动态仿生设计对于家用消防报警产品的设计运用

徐菲

南京传媒学院 江苏 南京 210013

工业设计4.0智能时代的来临，也悄然带动各个行业的设计发展。产品设计的外观及功能，不仅仅是为了人们的需求，也给人们带来了更多情趣以及情感寄托。人们本着“本我”及在对大自然倾向的潜意识下，选购产品也日渐趋向于仿生设计产品。仿生设计在1988年首次开展设计研讨会，其重点在于探索自然，思考生命、功能与形态，对工业设计产生深远的影响。如今，国内消防设计领域还未与智能时代做到更好地融合，本文研究动态仿生设计智能交互方向下，结合消防产品运用设计理论。

一、何为产品动态仿生设计

仿生设计发展至今，自然界的生物给人们带来越来越多的想法，除了外在形态的影响外，还有来自生理结构特征带来的动态仿生研究。因此，仿生可以分为静态仿生，针对外形仿生的研究学习，以及行为动态仿生设计方法，指外形和结构可发生变化，是一种意向式仿生设计。

（一）静态仿生设计和动态仿生设计关系

静态仿生设计主要围绕自然生物的形态、色彩、肌理、结构来模仿设计，呈现于产品造型，赋予静态视觉认知。而动态仿生则是在静态仿生更上一层，让本有的造型上更加贴近生物的运动、生存、情感等动态表达，如雷达设计，便是模拟蝙蝠声波的生理特征而设计的声音仿生设计。现如今的智能产品设计也日渐趋向于生物智能方向，如小米的狗，模拟狗的行走方式，还增加语音智能对话。此外，生活中的小家电也增加智能化和仿生设计。产品设计不再是外观上的模仿，也在功能和动态变化上模拟生物的特征。

（二）动态仿生的衍生

产品仿生设计的三个层次模型下，行为动态仿生也分为本体、情景和感知三种动态融合仿生。其中，行为动态仿生设计的本体动态融合层在植物动态仿生加湿器设计研究中进入有效的要素分析，文中通过研究植物对空气质量变化而产生生理的动态变化，从而实现加湿器的动态指示提醒，如植物对空气水分和污染物的生理感应，使其形态蜷缩以及色彩变化。本次研究主要结合三种动态融合仿生结合在一起并运用在实际产品设计，主要从本体的静态与动态传达信息为主，情景化以产生动态效果的生活场景与生物实际动态场景模拟，感知化的情感表达。文献将仿生产品设计的技术问题在自然生物的生存系统上找到有效的解决方法。

二、家庭消防意识

（一）家庭成员对消防的认知和需求

因我国国情以及百姓生活方式的传统认知，导致居民对自己家中的消防意识薄弱，仍停留于基本的火灾认知。根据全国国民消防安全素质调查显示：“民众对消防知识知晓率低于百分之三十。百分之八十的火灾是人为因素导致的，在重特大火灾人员伤亡事件中，多数原因归结于公众缺乏消防安全常识和逃生自救能力”。据应急管理部消防救援局的初步统计，2021年，全国共接报火灾74.8万起，其中住宅火灾亡人占比较高，占总数的34.5%，死亡人数占总数的73.8%。多数居民对家庭消防意识薄弱，且没有在家中安排消费报警器或消防器材。经笔者调查研究，多数家庭对消费器材和报警器的外观有抵触心理，怕影响家庭装修氛围，亦或者理所当然认为自己家不会发生火灾。

（二）家庭消防及报警设计

根据每年的火灾数据，家庭消防措施也在政府的要求下，强化小区消防安全责任落实、住宅消防安全自查、家庭配置灭火器材。然而，多数居民家庭装修环节中，很少将消防系统合理安排在家中，因家庭装修风格和烟雾报警-消防系统难以从易识别性、易学性、可容错性三个方面有效结合。此外，消防产品造型设计不太符合人们的基础认知和审美价值的提升。因此，本文对于智能化家庭消防产品造型设计会根据用户目前现有痛点进行有效地改良设计。同时，本文通过动态仿生设计让家庭更愿意接纳使用。

三、动态仿生融合设计要素

智能消防产品设计不仅在市面上适合家用的较少，而且运用动态仿生进行设计的产品更少。本论文主要运用动态仿生设计方法的三要素对家庭智能消防产品做方法运用和验证。

（一）产品动态仿生之本体设计要素

产品外形仿生设计以生物体外形为设计创意来源，通过融合将生物外形应用于产品外形中，创造性地完成产品创新设计，塑造独特的产品形象。本体动态仿生与静态仿生区别在于，静态是造型、色彩、肌理等的仿生，而动态是在此基础上有动态变化，比如色彩变化中，变色龙从黄色变成绿色的变化过程。消防报警产品主要是其警报的声音频率在40～80赫兹，会引起杏仁核，海马体和脑岛的不适应反应，如厌恶、疼痛等，让人们紧张并且警惕起来。除其声音本体刺激以外，还可以通过视觉本体刺激进行设计，如通过色彩或灯光的刺激变化来引起人们的注意。

