浅析智能产品设计发展趋势——以智能坐便器为例

（澳门科技大学,中国澳门 999078）

随着人工智能技术的飞速发展，各种各样的智能产品开始进入到人们的日常生活中，例如：智能音箱、智能马桶、智能手表等。这些智能产品给人们的生活带来了便捷与便利。由此，如何通过智能产品的设计，实现传统产品的智能化转变，为人们带来更加舒适的生活，正逐渐变成现代设计师关注的焦点。

一、智能坐便器的发展历程

根据国家最新标准，智能坐便器是由机电系统和/或程序控制，完成至少包含温水清洗功能在内的一项及一项以上基本智能功能的坐便器。在日常生活中，智能坐便器也可称为“智能马桶”或者“电子坐便器”，其最早出现于美国。在1964年，美国人Arnold Cohen为了患病的父亲而研发出由脚踏板控制的冲洗和烘干为一体的智能马桶盖。这时候智能马桶盖是医疗用的辅助设备，随后智能马桶盖在美国的销售遇到困难，Arnold Cohen将专利技术授权给日本TOTO公司。TOTO公司将智能马桶盖进行了改良，在20世纪80年代推出“卫洗丽”。这种马桶盖在前一代只有温水洗净功能的基础上增加了座圈加热、暖风烘干、杀菌等多种功能。智能马桶盖在日本推出后，民众的认可度较高。根据日本内阁府调查的数据显示，截止到2020年3月，包括“卫洗丽”在内的温水冲洗电子坐便器在日本的占有率已达80.2%。智能马桶盖也由原来的医疗辅助设备逐步转变成人们日常生活的必需品。在中国，关于智能坐便器方面起步较晚，尽管在20世纪90年代智能坐便器已经引入到中国，但从2015年开始智能马桶盖才通过热点话题真正进入到人们的视野与日常生活中。根据奥维云网（AVC）前瞻产业研究院的数据显示，智能马桶一体机在2020年上半年的零售量为30.1万台，同比增长13.5%，智能坐便器成为人们家居生活中的“消费新宠”。目前智能坐便器主要是从结构上进行分类的，分为一体式智能坐便器和分体式智能坐便器。智能坐便器除了包括温水清洗和坐圈加热的基本功能外，还包括提升坐便器的健康与卫生性能的辅助智能功能以及增加用户使用舒适性的扩展智能功能。

二、从智能坐便器的设计演变看智能产品设计趋势

智能坐便器由传统坐便器发展而来，其设计与传统坐便器发生了天翻地覆的变化。从传统坐便器到智能坐便器，虽然产品的造型、材质、工艺发生了变化，但是因智能化技术①的应用从而让产品与用户之间的交互、用户需求、产品本身状态这三方面的设计发生了根本性变化，同时也展现了智能产品设计的新方向。

（一）从被动交互到主动交互的智能产品设计

在使用传统产品时，大部分的交互操作被设计由用户来进行的，传统产品在与用户的关系中则处于被使用的被动状态。当用户使用功能较复杂的传统产品时，产品一般会被设计给用户一定的操作反馈，以方便用户了解其操作是否正确以及产品功能是否正常运转等。在这个过程中，传统产品是在用户进行了相应操作后给予反馈，传统产品仍然处于等待用户使用的状态，与用户进行着被动交互。而智能产品则是一定程度上被设计为主动感知用户需求，从而产品自主地进行某些操作。例如在使用传统坐便器的过程中，用户需要自己进行所有的操作，如掀开与关闭坐便器盖，按马桶上的按钮进行冲洗，对马桶内壁进行清洁与除臭等。但在使用智能坐便器时，产品的被动交互发生了变化。智能坐便器不再被动地等待用户来使用，而是设计为与用户进行主动交互，主动地感知用户的存在，进而自主地打开与关闭马桶盖、自动地冲洗马桶等。这些功能的设计让产品开始与用户以主动交互为主，从而带给用户良好的使用体验并受到消费者的喜爱。

由此，从传统产品到智能产品的设计，产品与用户之间的交互由等待用户使用的被动状态到主动感知用户的存在。在越来越多的智能产品设计中可以看到，如何主动感知用户以及感知用户的哪个方面的交互成为设计关注的重点。所以，主动交互的智能产品设计正逐渐成为智能产品领域的新趋势。

