基于空巢老人群体的陪伴互动产品设计研究

金信琴　滕悦

摘要：针对老年化社会的到来及空巢老人的持续增加，为空巢老人群体设计陪伴互动产品。通过Kano模型分析目前产品急需改进的要素，然后根据理解与交互技术对产品进行了互动性功能的设计，并且根据老年人的行为特点设计陪伴互动产品的外观及交互界面。针对老年人听觉行为习惯设计不同条件下的语音助手，最终设计一款可与空巢老人互动的陪伴产品。该设计方法可为研发空巢老人群体的陪伴互动产品提供参考。

关键词：Kano模型 理解与交互技术 空巢老人 陪伴互动 语音交互

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2021）02-0014-03

引言

目前，空巢老年人的数量日趋增加，他们在生活上有很多不方便的地方，并且独居引发老年群体众多的心理问题【1】。长期孤独、焦虑等心理甚至会危害身体健康，导致更高的死亡率。老龄化趋势来势汹汹，老年人口不断增加但是能够获得护理的人有限，所以开发一款产品可以替代部分人工的陪伴护理有十分重要的意义【2】。

一、国内外研究现状

（一）积极老龄化背景下的空巢老人现状：随着中国跑步进入老龄化社会，60岁以上的老人数量快速增多，独居、孤寡的“空巢老人”也正以前所未有的速度增长。根据相关部门的调查统计显示，

2000至2010年十年间，中国城镇空巢老人比例由42%上升到54%，农村由37.9%升到45.6%。2013年中国空巢老人人口超過1亿。随着第一代独生子女的父母陆续进入老年，2030年中国空巢老人数将增加到两亿多，占到老人总数的九成【3】。而且随着90后为人父为人母，他们这一代的工作压力，生活压力越来越大，加之这一代人独生子女偏多，以后的“空巢老人”会越来越多。因此，如何让空巢老人独自生活时不出危险不感到寂寞，便成为了亟待解决的问题。

（二）老龄群体陪伴产品研究现状：目前，国内市面上的老龄群体陪伴产品逐步尝试开始对智能音响、机器人产品加入针对老年人的紧急联络、用药提醒等功能。正向着多样化多层次养老服务需求的政策倾斜4。相对于国内，国外发达国家针对老龄群体陪伴产品起步比较早。NextIT公司针对特定疾病、药物和治疗设计配置问题，开发了一款慢性病患者虚拟助理AlmeHealthCoach。它可以与老人的闹钟同步，来触发例如“睡得怎么样”的问题，还可以提示老人按时服药。由以色列初创公司IntuitionRobotics制造的ElliQ使用了人工智能技术、Google语音识别技术以及Google的机器学习技术，不仅能够与成人交流，还能帮助老年人对抗孤独。如图1所示的海豹型机器人PARO采用运动动物疗法，达到对空巢老人的护理。通过肢体接触，可以时刻唤起老人过去的记忆，使老人大脑得到适当的运动，减缓相关老年病的发病时间。

二、基于kano模型老龄群体陪伴产品功能评价研究

首先本文针对老龄群体陪伴产品进行了指标评价，邀请100人参加了此次评价，针对现有的产品（小爱音箱与带有小米智能开关的灯具）进行了使用实验，使用体验后，让体验者列举出所有能想到的影响老龄群体陪伴产品好坏的因素，而后再次让这100人将出现次数最多的5个指标进行排列，依次分出满意度指标的高低，如表1所示为排在前5的指标因素。实验邀请的100位老年被试者中，有60位女性40位男性。参与者都是退休，生活基本可以自理的老年人。他们之间年龄最大相差16岁，最年轻的参与者为60岁，最大年龄是76岁。平均年龄为67.28（SD=5.8）。实验开始前像每名参与者简单介绍了小爱音箱的用法和功能，并提示参与者尽量使用普通话进行操作。

其中根据增加满意系数（A+O）/（A+O+M+N）及消除客户不满意系数（M+O）/（A+O+M+N）X（-1）分别对产品安全性、增强互动性、增加监督机制、产品价格及产品外观进行计算得到：

