用户行为分析视角下的产品人机优化设计研究

王语馨 衡川

摘 要：目前，在现代化建设的发展过程中，人们都将目光聚焦到产品的体验，根据市场反馈发现：产品正在由单一的功能特性和视觉感受转为提供体验。为了在激烈的市场竞争中赢得大众认可，产品开发设计越来越重视更好的用户使用体验。通过关注人的行为来发现用户在使用产品过程中的不便，将更有利于对旧有设计进行改良，能为用户带来更好的产品体验。

关键词：用户行为分析视角;产品人机优化设计;研究

引言

随着自动化与机器人技术的发展，机器人在制造、运输、仓储等许多领域中都得到了广泛应用，然而大部分的机器人仍处在与人完全隔离的环境下进行工作，一方面是为了避免安全上的隐患，另一方面是为了降低系统部署的难度。虽然人机隔离的工作方式能够发挥机器人在运动精度和速度上的优势，适用于一些简单重复性的工作，但对于一些需要复杂判断能力和灵活机动性的工作，目前大部分的机器人很难单独胜任，而且大部分机器人都缺乏在人机共融环境下工作的能力，导致这些工作只能由人来完成。为了改变人机分离工作的现状，许多研究者希望机器人以协助的方式参与到人的生产工作中，负责搬运、夹持、预处理等任务，减少人的负担，提升整体的工作效率。

1 重要性

为了实现安全高效的人机交互，本文对人机共融环境下人与机器人的运动状态估计方法，以及交互系统中机器人的控制方法进行了研究。为了在人机共存的环境下实时获取稳定的人体姿态，采用了多相机和IMU信息融合优化的方式对人体姿态进行估计，提升了人体姿态估计效果的鲁棒性，避免了单相机视角下对遮挡因素敏感的问题，并通过融合IMU信息实现了对肢体旋转旋转信息的检测，提供了有效的交互信息。此外，结合机器人本身的运动学特性，设计了机器人的交互控制策略.所设计的控制策略能够提升机器人在复杂环境中工作的安全性，且对不同的任务目标能够灵活的切换，提高了机器人在不同场景下的适应性。

2 用户行为分析视角下的产品人机优化设计

2.1确定研究对象与用户

面对快节奏、高强度、高压力的生活常态，在医学上一直有对头部按摩的研究，从筋络血脉等专业医学角度出发，通过专业医师人工按摩来达到缓解压力，消除疲劳感，但存在费用较高及不便利等普遍性问题，故而头部按摩器应运而生并快速发展。因为该类产品有区别于医院的医疗器械与设备，缺少相关专业参数规范，且对这类产品的人机分析和用户需求分析研究较少。由于此类产品与人的手部、头部都直接接触，产品的安全性、操作性、舒适性、灵活性等方面至关重要。因此，从人机工程学的角度研究头部按摩器的设计与开发是很有必要的。本研究将以手持式头部按摩器为例，重点挖掘用户在办公室情境下使用手持式头部按摩器的行为意义在用户体验上的不足，构建意义层次，进而据此进行人机优化，实现良好的用户操作体验。挑选市场反应好、学术认可度高的“倍轻松”手持式头部按摩器为实验产品对象。

2.2认知人机交互

不同于传统的机器人系统，人机智能系统是将机器人视为一个认知主体的人机交互系统。认知人机交互的目标是使得机器具有人类的认知交互特点，可以在与人的交互过程中对环境信息进行自主感知、理解、学习并反馈。在人机系统的认知交互方法研究中，其关键问题在于如何让机器在不确定性条件下理解人的意图，并对人的意图做出反馈。国内外学者对此问题进行了深入研究，其主要研究方向包括：1）基于视觉的人机智能系统信息交互;2）基于生物信号的人机智能系统控制接口研究。在基于视觉的人机智能系统信息交互研究方面，主要方法原理是通过视觉和图像传感器对人的肢体动作进行捕捉，再将捕捉到的肢体动作与样本集中的动作进行匹配，得到该肢体动作下人的意图，最终让机器做出该意图下的动作反馈。在基于视觉的认知人机交互中，对于手势的研究与应用最为广泛。随着人机智能系统所面临任务和场景的复杂化，根据人体简单肢体动作进行意图识别的方法误判率较高，因此很多学者倾向于通过生物信号来进行人机智能系统的认知交互，其主要方法是通过采集人机交互过程中用户的生理电信号来识别其运动意图，之后将用户的运动意图作为一种控制指令来控制人机智能系统。

2.3人在回路的人机系统优化

随着人机智能系统的不断发展，人机交互过程中机器被赋予的“控制权”也越来愈高，然而人机系统所面临的许多问题往往具有復杂性、不确定性和开放性，这些特性导致机器人系统在人机交互过程中始终存在一定风险。为了提高人机智能系统的置信度，必须引入人员监督和参与，构建人在环路的混合增强智能。人在环路的混合增强智能被定义为一种需要人类交互的智能模型，在包含这类模型的人机智能系统中，人始终是系统的一部分，对于机器人系统给出的执行结果，人始终会对结果做进一步的判断，即人在环路的人机系统优化。在人在环路的人机系统优化中，大多数的研究集中于将人的生理信息，例如人体代谢率等作为系统指标，通过建立优化模型干预优化人机智能系统中的控制参数。

结语

在产品的开发设计中，人机工程学为人的生理和心理需求提供了客观根据。基于SAPAD方法模型，探索了用户行为背后的意义以及意义对应的产品部件，挖掘了用户对按摩器的需求，指出产品应满足的人机要素。用户行为分析视角下的产品人机优化设计是对传统人机工程学方法的补充，引导设计人员在产品开发的全过程中更关注用户行为体验，本文的研究建立在实践的基础上，而由于各种条件的局限性，此次研究还存在许多尚未完善的地方：（1）用户的选择上，典型用户存在一定的单一性，观察人员基数不够;（2）SAPAD框架在学术界有了一些案例，但是框架模型研究时间尚短，对于进一步的优化与改善还存在不足，还需要更长时间的实践检验;（3）在产品人机优化分析中，仅通过简单的人机尺寸分析很难全面的优化产品，如果再结合生物力学分析与头部按摩器的实际运行环境模拟，所得到的结果会更加的客观。（4）设计评估方面还需要进一步试验验证。

参考文献

[1]俞凯，陈露，陈博，孙锴，朱苏.任务型人机对话系统中的认知技术–概念、进展及其未来[J].计算机学报，2015，38（12）：2333-2348