基于用户研究的生化监测装置设计

顾杰 丁鑫辰 付美平

关键词：用户研究方法 无意识设计 痛点 产品设计 用户

引言

生物医药专业产品专业性比较强，通常以功能为导向进行设计但长期的用户反馈显示这类产品在用户体验方面不好，主要体现在设计层面对用户考虑较少，用户使用产品时操作流程繁杂，需要多个仪器完成一次实验。所以这类产品需要基于用户研究方法来针对产品的使用过程和用户体验进行再设计。使用用户研究方法进行产品设计、再设计可使产品能具有与使用流程相匹配的操作系统，让产品用户体验提升。该文首先概略描述了用户研究内容、方法和流程;然后分析用户研究通常运用在哪些研究方面;简述了用户研究方法对于生物医药专业产品设计上的帮助;然后简单分析了“无意识”设计概念;再是举了一个典型的基于用户研究方法再设计生物医药专业产品的应用实例——便携式智能生化监测装置设计;最后总结了一套基于用户研究方法的产品设计方案。

一、用户研究概述

用户研究是以用户为中心的设计流程中重要的一步，其研究一切围绕用户展开。

（一）主要内容：1.调查用户的生活方式;2.研究用户的消费方式;3.调查用户使用产品的过程;4.调查用户对产品的想法;5.研究用户使用产品的原因和对产品的期望;6.找出用户在使用过程中的问题;7_了解用户对相关产品功能的意见。它的目的是接近用户、理解用户，将用户的需求和期望体现到设计中。它是一种研究用户体验，并将他们的需求与产品相关功能或外观设计相匹配的理想方法。

（二）研究方法：1.研究方向横纵坐标：用户的态度与行为（Y轴）、定性与定量维度（x轴）;2.典型方法：产品可用性测试、实地调查、用户访谈、参与式设计，如图1。

（三）用户研究的流程：主要由前期用户调查、情景实验、问卷调查、数据分析、建立用户模型五个步骤组成。

（四）其他相关概念：和用户研究相关的概念还有用户知识和用户体验。其中用户体验设计是用户研究为基础的设计，从产品用户的角度出发，其对象是产品或服务的整个用户体验全过程。以往的设计最大的缺点就在于以往的设计仅仅针对于设计对象本身，割裂了设计对象和它的使用者之间的联系。设计不应该只是设计师头脑中的想法和意图，最终强加给用户去接受。而用户体验设计强调过程的概念，这个过程和用户之间产生了互动，在交互的过程中形成了一个有机整体，所以设计活动依据不应该脱离这一交互过程。本文中提到的案例就着重运用了用户体验设计理论。

（五）主要应用方面：用户研究方法常用于产品设计、交互设计、服务设计等方面。在用户研究尤其是产品用户体验方面做得很好的，比如日本的设计师柳宗理，柳宗理系列的厨具现在仍然很受大眾欢迎，这与他的以用户为中心的理念是分不开的，他的产品用户反馈最多的就是用着舒服。其产品的受欢迎程度也能侧面反映出基于用户研究来进行产品设计的重要性，如图2、3。

（六）用户研究方法在生物医药专业产品设计上的帮助：首先，最基础直观的，便是用户的使用体验能得到大幅度提高，因为通过用户研究设计的产品操作流程符合用户实验流程，可以减少很多用户不必要的操作。其次，运用用户研究的方法能够发现原来用户没有注意到的问题，并加以改正优化。最后，基于用户研究同样能给产品外观，内部结构带来新的设计思路和方案。

二、”无意识”设计

提到以用户为中心设计，不得不提到“无意识设计”（WithoutThought），这是一种“将无意识的行动转化为可见之物”的设计理念，又被称为“直觉设计”是日本的设计师深泽直人首次提出的一种设计理念。什么是无意识？比如我们考试时会不自觉地去看还剩多少时间，困了会不自觉地打哈欠，坐久了会不自觉地伸展手臂，这些行为都属于无意识行为，贯穿于人们的日常生活。“无意识设计”便是通过观察人们的这种无意识行为，然后将这些行为嵌入到合适的产品或者产品功能中，使产品或相关功能能够遵从人们的使用经验或行为习惯，在使用产品过程中不需要过多思考就能够使用，从而提升产品的使用体验“无意识设计”并不是一种全新的设计而是关注一些别人没有意识到的细节，把这些无意识行为的细节放大，注入到原有的产品设计或功能中，这种改变有时比创造一种新的产品更伟大。

