基于可拓创新法的宠物猫智能家具研究

■李志斌 Li Zhibin

(广东机电职业技术学院计算机与设计学院，广东广州 510550）

随着我国人民生活水平的提高和萌宠经济的引爆，宠物用品的创新层出不穷。宠物家具即是近几年从家具与宠物这两个行业中交叉复合出的典型创新产物，是当前关注度较高的新家具类型[1]。宠物猫家具则是根据宠物猫的生活习性、养护与娱乐需求在宠物家具中细分出来的子类型。《2020年中国宠物行业白皮书》指出，随着养宠群体年轻化，养宠物猫的人数增长更快，主要是因为宠物猫相对而言饲养成本更低，需求空间更小，养护更省事，更适合工作繁忙的都市年轻人群。因养猫群体的消费力渐强，宠物猫家具在近两年呈现出较强的市场发展潜力，占据了很大的市场份额，具有较高的研究价值[2-3]。可拓创新方法是一种从事物的拓展面入手，通过形式化、流程化的方法以拓展、变换获得系统全面的解决思路，最后以优度评价来选择方案，解决矛盾问题。这种创新方法能够相对开放性地解决问题，对宠物猫家具的开发提供更多样化的创新思路[4]。

1 国内外宠物猫家具设计与研究现状

宠物家具是近年来市场潜力较大的一类新兴跨界家具品种，宠物猫家具是其中的细分类型，据QYRresearch推测全球猫家具市场在从当前至2026年都将呈持续增长趋势。现在市场上常见的宠物猫家具包括猫窝、猫笼、猫爬架、猫抓板、猫游乐空间等，并且逐渐显现与传统家具有机融合的新趋势[5]。

新锐建筑事务所(LYCS Architecture)的中国设计师用原木设计了独特互动方式的宠物猫家具（图1），爱沙尼亚的猫家具品牌Black Velvet设计了人宠共用的木质边桌（图2），瑞典ikea宜家家居的宠物系列家具设计了一款可以搭配书架使用的猫屋和可以包在桌腿上的猫抓板（图3）。以上宠物猫家具的设计理念包含了情感交互与人宠共享空间，通过猫家具与传统家具的结合来拉近人与猫之间的距离，使猫主人能够自然给予宠物猫更多的陪伴，从而彼此增进情感。

国内宠物行业刚刚进入快速发展期，宠物家具产业尚未成熟。国内的宠物猫家具更多地还是对国外设计理念和趋势的学习与借鉴，并没有形成本土有影响力的宠物猫家具品牌。不过国内近年有多家新创立的宠物用品和生活品牌开始探索环保型宠物猫家具，在国内宠物猫用品市场大受好评[6]（图4-图5）。

■图1 LYCS猫家具

■图2 猫家具品牌Black Velvet的猫家具

■图3 ikea宜家家居的猫家具

从国内外研究宠物猫家居用品的相关文献研究中发现，国外除了对猫科动物的行为习性有较深研究以外，还对宠物心理学等有系统性理论研究，且在设计实践上体现出优秀的设计理念与创造力[7]。国内在关于宠物猫家具设计研究的相关文献则较少，且在宠物用品研究方面提出问题和探索问题的深度与广度方面都还相对欠缺，对于宠物猫家具的创新方法也还有许多研究空间。

2 可拓创新方法概述

可拓创新法是基于我国蔡文研究员提出的可拓学理论所形成的方法论及方法体系，是一门跨哲学、数学和工程学等多学科的横断学科[8]。可拓学及其应用于2011年由国家科技部科技成果管理办公室正式公布。可拓创新法具有模型化、可拓展、可转换、整体性、综合性等特征。该方法有利于将物品、功能等进行定量化，便于研究各领域中的矛盾问题，探讨拓展的可行性，并开拓形成多个创新方案，最终选择最优方案解决问题，是高效的创新方法之一。经过多年的研究发展，现该创新方法已应用在工程技术、智能科学、经济与管理等多个领域，在产品创新、技术创新等方面发挥重要作用[9-10]。

3 基于可拓创新方法的宠物猫家具创新流程

3.1 流程概述

本研究采用可拓创新法中针对产品缺点的第三创造法对宠物家具进行创新研究，该创造法从市场上已存在的产品出发，通过调研、分析了解行业的痛点，用户需求，产品的缺点等；基本元素，分别形成物元、事元、关系元等元素，并用基元和模型方法组建设计语义；随后对已建立的各基元模型进行创新拓展，让每个基元形成多个新方案；然后使用可拓变换方法对各基元创新拓展的新方案进行组合，形成多个新产品创意；最后根据用户、市场、成本、创意等各方面进行优度评价，最终选取优度较高的创新方案形成产品备选方案。

我们可以将可拓创新法的第三创造法总结为5个步骤（图6）：①调研市面现有产品缺点、用户需求等；②根据现有产品缺点，有针对性建立基元；③进行各基元拓展创新；④进行可拓变换组合，获取多个新创意；⑤优度评价，选出高优度创意。

3.2 可拓创新法在宠物猫家具设计中的应用

3.2.1 用户与产品的调研分析

■图4 VM生活品牌原创瓦楞纸猫屋

■图5 Pidan宠物用品品牌设计的boxkitty猫城堡

■图6 可拓创新法第三创造法流程图

■图7 P1方案（智能集成宠物屋）效果图

从用户视角来看，宠物猫家具与其余类型家具的不同之处在于该类产品具有两个目标用户群，一个是猫主人，一个是宠物猫。这两类关键用户的需求与体验都是宠物猫家具要关注的重点。根据宠物猫的典型共性特征，可以分析其对应的需求要点（表1）；而根据养猫人群的典型生活方式，则可以提取和分析宠物猫与人在生活中的矛盾问题，从而进一步发现现有产品的不足之处。

