基于可供性的文化意象交互式智能音箱设计研究

舒睿，黄敏,b

（武汉大学 a.城市设计学院 b.数字城市研究中心，武汉 430072）

当下正处于人工智能物联网（AIoT）时代，现代生活被人工智能、5G技术、物联网等各类科学技术所影响、改变，智能家居（Smart Home）便是AIoT技术融入生活的实体化形态之一。在国外，谷歌、苹果、微软、亚马逊等科技公司正不断研发新的智能家居产品，在国内则有耳熟能详的小米米家生态链、华为生态链、海尔生态链等。智能产品正以其现代、便捷、智能的特性改善着人们的日常生活。在产品功能满足需求的基础之上，体验缺乏或趋同化的产品已不能很好地满足用户的情感需求，体验的优良和个性的表达成为人们新的追求。与此同时，民俗文化的发展受到各种限制。作为具有五千年历史大国的重要血脉之一的传统文化艺术，其保护和传承在当今时代是必须且紧迫的。尽管以符号表意为主的国潮元素等在市场上传播甚广，充分展现了中国民俗纹样，但从更为根源性的角度来看，人们在高速运转的社会背景中，较少能直接与古典文化相接触，远离了那一份雅韵和逸态。因此，传统民族文化艺术的发展应结合时代背景，融入当前的主流市场，用以凸显产品特色并提升使用体验，通过设计哲学增强传统民族文化艺术与人们生活习惯的联系。

1 相关概念及理论

1.1 可供性理论概述

生态心理学家Gibson[1]在20世纪70年代首次提出了可供性（Affordance）的概念，其概念侧重于生态论观念，认为人和环境之间存在的是直接关系，人与环境中的要素发生交互行为是由其直接知觉产生的，且无论是否能够产生交互行为，环境中的可供性是客观存在的，与人的主观意志无关，即该视角下的可供性是客观的。Norman[2]首次将可供性作为设计概念，通过产品中的线索对人的引导和暗示以产生相应的交互行为，他认为人的文化、生活、习惯是不能够忽视的，设计中的可供性包含可感知的部分，因此具有客观和主观两类属性，设计结果也应倾向于用户可感知的心理模型[3]。

可供性理论在设计中的典型应用即深泽直人的无意识设计[4]（Without Thought），该理念通过观察人们在生活中的下意识习惯，发掘人们的隐含需要，让直觉引导使用。此外，国内外针对设计领域中的可供性也有相关研究，在定性方面，马超民提出了交互可供性概念；傅婕等[5]提出了基于可供性的三类模型方法；楚东晓[6]将可供性阐释为环境对人的牵引作用，并用以评价设计；白仲航[7]等将Hartson[8]的可供性分类与产品造型要素相结合，验证了可供性对产品造型设计的指导作用。在定量研究方面，主要有结构分析矩阵[9]及基于可供性的交互性功能-任务矩阵[10]两项研究。

1.2 智能音箱概述

交互式产品指设备硬件和软件交互服务的一类现代实体产品[11]。智能音箱（AI Speaker）是一类典型的交互式产品，其包括音箱发声主体硬件以及语音助手、配套移动端操控应用等软件，具有较好的智能性和可互动性。根据市场调查和行业报告，发现当前智能音箱的国内市场主要由小米小爱、百度小度和天猫精灵组成，国外市场则以亚马逊、谷歌、苹果公司产品为主。从形态、外观、体验等角度来看，智能音箱呈市场细分趋势，例如迷你形态、潮牌定制版、触控屏显示、儿童及适老化设计等。同时在语音交互技术、家庭设备管理与控制、操作流程等方面正持续优化，提升用户使用感。然而，通过问卷调研、观察法、移情法等研究方法以及网络资料和调研报告数据，可以总结出当下智能音箱使用体验中所存在的问题，包括设备外观质感欠缺、复杂场景语音识别困难[12]、使用刻意、反馈不明、移动端操作烦琐、迁移性差等。因此，需通过造型及质感塑造、交互方式改善等多个层面，对这些体验问题进行优化。

