医用配送机器人计算机端操作界面的设计

陕西科技大学 机电工程学院 西安 710021

1 设计背景

21世纪,科技领域最伟大的成就之一是机器人的广泛应用,但是,机器人在医院的应用还有待进一步发展。陕西省“十三五”战略性新兴产业发展规划中,提出重点发展医用配送机器人。由此可见,机器人技术已从工业领域拓展到服务、医疗等其它领域[1]。医用配送机器人计算机端操作界面是用户操作机器人的重要工具,合理进行界面设计,可以在很大程度上减少用户使用时的困扰和麻烦[2]。现今,医用配送机器人普遍注重功能而忽视操作界面的用户体验[3],导致界面设计不合理,从而降低用户满意度,导致工作效率低与误操作。笔者针对医护人员数量短缺、工作量大,以及原有医用配送机器人计算机端操作界面设计不合理而导致医用品配送易出错的问题,运用质量功能配置方法充分挖掘用户需求,转化为设计影响因素,并根据设计影响因素的权重对医用配送机器人计算机端操作界面进行设计。

2 质量功能配置方法

质量功能配置方法将顾客需求与技术特性结构化联系起来,从而实现需求转换。质量屋二维矩阵在质量功能配置方法中起关键作用,可以直观呈现产品设计流程的设计细节及各设计要求的权重,保证产品开发的每一个环节都能体现用户需求[4]。质量屋基本形式如图1所示。质量功能配置方法在界面开发、服务设计、产品设计等领域都得到了广泛应用,这些领域的共同点是以用户为中心,满足用户需求,提升用户满意度[5]。

图1 质量屋基本形式

3 界面设计原则

医用配送机器人的主要功能是配送医用品,因此,医用配送机器人计算机端操作界面中需要表达的信息主要是对配送机器人自身状态的实时监控与对配送量进行调控操作。操作界面功能框架如图2所示。明确界面设计的基本要求,可以使信息准确得到反馈,用户高效便捷进行操作,并提高用户满意度。设计操作界面时,应满足四大基本原则。

图2 操作界面功能框架

3.1 简洁性

准确高效地传达信息是界面设计的核心要求[6]。为使用户在使用时一目了然,减少记忆负担,界面设计需简洁明了,使用过程简单易操作。在信息表达时,可以采用图标与文字结合的方式,设置快捷图标,进而减少用户操作步骤,提高用户操作效率。

3.2 合理性

视觉是用户与界面交互的直接途径[7]。在界面设计中,应合理安排页面布局,控制好每个界面内的信息,处理好图标、文字及空白的分布,使用户清晰认识界面的整体构架,减轻用户的疲劳程度。结合人眼25 bit/s的正常视觉容量,提高页面布局清晰度,将重要信息的反馈窗口设计在人们视觉的关注点处。根据人眼的移动规律,遵循从上到下、从左到右的移动顺序和顺时针移动方向[8],将界面按照关注度划分为不同区域。若以界面中心为坐标原点建立坐标系,则视觉的关注点会首先停留在第一象限,然后依次为第二象限、第三象限、第四象限[9]。视觉四象限位置如图3,可见,在界面设计时,应将重要信息分布在左上方。

图3 视觉四象限位置

3.3 统一性

统一性原则指在界面设计时运用统一的设计标准约束整个系统[10],即通过色彩、整体风格、文本等元素的统一,使界面具有整体感,设计美观舒适,符合用户所处的情境。另一方面,界面设计应传达统一的基本思想,允许用户根据以往的经验进行操作,使操作本身与整个界面系统的整体功能达成一致[11],提高用户的操作满意度,减少操作错误。

3.4 以用户为中心

界面设计要从用户角度出发,定位目标群体,深入研究用户的需求,理解和照顾用户的使用习惯与特点,优先考虑需求[12]。根据用户需求,以用户体验为中心,合理安排界面的图标与文字等元素的大小、形状、间距、排列方式,遵循人的心理和生理特征,提升正确操作的判断速度[13],增强界面亲和力,使界面在功能和情感上均能满足用户的需求,减轻用户精神紧张感和身体疲劳,使用户在最短时间内掌握最重要的信息,提升用户的使用体验和满意度,提高工作效率。