三、案列分析

基于用户研究分析了一个便携式智能生化监测装置设计的案例，通过五个环节来全面研究产品用户在使用产品过程中的痛点、操作习惯以及无意识行为，为后续设计做准备

（一）建立典型用户画像：如图4，该典型用户画像能代表大部分同类型实验检测员，能作为设计的对象代表分析能充分验证设计方案的可用性。

（二）产品使用过程再研究

1.情景实验——操作步骤规划流程图，如图5。（1）操作过程中存在较多的不可控因素，可能会由于不正确操作造成实验数据的偏差;该过程无意识行为有眼镜向操作台高度看（2）实验中存在操作多种仪器的情况，步骤繁琐;（3）实验设备的操作，外观设计不够人性化，并未带来舒适的用户体验，不符合情感化设计的人性需求;（4）人机交互不合理，设备高度不适合实验员操作，实验员由于设备高度手也无意识抬高，其实不利于实验;（5）设备材质为金属板，触感太过冰凉，用户体验不佳。

2.操作方式痛点：（1）检测试剂的污染，检测试剂加热不均，显色时间不充分，显色反应不够明显等，这些都将对后续芯片程序的准确分析造成一点定程度上的干扰;（2）需要同时运用多种设备进行试验，过程繁琐，增加了等待不同仪器设备的运行时长，从而导致整个实验过程的总时长延长;（3）人为因素的影响过大，以及实验的规范操作。

3.内部结构痛点：（1）功能模块的划分不够清晰，现有框架模型仅仅实现了拍照及数据分析的过程，并未将加热过程纳入到整体设备的研制当中;（2）内部原件的支撑框架太过于简陋，暴露出许多的锋利边缘，为后续仪器设备的检修造成了一定的安全隐患;（3）内部电线未进行统一的收纳和合理的线路安排;（4）较低的空间利用率，由于对模块化设计的理解程度较浅，设备本身存在着较多的无用空间;（5）并未对内部结构的铆接进行相应的设计，降低设备的美观程度;功能模块之间存在互相影响的可能，降低实验结果准确与可靠程度。

4.小结：综合以上的用户痛点分析以及设备在外观、操作方式、内部结构上的不足点，对设备的设计进行了重新的规划，结合用户操作的一些无意识行为对产品一些功能进行“无意识设计”，以求设备更能好地服务用户，同时符合模块化设计的要求。首先外观上应该做边角弧度化处理，操作方式上操作流程步骤应该设计得更加清晰明了'内部结构应该模块化，以此为优化设计的基础。

（三）产品的材料、技术、架构设计

1.产品表面处理——依据CMF法则：（1）CMF（Color，Material&Finishing），是有关颜色、材质与表面处理的产品设计相关理论法则。在国内大多被译为表面加工处理。针对于此项便捷式智能生化检测装置研制中涉及到的CMF设计法则进行如下分析与安排：（2）COLOUR（色彩）：设备的整体色彩偏向于干净，清亮的风格，综合生化检测设备带给人深入人心的概念模型，选用白色、灰色，以及科技感强烈的蓝色作为整体设计的基调。（3）METERIAL（材料）：考虑到设备内部需要有加热的功能模块，在实验过程的更新迭代中将原有的反应温度从100℃降至80℃。在长时间加热的过程中，整体机身部件使用阻燃ABS材料，直接作用于加热的托盘使用电木材质，加热板托盘使用金属板材。（4）FINISHING（表面处理）：综合检测试验环境对检测设备外观的具体要求，检测设备表面需要具有易清洗，耐磨，防腐蚀，耐热的特点，在选择阻燃ABS板处理工艺的时候，最终选用抛光喷涂处理来满足这一试验操作及环境要求特性。

