基于聚类分析在老年易用性产品设计中的应用

张静 颜妗真

关键词：聚类分析 老年 易用性 设计 产品

引言

截止到2015年底，我国60岁以上人口大约有2.2亿，65岁以上老龄人口有1.44亿，分别占总人口的16.1%和10.40%，随着我国人口老龄化的逐年增加，老年人群普遍对自身的生活质量和健康也越来越重视，老年产品逐渐成为社会关注的热点。老年人群使用的家庭血压仪作为一种家庭医疗仪器类产品，可以有效提高老年人群预防突发疾病的能力，所以老年人群对血压仪的使用也越来越频繁。但是目前市场上的血压仪基本都是通用的设计，没有专门针对老年人群的使用需求，致使使用有一定困难。因此，本文采用人性化的易用性设计理念，通过调研问卷和聚类分析方法，收集老年人群对血压仪产品的需求信息，把老年用户的需求参数转化为以“用户为中心”进行设计，同时考虑产品易性用与使用者的情感的关系，达到人在使用产品时完美的体验。

一、产品易用性需求

产品的易用性功能，从心理学的角度来说，通过观察与使用，让消费者感觉到简单易用的特点，没有使用的压力，使产品对用户来说具有高度的“透明性”，[1]这也是当前产品设计中的重点之一，并逐渐成为设计发展的主流。目前，随着生活水平的普遍提高，老年消费人群对产品的人性化功能也在不断提高，主要体现在对产品的易用功能方面。因为对于现代的老年人群来说，大多都是独居，子女忙于工作，没有太多的时间陪伴老人，老人也不想给子女添麻烦，很多事情都希望自己可以独立操作完成，而且随着年龄的增长，老年人群身体的各个部分变得不是很灵活，反映迟缓，适应环境的能力也有所下降，对外界的刺激反应也不够灵敏，视力下降且眼花，对色彩的识别度不敏锐，听觉也在下降等等的一切问题的存在，都会影响到对现有产品的使用体现。而易用性产品的设计可以使老人在简单的引导下，快速领会产品的使用方法，避免繁冗复杂的操作流程，满足老年消费者简单、高效的使用需求和零负担情感需求，产生一种愉悦的情感。（图1）

二、用户需求分析

针对老年人群生活习惯及行为的调查，发现老年人群对于智能产品使用有一定的恐惧心理。以血压仪为例，总体来讲老年人群对现有血压仪的操作使用不是很满意，普遍认为产品组件有的太复杂，按键多不易辨识，操作过程相对也比较复杂，容易造成操作失误，显示的屏幕界面和数字都比较小，不便读取，产品的体积比较大，不好外出携带等问题。因此，针对现有老年人群使用存在的问题，主要从老年人的易用功能出发，提出血压仪设计新思路，首先，在设计时考虑产品使用人群的便捷性和体验性，使老年人看到产品不会产生麻烦和恐惧的心理，需要具有操作简单、安全、高效的使用方法。其次，产品的操作过程应该简洁易懂。由于老年人群的行为缓慢，应尽可能减少较大动作的扭转与动态，尽量避免重复性操作，并提供产品界面足够大的空间和尺寸，最大可能地提供使用者适当的操作空间，而且尽量消除不同使用者的差异性。最后，使用产品的同时会产生体验心理，进行优劣评价，也就是价值体验。（图2）

三、研究方法

血压仪易用功能需要从老年人群现使用产品所出现的矛盾与困难来解决问题。本文采用聚类分析方法，按照现有市场产品相似性的特征，把近似产品的特征划分为相同的一类，并把易用性词汇按照表现风格归类到不同簇中，同簇类群中的特征表达基本相似，不同簇群的特征差异性比较大，[2]这也是产品易用造型分类的依据，通过量化用户的易用性词汇的设计需求，有助于设计师挖掘产品易用特征和其独特性，有效避免在传统产品设计中，单独依靠设计师个人喜好而进行的设计创造，可能会对产品设计和用户需求分析有一定的判断误差，导致产品设计失败。