2 基于可供性的文化意象交互式智能音箱设计方法

依据智能音箱实际使用需求及场景，探究文化意象转化为设计要素的具体方法。

2.1 相互关系分析

首先分析文化意象及可供性之间的互通性。设计领域下的可供性具有客观存在的可供性和主观感知的可供性两个类别。除实际客观属性外，人们的认知、文化背景、生活习惯等都能够潜在影响人对物的使用。在中国传统观念和艺术表达中，“意象”为寓“意”之“象”，“象”即客观存在的具体物象，“意”指主观情感的体现和表达，意象是某一创作主体在一定情感条件下对该物象的主观呈现[13]，并能够由其受众所感知。因此，文化意象在具有事物本质特征（客观层面）的同时，包含了与人情感（主观层面）相关的因素，同时两个因素之间存在对应关系。首先存在某一物象，创作者依据对形体的观察，结合个人心境与感情，对该物象进行抽象、概括等描绘表述，用艺术化的手法表达形象；接下来，由受众接受并感悟创作后的形象。在人们理解意象的过程中，除了意象中的形象主体本身，也与其文化经验与知识素养相关。因此，可供性的表达与意象的生成得以互通，均存在客观视角和主观视角，受物理和可感知两个层面的因素影响。文化意象与可供性之间的互通关系见图1，在用户的各类因素下，意象可被转化为可供性，以便用户正确感知、理解和拾取物的使用方式及本质。

图1 文化意象与可供性之间的互通关系Fig.1 The intercommunication between cultural image and affordance

如图2为灯具产品设计《敲》，该设计为红点奖获奖设计之一，可说明传统文化意象与可供性之间的互通关系。在直觉牵引下，使用者会拉起直杆敲击钟形灯体，从而让灯亮起，类似于在寺庙等地用木棍敲响古钟。与此同时，《敲》同时保持着古典韵味和现代设计的简约美感，是古典文化转化为现代设计的优秀案例。表1针对《敲》中的可供性进行了具体分析，可以看出《敲》通过将文化意象转化为可供性语言，结合物理形态，引导用户下意识使用产品。

图2 灯具产品设计作品《敲》Fig.2 Lamp product design Qiao

表1 《敲》中的可供性分析Tab.1 Analysis of affordance in Qiao

此外，交互式智能音箱及可供性之间亦存在较大互通性。如前文所述，可供性理论已被广泛应用于设计领域中。对智能音箱而言，其存在于客观域的物理因素和存在于主观域的感知因素均能够影响用户的交互过程。由此，交互式智能音箱中的可供性分析见图3。用户的信息获取首先会受产品本质属性的制约。在用户对智能音箱的使用过程中，一般存在语音交互、触摸触控等交互行为，而交互行为的发生将基于一定的条件，受由生态观出发的直接信息和由认知观出发的间接信息两方面的影响。对人体而言，所获信息约有80%源于视觉系统，而对于智能音箱产品，听觉系统的信息亦十分重要。在上述信息中，由智能音箱主体供给的部分可分为物理和感知两类交互要素。物理层面的要素属性包括了智能音箱的造型、体积、质感、颜色等内容，在该属性下，视觉和听觉系统等共同供给了视知觉、听知觉等生态观念信息，由此与客观域的可供性相匹配；感知层面的要素属性则包括了智能音箱的品牌认知、特定操作、情感依赖等，由此与主观域的可供性相匹配。

图3 交互式智能音箱可供性分析Fig.3 Analysis of affordance in Interactive AI speaker

影响交互行为的基础条件还包括了交互场景，它是影响或制约行为产生的重要因素，在分析时是不可或缺的要素。结合智能音箱实际使用情况，其在特定的交互场景下才能够与用户产生互动[14]。在本研究的交互场景中，一方面包括整体环境，即范围相对较大的时间与空间，在时间层面，例如白天和夜晚，两者对用户体验的影响有较大的差别；在空间层面，则主要考虑用户的具体使用地域，例如在卧室，更为考虑智能音箱的安抚性、叫醒功能，在客厅，则更侧重于家庭氛围。此外，尚存在一些细微的影响因素，包括温度（冷暖）、背景音（噪声）、与产品之间的距离（影响唤醒方式）、明暗等影响因素。例如，较大的背景噪音或距离过远会降低用户对设备产生对话行为的概率，而明亮、舒适的环境和宽裕的时间场景中，人们更容易与设备互动。此外，不同用户人群的心智、知识经验等不同，这些内源性的因素也是交互行为产生的必要条件。

结合智能音箱本质属性、外源性的交互场景以及内源性的用户心智，上述要素之间的匹配程度能够决定交互行为的产生和产生方式。

2.2 设计体系

结合哈特森、诺曼、颜禄检[15]等的可供性研究以及智能音箱交互维度，将可表述文化意象的交互式智能音箱可供性要素确立为：形态可供性、感官可供性、认知可供性及情境可供性。其中，形态及感官可供性属于客观域，认知可供性属于主观域，情境可供性则包含主客观两种属性。