（二）从用户行为到用户身体的智能产品设计

在智能产品设计的过程中，除了交互方面与传统产品有所差别，产品涉及的用户需求也与以往不同。目前的产品主要围绕着用户出发，进行以人为本的设计。在传统产品设计中，产品关注用户需求多数聚焦于用户的行为，如用户在使用过程中遇到哪些问题、如何提升用户使用的体验感，如何优化用户操作等。随着智能化技术的快速发展让产品具有类人的智能成为可能，传统产品设计仅关注用户行为已不能满足人们对更加便捷与舒适生活的追求。

从智能坐便器的发展历程来看，智能马桶盖最初的产生是为了满足病患可以方便地进行清洗等操作需求，虽然产品关注用户的身体，但更多的是从行为方面来进行设计。随后TOTO公司推出“卫洗丽”系列产品逐步把满足用户需求的焦点由用户行为转移到用户的身体上面来，如为了带给用户身体舒适的使用感而增加的座圈加热设计。如今在2021年国际消费电子展上，TOTO公司推出了最新智能马桶概念—“Wellness Toilet ”，见图1。这款智能马桶的概念设计关注用户身体的排泄物，通过检测人体排泄物和内置于马桶的传感器来监测用户身体的健康程度，并根据其结果给用户有针对性的饮食与运动建议，通过这些功能的设计满足用户对身体健康的需求。从这款概念设计可以看出智能马桶的设计已不再局限于感知用户行为来提升用户感受，进而通过各种传感器与智能化技术相配合来主动感知用户的身体状态，最终促进用户的身体健康。因此，智能产品洞察用户需求逐渐由关注用户行为到关注用户的身体。对于用户身体方面的需求与设计正成为智能产品设计中的趋势之一。

图1 “Wellness Toilet”的智能马桶概念

（三）从静态到动态的智能产品设计

从传统产品到智能产品设计，产品与用户之间的交互由被动交互发展为主动交互，并且产品关注用户需求的重点由用户行为到用户身体，进而影响着产品本身的状态也发生了改变。从本质上来看，传统坐便器实际上是一种方便使用者处理排泄物的人工物，产品所涉及的情境较为单一，产品内部没有信息的传递，用户与产品之间的交互较少，产品是处于相对静止的状态。然而智能坐便器所面对的情境是多变的，例如产品周围环境的季节交替、不同年龄段与性别的用户对使用情境的需求变化等。此外，智能坐便器需要对用户以及周围环境进行长时间的、持续的监测，并且产品能根据用户行为与身体的需求来切换不同情境的感知模式。因此，智能坐便器本身状态是处于持续动态的。

在2020年4月，美国斯坦福大学的研究人员在《自然》子刊发表了一套可安装的智能马桶系统，通过对软硬件进行设计并安装在传统马桶上来追踪男性用户的排泄物，从而监测用户的健康状况并为其疾病筛查、诊断和患者的监控提供支持，见图2。在这套智能马桶系统的使用过程中，产品通过多种情境的设计来监测用户排泄过程与排泄物，从而形成多维度的用户身体数据。根据这些数据，智能坐便器可以更为精准的感知用户身体健康情况的变化。例如在同一时段中，智能坐便器可以多种情境同时进行。坐便器通过安装在产品上自动伸缩的试纸条对10项生物标记物进行定性和半定量分析，包括红细胞、蛋白质与白细胞等，用户仅在排尿的情境中就完成了非入侵式临床检验的情境；同时，用户可以通过这个系统对尿液进行长期并持续的监测来动态监控身体健康，这在临床上是较难实现的。

图2 智能马桶系统原理图

由此，在智能坐便器的设计中可以看出，智能产品设计不再让产品像传统产品一样维持相对静止的状态，而是通过设计让产品具有长时间动态地感知用户状态与周围环境的能力，以及产品动态地适应用户多情境的需求。因为智能产品设计所面向的用户问题更为复杂多样，例如用户需求与用户身体的动态变化、涉及用户日渐复杂的行为等，并且传统产品相对静止的状态已无法应对千变万化的用户情境。未来智能产品需要动态地感知瞬息万变的世界，及时做出合适的决策。因此，让智能产品本身具有动态的设计是未来智能产品设计的新方向。

三、结语

本文通过对智能坐便器的发展与设计演变进行分析，可以看到主动的人机交互、关注身体的用户需求、动态的智能产品这三个方面正成为智能产品设计的新趋势。设计师通过把握智能产品设计趋势，跟上智能产品的发展浪潮，才能设计出满足人们各方面需求的智能产品，为人类提供一个更加美好的明天。

注释：

①智能化技术是指使产品或事物具备人类或类似人类智慧特征的技术或技术解决方案，也可称为人工智能技术、人工智慧技术等。