老年代步车设计研究

逯 畅

（上海工程技术大学艺术设计学院，上海市 201600）

2021年国家统计局第七次人口普查现阶段中国人口总人数是14.12亿人。其中老年人在60岁以上的人口为26402万人，约占中国总人口的18.70%。在这些老龄人口中65岁以上的人口有19064万人，约占总人口的13.50%。与2010年相比，我国六十岁以上的人口上升了5.44个百分点。特别是在一线城市中，我国的人口老龄化趋势更加显著，严重的地区平均每四个或者五个人中就有一个是六十岁以上的老年人。在此形势下，“银发经济”有了很大的发展前景和研究意义。本产品设计紧密围绕老年用户需求，从感性意象研究切入，对老年代步车进行人机交互、人机工程学、情感化设计三个方向进行研究，旨在设计更具易用性的老年代步车产品，提升老年人出行幸福感和安全性。

一、国内外老年代步工具现状

1.国内情况。中国大陆对于代步工具的起步较晚，中国台湾的起步稍早一些，根据调研数据显示，中国台湾的代步工具早在1996年就在市场上进行导入，在2000年开始一直到2010年中国台湾的市场都在不断地进行自由竞争的研发和创新。中国大陆的各个城市也随着经济水平逐渐提高，国民生活水平的日益提升，电动代步工具也逐步有了长足的发展，消费群体也逐渐壮大。老年代步车的市场因为消费群体的局限性还有相关市场占比的比重少等等原因，没其他日常家用电动代步工具有着那么迅速的市场发展。

2.国外情况。西方国家经济发展比中国早，所以在电动代步工具的发展上外国也比中国稍早。在亚洲国家中，日本作为发展国家，日本的电动代步工具的商品化也较中国的发展较快。早在1994年日本的雅马哈公司推出了一款叫power assistant system的电动代步工具，松下、三阳等公司也在市场的激烈竞争中不断推出自己的新产品。其中荷兰、英国、美国、等绝大多数的国家都不曾要求过电动代步工具办理牌照等相关车辆信息，也不需要驾驶人拥有响应的代步工具的驾照。国外也不断地针对老年人代步工具的研究和开发，但是由于主要开发的都是医用范围的电动代步轮椅等，不能满足老年人出行需求，所以在国外，一般老年人还是选择自己驾车出行。

二、产品感性意向的设计方法

1.产品设计流程。设计很多时候需要将目标人群的感知转化为设计特征，恰当的去运用感性功效学的设计方法，对用户需求进行调研，得到关键的影响老年人的情感因子，来构建出目标老年用户的样本特征。设计流程如下：

（1）从文献、购物网站、社区老年活动中心等渠道收集老年代步车相关的样本。（2）用语义意向学整理出情感意向词汇对，并筛选合适的词汇建立语义差异数据，用R型因子分析法进行样本评估分析。（3）对老年代步车进行人机交互、人机工程学、情感化设计的研究。（4）对结果进行研究，给出设计方案。

2.R型因子分析数学模型。在设计相关的研究中，经常会需要对不同的数据类型或对象进行分析，一般采用R或Q型因子分析。当需要数据分析并且不同变量之间是降维关系的时候一般使用R型因子分析，当需要对样本本身特征进行分析的时候一般使用Q型因子分析的方式。R型的数学模型如下：

设原始数据中有n个原始变量y1，…，yn，标准后的均值为0，标准差为1。每个原始变量用m(m＜n)个因子f1，…，fn的线性组合表示，可得（图1）：

图1

矩阵形式表示为Y=AF +ε.

式中，Y为可实测的随机向量；F为因子；A为因子载荷矩阵；aij为因子载荷；ε为可以剔除的因子。

三、老年代步车的感性意向研究

1.老年代步车造型设计需求。以市场上的老年代步车为样本进行广泛的收集。最初的产品搜集找到了二十组共60个不同品牌的老年代步车为样本，后基于产品的相似性和功能等的差异性大小等因素，有36个老年代步车的样本入选。

2.老年代步车感性意向词汇筛选。老年代步车的目标用户是定位在60到80岁左右的有自主行动能力的老年群体。根据老年代步车的特征进行感性意象词汇组的收集和整理。对不同词汇的近义词和反义词的感生词汇组精简和归纳最后选出21组感生词汇组，如下所示：

安全-危机、坚固-松散、亲切-冷漠、圆润-尖锐、舒适-难受、长久-短暂、方正-流线、干净-脏乱、新颖-古板、轻巧-笨拙、理性-感性、简约-繁复、协调-突兀、温馨-寒冷、严肃-轻松、明亮-灰暗、流线-几何、忧郁-喜悦、稳重-轻盈、规律-散乱、未来-手工。

