基于实体交互的厨房智能电器一体化控制方式设计研究

席文利，许晓云

（河北工业大学，天津 300401 ）

引言

互联网时代的兴起，多功能智能产品进一步丰富了产品的用户体验，在人工智能、大数据的时代，语音识别、人脸识别、体感交互等新型交互技术的不断进步为厨房智能电器的交互方式提供了更多的技术支持。高度物联厨房正在真实地融入我们的日常生活，多种多样的交互方式伴随而来。对于这些随之而来的众多产品交互方式来说，在目前的厨房智能产品的控制方式上没有完美地映射这些新功能，一个合适的控制方式对于不同年龄层次和文化水平的用户来说都有很大的帮助，内隐记忆在控制方式上的应用需要进一步探究，基于实体交互的数字信息物质化的理念在厨房智能产品的控制方法上进行整合创新，现有的设计也常常脱离了以人为本的宗旨。因此，在实体交互的基础上结合运用内隐记忆理论，进行厨房智能产品控制方式一体化研究具有一定的现实意义。

一、实体交互下内隐记忆在厨房智能电器控制方式设计中的价值

多功能产品的到来，同时带来了复杂的交互方式，用户对厨房智能电器控制方式属于产品界面交互的范畴，实体交互作为一种强调交互环境中物质与人直接交流的交互理论为厨房智能电器控制设计方法研究提供了理论依据，在设计方法的探索中内隐记忆在无形域到有形域转换的过程中起到了至关重要的作用，内隐记忆所展现出来的特点也为之后的研究做了补充铺垫。

（一）实体交互下厨房智能电器控制方式的优势

厨房内的智能电器在内部嵌入处理器和运行谷歌安卓或者苹果的系统，通过预存的软件来辅助用户在厨房做菜和清洁等活动，从产品交互的角度上看，设计主要集中在数字图形界面的交互领域。根据抽样用户体验追踪调查分析，目前的厨房智能电器控制方式上存在诸多问题，首先，数字界面中过于抽象的图形元素给用户带来了很大的学习成本；再者根据中国的餐饮习惯，厨房中油污较多，目前数字界面呈现一般以电容屏为载体，在接触油污和水后很容易导致控制失灵，甚至因为误操作给用户带来安全隐患；同时随着家中的智能产品越来越多，控制方式随之剧增，因此需要探索智能厨房电器中新的控制方式和控制的整合方式。

实体交互是人通过与物理环境的互动，而实现与数字化信息发生数据交换，此定义由 MIT媒体实验室的Hiroshi Ishii提出。强调交互界面的可触摸和物质化、信息和数据的物理实体化、全身的交互和用户界面在实体空间的环境中的植入，另一方面内隐记忆在很大程度上节省了用户对产品的学习成本，也提高了在厨房环境下操作的容错率。

（二）实体交互下内隐记忆运用的重要性

随着普适计算、感应器与机械制造等新技术的应用发展，为高自由度的实体交互界面提供了可实现的技术基础。在将数字信息物质化的同时物质通过更直观的刺激将数字信息反馈给用户，然而这种设计贴近用户预期的程度和内隐记忆的运用有着密不可分的联系，内隐记忆在物质具体表征形式上有着决定性的指导作用，内隐记忆反映了一种自动的、不需要有意识参与的记忆，人类从出生后单单是为了生存就开始将一些信息内化为内隐记忆，看到毛茸茸的东西会感觉柔软，圆圆的物体看起来会不稳定，因此在设计过程中内隐记忆对实体交互界面表现形式提供了强有力的理论基础补充。因此内隐记忆在实体交互行为中具有不可替代的价值。

二、实体交互下厨房智能电器控制元素设计新模型

明确的用户需求是优秀设计的首要因素，在实体交互理论研究成果的基础上，对厨房智能电器控制方式进行探索，在探索过程中提出“物质”作为实体表征具有连接有形域和无形域的媒介作用，透过内隐记忆理论在“物质”的设计上进行约束和指导，最终理性分析建立实体交互下厨房智能电器控制新模型。

