环境将极大地影响智能穿戴设备的硬件和软件的设计结果。在智能穿戴设备的设计中，除了考虑单一的外部环境的信息传递效果外，还需要考虑到环境的变化，例如从户外环境到室内的会议环境，用户对于智能穿戴设备情境模式的需求是不同的。因此，这便需要设备能够主动感知环境的变化，根据环境特性来主动触发命令机制，辅助用户决策，可以避免用户遭遇尴尬场面。

4.3 交互方式的优化性原則

因为智能穿戴设备穿戴在身上的本质特性，在它的设计与研制上有很多极富挑战的需求需要满足，如舒适性、安全性、耐用性、交互的便捷性、信息传达的有效性电子元器件安装的稳定性，数据采集的准确性、能耗持久性，甚至设备穿戴及使用行为的社会接受度等。这些都对可穿戴智能设备的人机交互提出了很高的要求。