问卷调查最终选出7组感性意象词汇，分别是：长久-短暂、简约-繁复、温馨-寒冷、明亮-灰暗、琐碎-完整、坚固-松散、安全-危机。对这七组感性意象词汇进行等级量表建立，在-5分到5分的分值区间内让用户打分，根据反馈的结果，来计算本调研样本中的感性意象词汇对的均值。

3.语义差异法数据分析。将老年代步车的感性评价均值在计算机中进行R型因子分析。用软件分析最后得出了七个与调查者看到老年代步车后在使用和外观直观感受方面联系紧密的感性词汇，分别是：安全、坚固、完整、明亮、温馨、简约和长久。这些数据将更直观的反应在本设计中。

四、老年代步车的人机交互研究

人机交互设计主要是用更优异的驾驶行为来建设更加适应用户和驾驶环境的目标。在老年代步车的人机交互过程中，除了和用户和环境有关之外，还和驾驶目标，驾驶行为，驾驶信息的显示和交互方式有关。交互行为的提升设计主要是从两个方面进行切入的，分别是交互方式和信息显示。交互的方式不仅直接影响驾驶过程中的信息感知，和驾驶者对信息的判断决策和操作执行有很大关系。现阶段的研究主要有触控交互、物理交互、手势交互、眼动交互和语音交互这几种。但是因为本次只涉及老龄群体，所以还需要用老龄驾驶的特征来具体分析以上几种交互形式。

1.触控交互。主要通过类似于智能手机界面一样的车载交互界面，通过触控交互来进行任务反馈。触控交互的本身对老年人来讲是不存在障碍的，但手指触控的行动反馈弱，不适合触觉感官敏感度下降的老年人用户进行操作，很容易造成误触的风险。而且由于触控指令对于精准度要求较高，需要视觉全程注视下进行操作，对于老年人用户来说，驾驶时保持注意力很重要，分心容易造成驾驶事故的发生。

2.物理交互。物理交互是有固定按钮位置的一种有明显操作反馈感的交互形式。操作形式简单，形成肌肉记忆后会大大降低操作时视觉注视时间，有利于老年驾驶者的驾驶安全。但是只局限于不复杂的操作，过于复杂的操作不适用于老年驾驶者使用。所以需要简化操作按钮的应用方式，减少造作步骤，以此来减轻老年驾驶者学习成本，更大化的提升驾驶舒适度。

3.手势交互。默认或自定义的手势动作在车辆特定的感知区域内进行的一种交互形式。好处是不需要直接和触控部件进行物理接触，提高了有效交互操作的范围。但是由于此交互形式的反馈微弱，老年驾驶人很难通过反馈判断是否自己的动作被感知，很容易连续重复多次下达任务命令，造成机器感知故障。此外，手势具有的具象化，老年人需要准确记忆住手势动作才能正确操作，记忆力减退很容易在紧急情况下忘记特定动作造成危险。最后，由于某些老年人手部关节僵化，动作很容易不规范，造成传感器捕捉失败或者错误理解，导致驾驶危险。

4.眼动交互。眼动交互还处于初步研发阶段，目光的追踪定位系统的应用在实验阶段，应用在车辆上的难度很大。但是眼动交互只需要眼球运动作为指令，是很高效的一种交互方式，能降低驾驶时的注意力分散。是未来可以应用在老年驾驶产品中的一个交互方式。

5.语音交互。语音交互主要是需要老年驾驶者用语言作为任务指令，调动传感器做出相应操作行为判断的过程。语音交互的反馈也为语音形式，是较为明显的任务反馈机制。主要需要调动语言和听觉系统，不需要学习成本，而且不占用过多的肢体，减少注意力的分散，提高了老年驾驶的安全性。语音交互系统对老年人听力系统和环境有条件限制，用耳机等媒介辅助老年人获取语音信息的准确性。中国的方言体系复杂，用语音包系统辅助交互，从根本上避免了老年人学习标准普通话的过程，降低学习成本。

五、老年代步车的人机工程学研究

老年代步车设计主要需要解决的是老年坐姿和老年人起身的问题。通过大量的网络数据研究，发现老年人起身过程中主要的受力点为腰部。有扶手的话会使老年人起身过程中腰部的弯曲弧度减小，减少了腰部的发力，能缓解由于骨质疏松和骨关节老化带来的疼痛感，让老年人起身的过程省力。不仅增加扶手能大大增加老年人起身的顺利程度，当有较高的座面、辅助起身座椅和能调节高度的座椅高度时也能减轻腰部的受力。

1.较高座面。当座椅的座面较高时，老年人的腿部弯曲程度较小，更有利于腿部肌肉发力。

2.辅助起身。辅助起身座椅是一种用电能或者机械结构带动的能让座面上升一定高度并且向前倾斜一定角度的机械装置。好处在于能在老年人起身过程中减少大量的力量消耗，更稳定快速的获得从坐姿到直立状态的转变。过程中几乎不需要腿部发力，但是需要配合扶手使用，以起到稳定上半身的作用。

