基于情感化设计的儿童看护机器人设计研究

史耀军 候艳芳

摘要：儿童看护机器人是以儿童为主要使用人群，以儿童看护和陪伴的需求为研究的重点。对儿童和家长在儿童看护方面的问题进行调研分析，结合儿童看护机器人的设计对儿童和家长看护方面的需求以及对儿童生理、心理的影响，运用情感化的方式来进行设计从而满足他们的需求，将功能和外观的部分进行创新。

关键词：情感化设计 儿童看护 机器人 安全 陪伴

中图分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2020）11-0127-03

引言

随着社会的发展和人们思想的进步，人们工作日渐繁忙。有很多父母忙于工作不能时时刻刻陪在孩子身边，儿童独处时安全问题就变得特别突出，并且父母与儿童的沟通也日渐减少，长此以往，儿童容易有性格缺陷。为了解决儿童的这些需求，需要设计一款儿童看护机器人，通过儿童看护机器人这一产品使儿童能得到很好保护的同时，也能得到更好的陪伴。

一、儿童看护现状研究

（一）主要问题：婴幼儿和儿童都是最需要看护和陪伴的阶段。婴幼儿的生理和心理都是特别需要呵护和照顾的，父母和家人能够随时随地看护他们。儿童慢慢有了自己的认知和行为能力，伴随着他们的好奇心和活泼好动的特征，家长的看护如果稍有疏忽，安全问题就变得十分突出。与此同时他们还有了很多互动的需求，但父母对他们的看护和陪伴越来越少。因此，需要一款儿童看护机器人来协助家长更好地看护、陪伴孩子。

（二）解决措施：现有的不同类型不同功能的儿童智能机器人，可以满足儿童各样的需求。教学陪伴型机器人，具有亲和力的外观，可以对儿童进行一些教学，也可以和儿童进行互动交流，陪他们玩耍。游戏型机器人，能够和孩子进行一些互动和游戏，对儿童起到很好的陪伴作用。安全监测型机器人，能够实时监测儿童的实时活动位置，对孩子进行看护。医疗型机器人，能够帮助自闭症的孩子进行康复训练。这些儿童智能机器人解决了儿童和我家长们的一部分问题。但是无法同时满足儿童的安全需求和陪伴需求。儿童独自在家时意外状况发生的风险很大，并且缺乏父母陪伴的孩子成长过程中产生性格缺陷的几率较大。因此这一年龄段的儿童需要一款儿童智能看护机器人，能够在保护儿童安全的同时，和儿童进行语言交流和情感互动，成为儿童的“小伙伴”。以此来协助家长对儿童进行看护和陪伴，帮助儿童生理心理健康成长。

二、情感化设计研究及看护需求分析

在儿童这个成长阶段，好的引导是非常必要的，对他们的健康成长至关重要。此时，产品设计就变得有感情。我们在日常生活中，无时无刻不在使用、接触着形形色色的产品，好的产品能够给我们带来优异的体验，并且能够促使我们养成好的习惯。具有情感化的儿童产品可以给孩子良性的带领作用，帮助他们养成良好的行为习惯。而现有产品，以情感化设计为基础的产品更加人性化，因为具有情感化体验能够很大程度上对孩子后天的成长产生有利影响，给他们良性的引导。

儿童产品要以美的外观展现给儿童，从而来引导他们的审美品位，转变成为消费需求，体现情感化设计。产品的外观主要包括形态、色彩、材质这三个方面。首先，好的儿童产品，外观要吸引儿童注意力，家长就会购买。好的产品外观在满足使用者功能需求的同时也能满足审美需求、情感需求。[6]在色彩方面，儿童大多喜欢高明度，高纯度的亮丽色彩。所以需要体现在儿童产品中，给孩子带来愉快的使用体验。儿童生性好动，使用儿童产品时会有意外发生的可能，这也可以使用儿童对于色彩的喜好不同来区分色彩的部分，从而提高安全性。材质方面，儿童相比成人是比较脆弱的，需要使用安全无害的绿色天然材料。

情感化的设计在产品设计中是未来的发展趋势，对产品的完善有十分重要的作用，使其具有更大的前景。并且基于情感化对产品进行创新，会更加的人性化，更加易用，给使用者最佳的使用感受。[1]