2.产品内部结构：内部结构采用模块化分层处理的结构形式，对不同功能区进行清晰明了的规划。分为三个区域：加热区，拍摄区，显示区。其中显示区经过特殊的空间排布，从而实现两个功能模块处于同一高度，减少了由于功能区叠加而增加的设备高度。拍摄区摄像头高度进行了相应的实验调整，实验得出在20-25cm之间，摄像头的拍摄清晰度与图片的拍摄质量为最佳，如图6。

（四）设计定位：根据以上用户研究，结合调研和功能模块规划，对于整个便携式智能生化检测装置的研制进行产品的设计定位。

1.用户定位：生物医药专业相关实验室实验员。

2.功能定位：基于用户研究，目前在功能方面最需要设计的是便携、快速、智能化、人性化四大方面。

（1）便携由于目前实验的过程中需要使用到3-4个实验设备，包括恒温加热箱，吸光分度器等设备，因此实验过程中的中间环节存在不可控的因素，所以在此提出的便携概念为多种功能的融合，减少设备的使用数量，將不同设备的不同功能进行模块化以及芯片化的组合，从而达到减小设备体积，进而实现相对便携的概念。（2）快速减少中间环节对实验时间的损耗，在同一设备中实现从加热到拍摄到数据分析的一体化过程，进而缩短实验的时间。（3）智能化在大数据分析的前提条件下，将大批量数据的比对结果融入到芯片化的检测模式中，只需要导入色彩比对的图片，通过芯片数据分析直接得到单位检测溶液的相关色彩值信息与浓度变化趋势，实现了智能化检测的要求。（4）人性化大多数检测设备从材料的使用到外观的设计太过于注重功能性的实现，而未在人的情感化设计上有过多考虑，从而带给人一种冰冷乏味的用户体验。此项设计研究旨在改变设备的冰冷感，并且通过设计迎合使用者的无意识行为，在设备设计中添加更多人性化的设计点，在保留实验过程安全稳定精确的同时，实现设计以用户为本的相关要求，并达到一种无意识设计的标准。

3.按键面板定位：基于用户研究，按键面板的设计最需要的便是实用功能，旨在减少实验人员操作。此产品设计的按键面板由SV温度显示区，蜂呜器发声孔以及三个功能键组成，整体风格以简洁的方式进行呈现，以最简单直观的形式使使用者做出相应的操作动作，如图7。

4.造型定位：外形以简单几何线条为主，简洁大气，同时配色偏冷，能融入实验室的环境。产品的边角都做弧度处理，使产品给人的感觉更加温和，如图8。

（五）用户对产品设计前后评价

1.产品设计前用户评价：检测实验过程仅仅停留于实验人员的规范性操作，缺乏一套设备化的检测流程，以保证实验过程中不可控因素对实验结果的影响。

（1）实验过程受人为影响因素过大，检测的环境，实验结果的比对，以及实验人员的专业性程度等都对实验结果的准确性和可信度产生了影响。（2）由于实验过程对温度的要求直接会影响到实验的结果，难以控制准确的温度环境。（3）实验结果需要人工进行颜色比对，色差以及人员对色彩辨识的敏感度影响实验数据的准确性。

实验操作依赖于检测人员的把控，而复杂的操作流程以及不具备系统化的专业设备在一定程度上影响到实验人员的情感化需求和相关流程的优化升级。

（1）目前市场并没有用于还原性糖检测的专业设备，需要同时使用多种相关仪器进行操作，增加实验的复杂性，影响实验人员对把控实验过程的专业性判断。（2）实验过程缺乏对检测人员情感化需求的考虑，实验设备给人冰冷刻板的直观感受，不能在情感上引起用户的共呜，从而在人的方面优化实验流程。

操作过程的稳定性会影响到实验材料的损耗，一次不成功的实验，是对资源的直接浪费，降低了资源的利用率。

随着科技的进步和时代的发展，实验操作流程更加依赖于专业设备提高检测效率，然而检测芯片的研发更需要一台专业设备作为优化流程的实体和载体，加大了对本次设计产品的需求度。

2.产品设计后评价：包括对产品的外观、情感化设计、以及对功能性、实用性等多个方面综合评价。首先对于产品外观，从以下4个方面分析：

（1）产品个性分析：对产品的造型是否与能与用户使用相关功能协调一致及协调程度为分析标准。这种个性来自产品外观的独特设计，以及是否能通过设计带给用户一种清晰的反馈以及产品语义的表达，是否符合产品造型在创新前提下，又能保持此类产品的语义信息，给用户一种认同感。