3.调节高度。能调节高度的座椅是提升老年人坐姿舒适度很重要的一点，因为老年人的身高差别，所以需要个性化高度。具体根据老年人坐姿的人机工程学尺寸公式计算：座椅高度h=脚部最低点到小腿窝之间的高度h1+鞋底厚度h2-适当的间隙x。（软座的最大高度为460mm）

六、老年代步车的情感化设计研究

当人步入老龄化后，会将生活的侧重点从之前的工作转变为家庭，会有大量的空闲时间，同时还会难以避免地带来心态上的变化。老年人的心理特征主要为：安全、舒适、归属、私密、家庭、社交这几部分。老年人主要的心理特征主要是：孤独、失落、多疑、敏感、固执、抑郁和焦虑。因为老年人在社会中的身份转换，使得大部分老年人脱离了多年熟悉的工作环境和社交圈子，还伴有身体机能的退化和大量疾病的高危患病风险，以及身边亲人和朋友的离世等等因素，这就难免会导致老年人心理状态较差。

在老年代步车的设计中我们以通过研究包豪斯为主要切入点，形式追随功能是一个好的产品需要满足的原则。老年人的生活经历较年轻人相比要丰富得多，这就导致他们会更加注重性价比，会更加对产品的实用性和质量进行考量，相较而言对产品的外形没有过多的要求。所以，在造型设计上，更需要紧紧围绕产品的功能，弥补老年人心理上的不足，提升老年人积极阳光的生活状态。老年人的情感需求是产品的审美性需要主要关注的地方，因为老年人更加喜爱有安全感的驾驶工具，调研发现现在市面上大量的老年代步车底盘都偏低，重心较低提升了产品的稳定性，更符合老年人的驾驶需求，而且暖色调的使用会使产品具有更加温暖的感觉，有利于填补老年人空虚孤独的心理状态。此外在行为层次上需要提高产品的易用性和安全性，易用性可以体现在代步车的操作便捷，线上出行路线规划，安全紧急求助按钮等等，使用户对产品产生良性印象，满足其自身的精神需求并且提升对代步车的依赖感。

七、设计方案

通过对老年代步车的感性意向探究、人机交互研究等以上研究来分析出老年代步车设计方案。

1.目标用户定位。调研显示代步车作为环保的电动出行工具很受60岁到80岁左右的老年人喜爱。有经济基础，并且有自主活动能力和认知功能的老年人是本设计的目标用户。

2.老年代步车功能定位。满足老年人出行需求和心理需求，增强老年人驾驶代步车的用户体验。语音交互和物理交互相融合的形式来作为主要的驾驶操作，通过精简物理驾驶操作，来减少老年人学习驾驶代步车的学习成本，增加驾驶欲望，提升出行需求。

车辆配备辅助站立座椅系统，用液压杆提供动力并配合叉形升降台结构来抬升高度，当上升到合适高度时，老年人可以语音控制或者通过按压物理按键的方式获得座面倾斜的效果，减少起身困难的情况，并且使起身更加安全稳定。

车辆配备急救系统，当车辆检测到车体产生剧烈抖动或者侧翻时，将会通过车外音响大声呼救，并且第一时间拨打紧急联系人的电话并短信发送求救地址。

车辆内侧配有紧急小药箱，和血压心率监测传感器，当传感器感知到驾驶者心率增加到危险值之后，会自动弹出小药箱，并且车辆会自动驾驶到安全区域静止，语音告诉驾驶者需要静养或者吃药。

语音系统由单侧耳机连接到驾驶者，防止因为驾驶环境噪声干扰过大而错过交互反馈。代步车配备有导航系统，能语音提示驾驶者方向信息和前方路况信息，为驾驶者提供更加清晰地出行计划。

车座椅配有冬季自动加热系统，环境温度大幅降低后，座椅检测到压力越等于人体重量后会自动或主动设置座椅加热到舒适温度，当起身后将自动断电。

3.老年代步车设计方案。通过感性因子分析得出的七个要素：安全、坚固、完整、明亮、温馨、简约和长久。车辆颜色为暖色调为主体，以少量的亮色进行点缀，车身有荧光条，并装载上述功能。车体外形偏流线型和简约化，材质采用高碳钢和减震轮胎和两个作为动力系统的电机。

总结

本文通过感性工效学、R型因子分析法，人机交互学、人机工程学、情感化设计等研究方法相互融合作为本设计的理论支撑，结合老年代步车的调研进行分析，以形式追随功能作为本设计主要的原则，结合数据得出本设计中的老年代步车设计方案。该产品设计研究具有一定的老年易用性。