残疾人个性化辅助器具设计研究

周玲岚

摘 要：残疾人的残疾程度和残疾范围常常是各不相同，但国内辅助器具都是批量化生产，主要停留在主要功能的实现，较少关注到每个残疾人细微的功能及精神的需求。每个残疾人根据自己残疾程度及残疾特征都有不同的生理和心理需求。通过辅助器具使用者本人主导设计和参与设计的方式更好的挖掘他们的隐性需求，采用数字化手段尝试探索个性化辅助器具的设计研究，把残疾人对辅助器具的高层次需求融入到设计中，真正提高残疾人的的生活质量。

关键词：辅助器具;隐形需求;设计;残疾人

一、辅助器具的人性化设计欠缺

辅助器具是任何能解决残疾人日常生活、工作、娱乐和生活自理中的问题，能给用户提供更多的选择、增加用户的参与性、使用户有更多的控制力或耐受力、获得更多的娱乐和自主能力的装置。[1]从辅助器具的定义和特点我们就能清晰的看到对辅助器具的定位主要是停留在装置的技术层面和功能应用层面，而并没有考虑到残疾人的价值和心理感受，只研究辅助器具的技术含量如何提高，最终只会造成“单向度的残疾人”[2]。在辅助器具的设计和开发中应重视残疾人的精神需求。残疾人的残疾程度和残疾范围常常是各不相同，但国内辅助器具都是批量化生产，只是对主要功能的实现，并没有关注到每个残疾人细微的功能及精神的需求。每个残疾人根据自己残疾程度及残疾特征都有不同的生理和心理需求。挖掘他们的隐性需求，通过数字化手段尝试探索个性化辅助器具的设计研究，把残疾人对辅助器具的高层次需求融入到设计中，真正提高残疾人的的生活质量。

二、调研情况

课题主要从对现使用的辅助器具的优缺点、对辅助器具的改进建议、对辅助器具的期望、对体验式参与设计的看法四个维度对残疾人辅助器具的使用体验设计调查问卷，初步了解残疾人对辅助器具的隐性需求。根据调查表数据和访谈内容深入了解残疾人对辅助器具的隐性需求，提取隐性需求的关键需求。通过调查我们发现残疾人对辅助器具的使用主要从功能属性、美学属性、情感属性三方面提出了较多的需求。功能属性往往和公共设施有关系，这一部分不在我们的研究范围。另一方面从美学和功能属性方面大部分残疾人都希望自己的辅助器具有科技感，外形需要有时尚感，设计感，内部功能需要增加科技元素，智能化。大部分残疾学生最满意的辅助器具是现在市面上流行的电动轮椅，主要原因是其可独立操控，操控方便，外观炫酷、速度快。从目前的调查来看，残疾人隐性需求主要定位在对辅助器具的呈现外形，以及残疾人和其辅助器具作为一个共同体在整体呈现时的外部形象。根据这个隐形需求，本课题把外观设计作为重点融入到辅助器具的设计中。

三、融入体验设计、参与设计概念，提升残疾人辅助器具的外观、色彩、功能等设计

（一）基于隐性需求提升残疾人辅助器具设计人性化

本课题在浙江特殊教育学院数字媒体艺术设计专业选取六名残疾学生参与设计，这六名同学中两名是下肢残疾的学生，四名是听力障碍的学生。从调查中大部分残疾人主要围绕着助听器、轮椅和上下肢等辅助器具提出了建议，最后我们根据残疾人的使用经验，带领残疾学生根据自己对所使用的辅助器具的不足进一步设计。首先提取原器具哪些地方不足，为什么不足，如何改进，原有优点有哪些，怎么保持，理清思路，分别从功能、外观、色彩、使用材质等进行设计。通过学生体验式设计挖掘其对辅助器具的深层需求。最后制定了3种可操作方案，这三种方案主要从外观和细微的功能进行改进实施。

1.第一种方案助听器和动漫形象结合，主题为——我酷炫，我与众不同

老式的助听器总是比较含蓄，为了和皮肤色接近，总是用肉色作为助听器的外观。但是助听器的肉色往往不能和人皮肤的颜色一样，不同的肉色在头部总显的很奇怪。所以学生们突破常规思维大胆设计，把他们年轻一代喜爱的动漫形象作为助听器的形象代替原有的助听器外观，让助听器成为他们的一种装饰品。

听障人士常用的助听器有耳背式助听器和耳内式助听器，这里我们主要针对耳背式助听器进行设计。助听器的结构主要包括麦克风、放大器、受话器、电感、电池以及功能调节。在设计前首先需要精确的把握每个功能，及功能相关的硬件尺寸。麦克风和放大器的孔距和内部设备大小。这些尺寸由使用和设计学生A与销售机构咨询，获得最终数据。根据数据由助听器使用残疾学生A进行外形设计，外形设计融合动漫形象同时也需要考虑佩戴的舒适感，硬件设备放置的可行性。根据设计由残疾学生B利用3Dmax软件建立助听器的模型，结合实际尺寸和设计稿的功能外观进行建模。利用扫描技术、三维建模技术和3D打印技术初步呈现辅助器具。

以上的工作只能呈现辅助器具的整体外观，整体外观满意后进入第二步设计，根据实际功能进一步细化。根据助听器的不同材料绘制解剖设计图分3部分设计。第一部分为机身，主要包括电池仓、开关、电位器。为了后期能够把相关硬件装入其中，机身部分分成了两部分，中间部门镂空，留出安装电池等的位置，加上卡扣，使两部分能够易开易合。第二部分为耳钩，在设计图中要确定麦克风和放大器的内部设备放置位置及声音输入孔和输出孔的位置。第三部分的传声管和耳模与原助听器的基本相同，设计时主要参考原助听器。