根据对各个指标的计算，最终得到如表2所示的结果统计：

根据结果统计对这五个要素按照Better-Worse理论进行Better-Worse图的构建，如图2所示。

对图2进行分析可知，产品安全性、增强互动性、增加监督机制、产品价格及产品外观五个指标中，增强互动性是最有必要改善的指标。在设计老龄群体语音交互陪伴产品时，针对不同老人的生活习惯、语言特点进行系统设计和结构设计，特别需要在互动性的设计上进行定制化设计，从而满足不同老人的使用需求。

三、基于理解与交互技术的老年群体陪伴产品互动功能设计方法

再确定了设计增强互动性后，本文运用理解与交互技术对老年群体陪伴产品互动功能进行设计，设计流程如图3所示。

如图3所示，将互动性设计分为需求分析、创建与训练技能及持续优化三个步骤5。首先，针对老年人的需求，分析出产品需要实现的功能及操作使用方式，将老年人的语言需求进行定义，将其中的逻辑进行转换并且将功能进行收集，梳理及分类，最后提取有价值的信息，完善产品。然后，根据分类后的价值信息进行定义，明确老年人语言信息样本的意图，根据人类的思维逻辑配置对话模板，并且标注对话样本，设置行为树以及语言树，建立技能模型，然后进行模拟测试，结合模拟测试中的体验感受进行对设计的效果评估，优化模型并且对模型进行反馈从而不断地完善产品【6-8】。

针对老年人平常生活相对固定的特点及结合使用体验中收集的信息和数据，本文将前面分析出的产品功能需求整理成需求分类并细分每一个技能，从而明确整个对话技能的架构，大体一共分为通讯、提醒、寻医问药、智能家电四大板块。其中设计通讯板块时考虑是否有通讯信息，结合现在的手机联系人系统将通讯模块简单化，智能化，通讯技能交互逻辑如图4所示。提醒板块主要以闹钟技能为主，并且将其与备忘录相结合，其交互逻辑如图5所示。

寻医问药板块是四大版块中最重要的，也是目前空巢老人最需要的，他会代替老人的儿女做出判断，并且在一定程度上代替医生对老人做出一些询问、诊断，通过大数据进行联网判断，让老人知道是否需要去医院，并且针对不同的回答，建立深度行为树。在一定程度上代替医生，给出用药方案，并且说出让老人欣慰的语句。寻医问药技能交互逻辑如图6所示。智能家电板块是生活中重要的一环，很多儿女将老人接到自己的房子，但白天工作忙，无暇照顾老人。房子中有很多电器老人都不会操作，因此会导致很多隐患，而智能家电板块便可以解决这类问题。其可以代替人检查家电的工作情况，并且可以控制家电，也可以检测出是否需要维修，大大降低了因家电失灵导致的老人居家风险，其智能家电技能交互逻辑如图7所示。

四、基于理解与交互技术的空巢老人群体交互陪伴产品设计

（一）空巢老人群体交互陪伴产品互动性设计：按照基于理解与交互技术的老年群体陪伴产品互动功能设计方法，首先对空巢老人群体交互陪伴产品进行互动性设计，对该群体进行需求分析。老年用户与年轻用户不同，他们更需要的是陪伴和照顾。阿尔兹海默症的患病风险会随着年龄的增加而增加，是老年期最常見的慢性病之一。通常首先表现为记忆下降，随后会影响患者的认知力、行动力、人格甚至是健康。为了预防阿尔兹海默症患者发生危险，老年穿戴设备的设计者需要考虑老年人走失、摔倒等特殊情况并及时联络家人。不仅仅在室外需要注意，患者因为记忆力衰退常常忘记吃饭、吃药、喝水等行为都会加重病症。对于这样的情况需要产品定时去监督，而不能等到用户自己想起再唤醒产品。在预防阿尔兹海默症方面，也需要鼓励老年用户多动脑、多记忆、保持乐观的心态等。目前的智能音箱还是以唤醒词作为开始对机器下达命令的主要标志，而未来智能对话设备连接了更多家居设备后，可以根据时间、气温、家居的使用情况来推断用户行为，再在适当的条件下对用户进行问候提示等行为产品唤醒设计中，给予更多的提示引导老年用户下一步操作。唤醒词是一种不需要身体接触设备，就可以唤醒VUI交互的便捷方式。唤醒词有两个要求，第一是容易识别，第二是不易混淆，所以它最好不是一个在谈话中会常用到的词语。产品命名为小伴寓意陪伴，但是如果仅仅“小伴”作为唤醒词很难被系统识别，所以采用ABAB的词语方式简单易懂朗朗上口。老年人的耳朵相对年轻人在功能上相对较弱，而且如果仅仅是老人自己居住的话，男性及女性语音也在考虑范围之中。

