基于老年人居家行为障碍的地面即时保护设备应用研究

刘轩，尹莉莎

（浙江理工大学 艺术与设计学院，杭州 310018）

引言

“即时”一词通常是作为某一名词的前缀，如即时通讯。对于即时，可以将其解释为“任意时间、任意地点”，那么即时保护的浅层意义就在于为被保护者提供24h全方位的实时防护。由浅入深，即时保护设备是为被保护者提供更定制化的保护预防机制，其目的是为了避免一些突发事件对其所造成的连锁反应式的危害。

随着年龄的增长，老年人会出现生理变化特征：身体退行性变化、肢体活动能力与肌肉力量减退和健康状况不理想。以上特征对老年人造成诸多不便和问题。而即时保护设备以老年人的居家环境为基础，以不干预正常生活的形式为老年人的日常行为提供辅助性保护，旨在为老年人打造一套全方位的安全性产品。

一、老年人居家行为与障碍类别

经过对老年人的跟踪记录，对于居家环境空间进行了划分：客厅、厨房、卧室以及卫生间。在这四个空间中，老年人日常需要重复完成各种行为（表1）。老年病理学研究中，将人体由于衰老所造成的生活障碍分为三大类：视力障碍、听力障碍和下肢障碍。通过对老年人日常行为比对可以发现这一类障碍主要集中于下肢障碍和视力障碍，而本文章主要讨论地面行为，并不对听力障碍进行阐述。

> 表1

（一）下肢障碍

> 图1 老年人居家行为障碍分类

> 图2

由于身体机能的衰退程度不同，老年人的下肢障碍也会形成不同的变化。轻度下肢障碍会导致特殊的站立姿势，在行走过程中双脚撑开，身体摆动较大，弯腰比较困难。重度障碍则表现为在完成行进和转身时需要较大的空间。对比老年人日常行为，本文将涉及到下肢障碍的行为分为两种：门厅出入为移动式下肢障碍行为；衣物存取与更换、小物件收纳和取用、烹饪、清洗卫生、沐浴、洗漱、如厕和清洗被定义为定点式下肢障碍行为。按照老年人完成行为的时间长短，再对定点式下肢行为进行细分，其中衣物存取与更换、小物件收纳与取用和清洗为短时间定点式下肢行为，其余则为长时间下肢行为（图1）。处于不同行为类型状态下的下肢障碍需要分别对待。

（二）视力障碍

人体通过五官接收外界信息，其中60%的信息收集由眼睛分担，这就意味着视力很大程度上决定了人对于外界变化能否做出应激反应。而对于老年人，视力的衰退造成的不良后果尤为严重。进入老年期后，视力障碍表现为对于细节信息的不敏感，在弱光下视物能力下降等（表2）。本文老年人日常行为研究中，阅读行为是指包括电子产品、书籍、报纸等媒介的所有可获取信息的行为。阅读为高用眼行为，对于光线的需求最高，为主要视力障碍行为。结合老年人生理需求，起夜现象也归为视力障碍行为。

> 表2 老年人视觉变化及其影响

二、即时保护理念在保护设备中的设计探索

（一）移动状态下的足部接触

在老年人日常行为中，移动式下肢障碍行为较少，但完成该行为的时间占比高。随着年龄的增长，健康老年人在完成行走行为时，离地阶段时间下降，前掌支撑阶段和着地阶段时间会增长（整足接触阶段＞离地阶段＞前掌接触阶段＞着地阶段）。通过对于足部受力的研究发现老年人在行走过程中，会出现左右组受力不均，普遍右足受力较大。这样的行为特征会造成老年人平衡稳定性下降，从而导致易于跌倒的现象。为了应对这一现象，人体自然防御机制会做出反应，老年人在完成行走动作时足跟着地点会尽量靠近身体重心部位，使足跟着地角度趋于直角，以此降低着地时的冲击力。

行走是日常行为频率较高的动作，而即时保护提倡不打扰式的辅助性保护，在针对移动状态下的保护方式也应当趋于自然化，即以老年人自身行为特征为主，使地面保护有效促进老年人完成行走动作。老年人以足跟着地角度趋于90°的形式来降低足部冲击力，使得身体保持平衡，这一状态下的地面保护应提供相对平面（此相对平面始终近似垂直于老年人足跟着地受力线方向），与老年人的行走步态相匹配，降低老年人自然防御机制下的肢体改变程度，使其更轻松地完成行走动作，避免跌倒的风险。也应当考虑相对平面的硬度，避免过软或者过硬所造成的相对平面失效。

