基于“逐层深入”系统的e-Bed功能定位与创意构思

姜 茜， 刘静华， 陈殿生

（北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京 100191）

用户研究是以用户为中心的设计流程的第一步，其首要目的是帮助企业定义产品的目标用户群，明确、细化产品概念，并通过对用户的任务操作特性、知觉特征、认知心理特征的研究，使用户的实际需求成为产品设计的导向，从而研发设计出更符合用户习惯、经验和期待的产品[1]。

需求分析在设计中的重要性主要体现在以下两个方面：

1）连接市场用户与产品设计的桥梁；

2）确定产品设计方向，指导整个产品设计过程[2]。

在以往的产品设计，设计师的理念与灵感往往是产品设计的决定性因素。随着“以人为本”理念的深入人心，设计制造的产品能否充分反映用户需求已成为决定产品成败的关键。只有通过有效的用户研究方法准确把握用户需求，并将需求成功转化为产品功能，才能设计出真正意义上的成功产品。

1 “逐层深入”用户研究系统

一般而言，用户研究的方法有问卷调查、用户访谈、行为观察、焦点小组等。通常情况下，企业会采用一种或几种方式平行展开调查，并对由此得到的信息与数据进行处理与分析，从中提取制作出初步的用户需求文档。在这种方式下，由于调查方式之间的平行关系，导致调查中获得的信息是孤立而分散的，有时甚至是重复的。而且此类方法容易导致问题的研究停留于问题表层，难以深入探求用户潜在需求。

笔者在此提出 “逐层深入”的用户研究系统，该系统涵盖了问卷调查、用户访谈、行为观察、角色代入等多种用户研究方法。与其他孤立用户研究方式不同的是，该系统强调各个研究方法间的关联性与互补性。对每一种研究方式，不仅要求通过处理数据信息得到初步的用户需求信息，还要针对获得的需求缺口推进下游研究。这样层层推进的关系使下游研究既可补上游之不足，也可验证上游得到的用户研究信息的准确性和普适性。设计者还可以以上游结论为依据寻求需求切入点，将问题延展到更为深刻的层次中去。总而言之，在“逐层深入”用户研究系统中，各个研究方式协调配合由浅入深地探究用户需求，形成一张有效的信息捕捉网，准确而有效地网络用户需求信息。

其实施步骤如下：

1）确定需采用的用户研究的方法（不少于2个）；

2）对选用的用户研究方法的实施顺序进行排序，从前之后依次为第1层、第2层、第3层……；

3）实施各个层级，且在此过程中注重层级间的关联性：每一层的实施都可验证上一层的结论，而上一层发现的需求缺口又是对下一层实施的推进。

4）层层深入，得到较为完善、确切的用户需求，整理为用户需求域。图1所示即为“逐层深入”用户研究系统的框架图。

图1 用研系统框架图

在第2章中，笔者将以国家863计划“服务机器人”重点项目（课题编号：2008AA04207）《助老/助残机器人系统集成、监控与产品综合展示平台》中床椅一体化护理机器人设计的用户研究为例，详细探讨应用“逐层深入”用户研究系统获取用户需求的方法与流程。

2 “床椅一体化护理平台”项目简介

我国是世界上人口最多的国家，老年人口也是世界之最。截至2011年末，大陆已有1.23亿65岁及以上老人，约占总人口的9.1%。预计到2050年，80岁以上高龄老人将占65岁及以上老年人口的三成[3]。高龄老人面临的重要问题就是生活无法自理需要他人护理，而目前护理人员短缺的问题已无法适应老龄化的速度。

短期而言，设计一款护理机器人，完全由其护理高龄老人是不现实的，其理由如下：

1）护理机器人技术产品尚未发展至能够独立承担起护理老人的任务；

2）国人尤其是对新事物接受能力不强的老人，对机器人护理的接受度很低。

因此，我们希望设计一款护理机器人，旨在减轻护理人员的劳动强度，即单位时间和劳动强度内，护理人员可为更多老人提供优质服务，从而在一定程度上缓解因老龄化过快带来的服务人员短缺的社会问题。

3 “逐层深入”用户研究系统下提取与挖掘用户需求

3.1 问卷调查

本项目研究依托北京市海淀区四季青镇敬老院，以福海园内15名专职护理高龄无法自理老人的护理人员为对象，（约占园内专职护理高龄老人护工的60%～70%，结果具有可信度）采用非结构问卷的形式进行研究。我们希望通过这种研究方法，对老人的生活方式及护理人员的护理内容、方式有初步的认识与了解。