通过问卷调查法以及用户访谈法，针对儿童和其家长对看护机器人看护和陪伴等需求进行调研分析来完善设计。

通过对40名0-12岁的孩子及其父母进行看护状况的问卷访谈，统计结果如表1。

由访谈问卷的结果可以看出，0-3岁的婴幼儿在家庭当中能够得到最多的看護、陪伴和照顾。3-5岁的儿童，语言表达能力逐渐提高，情感互动的需求也在不断增加，但是父母看护他们的时间相对婴幼儿时期也在减少，并且随着儿童各种病症都能得到有效控制，意外伤害已经变成了学龄前儿童受伤或者死亡的重要因素，这个年龄段的儿童发生意外的概率是比较大的，尤其是父母短暂离开的一小段时间。[3]5岁以上的儿童，有很多已经进入校园，老师、同学的教育、看护和陪伴显得更加重要。

通过网络收回100份有效调查问卷，将调查问卷结果整理后发现，很多家庭在儿童看护和陪伴方面的需求还是很大的，尤其是在家长外出的短暂时间。将问卷部分调查结果展示如图1l，大多数家长希望看护机器人能有语音情感互动的功能来陪伴儿童，并且需要儿童独处时，对他们的进行安全监测和危险预警。对于看护机器人的体积和重量，更多家庭倾向于体积较小、重量比较轻便，孩子们既可以放在桌面地面也可抱着玩的大小。

（一）3-5岁儿童生理特征分析

1.在视觉方面，相较婴幼儿时期对色彩和图形进行分辨的能力是上升的，他们更加偏爱色彩鲜艳明亮、饱和度高的纯色，并且对于图形和一些物体的形状都有自己的理解。2.在听觉方面，这个年龄段的儿童对于声音感受是十分强烈的，慢慢会体现出自己对某类声音更加喜爱。因此，一个良好的音乐和声音的氛围对他们审美方面的提升和性格的培养都有很大的帮助。[5]3.在触觉方面，他们通过光滑、粗糙等一系列的触感，来更直接地体现出喜欢、反感等的情感。每个儿童对不同材质的感受有很大差别的，并且没有特别对某一材质特别偏爱。

（二）3-5岁儿童心理特征分析

1.对父母的依赖，婴幼儿时期和儿童时期的孩子对父母的依赖是最强烈的，这是这个年龄段儿童普遍的青感特征。并且他们很容易直接的展现出自己的情感，因此需要在设计中体现出情感体现和沟通的方面。2.对一切事物充满着好奇心和求知欲，尤其是对一些未知的事物，他们有着强烈的探索精神去发现新事物。因此在设计时需要发觉他们的这种探索精神和求知欲调动儿童的好奇心，发掘他们的探索精神。3.思维和行动都比较直接。这一年龄段的儿童语言沟通能力、情感表达能力、逻辑思维能力都有了不小的提升，但是还不能像成人一样对自己接下来的行动有一个对错的判断，因此发生意外状况的概率比较大。4.喜欢模仿，他们成长过程中会不经意地模仿家长、其他小朋友或者是电视里的一些言行举止。根据这一特征加以引导可以帮助儿童形成好的行为习惯。5.直接的审美趣味，他们相对于婴幼儿来说有了自己的审美趣味，但又没有完全形成自己的审美，而是直接地表现出自己对某一事物喜欢与否。6.喜欢玩耍，喜欢玩耍是这个年龄段孩子的天性，通过和小伙伴、家长玩一些互动游戏，来提升自己的综合能力。

（三）3-5岁儿童看护需求分析：对父母而言，儿童的安全问题是首要问题，因此对于儿童看护的首要需求就是安全需求。并且父母的空闲时间比较零散，除了会疏忽儿童的安全问题，还面临着同儿童的交流互动不断减少的问题，这很大程度上会影响儿童的性格发育，他们更容易变得孤僻内向，因此需要满足与儿童互动的需求。父母与儿童的交流互动变少使得父母不能及时的了解儿童的内心世界，无法进行更好的情感陪伴，因此情感陪伴方面的需求也十分必要。

对儿童而言，自己的安全问题是重点。除此之外，父母不在身边的时候，他们会感到害怕和孤单，长此以往，他们的性格发育也会受到影响，比如越来越胆小、孤僻。因此，儿童对于情感陪伴的需求是比较突出的。随着儿童成长和语言能力的提升，他们的交流互动需求在不断增加。这个年龄段的儿童是学习认识新事物的黄金阶段，充满强烈的好奇心和求知欲，因此需要满足他们对未知事物学习的需求，并加以引导。