因此考虑到通讯技能交互逻辑、闹钟技能交互逻辑、寻医问药技能交互逻辑及智能家电技能交互逻辑，本文根据设计的老年群体陪伴产品互动功能中的四大模块流程，本文选用百度推出的智能对话定制与服务平台UNIT（UnderstandingandInteractionTechnology）提供对话理解和对话管理技支持【9，10】。并且针对老龄群体设计了虚拟助手进行播报信息，提醒等功能。根据市场走访及查询相关资料，本文将佩戴助听器的老年人的使用虚拟助手设计为男性。原因是男性的发声频率相较于女性低一些，听力不好的人容易分辨频率低的发音，可以带来安全感与信任感，如图8所示。针对没有佩戴助听器的老年人，考虑到他们并没有年轻人那么注重高效和时间，且更注重产品表达是否亲切，因此设计成中国风小女孩的形象，名字叫小伴，她会更耐心地听人讲话，也会积极鼓励用户多与她互动，如图9所示。

（二）空巢老人群体交互陪伴产品创建与训练技能及持续优化：针对空巢老人群体，确定了需要设计的互动性功能之后，需要明确这些功能的目标，从而确定技能的类型。技能分为开发者自定义技能和UNIT平台预置技能;预置技能为UNIT平台预置的通用场景对话能力，部分预置技能目前支持添加词槽词典值来干预对话理解效果。自定义技能又分为“对话技能”与“问答技能”，对话技能在多轮对话中可以准确理解用户需求（意图），如表3所示，实现需求的关键信息（词槽）并且需要把请求参数化，适用于需要根据不同对话意图和词槽信息给出不同对话答复的对话场景。能够在一些特定的对话场景下高精准地理解并满足用户需求，提升用户体验和满意度。对话意图是对话技能要理解的用户需求，例如用户说“换一首曲子”，那对应音乐控制技能下的对话意图就是“切歌”，“今天天气怎么样”对话意图是查天气。定义对话技能下的对话意图时还需要设置对话意图关联的词槽，以及技能理解对话意图后给用户的回应。词槽是满足用户对话意图时的关键信息或限定条件，可以理解为用户需要提供的筛选条件。比如问天气技能、订票、听音乐等。问答技能适用于问题问法多样，但答案相对固定的对话场景，不需要根据用户对话话语中的关键信息来设定不同的答复内容。比如针对各种规则制度、政策法规等信息的问答技能。设计的语音助手可以在通讯技能交互逻辑、闹钟技能交互逻辑、寻医问药技能交互逻辑及智能家电技能交互逻辑，四大逻辑中，需要老人自己做判断的时候，询问老人并且记住老人的选择，在进行一定量的交互后，记住老人的行为选择习惯，逐渐减少老年人的负担，能做到适当地对老年人进行询问，保持老年人的大脑活跃。语音助手在需要通讯技能交互时，可以询问是否是播报号码，是否需要拨通，通话后是否需要添加联系人。语音助手也可提醒老年人是否有闹钟需求，例如可以提前设定时间点提醒老年人去买菜，并且询问老年人这个时间点是否长期记录。语音助手还可以实时检测老人的健康情况，当检测到老人头痛时，运用简短的语言对老人进行询问，如果老人可以对询问进行无障碍答复，语音助手再进行深入询问，并将症状在互联网上进行查询，并且匹配相应的应对措施，同时询问老人是否去医院，如果老人想去医院，则通过网络呼叫老人的家属以及120急救，并且同时通过互联网进行挂号。如果不是很严重的情况，语音助手可以在网上查询汇总并且给出治疗方案，给出询问是否需要购买药品进行对病情的缓解，如果老年人需要，则通过网上平台进行药品的购买，配送到家。语音助手在家时还可以充当智能管家的角色，比如说电饭煲，电灯，空调，排烟罩，电冰箱等。如果电器出现问题，无法正常进行工作，语音助手首先会进行询问，是否需要维修，得到肯定的答复后，会与老年人确定损坏的细节，然后可以通过网络联系物业或者家庭其他成员来家里及时进行更换。