（一）厨房智能电器控制中有形域与无形域的元素耦合

产品的形态特征会给用户最直观的示能，比如用户会无意识地在家用波轮洗衣机的上表面放置各种杂物，不加思索地去往下拉一条垂直的绳子，这些是因为平面会内隐映射到可以放置物体，垂直的绳子内隐信息是往下拉的动作等等，交互界面实现了物理空间与数字空间的深度耦合，事实上每种物理结构都有一定的内隐映射交互动作。虽然用户在居住地理位置和饮食习惯、生活习惯上有所差异，但是在厨房中的行为还是有一定的规律可循。在厨房交互流程中的每一个环节上基本都有智能产品，但是其主要集中在存储食材和制作食材这两个交互环节上，通过定性观察法进行统计，用户在使用产品上的主要手势并将手势动作进行添加标记，根据厨房交互流程与产品上发生的内隐交互行为进行映射。

有形域和无形域表征之间的数据映射和强烈的感性耦合促成了最直观易懂的交互方式，物质承担了输入与输出重合性的交互价值，物质的表征形式是实体空间与数字信息空间感性耦合至关重要的一个环节，传统智能厨房产品的交互界面和基于实体交互内隐交互行为的交互界面，物质本身也是实体交互理论的设计重点，如图1所示。

（二）实体交互下厨房智能电器控制方式探索

在厨房智能产品使用的交互行为中，用户图形界面交互方式与用户的内隐记忆耦合度比较小，用户图形界面交互把数据的反馈禁锢在像素显示器上，增加了用户的学习负担。但是人类从使用工具开始就逐渐拥有了感知和操作复杂物理环境的技能，在特定的物理环境下会无意识地表现出来。因此需要从调查用户在厨房内隐记忆、多通道和产品关键控件物理化的角度去探索新的控制方式，例如德国灯具制造商推出的“rima curtain LED lamp”和微软公司推出的Surface Dial模块绘图助手Studio。有形域既充当了数字信息对应的控件，又可让用户直接用手触摸控件，并且通过我们外围的感官去清晰地感受通过多感官体验得到的感知，让用户在控制厨房智能电器时游刃有余。

（三）实体交互下厨房智能电器控制元素设计模型建立

对厨房智能电器的控制方式的探索，模型是以重建的用户意向词汇与重建控制样本进行关联性耦合，运用层次分析法得出最佳控制元素权重，为新控制元素设计做出理性约束与指导，如图2所示。新模型的建立得出最后的新控制元素，实体交互下厨房智能电器新模型的建立流程，人与数字信息之间的对接有两个关键的组件，使输入与输出进行重合，输出的信息能在输入的组件上进行展示，最终达到以更具象化的方式进行反馈。

1.将用户与厨房智能电器的交互动作进行记录，记录形式以影像截图为主，然后根据用户内隐意象扩展出内隐意象交互动作，再次进行记录，内隐意象的来源不仅仅是厨房智能电器本身，另一部分来源于厨房电器的具体使用场景，根据使用场景的交互动作进而对素材元素扩展，使收集到的相关素材更加丰富，之后将所有得到的元素进行统计并且制成相应的卡片，将其进行筛选，此处运用德尔斐（Delphi）法对一定数量的厨房用户以及相关专家进行卡片权重咨询，并重建意象词汇卡片。（表1）

2.以现有厨房智能电器作为样本并收集分析，进行关键控制元素提取，以图片的形式展现形成原型样本，根据原型样本本身结构进行相似样本扩展，建立控制样本集合。

3.最终将重建的用户内隐意象和重建的控制样本进行关联度耦合，运用层次分析法计算得出符合用户心理预期的控制元素权重，依据权重值筛选组建新控制元素。

>表1 两轮Delphi法相关用户以及专家评价的权重

三、基于新模型的厨房智能电器控制一体化整合设计流程探索

本章节基于文章之前研究的新模型做出控制方法一体化整合，整合前需要进一步将新控制元素进行厨房智能电器的交互场景分类，接下来运用串联式、交叉式和合一式整合方式结合厨房交互场景的特点进行分析整合，并将设计流程进行展示。