便携式智能生化检测装置在对造型外观的独特设计中，满足了设备对空间的合理要求，在实现功能性的同时改善了产品外观，使之更加人性化，现代化。

（2）产品情感力分析：产品对用户是否具有吸引是产品情感力评价的重要标准。产品的情感化设计是指一個产品是否能在情感上引起用户的认同，是一个产品是否基于以用户为本要求的必要条件。

便携式智能生化检测装置在通过对传统检测设备色彩风格的改良，凸显出检测设备严谨精密的质感同时，对于特定用户有了更好的情感吸引力。

（3）用户使用界面分析：产品使用简便程度的分析。可视界面与产品造型、产品品质和人机交互方式有密切联系，这其中分析用户的无意识行为、痛点非常关键。人机交互的设计是产品功能性表达最直观的体现，产品是否符合人机工程学的基本要求，以及对人机工程学的深度表达与否，直接决定了产品的用户体验好坏。

便携式智能生化检测装置对按键进行的简化设计，创建出一种清晰简化的操作模型，通过对用户无意识行为的再功能设计，能让方便用户做出更加直观，正确的反馈。同时设计移除了设备机身锐角边缘，将其改为弧面，提高设备操作过程的安全性的同时，更在细节处使用户感受到精致的感觉。

（4）资源使用分析：资源使用指在外观设计和其他功能设计上产生的资金花费和材料使用。相关因素有如制造成本多少，生产过程中材料利用率，废料产生情况。一个不合乎资源利用最优的设计，过分重视相关外观和功能而不考虑相关部件实际生产情况，将影响产品的制造、装配，并使得产品制造花费提升，制造过程产生大量浪费。该产品加工过程废料较少，资源利用效率较好。

（5）维护和修理产品难度分析：设备护理与检修简易型的分析准则。该产品简单的造型使得其修理维护起来较为容易。

（六）案例总结：便携式智能生化检测装置围绕用户研究展开设计，先确定典型用户画像;然后针对用户使用原有产品过程中的痛点，无意识行为展开设计思路;通过用户研究相关理论对产品进行设计定位，最后通过用户评价理论修正产品设计，能进行后续反馈设计。产品以集成化，模块化的设计思路，将不同设备的不同功能进行整合，对产品内部结构合理规划，使得新产品拥有原来多个实验设备的功能，有效减少用户使用时所需设备的数量，减少实验过程的操作步骤，减少无意识行为带来的实验误差，达到对检测流程进行优化升级的结果。同时，设计缩小了设备体积，满足产品相对便携的要求。

其中用户知识理论和用户评价理论也和“无意识”设计理论相联系。设计不仅仅应在功能上有所突破，而是更应该注重使用者在使用产品过程中所获得的感受与情绪，好的产品能够创造体验，获得好评，更多的产品应该站在用户体验的角度进行“创新再设计”。

因为综合运用了用户研究方法，使得该生物医药产品能够带给实验用户更加智能，便捷，人性化的操作体验。本着以用户为本的设计理念，在实现功能性的同时，也能满足人的情感需求，全面提升检测实验过程中用户体验。

结论

首先，基于用户研究方法的产品设计理论更符合服务设计，自然交互设计的理论;其次这种设计理论能让设计师在设计产品时不断考虑用户与产品、与功能及产品相关功能、外观和用户意识、潜意识的关系，最终设计出让用户感到自然的产品、服务以及符合长期设计概念、“无意识”设计概念的设计产品;最后，基于用户研究方法的产品设计方案能很好地与人工智能、大数据领域结合，在进行了海量的用户数据研究后，甚至能在未来将产品设计与特定用户结合，同时实现个性定制化和工业化的均衡。

基于用户研究方法的产品设计方案与普通方法的产品设计方案相比有很多优势。本文通过引入“无意识”设计的概念，始终以用户和产品各方面的关系作为用户研究的一个切点，旨在提出一套理论，将服务设计、交互设计、“无意识”设计等理论结合用户研究方法运用于产品设计中，这将能给产品带来用户使用体验、交互体验上的提高。