对于产品的消费群体而言，不同消费者在对待产品的认知和需求，有着较大的差异。所以，需要针对产品使用的目标用户群的满意度和需求层次进行调研，归纳用户群体对产品设计特征感受并进行分析。以60-70岁老年人为主，采用调研问卷的方式，从目前市场上现有的血压仪产品的形态、色彩、功能需求为主进行调查，收集信息，问卷内容包括感知体验、行为体验和价值体验三方面的问题。共发放问卷100分，回收100份。（表1）按照Kano的方式进行用户的需求统计分析，从使用人群对血压仪的使用进行设置问题。问题主要涉及到产品设计易用性的14个词汇，包括外观造型、开关按键、整体尺寸、色彩、材质、使用方式等方面设置相关因素，具体包括：X1曲线;X2直线;X3材料;X4明亮;X5暗淡;X6文化;X7字体大;X8尺寸小;X9耗电量;X10按键方式;X11使用体验;X12操作简单;X13安全性;X14质保服务等。（表2）

三、聚类分析过程

（一）提取方法

根据调研得到的数据，提取血压仪使用需求的涉及到的词汇X1-X14，建立老年消费人群对血压仪易用性特征元素的集合X= {X1，X2，…X14 }，利用极好到极差的方法，选取设计词汇集合中的特征元素进行数据化處理。利用公式如下：[3-4]

公式（1）中Xij为第i个元素的第j个特征的评价值，对同一特征因素的取值采用消费者最喜欢的最大值（max）和最不喜欢的最小值（min）进行同步计算，形成两级之间的数据，便于数据分化聚类。

（二）构建产品聚类

根据上述的调研数据及各个需求项分别对应的Kano模型中消费者反映的使用需求，采用5点评价量方式，将造型设计14个词汇进行用户评价量化，最低级的需求项为X1，最高层为X14，项数为14个，将数据取值压缩在到0和1之间，[5-6]利用Matlab软件进行数据标准化，形成一个五维的（Xi1，Xi2，Xi3，Xi4，Xi5）的模型数据。

公式（2）中：rij表示元素的相似系数，在本设计中，i或j等于1、2、3… 14个选项，m为Kano模型中属性类别，m等于1至5，c代表修正系数，取值在0到1之间，r的数值越大，表明第i项造型情感需求与第j项情感需求的相似度越高。针对表3的数据进行计算，得出相似的矩阵数据表。（表3）

（三）建立聚类图表

按照数据表把接近的词汇数据值进行归类，按照产品特征的代码对应的数字，对产品易用的造型词汇阈值进行聚类，[7]选取不同的数值，得到的分类也不同，产生的聚类形式和结果也就不同。[8]根据度量对象之间的相似程度，将研究对象分成不同的类别，可以直观地对产品特点进行聚类，形成聚类图表（图3）。

四、聚类分类与分析

（一）聚类分类

老年人身体各项机能会随着年龄的增大会出现衰老和退化等现象，最普遍的特征就是视力衰退、听力下降、反应迟钝、记忆力下降等因素，基于老年人群的以上的生理与行为特征，通过图5和图6的图表分析，当聚类取值为c=0.7552232时，把产品设计中的14个需求特征元素按照老年人群需求，可以分成四类不同的产品设计要素，以最大化的满足老年人群的易用使用特征。具体分类如下：第一类要素包含有{X1-X4，X11}等要素，有直线、曲线，色彩等颜色特征，是产品的外观形态词汇。第二类包含有{X5，X6，X7，X8，X10，X12 }等要素，在这一类要素中含有字体、大小、人机等操作体验方面的词汇，是产品易用性的关键部分。第三类包含{X13，X14 }等数字，是关于产品的质保与售后等词汇，是产品购买后的问题，在设计部占主要地位。第四类仅有{X9}的数据，是产品的省电词汇表达，与第三类的问题基本类似，可以不予考虑。

