智能药盒情感化设计与实现

侯林飞 李天 高炳学

关键词：智能药盒 情感化设计 三层次理论 设计流程 机构设计

引言

从工业时代到智能时代，随着人工智能技术的不断发展，用户与产品之间的交互方式也有所改变，情感交互则是在自然交互的基础上的更高级的信息交互技术，以用户为中心、自然、高效的交互方式成为了研究的重点[1]。Jenny Preece[2]认为交互设计是关于创建新的用户体验的问题，好的交互设计应具备富有美感、令人愉快、满足用户情感等的品质。在智能时代的背景下，人们对于产品的需求更倾向于情感和互动层面，使用户与产品进行交流 [3]。

本文针对用户对于使用医药类产品所产生的负面情绪的问题，首先依据诺曼情感化设计的三层次理论，对智能药盒的外观、交互进行设计，达到与用户进行情感交流的目的。在此基础上应用机构的设计实现情感动作，设计并制作出一款可以和用户进行情感交互的智能药盒，抵消用户的负面情绪，与用户形成情感共鸣。

一、情感化设计的概念

情感化设计强调以人为本，它概念是一个从E-motional cognition衍生到设计范畴的提法，情感化设计是在保证产品基本功能的前提下，满足用户个性化的精神需求，使用户具有正面的情感体验[4][14]。在用户使用产品的过程中，使他们通过感受产品的颜色、外观、材质及操作方式等要素所含的情感，与产品产生共鸣，最终使用户更愿意去体验产品[5]。在智能化设备逐渐完善的今天，用户对于特定的产品得到了最基本的功能保障，情感化设计则是主要的设计方向。因此，设计出一款具有生机的，可以和用户进行交流的，在保证不影响功能的前提下充分满足用户的情感需求的产品是非常有必要的。

二、智能药盒情感化设计

（一）设计与研究流程

如图1，本次设计与研究的流程如下：

1.利用用户研究的方法对智能药盒的用户进行调研，确定用户需求及环境，并根据需求进行相关产品的市场调研，得到当前产品的优点与不足，总结出设计机会点并设计产品架构。2.以诺曼情感化設计的三层次理论为指导，对智能药盒的架构、颜色、形态、材质等进行设计，用动作分析法对交互动作进行设计，同时用理论研究法对交互心理及用户反思进行研究。3.根据情感化设计结果，对递送动作进行分析并设计可实现机构，用SolidWorks、犀牛等软件进行动态仿真和模型建立，确定构件尺寸，同时进行模型的3D打印，利用单片机实现相应的功能。4.对已制作好并可实现功能的模型，用语义差异法进行情感与可用性测试。

（二）智能药盒情感化设计：美国认知心理学家唐纳德·A·诺曼著在他所编著的《设计心理学3情感化设计》一书中提出人的情感体系的三个不同层次：本能层、行为层和反思层[6]。其中，本能层关注用户感官上对具体产品物质要素的直接感受[7]， 行为层考虑用户与产品间的交互体验，反思层则是在本能层、行为层的基础上研究人与产品在交互过程中的心理感受[8]。本次设计的产品依据诺曼三层次理论逐步进行设计。

1.智能药盒需求研究

（1）访谈法进行用户研究：利用访谈法对用户进行调研，访谈对象与访谈提纲如图2。在访谈过程中发现，青年人平时使用药盒情况较中立，但经常忘记吃药，对提醒吃药有一定的需求，并且他们比较担心储存药物的盒子卫生问题;对于刚退休的中老年人，他们身体可能有一些小疾病，对于药盒使用较为接受，但不喜欢吃药;对于居家的老年人，他们会经常吃一些药，但总是会忘记，同时对吃药充满恐惧，希望可以降低恐惧感且好操作，对老年人友好;且智能药盒更多是在居家环境使用。

（2）同类产品调研：通过对现有市场上所有的智能药盒进行调研总结，目前所有智能药盒的设计主要集中在简洁的、柔和的设计方向上，其总结SD图如图3。因此，对智能药盒外观设计的创意点为：简洁、现代感、直线、柔和、大圆弧、塑料材质、暖白色调、朴素色彩、人性化操作与使用。外观结构设计创意点为：采用下开门增大活动空间、手拖门、呼吸灯。产品意向关键词分别为“简洁、亲切、现代、科技、时尚”。

2.产品架构设计：根据调研结果，确定智能药盒的主要模块有药物储存模块、提醒模块、递送模块。按照产品模块结构进行组合，共得出三种组合方式，如图4。综合考虑到外观、用料、体积、功能等因素，选取组合a为主要的产品架构：由上至下依次为药物储存模块、提醒模块和递送模块。此种产品架构相比其他两种架构方式，使产品更具有整体性，外观设计上倾向于简洁风格。