通过分别对父母和儿童对于儿童看护机器人需求的分析和研究，发现他们需求分为四个部分：安全看护的需求，情感陪伴的需求，交流互动的需求、学习的需求。

三、儿童看护机器人设计

（一）功能设定

1.功能定位如图2：儿童看护机器人摒弃了现有此类产品的单一，结合儿童需求给予产品更多的可能性。保证儿童安全的同时，避免了他们会感到孤单无聊，也能学习简单的知识。而机器人功能的多样性，并不是简单地把各种各样的功能堆砌起来，而是需要在设计中进行有机的组合，各个功能之间是相辅相成的。[3]为了使看护机器人更加的符合儿童的生理、心理以及具体需求，基于对3-5岁儿童自身的问题，和他们父母在照顾儿童方面的一些问题的调研访谈和分析研究，结合情感化设计理论，得出了儿童和家长的主要需求，再由他们的主要需求确定了儿童看护机器人的产品功能定位。[2]主要分为四个方面的功能：安全看护、情感陪伴和交流互动、学习功能。

1.安全看护功能：儿童看护机器人在儿童独处时的安全问题上能够起到更好的作用，对儿童的安全看护分为安全监测和危险预警两个部分。

安全监测功能。父母外出的短暂时间内由看护机器人对儿童进行安全监测，追踪儿童的活动轨迹，随时看护儿童的一举一动。

危险预警功能。当儿童进入危险区域时，会有危险预警，同时父母可以通过看护机器人与孩子视频，监测孩子的实时动态，当孩子有危险时，父母可以及时提醒孩子，防止意外情况的发生，让儿童的独处变得更加安全。

2.情感陪伴功能：3-5岁的儿童他们的兴趣在于开心的接受某一事物，并且主动地去了解和探索，他们的性格特征在3岁以后慢慢养成，具有很大的不稳定性。在这个年龄段，除了要保障他们的安全以外，更应该注重的是他们的情感特征和个人感受。因此，情感的陪伴对于这个阶段的儿童来说是主要的，针对儿童情感化需求分析，儿童的情感非常丰富，他们是非常需要陪伴的群体。[4]

看护机器人通过对儿童情绪变化的记录来做出相应的表情，如图3以及互动交流方式，同孩子聊天、进行一些互动游戏等，协助父母更好地陪伴儿童，成为儿童的“好朋友”，使得儿童独处时不再孤单，也有助于孩子好的性格培养。并且可以把儿童的一周情绪变化记录起来，家长可以通过记录更加了解儿童的心理变化，找到孩子更喜欢的互动方式，增强亲子间的情感交流。

3.交流互动功能：儿童从3岁开始，他们的认知就到达了一个新的阶段，感知世界的思维越来越成熟，但大多的思维还是没有逻辑性的直接的表现，这时候他们的认知能力和交流互动的能力不在一条水平线上。并且随着儿童的成长，他们的语言能力不断加强，与外界沟通的需求会越来越强烈，并且沟通互动是父母和儿童增进感情的有效途径。[7]因此在设计中需要注重情感的体验和情感的互动，当父母不在身边的时候，他们出了会有独处时的害怕还会感到孤独，交流沟通的需求得不到满足，和父母的感情灰越来越生疏，很容易形成孤僻的性格，对儿童的健康成长产生不利影响。

在儿童看护机器人的设计中需要针对这一需求进行设计，机器人对儿童进行情绪和语言的识别，并对其进行智能的交流沟通，让儿童感觉亲切又有趣。并且父母可以通过看护机器人远程与儿童视频，进行实时的交流互动，使儿童的独处不再孤单。

4.学习功能：3—5岁年龄段的儿童处于一个学习新事物特别快的阶段，对于他们来说“兴趣是最好的老师”，因此首先要引起他们的兴趣，让儿童主动带着好奇心去体验。把学习和玩游戏结合起来是一种非常好的方式，让儿童在和自己喜欢的“小伙伴”玩乐的同时，提高自己的综合能力，学习到知识。

产品要在游戏性的基础上抓住孩子易学习爱探索的特性，来对孩子进行简单的知识教学，更大程度上帮助儿童开发智力，使之后的学习更加专注和顺利。系统可以配置一些简单的知识教学小游戏，机器人和儿童一起玩游戏来进行学习，也可以由父母带领儿童玩教学游戏，达到寓教于乐目的，使儿童既能开开心心玩游戏，又能快快樂乐学知识。