1）形态可供性。形态可供性指由物本身形态所体现的物理层面辅助操作和使用的可供性要素，由产品客观特征所驱动，包括智能音箱的大小、形状、结构等。对文化意象而言，其包括了众多直观的要素，例如符号、色彩、纹理等，能够较为直接地对用户产生引导。

2）感官可供性。感官可供性指视觉、听觉、触觉、嗅觉等生理感受，包括智能音箱的声音反馈、灯光色彩、箱体触感。人的感官能够直接与产品形成交互过程，并可以对复杂系统中的变化产生快速的感知和反馈。

3）认知可供性。认知可供性是一种较为核心的可供性，存在于人和物之间产生交互体验的过程中，帮助用户理解并思考事物的本质。对用户自身而言，其生活方式、所处环境、文化教育等是影响认知的因素；从文化意象上看，当用户接受文化意象的过程中，能够体会到其中的韵味、精神传达等内涵因素，从而从认知角度理解文化意象载体。

4）情境可供性。情境指对一定场景或氛围中叙事行为的描述。情境具有空间感和时间连续性的特征，对本文交互式智能音箱设计而言，其空间感在于交互环境的呈现。一定的交互环境是影响或制约行为产生的重要因素，在这里，交互环境包括时间、温度、背景音、距离、明暗等影响因素。例如，较大的背景噪音或距离过远会降低用户对设备产生对话行为的概率。时间连续性则体现在连贯的交互过程上，当每一步交互行为都能够得到直接而自然的反馈时，用户将主动、潜意识地进行下一步。同时，智能音箱所体现的文化意象内涵也得以随之表述，增强情境的沉浸感，从而进一步激发用户持续使用产品，形成完整的叙事。在这种自然、流畅的交互行为之下，用户能够从中产生情感维度的反馈。自此，用户与产品之间更深一层的相互关系被建立起来，与中国源远流长的文化中的“和”观念相契合。

3 设计实例

依据上述设计方法，本文选择以饱含地域性特质、音乐特性与古典艺术精华的楚文化相关意象为要素，在可供性视域下将这些要素进行合理表述，并运用于交互式智能音箱设计实例中。首先提取楚文化中与音箱特质相吻合的代表性意象，再对产品造型与交互方式两个部分进行设计，最后针对设计的有效性进行相应评价。

通过用户调研和市场分析，对本文交互式智能音箱进行设计定位。智能音箱外观设计上需体现文化意象的韵味，并与当下主流市场的产品样式相接近，呈现典雅、简约、温润的特质，对文化意象的借鉴要以“神似”境界为目标，而非“形似”的简单模仿[16]；形式上，分为正常版和迷你版两个版本，并采用多通道设计，引入灯光与数显相结合的视觉反馈模式，优化智能音箱听觉通道单一而无法应对复杂使用场景的问题，为用户提供完整的使用体验；交互方式上，需自然、流畅，并能够帮助用户从交互过程中感悟文化内涵。

3.1 楚文化意象提取

通过对楚文化相关文献资料进行分析，楚人擅长歌舞，楚乐是一种兼具民族性和艺术性的民间音乐，在《楚辞》中描写了众多与乐器、乐舞相关的诗句，如《九歌·东君》“縆瑟兮交鼓，萧钟兮瑶簴”、《九歌·东皇太一》“五音纷兮繁会，君欣欣兮乐康”等。据此，将楚文化中具有代表性的乐器如鼓、编钟、磬、竽、笙、参差等作为产品设计的备选要素，与智能音箱交流对话、音乐播放等核心功能相匹配。通过发放问卷，调研在广泛群体中楚文化认知程度最高的乐器。问卷结果表明大众对编钟的认知度和认可度最高。因此，采用编钟作为设计实例的主体要素。此外，在指示灯部分，采用太阳意象作为设计要素，原因为：楚人崇火尚日，对太阳神祗具有崇敬之心，其文化认可度和积极意义高，同时由于其“光源”本质，能够较好地融入灯光等视觉指示性反馈。

3.2 交互式智能音箱设计

首先针对产品造型进行设计。如图4所示，为正常版和迷你版两个版本的智能音箱产品造型设计。两个版本的造型设计保持较高的一致性，其造型源自编钟；顶部为控制面板及环状指示灯，其造型抽象自日出过程；面板倾斜以便于手势操作。

图4 正常形态及迷你形态智能音箱系列造型设计Fig.4 Normal and MINI style of AI speaker series modeling design

交互方式方面，主流智能音箱所涉及的主要交互行为包括设备唤醒、音量调节、曲目切换等。在智能音箱交互方式的设计上，需结合产品造型设计基础、群体经验习惯等因素，呈现设计体系中的物理、情境及情感可供性。