（三）空巢老人群体交互陪伴产品外观设计：作为一款需要连接电源的电子交互产品，即要考虑放置的问题，也要考虑老年用户拿起机器近距离操控的情况。如图10显示屏幕采用向上一定角度倾斜的设计，一是方便用户可以第一时间看到显示的信息，二是便于用户进行触控操作。产品的音量调节按键设计为旋钮的方式，用老年用户对传统收音机设计的记忆，来映射突出产品的声音相关功能。旋钮的设计方便老年用户用最快速度调整声音大小，设计在产品上方为避免在拿起产品时的误操作。产品底部的凹形扣手保证老年用户可以安全地拿起产品，屏幕下部的编织物表面设计，不仅可以防止拿起过程中在屏幕上留下手印还加大了摩擦力双重保障用户与机器的安全。

在界面设计上本文考虑到老年人会随着年龄增长，人体眼组织结构发生变化，会逐渐出现生理性老视、色觉改变、明喑视力改变、对比敏感度下降、视野变窄等一系列症状，有时甚至伴随白内障、青光眼等常见性病变。视觉退化对老年人的日常生活帶来了一定程度的不便，如图11为老龄群体语音交互陪伴产品的界面，应尽量放大字体与图标，多采用对比色彩，增强老年人对图标的识别度，增强智能设备信息的可读性。在产品的界面设计上应当充分考虑到他们的视觉障碍，设计界面更加清晰明朗，设计内容要符合老年人的认知和心理。界面设计建议不使用同色调的红色系、绿色系或蓝色系分别作为文字与其背景的色彩组合。

结论

针对目前空巢老人陪伴产品存在的问题，通过kano模型分析了产品中急需改进的要素，设计了基于理解与交互技术的带有通讯、闹钟、智能家电、求医问药功能的陪伴互动功能，并设计了产品外观、交互界面以及虚拟助手。为空巢老人陪伴产品的设计思路提供了一条新想法。

参考文献

【1】宋奕勤，杨珊基于空巢老人社交的OTTTV应用产品设计研究【J】.设计，2020，33（07）：135-137.

【2】张建平.以前置性思维积极应对人口老龄化【N】.中国人口报，2020-02-17（003）.

【3】潘心蕙.医养结合模式下城镇空巢老人养老服务需求分析【J】.合作经济与科技，2020（07）：156-159.

【4】程晖.扩大养老服务有效供给满足多层次多样化需求【N】.中国经济导报，2016-12-24（A02）.

【5】赵晓玲，王瑾平面广告中的互动性设计研究【J】.设计，2020，3（070）：110-111.

[6] Ellen Gute，Jonathan P.D. Abbatt. Ice nucleating behavior of different tree pollen in the immersion mode [J] . Atmospheric Environment，2020.

【7】刘瑞峰，王家胜，张灏龙，田梦凡行为树技术的研究进展与应用【J】.计算机与现代化，2020（02）：76-82+88.

[8] Christopher L. Averill，Lynnette A. Averill，Siyan Fan，Chadi G. Abdallah. Of Forests and Trees：Bridging the Gap Between Neurobiology and Behavior in Posttraumatic Stress Disorder [J] . Biological Psychiatry：Cognitive Neuroscience and Neuroimaging，2020，5（2）.

[9] Physics; Study Results from Tashkent University of Information Technologies Broaden Understanding of Physics （Magnetized Particle Motion around Black Holes in Conformal Gravity：Can Magnetic Interaction Mimic Spin of Black Holes？）[J] . Physics Week，2020.

【10】黄毅，冯俊兰，胡珉，吴晓婷，杜晓宇智能对话系统架构及算法【J】.北京邮电大学学报，2019，42（06）：10-19.