表1 宠物猫共性与需求研究

现阶段养猫人群的年轻化越趋明显，年轻养猫人群也是宠物猫家具的主要消费群体。《家居研习社2020》调查指出“简洁、品质、自由、丰富”是当前年轻人的生活关键词；90后年轻用户群体占70%的小红书App也发布了《2021生活方式趋势关键词》，提出10个引领生活潮流的关键词，其中1个关键词体现了“独居”方式，2个关键词体现了“时尚”方式，2个关键词体现了“运动健身”方式，2个关键词体现了“户外旅行”方式，3个关键词体现了“吃货”方式。且所有关键词都在强调当前年轻人“爱生活、爱创新、爱分享”的典型生活方式特点。

根据年轻群体生活方式的变化，我们再来分析现有的宠物猫家具，就不难发现其中的不足了，总的来说可以归纳为以下几点：（1）现有的宠物猫家具主要以提供休憩空间为主，需要占据一部分居家空间，且要另设空间来安置喂食喂水设备与猫砂盆，宠物猫用品总占地面积很大，对年轻群体小空间独居方式不太友好。（2）年轻群体对居家环境的视觉效果要求更高，宠物猫家具外观设计需要更好融合简洁、高品质的家居环境。（3）年轻群体热爱出行，宠物猫无论是一同出行或留在家中，都需要相应的照护产品让猫主人安心。（4）年轻群体更爱分享，每个人都可以成为“博主”，每个人都可以“云吸宠”，宠物家具可以突破纯实体形式，实现潜在的用户需求。

表3 优度评价结果对比

3.2.2 基元建模

根据宠物猫家具的用户需求及市面现有产品的不足之处调查分析，经过四位设计师对问题进行归纳，得出宠物猫家具需要改进的问题（表2）。

表2 市面宠物家具的缺点物元表

分析描述现有宠物猫家具问题的特征，并根据可拓创新法分别对改进目标建立基元。其中物元与事元分别为M1，M2与A1，A2。

3.2.3 拓展分析

根据可拓创新法中的发散树方法对宠物猫家具现有问题建立的物元、事元进行拓展分析，本研究根据四位设计师的分析拓展，建立模型为下所示。

根据上述拓展分析，可以分别得到各基元的多种方案。

3.2.4 变化创新

在得出各基元的拓展方案后，根据可拓创新法再进行可拓变换，可以形成新产品模型。可拓变换的基本变换方法有5种：置换法、增删法、分解法、扩缩法和复制法[11]。通过分析宠物猫家具的需求，M21增加运输难度，不符合产品运输要求，A11不符合宠物主人外出短途旅行的需求，故舍去该两种拓展方案。再利用置换法，初步得出如下新产品创意。

创意P1：T1=M11+M22+A12+A21，用语言表述如下：一款松木材质原木色的斜顶屋子，使用五金连接，板式家具式组装，内含电动喂食、喂水等养护功能，远程控制添加水及猫粮，可以通过App控制猫玩具跟宠物猫远程互动玩耍[12]。

创意P2：T2=M11+M22+A12+A22，用语言表述如下：一款松木材质原木色的斜顶屋子，使用五金连接，板式家具式组装，内含电动喂食、喂水等养护功能，远程控制添加水及猫粮，自带感应式电动玩具，供宠物猫自由玩耍[13-14]。

创意P3：T3=M12+M22+A12+A21，用语言表述如下：一款彩色瓦楞纸制作的圆形猫屋，使用五金连接，板式家具式组装，内含电动喂食、喂水等养护功能，远程控制添加水及猫粮，可以通过App制猫玩具跟宠物猫远程互动玩耍[15-16]。

创意P4：T4=M12+M22+A12+A22，用语言表述如下：一款彩色瓦楞纸制作的圆形猫屋，使用五金连接，板式家具式组装，内含电动喂食、喂水等养护功能，远程控制添加水及猫粮，自带感应式电动玩具，供宠物猫自由玩耍。

上述4种产品创意均一定程度解决宠物猫家具的痛点，满足用户在融合家居环境、方便移动、远程照护、情感交流互动以及环保方面的多样化需求。

3.2.5 确定创意方案及设计应用

经过四位设计师分析讨论，选取衡量指标：C1（功能），C2（外形美观），C3（成本）；并选取权重分别为C1=0.5，C2=0.2，C3=0.3。建立离散型关联函数和简单关联函数，通过优度评价方法经设计师评价及计算，得出各个方案优度（表4）。

通过综合优度结果对比可知，创意P1方案优度较高，创新方案P2方案次之。

在设计应用中，P1使用环保免漆松木和有机玻璃，整合成简约明亮的宠物屋外观，使其与家居环境自然融合，成为家中美景；其部件的组合结构是用户可自行拆装的标准化实木框架结构，同时底部增设滚轮，方便用户日常移动和搬家拆装；宠物屋内设置了智能系统，利用App控制宠物屋内的起居设备、灯光、玩具和摄像头等，更好地提供适宜的光环境，与爱宠互动玩耍，视频监控看护爱宠[17-19]（图7）。

4 结语

宠物猫家具市场近年的发展趋势上扬明显，消费群体的快速变化使得宠物猫家具的功能与情感需求趋向个性化与多样化。在日益见长的需求之下，宠物猫家具的创新理论与实践应用研究还稍显滞后，在该方面还有大量研究空间。本文应用可拓创新法的第三创造法流程对宠物猫家具进行创新探索，通过调研分析、基元建模、拓展分析、变化创新、优度评价五个步骤，获得宠物猫家具准确适应市场变化和解决问题的优选方案，为宠物猫家具以及相关创新方法理论的研究提供参考。