（二）产品动态仿生之情景设计要素

情景动态仿生设计，即人-环境-情绪三者间关系。如现实社会中有的场景化游戏，真人剧本杀、密室逃脱，就是利用情景化设计让用户能快速进入紧张、刺激的情感。正因情景化设计，人们对游戏的情感匹配性能趋向于真实体验。动态的情景设计主要从情景-情感渲染方向为主，那么消防产品设计时，可以从静态和动态两个状态进行设计。在静态的安全状况下，仿生产品能给人们带来安全、美好的感觉，如绽开的花朵、可爱乖巧的宠物；而在动态的危险紧急情况下，其仿生对象的动态变化给予人们紧张、危险感，如变色龙的颜色变化、霸王花的臭味散发等。

（三）产品动态仿生之感知设计要素

感知设计主旨产品的动态变化能给人们带来移情作用，即共情影响力。在动态仿生产品设计中，消防产品本身在安全状态下，应该融入家庭氛围，给予人们安全感、温馨感；而在紧急状况下，能快速调动人们的紧张情绪，同时又能给予人们理性判断如何安全逃生以及消防防范。

（四）消防产品设计

消防产品设计根据上述三要素进行融合设计，将动态仿生预警功能体现在人们生活中。消防产品可以选择的仿生生物品种很多，然而消防产品设计需要根据用户、场景进行综合设计。因此，消防产品仿生对象必须是能让用户愿意接受的形象以及与人们的生活方式息息相关的生物。家用消防产品设计分安心、融入家庭的静态和识别危险，及时传播信息的动态仿生设计两要素。经过调研所得，生物狗符合上述要求，第一；其外观及形象特点符合人们理解的安全、保护含义；第二，其嗅觉灵敏，在危险发生时，会犬吠预警，且人们已习惯于犬吠声下产生紧张及警惕的心理。因此，生物狗符合动态仿生设计的本体和感知设计要素，而在情景设计要素上，产品设计需要结合动态交互设计更有效地融合。静态的安全情景下，产品造型设计与家庭装修设计风格需要统一。此外，其造型可从动物外观形态到抽离解构其元素来设计，如狗的听觉和嗅觉灵敏，可以保留其特征形状。动态的危险情景下，产品的交互设计，除了狗本身的声音模拟提醒设计以外，可以从视觉方向进行交互屏幕或投影设计。产品设计案例可如图1所示。

图1 消防产品设计案例，造型、交互屏设计、效果图

四、产品动态仿生可用性测试

本文通过模拟家庭烟雾变化来进行用户的可用性测试，给予观察者情景观察，记录被测试者观察情况。测试目的是了解用户是否能从产品的造型和预警功能感知动态仿生设计的理念，并且能有效提醒人们，以及预防火灾对人们造成的伤害。在产品仿生设计中，本体仿生设计下关注形态和功能测试，即功能性、易理解性和易用性。情景和感知交互设计下，以用户的情景判断、交互反应及满意度作为评估项。

（一）产品预警动态信息传达的准确性

本文根据家居消防场景，用案例产品来设计三种情景交互（如图2所示），有安全场景（正常待机）：无烟雾无危险；异味感应场景（初级预警）：香烟、厨房烟雾等；危险场景（紧急报警）：火灾、煤气泄漏等进行用户测试。并用狗鼻子的形态代表灯光交互提醒，绿色：安全，蓝色：初级预警，红色：危险。经用户反应测试发现，多数用户能从色彩感知到其危险性质。然而安全出口的显示在顶部呈现，不能很好提醒用户。且安全和紧张两个情景能让用户一眼认知，GAS数值无法让人们在紧急情况下有效看清和认知。此外，调研发现顶部的家庭消防报警产品，用户不能有效地观察到产品交互屏幕信息变化。

图2 三种情景交互场景设计图

（二）消防预警的可用性测试与反馈

经过用户调研测试，人们对动态仿生设计的消防产品，按照功能性、易理解性、易用性、满意度四个维度的测试结果，整体较为满意。在情景问卷调研情况下，功能性认知度达到8.2分，然而在产品的理解性维度较弱，仅7.2分。家用消防产品的易用性评分是8.4，虽然其应该属于家家户户应该装的产品，但其易用性仍取决于是否是必需品。总体用户对产品的满意度是8分，愿意接受仿生造型可以融入家中环境的消防产品。此外，其中有几名用户建议，GAS数值以及紧急状态下的“安全出口”投影指示应该需要让用户直观认知以及快速判断。

表1 被测试者对产品报警的可用性测试数据

结论

文中针对消防产品设计市场有空缺的现象，结合动态仿生设计对家用消防报警产品进行本体、情景、感知的融合设计。这三个维度的设计，让人们更愿意接纳家庭的消防意识，同时，愿意接受家庭的消防产品安装。人们可以从美观角度、安全角度以及科学角度接纳动态仿生设计下的消防警报产品。

文中通过动态仿生设计方法进行消防产品设计案例和可用性测试，对用户和家庭消防情景模拟下，多次测试和探讨得出动态情景交互仿生设计对消防产品设计的有效性提高。同时，总结出产品的动态情景交互仿生设计对消防产品设计方法及应用，在未来的更多消防产品上有更多的可能性。动态仿生设计方法预期也可以让人们的消防意识和家庭消防设备的使用率逐步提高。