4 界面设计影响因素

基于质量功能配置方法的医用配送机器人计算机端操作界面设计主要步骤如图4所示。

图4 操作界面设计主要步骤

4.1 用户需求分析

对四家医院五个科室的304位医护人员进行问卷调查,回收问卷297份,其中男性133份、女性164份,分析结果见表1。

表1 用户需求分析结果

4.2 用户需求权重

根据医用配送机器人计算机端操作界面的功能及用户需求分析,应用川喜田二郎法进行系统化的整理归纳,构架出三个层次的用户需求。第一层需求为医用配送机器人操作人员总需求,第二层需求为各情境模块需求,第三层需求为界面元素简洁美观、界面设计风格统一等六项需求。操作界面设计用户需求展开表见表2。

表2 操作界面设计用户需求展开表

针对表2中第二层及第三层需求设计层次分析法调查问卷,得到用户需求权重,见表3、表4。

表3 操作界面设计第二层用户需求权重

表4 操作界面设计第三层用户需求权重

将第二层用户需求权重和第三层用户需求权重相乘,求出第三层用户需求的个体指标权重(绝对权重),见表5。

表5 操作界面设计第三层用户需求个体指标权重

通过对用户需求进行分析,得出医护人员比较关注操作界面的视觉设计、功能分区及信息显示,在需求的重要度上,相关信息清楚明了、界面元素易理解、界面设计风格统一排在前三位。由此可见,对于医用配送机器人计算机端操作界面,医护人员较为关注信息的准确反馈,力求减少工作误差,提高工作效率。

4.3 设计要求

利用川喜田二郎法将得到的用户需求转化为对应的设计要素及设计目标,见表6。

表6 操作界面设计要素及设计目标

4.4 部分质量屋

根据用户需求设计要素二维关系矩阵,绘制出部分质量屋,并采用一组关系符号来表示用户质量需求与技术特性之间的关联程度,由专家对用户需求与技术特性进行关联度判定。部分质量屋见表7,符号●表示关联程度为强,取值为5;符号◎表示关联程度为中等,取值为3;符号△表示关联程度为弱,取值为1;空格表示无关联[14]。

表7 操作界面设计部分质量屋

4.5 关键设计要素

计算设计要素重要度,确定关键设计要素。设计要素重要度计算结果见表8。

表8 操作界面设计要素重要度

由表8可知,在医用配送机器人计算机端操作界面设计时,信息反馈栏、功能分区、图标与文本布局设计最为重要。由此可见,用户对操作界面的要求主要为信息反馈全面、及时,直观性强,页面布局合理、舒适,文本图标相结合,且易识别。

5 设计方案

基于应用质量功能配置方法分析出的设计要素,设计医用配送机器人计算机端操作界面。其中,登录页面如图5所示,主菜单如图6所示,调度监测页面如图7所示,机器人管理页面如图8所示。

在操作界面中,登录页面不可或缺。登录页面采用扁平化风格,整体简洁大方。采用以偏柔和为主的冷色调,带给人们一种安静、沉稳的感觉。采用常规登录方法,不会给用户带来记忆负担。

根据人们的视觉特性,主菜单和调度监测页面布局选用T字形界面,设计简洁明了,导航合理,符合用户的操作行为模式。如果色彩搭配不当,会对操作者的心理及生理产生影响,从而降低工作效率[15]。为使重要信息突出,用不同的颜色代表不同机器人的运行状态,如红色代表充电或出现故障,绿色代表正在运行,黑色代表停止使用。在页面中可以进行信息刷新,以确保信息反馈的及时性,有效减少用户的误操作。

图5 操作界面登录页面

图6 操作界面主菜单

图7 操作界面调度监测页面

图8 操作界面机器人管理页面

机器人管理页面设计风格统一,布局合理,图标文字合理分配。将主要功能信息显示分为两部分,上部分为医用配送机器人运行状态监控区,显示运行位置、状态、速度等相关信息;下半部分为医用配送机器人配送状态信息监控区,显示配送患者信息、药品配送种类与数量等信息。页面整体设计简洁高效,各功能按钮与功能分区合理分布,方便信息查找,降低操作难度,有效提高用户的使用体验满意度。

6 结束语

笔者对医用配送机器人计算机端操作界面进行了设计,通过对用户群进行分析,在界面设计原则下,应用质量功能配置方法对各种因素进行综合评价和分析,对设计要素重要度进行排序,并以此指导操作界面设计,使操作界面布局简洁合理,信息反馈及时准确,操作简单,易于用户学习操作,满足用户的使用需求,提高用户的体验满意度和工作效率。