1）唤醒：本智能音箱的唤醒方式为轻拍发声箱体上部凹陷部分两次。形态可供性层面，将箱体上边缘设计为下凹弧线，引导用户将手掌放置于此处；认知可供性层面，人们在日常生活中常下意识地用轻拍对方肩膀的方式提醒他人，唤醒操作与此心理感受相接近，因此在交互操作上和拍肩行为相贴合；情境可供性层面，该方式与“敲击编钟正面上部发出正鼓音”行为类似，在敲击或拍击后交互对象能够产生直接而迅速的反馈。

2）撤回：本智能音箱相对于市场上其他同类产品，加入了撤回功能，帮助用户更好地修改上文错误，其触发方式为轻拍箱体左侧或右侧一次。形态可供性层面，箱体两侧设计为上小下大、轻微凹陷的样式，更好地与手掌贴合；感官可供性层面，箱体外部为织物材质，舒适、温暖，有助于用户直接进行拍击操作；情境可供性层面，该交互操作与“敲击编钟侧面发出侧鼓音”行为类似，能够为用户营造意境；在撤回指令发出后，音箱发出相应的短促音效并显示数显图案，形成完整而连贯的叙事。

3）调节音量：对于非握持类设备，其调节的方式不应过于精细，因此在音量调节上，采用类似于旋钮的设计。音量调节操作为滑动智能音箱下方内凹处，且音量提升、降低分别为顺时针和逆时针。形态可供性层面，设备造型最底端为内凹形态，引导人们下意识伸入；认知可供性层面，顺时针和逆时针分别有正负两项知觉感受，属于固定的心理倾向。

4）曲目切换：本智能音箱的曲目切换功能操作方式均为轻拍侧部两次，且轻拍左侧、右侧分别对应于切换至上一首和下一首。其认知可供性与播放暂停类似，即在常用音乐软件中，上一首和下一首的按钮基本均为左、右分布；情境可供性层面与唤醒及撤回类似，即编钟的侧面轻拍发声方式。

5）播放暂停：由于一般而言播放暂停为同一处交互的两种状态，操作方式应简单、直观、减少混乱。本文智能音箱的播放及暂停方式均为轻拍上部分一次。其形态可供性与唤醒类似；认知可供性层面，在常用音乐软件中，播放和暂停功能的交互方式相同，两者状态可在同一处相互切换，且位置居中，能够很好地与用户习惯相匹配。

3.3 设计评价

采用语义差分法，通过7级李克特量表评价智能音箱设计方案的有效性（最低为–3，最高为3），共获取来自58位志愿者的有效数据。在产品外观层面，针对产品的智能现代感、文化感知度、美观优雅度三个维度进行评价，并分别提取相应的三个形容词对，评价结果如表2；在交互体验层面，针对交互方式的自然度、便捷度、直观度和趣味性进行评价，并分别提取相应的四个形容词对，评价结果见表3。

表2 产品外观设计评价Tab.2 Product modeling design evaluation

表3 交互体验设计评价Tab.3 Interactive experience design evaluation

结果表明，本文智能音箱在产品外观、交互便捷度、交互自然度以及趣味性上表现较好，交互直观性上仍需进一步改善。总体上，在可供性理论指导下的楚文化意象交互式智能音箱产品外观及交互体验设计较好地满足了设计目标和用户需求，证明可供性理论和文化意象相互结合能够较为科学地引导富有文化特质的交互式智能产品的设计。

4 结语

时代发展和科技进步使产品的功能不断完善，让个性呈现和体验需求成为消费者新的追求。需依托该时代背景，让传统民俗继承于现代设计中，保护、发扬古典艺术、传统国粹。本文尝试形成实体及非实体的文化内涵载体，以可供性为理论指导，分析了可供性、文化意象及交互式智能音箱之间的关系，构建了形态、感官、认知和情境四类可供性的设计体系，通过启发式形态设计和相应交互行为设计呈现意象内核，让古典与现代相交织。在设计实例部分，将编钟、太阳等楚文化意象转化为可供性要素，对智能音箱的产品造型和交互方式等进行设计，引导用户了解产品的正确使用方法，同时以这种潜意识的途径，让用户进一步感悟文化内涵。设计评价表明，可供性理论和文化意象相互结合能够较为科学地引导富有文化特质的交互式智能产品的设计，一方面发挥了产品本身在日常生活中的功能作用，一方面让这种意蕴和审美为人们创造更为雅致的生活空间。