（二）聚类分析

1.按照前面图3的数据调研数据分析，以及聚类分析，发现第二聚类的簇群选择人数较多，居于首位。包含有简单操作，字体大、屏幕大等词汇，这些表达基本都是实用、易用和可靠性的一些描述，通常都和设计因素结合在一起，是老年人群对产品易用性功能的基本需求，也是对血压仪产品的使用功能的体验，换句话说，就是这个产品给老年人群使用的第一直觉感受是易用还是难用，这点应该是目前老年人群对产品设计中最注重的问题。因此，在产品设计中，设计人员应该特别重视，使产品的设计直接影响老年用户对产品的认知和操作，减少产品给用户带来的陌生感，同时也降低了老年人群使用的心理压力，以体现对老年人群的重视与尊重。[9]

2.产品的造型、色彩、材质等外观视觉要素，在所有要素中所占的比重排列第二。由于老年群体的特殊性，不太愿意学习新事物，更喜欢易用性的产品，而且对审美也有一定能的要求。也正好符合了唐纳德A诺曼（Donald A. Norman）曾经说过的话，即“美观的物品更好用”。[10]就是说，可以从产品的形态、色彩、人机等方面使产品的易用性体现。通过外观使人产生易用的视觉效果，获得绝大部分人的喜欢。因此，在设计中，通常会把易用操作和外观造型这两类进行融合设计，让老年人群有一个良好的视觉审美，也会自然联想到美的产品的方便性和易用性，使老年人群不在产生丑陋的或者恐惧心理。

3.第三簇类和第四簇类分别是产品的售后和电源问题。这两类因素在设计中所占比重最小。对于售后问题，主要是从技术方面考虑，属于产品的质量问题。老年群体虽然对产品的质量比较关心，但不是外观产品设计的主要因素，可以忽略不考虑在产品设计之内。通过老年群体对产品的的打分以及聚类原因的具体分析，总结出老年人群关于易用性产品的设计，排列顺序依次为：第2类>第1类>第3类>第4类。

五、实践设计

通过上述的聚类树状与排列顺序的分析，发现老年人对产品的易用性功能比较关心，按照产品设计的原则，除去产品内在的技术功能，产品设计首先可以通过产品的外在表现，多种细节表现去传达产品易用性功能，主要满足老年特殊人群的需求。

（一）设计定位1.形态的易用性设计。对于老年群体而言，对后现代风格和奇形怪状的形态不感兴趣，因此血压仪的造型尽量简洁，不需要用复杂的色彩搭配，配色也要简单，让老年使用者感受到平和与容易使用的心态，在产品的形态结构上一定要符合老年人的生理需求，本着舒适、方便的设计理念。使产品的外观形状、尺寸大小、颜色等方面设计因素，在易用功能方面都要明确、显而易见，操作按键的颜色也要相对鲜明，界面要简洁，一目了然等，同时注重材质的选择，因老年身体机能的变化，会比较注重产品的用户心理的人性化关怀，这些因素的设计表达可以将产品的操作难度降到最低，使老年人用的得心应手，就容易产生一种愉悦的心理。[11]同时外观设计的文化性，也要符合老年人群的审美语义。

2.结构设计的容错性设计。产品的外观设计无论是在功能方面还是在材质方面以及其他一些细节方面都要注重产品的容错性设计，这些设计可以帮助老人减少错误操作。因为老年人群固执的心态、以及身体各项机能都在不断下降，容易在产品的具体操作中出现一些操作失误，从而导致产品的功能性错误出现。因此，在设计中应尽量简化产品的操作过程，将复杂的界面简单化，按键尽量减少，并可以通过不同的色彩来引导老年人对产品按键的使用，以提高产品使用的方便性。

（二）设计实践针对老年人群的血压仪设计定位为功能性产品设计，是通过简单、易学的操作满足老年人使用产品的需要，随时了解自身的血压，从而保持身体健康，体现产品对老年人群的人性化设计理念，降低产品在操作中的错误，快速、高效實现产品的使用目标。主要可以从产品形态、界面、色彩以及产品附加文化的表现等进行设计。