（一）基于新模型下一体化整合方式

厨房智能产品的所有功能都是围绕着用户日益增长的多样性需求所形成的，市面上厨房智能产品的品牌规格样式都有很大的差异，在交互方式上也是千差万别，基于新模型得出的控制元素同样具有多样性，需要进行合理的约束和整合。在产品一体化整合设计的研究上，南京艺术学院的罗庆臻结合市面上对实际产品的分析，梳理出了几种主要的一体化整合设计模式，为本文研究的厨房智能电器一体化控制提供了依据。一体化整合设计的过程中强调整体性原则以及关联性事物的合理融合，是以多元的整合的方法最终完成设计目标，设计时，通过将一些松散的事物以特定方式进行结合，从而形成信息互通、资源共享、价值有效的新整体，使原来的设计目标表现出更优秀的性能。

几个主要的整合方式有三种：

>图1 有形域与无形域的元素耦合

>图2 实体交互下厨房智能电器控制新模型建立流程

>图3 一体化整合方法

>图4 新模型下厨房智能电器控制一体化整合设计流程

第一种，串联整合，将厨房智能电器中最核心的用户需求作为基础，然后把集中关联度高的元素整合起来，并且最终以一件产品的方式实现，元素之间具有触发性，基于触发性的作用建立一体化产品的串联整合，满足它的首要的用户核心需求。第二种，交叉式整合，是将不同的用户需求进行融合，得出的控制元素之间存在着优劣势的补充效应，将控制元素调和整合在一起形成的新的需求保存了需求共同的优势，在产品设计上也容易有颠覆性的创新。第三种，合一式整合，将多项不同的需求所产生的相同的需求合并成一项需求，并最终以一件产品实现，这些需求可能是空间、时间也可能是物理结构方式等等。复合式的整合方式就是在一件产品中融合了前三种任意两种的整合方式，如图3所示。

（二）新模型下厨房智能电器控制一体化整合设计流程探索

一体化一方面代表一个过程，另一方面也代表一种结果，其核心内涵是承载着用户需求，所以也是用一种合理的整合方法去满足用户的多项需求。需要将产品在形式上和功能上进行有机地整合，不仅仅是一味的追求产品的多功能，而是要设计出能充分利用空间资源和制造原料资源的具有可持续发展性质的厨房智能产品，最终达到一加一大于二的效果。在智能产品的控制上可以将具有相同或者相似需求的控制方式合并。

基于新模型提出厨房智能电器控制一体化整合设计流程。（图4）

第1步，基于前文新模型得出一定数量的控制元素组成一个集合。

第2步，对集合中的控制元素进行分析，然后将集合中的控制元素映射到厨房每一个功能区域上。

第3步，整理厨房每一个功能区域的控制元素，设计矩阵横坐标方向为控制元素，纵坐标方向为整合方法，经过矩阵穷举所有的可能的组合。

第4步，最后将初步整合的控制元素进行复合式整合，最大限度地将控制元素整合在一个载体上，进一步整理筛选，然后调查问卷选出最符合用户需求的控制方式。

第5步，利用手绘或者数字建模的方式将新的控制方式表达在产品上。

四、结语

交互设计本身是以人为本的设计，同时也是科技发展的诉求和体现，实体交互理论研究成果在智能产品上的运用是未来设计趋势，设计师在产品设计的过程中应该尽量脱离思维定式去考虑产品的本质是什么，回归用户的深层次需求。本文提出内隐式控制一体化的产品创新方法，合理地去掉设计上不必要的设计元素，提升了厨房智能产品的易用性，使用户更容易进入产品使用心流。此篇论文研究仍然有不足之处，事物的发展是否定之否定即螺旋式上升、波浪式前进的过程，在厨房智能产品控制方式的设计上也是呈现发散到整合再到发散再到整合的一个过程，但是随着科技的进步设计方法仍然会继续迭代，期待在不久的将来可以进一步完善。