对问卷的结果进行整理归纳，我们得到如下基本信息：

1）无法自理的高龄老人数量众多，占据高龄老人群体的80%左右。

2）护理人员照料其日常起居：从饮水、吃饭、翻身、坐起、身体擦洗到排泄。

3）帮助老人实现床与轮椅之间的位置移动最为费时费力，护理人员在长期的护理工作中多数患有腰疾，故对此项工作最为排斥。

4）无法自理的卧床老人在床上进行排泄，现采用的方式是铺垫尿布，定时更换。

5）所有的护理人员都希望机器人可帮助其实现老人位置移动的问题。

从对护工的问卷调查中，我们对高龄老人的生活状态及护理人员的护理内容及方式有了初步的了解，在下游的用户研究方法中，可就此类问题深入探讨，以求详尽。同时，我们提取到这样的信息，完成老人位置的移动，是一个较大的护理难点，也是护工最为排斥的工作内容。我们以此为切入重点，在后续的用户研究方法中继续探求以便深入挖掘用户需求信息。

3.2 用户访谈

用户访谈是本用户研究系统中继问卷调查后使用的研究方式。设计者在参与问卷调查的护理人员中选取了经验丰富的5位进行用户访谈。访谈员和被访对象采取面对面交谈、一对一问答的方式，依据在上游问卷调查中的提取的关于护理方式、护理难点等问题展开开放式讨论。

通过访谈，我们进一步了解到在护理人员的日常工作中，最为耗力的是老人位置的移动，最费时的是喂饭及如厕处理。如果可以减轻护理人员在这几方面的工作强度，就可以在很大程度上提高其工作效率。

同时，我们侧面了解了老人的基本情况，根据高龄无法自理老人的身体机能及生活状态可以将其大致分为3种类型：

1）有意识，具有部分自理能力，除睡眠时间外，均坐在多功能椅上（兼具坐、饮食、排泄等多种功能）；

2）完全卧床，有模糊意识，上肢可做简单动作；

3）完全卧床，无意识。

在得到基本的结论后，我们后续又对5名护理人员进行访谈，得到的结论基本一致。用户访谈层至此结束。

3.3 行为观察

在“逐层深入”用户研究系统中，接下来的研究方法是行为观察。行为观察是通过感官或仪器（照相机、摄像机）进入用户工作或者生活的环境中，观察他们在自然状态下的工作和生活，得到一些用户在访谈中没有说出来或者不愿意分享的事实。在本项目研究中，因设计者无法与高龄老人进行有效的交流互动，通过护理人员侧面了解的信息有限，因此了解老人的生活状况便主要采取行为观察的方式。设计者在敬老院护理室内观察高龄老人的日常行为及护理人员对他们的护理过程，并对该过程及其存在的问题进行记录。

通过观察记录，对三类老人的生活状况可得到汇总，如表1所示。

表1 资料汇总

3.4 基于实际场景的角色代入法

角色代入法是在进行用户研究过程中，创造性地提出的一种有效了解用户需求的方法。在用户需求驱动的产品设计中，无法深入了解用户需求的难度在于，多数情况下设计师是站在旁观者的角度看待和考虑设计问题的，无法深入其中切实了解用户需求。若在设计初期，设计者以角色代入的方式转化为用户的身份，想之所想，行之所为，便可更为深入地了解到用户在特定的工作环境中所需要的产品形式及功能。

1）角色设定。人物角色的设定要求设计者抛开自己的身份认同，进入被观察者的角色中，被赋予名称、职业、性格等鲜明的人物属性，形成特定的人物角色。通过角色设定，设计者可切身体验用户的行为和动机。

2）场景设定。用户角色是静态的，只有将其放置于场景中才会鲜活起来，与产品产生交互。设定的场景应为人物角色与产品进行交互的多个实际地点，以求覆盖用户使用产品的各种情形。

3）角色代入。以工作时间为纵轴，根据实际场景中用户的“所作所为”进行需求挖掘。以本项目研究为例，“护理人员”（设计者）身着制服佩戴工作证进入工作状态，在敬老院护理室中为无法自理的高龄老人提供护理服务。

尽管由于工作条件限制、本体差异等原因，基于实际场景的角色代入法无法实现100%的角色代入，但角色的转换带动思维方式的转换，此方法有利于设计者挖掘更深层次的用户需求。

在本项目研究中，基于实际场景的角色代入法帮助设计者以使用者的身份，进入产品使用的各个情景中去，以此深入挖掘用户需求，设计出更“贴心”的产品。

至此，应用“逐层深入”用户研究系统的用户调查已经初步完成，对信息进行处理与分析得到初步的需求列表即用户需求域，如表2所示。

表2 用户的需求域

4 功能定位

4.1 由用户需求到产品功能的转换

用户研究结束后，对其涉及到的需求进行罗列即得到用户的需求域，但获得成功产品所具备的要素要实现从用户需求域到产品功能域的成功转换，如图2所示。

图2 确定产品功能的过程

这一过程，需要经过一定的评估和筛选抓住主要矛盾，同时考察可行性和必要性。

可行性：目前的技术及资源是否有能力完全满足用户的这些需求，并保证功能的可靠性和稳定性。

必要性：用户的这些需求是否有迫切需要被满足，满足这些需求企业需要付出的代价以及是否有足够的市场效益支撑产品的运营等[4]。

以本项目研究为例，在表2所归纳的需求域中，“实现老人位置的转移”是护理人员最为迫切的功能需求，本项目研究抓住此主要矛盾形成了“床椅可互换一体化”的可行性概念——即产品自身可实现床、椅之间的相互转换。