1.易用性造型设计。优美的造型和色彩会吸引用户的注意力，[12]这是用户易用情感产生的第一步。针对上述聚类分析的排列结果，具体从以下几个方面进行设计。

第一，首要设计要素是产品的易用性操作表达。由于产品的第一视觉要素非常重要，第一要素给消费者的感觉也决定了产品的市场。

在产品设计中，易用这类要素通常与造型表现的第二聚类紧密联系在一起。因此，在设计血压仪时，会把外观造型和易用功能人性化结合在一起。由于老年人群需要简洁的造型和易用的功能性，血压仪的造型选择简洁的几何形态和圆润的曲线相结合的方式，方中带圆，简单大方，扁平化设计，特别是曲线的辅助设计，避免尖锐的直角设计，有效地改变了方形的粗狂的感觉，使整体造型具有细腻，亲和的情感要素，适当缓解老年使用者的心理压力，从使用方面也最大化满足了产品仪器操作界面较大的空间应用。同时，产品整体造型还体现了中国传统文化中“方中带圆，柔中带刚”情感表达，使消费者与产品产生一定的情感共鸣。

第二，易用性细节设计。因为老年人对物体识别度的退化，为了老人的方便操作，在产品界面上要尽量简洁，避免过多复杂的装饰，使老人操作方便。按键也不宜过多，如果产品按键较多，在操作中容易造成错误按压，产生错误的读数，也容易给老年人群造成紧张的心理。鉴于此，本血压仪界面设计仅三个按键，分别是高压、低压和脉搏，并且按键的尺寸也略大一些，保证老年人群的认知与使用，并且每个按键具有血压的历史记忆功能，便于老人比较。同时显示数字的界面屏幕比较大，是老年人群因视力下降因素，可以清楚地看到屏幕上的数字显示，了解自身的健康情况。为了区别操作按键，把血压仪的整体通电开关设计与操作按键分离，设计在产品的背面，可以使老人清楚地认知和区分使用。血压仪细节设计简洁，功能易用，操作一目了然，很容易激发老年消费群体的愉快的情绪。

2.易用性色彩设计。色彩可以表达产品不同的使用功能外，还会给使用者不同的心里感受。对血压仪的色彩设计，也遵循这个原则，每个按键设计成不同的色调，老年人因视觉退化问题，对于色彩的冷暖认知有很大的区别，一般情况下，对于冷色调的认知是高于暖色调的。因此，在设计中，采用主体色彩是白色的冷色调。而且从色彩的色相来说，白色还属于无色相的颜色，可以与其他任何色彩搭配，白色色调还具有平静的视觉效应，有利用老年人群产生情绪的稳定。为了避免血压仪色调的单调，对血压仪局部按键的色彩采用较高純度的红色、橙色和蓝色，按键造型也较大，具有醒目的提示作用，便于清楚地发现并操作按键，降低了老年人群使用的困难，同时也丰富了产品的色彩，便面单一的视觉感受。红蓝互为补色，但是黄色色调作为红和蓝的中间色调，有效地调节了红蓝色相的对比，使老年人群容易看到按键的提示，同时也缓解了看到红色时紧张、压力等情绪。

3.易用性人机工程设计。产品的人机表现主要需要表现的是使用过程的舒适性以及产生的愉快心理。对于老年人而言，由于身体机能原因，无法完成连续的复杂操作，因此在程序设计上和操作上与医用的需要有些区别。在整体尺寸上，一般是按照手握的大小形态来设计，使老人拿在手里，便可以直接利用拇指进行操作，比较方便。由于老年人群的视力较弱，为了数值显示得清晰，观看视线与血压仪的显示角度也需要有一个20度的角度，因此，在血压仪背面设计有支架，放置在桌面时，可以使显示面成为一个斜面，不会产生界面的放光，使老人准确地进行读数。血压仪的材质采用了磨砂质感的外观，保证老年人在使用时，手与产品表面有一定的摩擦力，不容易滑落。（图7）

结语

本文采用聚类分析方法，分析老年人的生理、心理需求，提出老年用户对血压仪的易用使用需求，依次从产品功能、造型、人机工程学等方面入手，具体分析了老年人群在产品设计中的易用使用需求与产品设计元素的匹配关系，按照分析的数据，以理论指导实践进行了血压仪的易用性设计实践，使优化后的血压仪更加符合老年人群的使用行为，真正做到实际为老年用户的易用性设计，同时也验证了聚类分析方法在产品的易用性功能设计中的可行性，完全可以作为产品设计的一种新方法。