3.智能药盒本能层设计：本能层的设计，是针对感性设计即产品给人的直观感受因素如色、形、质的设计，产品通过形状、尺寸、比例及层次关系对心理体验产生影响[9]。正面的情绪需要正面、积极的事物才能激发出来，本能层的正面情感正是源于那些可以提供安全、舒适、有趣情感的事物[10]。用户使用智能药盒的心态，多为直观的视觉刺激所造成的，对于医药类的相关产品，用户首先产生的则是抵触情绪，原因主要有：疾病心态、医药恐惧、错误服药、忘记服药、药品卫生等，相应的则会产生很多负面情绪。在这种情况下，则是要对智能药盒的外观进行设计，抵消用户由于产品外观的刺激所产生的负面情绪，使其接受进而产生愉悦的使用体验。

根据产品架构进行智能药盒的外观设计，主要设计点有：产品架构细化、颜色设计、形态设计和材质设计，产品外观设计方案如图5。

（1）产品架构细化：上侧为开盖处，可储存药物;中间为药物储存区域，同时在外壳处设置红外传感器及呼吸灯;最下侧为药品递送区域，通过红外感应，实现药品的递送，进而与用户实现情感交流。（2）颜色设计：明亮且饱和度高的颜色，可以给用户温暖舒适的感觉，暖色调能够引发用户产生愉悦感。因此，产品主色调为明度和纯度高的浅黄色，视觉上更接近白色;蓝色为点睛色，主要应用到控制开关上，增加科技感。（3）形态设计：对于简洁、亲密的形态，用户更易于接受。在形态处理上采用圆润平滑的大圆角形态，主视图为矩形，没有明显的棱角。（4）材质设计：光滑触感可以在触觉上使用户产生满足感，因此材质上采用塑料材质，表面抛光处理，使触感更加平滑。

（三）单片机电路设计及实物模型制作：根据功能，进行单片机的设置，如图14。主要元器件包括：电源、开关、舵机、灯泡、喇叭和红外传感器。当打开开关后，到达用药时间，呼吸灯和喇叭同时工作提醒用户用药，在用户靠近智能药盒时，红外装置进行识别，此时舵机开始工作，操纵连杆机构实现递送动作。

电路及机构设计完毕后，将建好的模型及零件进行3D打印，并准备组装用的螺栓螺母，准备结果如图15。主要零件包括：舵机（2个）、传动杆（2个）、联动杆（2个）、固定装置（5个）、外壳（1个）、壳盖（1个）、药斗（1个）、颜色开关（2个）、红外探测器（1个）、电池（1个）、充电器（1个）、单片机主板（1个）、喇叭（1个）、螺栓螺母垫片（若干）。对所有零件进行组装，如图16。

（四）本章小结：通过对情感化智能药盒的实现，过程涉及结构设计、药品递送动作的机构设计与仿真、单片机电路设计、3D打印、零件装配，使智能药盒具有功能性，实现了以双手递送动作轨迹为基础的药品递送动作和红外识别等的提醒功能，达到了预期的目的。

四、情感及可用性测试

人具有六种基本情感，分别为：欢乐、爱、惊奇、恐惧、愤怒、悲伤。语义差异法使用语义差异量表，从这六个维度中选取适当的情感词汇，进行语义差异量表的构建，并邀请典型用户作为被试对产品的运动形态所表现出的情感体验进行打分。该方法可以很好的反映出人们对于不同情感的性质完全相反的词汇的感受强度。语义差异量表如表1。

寻找10名年龄性别不同的被试进行情感化实验，通过语义差异量表对使用产品时的情感词汇进行打分，结果如表2。通過汇总的10位被试在使用过程中的语义差异打分可以看出，本次设计的智能药盒在与用户交互时正面情绪大于负面情绪，证明该产品可用且能够激发用户的正面情绪。

总结

情感化设计更加符合“以人为本”的设计理念，从情感角度出发，使用户与产品产生共鸣，实现情感交互。本文以用户在使用医药类产品时由于疾病心态、医药恐惧、错误服药、忘记服药、药品卫生等问题产生的负面情绪为切入点，以唐纳德·A·诺曼所提出的情感化设计的三层次理论为指导，设计了一款情感化的智能药盒。在本能层，对药盒的颜色、形态及材质进行设计;在行为层，以药品的递送动作为核心进行设计，将人以尊重心态时的双手递送动作应用到药品递送过程中;在反思层，使用户与智能药盒进行心理匹配，产生回忆与情感波动，同时搭配灯光及声音，形成视听触多感觉的情感交互。其次，本文根据产品的架构进行智能药盒的结构设计，通过连杆机构的设计与单片机的设置实现药品递送、红外识别、用药提醒等功能。最后本文以跨学科的形式进行产品设计，为工业设计、产品设计提供一种全新的设计思路。在接下来的研究中，将会在此基础上加入app设计，使智能药盒更加智能化，在交互上更加自然。智能医药类产品情感化设计，对于满足用户需求，改善用药习惯与心态，提高健康水平有很大的推动作用。通过情感化设计，可让智能产品更能体现出“人情味”及对用户的关怀，使用户正视医药与健康。