模型建好后需要选择呈现方式，为了能够实现个性化设计，我们更趋向3D打印的方式，但是3D打印的材料有很多局限，经过筛选，最后我们选择了有机硅橡胶。有机硅橡胶外观透明，可以满足各种形状的设计;其次，它与人体接触舒适，具有良好的透气性且生物相容性好，使人体不受感染，保持干净清洁，其次，它的稳定性比较好，能反复进行消毒处理而不老化[3]。这些特点非常符合我们助听器的使用要求，但是材料是透明的，颜色不能通过打印实现，目前我们只有采用手绘的方式实现上色。

2.第二种方案是轮子和动画结合，主题为——转出活力，转出青春

輪椅是肢体残疾人最常用的辅助器具，就像是他们的衣服一样，每天必备。衣服可以来装饰自己，可以来表达自己，那么我们同样可以通过轮椅来装饰自己、表达自己。根据这个出发点，我们把轮椅的轮子的中间空间进行了设计，利用转动结合动画的原理，让轮椅转动时产生动态效果，增添趣味性。同时在设计时也考虑到更换的功能，能够根据自己的喜好更换图案，就像每天换衣服一样。

首先我们查询了各类轮椅轮子的尺寸及其外形，以及轮椅的转速。发现轮子的尺寸相差较大，电动轮椅的轮子尺寸小，转速快，而普通轮椅的轮子尺寸大，转动慢。对于展示画面来说，我们更希望轮子的尺寸大一点，但在动画的呈现上需要达到一定的速度才能实现，手推轮椅速度太慢，很难呈现较好的动画效果。针对这些困难，我们通过测速仪进行了多次试验，最后选择了一个中大型的手推轮椅，从尺寸上可以更好的展示画面效果，但在动态的表现上还是有些缺乏，只能通过画面的改变增加动画效果。为了能够更方便的更换中间的装饰，我们进行了各种固定方式的尝试，也更换了多种材料。从pvc材料改进到较厚的卡纸，从绳子固定到螺丝固定再升级到强力扣，最后真正实现了较为满意的轮子装饰效果。

3.第三种方案利用现代化手段进行个性化辅助器具的设计，实现给义肢换装。主题为——唯一

现在市面上的残疾人使用的义肢基本为比较深的肉色，很多残疾人并不喜欢这类颜色和样式。另一方面由于残疾的部位不同，每个残疾人的需求是不同的，但市面上就只有为数不多的款式，残疾人很难买到符合自己需求的义肢。根据这些问题，我们在设计时利用了人体扫描仪扫描肢体残疾部分，获取具体数据，再根據扫描数据匹配合适的模型，负责建模的学生根据具体数据和功能外观要求调整模型。模型经使用者浏览满意后再通过3D打印实现产品呈现。残疾者本人对呈现产品进行体验，对体验的舒适感，外观的要求提出进一步修改建议，我们根据其建议再选取相应的材料，修改模型，通过3D打印再次呈现，再体验。通过残疾者本人参与设计，参与体验，提高残疾人对辅助器具的满意度。

四、残疾人个性化辅助器具设计研究的创新之处

（一）在教师的带领下残疾学生自己设计符合他们需求的辅助器具

这个设计环节中教师和学生都起到了主导作用，教师在前期的调研中了解了很多残疾人对辅具的隐性需求。可以带动和引导学生在设计中进一步挖掘深层需求和个性需求。学生在设计辅助时需要把辅助器具作为自己的“共生体”进行设计。

（二）通过残疾人自身体验，挖掘深层需求，设计更人性化的辅助器具

通过残疾人自身体验，让残疾人参与“共生体”辅助器具的设计，挖掘深层需求。

残疾人通过自身对辅助器具的使用体验，会从生理和心理上发现更多的需求，这些深层需求是现在很多辅助器具忽略的问题，根据这些问题通过现代化手段实现个性设计，让残疾人辅助器具设计更具人性化。

（三）利用智能数字化手段参与个性化辅助器具的设计

1.本项目利用3D扫描技术采集单个残疾人残疾肢体信息，自动建立残疾部位模型;2.在此模型的基础上进行辅助器具的建模，让模型更贴合残疾者本人;3.利用3D打印机呈现辅助器具设计模型;4.体验模型，提出问题，再次修改到最终完成。利用现代化手段实现了从想-做-呈现—修改-再次呈现的过程。真正实现辅助器具参与设计和体验设计，挖掘他们的隐性需求，通过数字化手段尝试探索个性化辅助器具的设计研究，把残疾人对辅助器具的高层次需求融入到设计中，提升残疾人对辅助器具的满意度，真正提高残疾人的的生活质量。

参考文献

[1]《辅助器具在残疾人“从学校到工作”过渡中的作用》 教育与教育研究 2009年6月 第六期 甘昭良

[2]《单向度的人》赫伯特.马尔库塞  上海译文出版社  2014年3月 ISBN：9787532764969

[3]选自百度自乎 有机硅橡胶  https：//zhuanlan.zhihu.com/p/79999600）

[4] 《基于体验设计的下肢残疾人康复器械的设计研究》李昊  2013年12月硕士研究生学位论文  第15页

[5]选自百度经验《助听器的结构和功能介绍》https：//jingyan.baidu.com/article/915fc414a92e4f51394b2038.html

本论文为2018年高校访问学者“教师专业发展项目”项目编号FX2018149