（二）定点状态下的支撑功效

定点状态研究针对的是下肢障碍行为中的长时间行为，本文对于长时间行为的定义时间仅为相对时间。由于年龄的增长，老年人会出现身体退行性变化，和肢体活动能力与肌肉力量的衰退，这最终导致老年人会以特殊的站姿来应对这些变化，通常表现为双脚撑开，腿部略微弯曲，部分老年人也会弯腰，使重心降低。长久站立对成年人体造成的危害严重，主要为下肢静脉曲张，严重的会损害到人体骨骼。这样的危害在老年人身上会变显得尤为明显，由于骨质疏松变化，老年人的下肢骨骼更容易受损，所以在老年人完成长时间行为时需要足够的支撑功效来缓解长久站立的压力。

人体研究表明，长时间站立情况下造成的肢体酸痛可以通过运动来改善，而在站立状态下通过腿部姿势的调整也可以达到舒缓压力的作用。在站立状态下，肢体前倾与地面成α角度，通过降低重心可以缓解压力，这与老年人的腿部弯曲，上身弯腰对抗肢体变化相似。人在正常站立状态下与地面成90°直角，此时下肢压力最大（图2a）；通过肢体前倾，与地面形成α角度，作用于下肢的压力为sinα倍的原压力值（图2b）；应用相同的原理于地面保护，在老年人完成长时间下肢行为时，地面即时保护设备通过调整，在下肢依旧垂直与自然地面状态下，使脚前部上升，脚面与腿部呈α角，以此达到保护和站立辅助目的。（图2）

（三）活动状态下的地面辅助

本文中的活动状态对应的是下肢障碍行为中的短时间行为，对于老年人的研究表明，轻度下肢障碍会使得老年人双脚撑开，身体摆动较大，重度障碍表现为在完成行进和转身动作时需要较大的空间。在完成衣物收纳、小物件存取和清洗这几项相对短时间的行为时，比起长时间行为足部承受压力时间较短，但是需要更多的上肢协调工作，而且重度下肢障碍行为中的转身动作出现更为频繁。这一状态下，由于人体本身的自然防御机制会使得老人主动降低自己的动作速度与力量，所以完成转身和上肢动作的肢体部位很少会受伤，主要受伤来源在于因为完成短时间行为时所造成的环境物伤害，如打落桌上的物品，踢到地上的障碍物等。

在活动状态下，对于短时间下肢障碍行为的即时保护主要以地面辅助为主，所进行的保护主要针对由于完成行为所造成的环境物伤害。这一状态下需要考虑的不再是如何以地面即时保护设备趋合于人体自然防御机制下的行为动作变化，增强这些动作的安全性或者降低完成这些动作的难度。此时应考虑人体行为与空间的关系，以老年人所站立的点为圆心，以转身所带动的上肢末端到身体的直线距离为半径，这样的圆面积即为完成短时间行为的安全区域。所以活动状态下的地面辅助应为老年人提供足够清晰的地面空间提醒，避免环境物伤害。

（四）弱光环境下的光线补充

在进入老年期后，人会出现各种视觉功能衰退，综合表现为对于物象细节和边界分辨不明显，在弱光环境下视物能力下降。观察老年人的阅读行为发现，他们即使在戴着眼镜的状态下，也会把书本或阅读设备放到离眼睛较近的位置才可以阅读。在进行非书本阅读时，由于电子设备的屏幕光源亮度过强或者色彩度较鲜艳，老年人会出现不同程度的眩晕感。而在自然光线和非自然光线的明暗转换时，超过半数的老年人难以快速适应，需要十几到二十秒的时间适应变化。

针对于老年人的视力障碍行为，即时保护设备应以辅助性的光线补充功能为主。在老年人进行阅读行为时，即时保护设备以模拟自然光的形式进行光源补充，而本文讨论的即时保护主要针对于地面保护，即补充光线光源位于地面。要达到阅读补光的效果，必须对灯光进行折射处理，使补充光线柔和，并且和环境光融合，这样可以避免由于光线直射过于明亮而造成的瞬间不适应和眩晕感。在选择补充光时，不可使用老年人难以分辨的蓝黄两色光源，光源颜色应以介于白色和黄色之间的柔和光为主，可以和自然光线相互契合。

三、结语

本文主要结合老年人居家行为和生理障碍，以行为——障碍分类比对的形式设定出四种场景：移动状态，定点状态，活动状态和弱光环境。在四种环境下分析老年人的自然防御机制，以辅助适应自然生理改变的形式为老年人提供了不打扰的辅助式地面即时保护设备的设计规范，这些规范可以满足老年人正常的居家保护要求，为其提供一种安全的居住环境。

随着科技的发展，互联网+即时保护设备才是即时保护理念的高级形态。通过与在线网络系统的结合，不仅可以有效监测老年人的生理变化，与公共医疗系统实现信息共享，预判老年人的病理信息，还能在实地即时保护设备失效的情况下快速做出判断，对老年人做出及时的抢救，这才是即时保护理念的关键所在。■