（二）整体造型设定

1.外观设定：儿童看护机器人的整体设计语言要以具有亲和力为设计点。外观采用了不倒翁的一个形态，看起来非常友好，能够吸引儿童眼球，拉近与儿童间的距离。整体造型是以小猫的形象来进行设计的，这样小动物的造型会更加具有亲和力，会受到儿童的喜爱。头上的耳朵是小夜灯，儿童夜里醒来害怕的时候或者去厕所的时候可以打开小夜灯，发出温暖又不刺眼的灯光来陪伴他们。耳朵下方是一个小型摄像头，可供家长和儿童视频，家长能够实时了解儿童情况。摄像头下面是一个屏幕，可以做出不同的表情和儿童互动，并且儿童可以进行一些小游戏。腰带的设计会显得整体造型更加可爱，腰带中间的扣是机器人的开关。机器人背后的小孔是扬声器。产品效果图如图4、5。

2.尺寸设定：机器人整体的轮廓对儿童认知有重要影响，3-5岁儿童对于一些简单的形状有基本的认知，因此机器人的外观采用简约有吸引儿童的不倒翁和卡通形态相结合的方式，圆润饱满的外形安全感十足又不失可爱。基于人机工程学并且通过调研，得出3-5岁儿童身体尺寸如表2。调查问卷也显示孩子和家长比较偏爱小型的机器人。小巧的机器人更加便捷，可拿在手中，也可放在桌面、地面玩耍。因此看护机器人的高度设定为250mm，对3-5岁儿童来说，站着、坐着使用的需求都能满足。底面直径为150mm，充电底座的高度为40mm。都能使儿童和机器人的交互符合人机工程学。

3.材料设定：所有产品材质的选择首要考虑的就是安全问题。绿色设计一直是现代设计的流行趋势，并且随着环境的恶化，绿色设计这一趋势也变得尤其突出，无污染，可再生，成为产品中的一项重点。尤其是儿童产品材料的选择，绿色安全就变得尤为重要。因此安全性是儿童产品中的主要因素。看护机器人是由儿童使用，因此在材料的选择上首要要素就是安全。整体选用绿色安全的材料，呵护儿童柔嫩的皮肤。机器人的主材料选用性质优良的ABS塑料材料，ABS的冲击强度高，耐热性和韧性都比较好，并且容易进行二次加工，容易上色，还能够有效地降低成本是应用广泛并且安全的材料，适合在儿童产品中使用。搭配少部分的硅胶材质，硅胶材质柔软亲肤，儿童在产品使用过程中不易受到伤害。

4.配色设定：基于情感化设计要素以及对儿童心理生理的分析发现，3-5岁儿童最喜欢红色、黄色等鲜艳的暖色，他们不喜欢紫色、黑色比较暗的颜色。因此根据儿童对色彩的喜好，以及对儿童审美趣味的引导，机器人的基本颜色采用白色，配有少量的灰色以及亮丽跳跃，儿童喜欢的彩色。设计中搭配了三种配色，白、灰、黄;白、灰、粉;白、灰、蓝可供儿童根据自己的喜好进行选择。三种配色方案如图6所示。

（三）充电设定：看护机器人的底部配有一个充电底座。充电底座上面是充电线的口，机器人需要充电时，将底座上的线插好，再插入插线板，将机器人放入充电底座上进行充电。充电底座的底部配有三个小轮子，家长不在家时可将机器人放入底座，便于监测儿童位置和儿童的实时情况。

结论

基于情感化设计的产品是需要以使用群体的需求为主要设计要素的，在儿童看护机器人的设计中充分考虑3-5岁儿童和他们的家长这类群体的需求，在进行调研访谈，更加深入的分析并找出他们的主要需求，进行更加细致的研究，找出家长们在看护3-5岁儿童的过程中所需的产品功能，以及儿童独处时所需的产品功能，来进行儿童看护机器人的设计。这款机器人的设计，将看护和陪伴两个大的部分相结合，既能保障儿童独处时的安全，又能在儿童孤单的时候陪伴他们，很好地协助家长们对孩子进行看护，减轻家长们的负担。这款机器人既是保护儿童的小能手，又是儿童学习玩乐时的贴心小伙伴，帮助儿童养成好习惯和好性格。这款儿童看护机器人非常的实用便捷，并且能够给家庭带来非常好的情感化体验。

参考文献

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