通过对其他需求域中要素的可行性和必要性分析，得到了图3所示的由需求域到功能域的转换。并以床椅一体化护理平台为载体，实现其他的功能转换。

图3 需求域到功能域的转化

4.2 创意构思

e-Bed是基于前期充分的用户研究而提出的创意构思，可实现抬背、曲腿功能，便于高龄老人日常饮食、腿部注射等活动。床体的一部分可以转化为电动轮椅，既可便捷地实现老人在床和椅子之间的位置移动，又便于护理人员将老人转移至护理室外的其他场所进行沐浴或室外活动等行为。上述e-Bed功能均为电动实现，其操作终端集为一手柄。图4、图5、图6展示了e-Bed的3种状态——床椅一体、转化为轮椅和床椅分离。

分离后的轮椅与床体采用一键式自动对接，即按一下操作手柄上的指定功能键，轮椅便可自动地与床体稳定对接，智能便捷。此功能解决了老人在床、椅之间位置移动困难的问题。

图4 床椅一体

图5 床体一部分转化为轮椅

图6 床、椅分离

优秀的设计在保证产品创新能力、缩短设计周期和提高用户满意度的同时，又要降低成本、确保质量和相对延长产品生命周期。传统的产品设计方法已经无法满足上述要求。模块化设计通过组合现有的模块或新设计模块，以快速、低成本的方式生产适应市场和技术变化的产品，因而可以很好的满足上述要求[5]。故e-Bed采用模块化的设计理念，用户可根据需求选择所需模块。同类模块间可实现方便地拆卸及安装。如：卧床老人久卧床榻极易产生褥疮，而平时坐于三用椅上的老人的重点问题在于如厕方式。功能模块化处理可轻松解决此类问题：不同的用户群体可选取适合自己的床垫，卧床老人可选择防褥疮凝胶垫或气垫；非卧床老人可选用留有排泄孔的床垫。不同用户各取所需，既减轻了用户的消费强度，避免了产品功能的浪费，也实现了产品的功能及形式的多样化。

如厕处理模块是本设计一大创新点，该模块由电机、推杆、便盆等配件构成，置于轮椅坐板下部空间。按下手柄上对应的如厕按钮，便可实现坐垫堵头下移，露出排泄孔，同时将便盆上移至排泄孔处，老人便可进行如厕。结束后，再次按下按钮，堵头上升堵住排泄孔，便盆下移便于护理人员取出对其处理，如图7所示。

图7 如厕系统模块

此外，e-Bed还有另一种如厕处理方式，可将如厕模块拆卸下，将电动轮椅开至卫生间，取下排泄孔的堵头，坐板下方的空间可实现轮椅与马桶之间的对接，如图8所示。

图8 如厕对接

e-Bed亦集成了娱乐信息平台，通过固定在床体上的一体电脑实现，如图4、图5、图6所示。通过该信息平台可实现功能操作（如抬背、曲腿），娱乐交流（如游戏、视频），提醒功能（由儿女的声音录制的吃药提醒）等，信息辅助平台可在一定程度上缓解老人的孤寂感，为其提供精神上的慰藉。

5 结 语

“床椅一体化护理平台”项目，运用“逐层深入”用户研究系统，通过针对护理人员及高龄老人的研究逐层深入、层层挖掘得到用户需求。系统中还运用基于实际场景的角色代入法实现用户需求的深入挖掘，进而通过需求域到功能域的有效转换，定义产品功能，最终提出床椅可互换一体化的创意，并以此为载体加入防止褥疮、如厕对接等可行性功能，同时融入模块化设计的构想。随着设计的深入进行，产品的功能将不断得到修正和补充，以达到日趋完善的效果。

[1]http://news.sohu.com/20120407/n33999249.shtml

[2]唐 瑕, 刘学平, 王 辉. 基于环境友好产品概念设计的需求分析[J]. 中国制造业信, 2007, 36(5):30-32.

[3]吕 诺. 当世界“变老”——世界卫生日关注“老龄化与健康”[N]. 新华每日电讯, 2012-4-8.

[4]王 兆, 胡 锦. 从用户需求分析如何初步定义产品功能[J]. 艺术与设计, 2011, (2): 203-205.

[5]单 泉, 雷 毅, 闫光荣. 基于模块化产品族的智能装配设计[J]. 工程图学学报, 2009, 30(1): 1-5.

[6]Kojima K. A study of on the trial production of an electric wheelchair with toiletfunction [C]//Proc. of the Annual Meeting of theJapan Ergonomics Society,2007: 1-4.