实体交互在厨具设计中的应用研究

张爱琳

（东北林业大学,黑龙江哈尔滨 150040）

在过去的近二十年，交互系统、产品和服务显著发展。技术越来越接近用户在家庭生活中的自然行为。设计需要从传统的以材料产品为中心的设计思路做出转变。随着智能化家居这一概念的引入，在设计这些信息丰富具有创意的产品时，需要强调产品的物理特性和互动性。近年来，新的技术的爆炸式增长，智能设备和服务的交互式行为导向特性为满足人们身体和精神上的需求而开发更好的系统和服务提供了可能性。

一、实体交互架构理论概述

实体交互是一个源于计算机科学的术语，是人机交互中的一个研究领域，描述了一种以数据为中心的方法来绘制物理和数字世界的地图。实体交互主要关注有实体界面。设计师可以通过创造性地交流信息、创造性地整合实物，创造性地集成任何物理介质作为界面，从而在智能设备中实现实体交互。厨具产品具有实体用户界面（TUI）的特性，可以作为与系统交互的对象。与其他用户界面相比，实体交互以实物为界面，显示数字信息，因此，用户对使用更加熟悉和直观，不需要重新学习如何操作新设备或新系统。具有更短的认知动作时间和增强学习的好处，实物还具有娱乐性、真实性和丰富的反馈性，同时也方便多用户使用，这意味着实体交互有助于合作工作和社交互动。

1.实体交互框架

不少学者都对实体交互的框架进行了系统的总结，其中Eva Hornecker和Jacob Buur提出的实体交互框架更具代表性，实体交互框架紧紧围绕实体操作、空间交互、具体化便利化、表现力表征四个大主题，为实体交互的研究提供了不同的视角。

（1）实体操作：是用户身体与物理空间中物体的互动，这些物理空间实体与数字媒体计算资源耦合，允许用户控制计算。

（2）空间交互：实体界面的基本属性是空间性。它们嵌入在空间中，占据真实的空间。用户在互动时需要在真实的空间中移动。用户的互动方式和介质不仅仅局限于触摸和移动空间中的物体，也可以依赖于移动的身体。

（3）具体化便利化：突出显示材质对象和空间的配置如何影响和指导新兴的群体行为。[1]在实体交互中用户可以在真实的物理空间内进行移动，并且在软件空间中隐喻。

（4）表达性表征：实体交互是关于数字功能和数据或其他物理对象的物理表示。[1]通常结合材料和数字元素，每一种都有不同的表征特性，例如投射到有形物体或空间声音上。

2.实体交互的分类

“实体用户界面”作为术语，被定义为一种新型的人机交互，将数字信息与日常物理对象和环境耦合起来。Mazalek和Hoven总结了实体互动在不同的领域的不同内涵，建议将实体交互分为三类，分别是计算机科学人机交互；工业产品设计交互；艺术与建筑交互。[2]

计算机科学人机交互是以数据为中心的一种实体交互形式。在计算机科学的角度上进行交互行为，探索数字与物理环境之间互动耦合的可能性。

工业产品交互是以表达和运动为中心的一种实体交互形式。不局限于产品的外观而是围绕交互本身的概念，突出人、产品和物理环境之间的交互。

艺术与建筑交互是以空间为中心的一种实体交互形式。通过在空间中设置艺术互动装置，带给人们多方位的视听体验。

二、厨具产品的用户交互设计

近十年来，人机交互研究者的关注不仅仅局限于单人群体，他们开始关注多用户，如朋友、家人、夫妻等过去很少被讨论的目标群体。厨房的多用户任务是常见且必要的，因为社会活动有助于增强人们的关系。

1.用户行为交互

交互行为主要指在交互系统中人与产品之间通过一些行为来起到互动的作用。交互行为包括用户在使用产品时所进行的输入、选择、操控、搜索等。在厨房环境中，由于其特殊的环境特性，相较于其他的家庭室内空间往往更多的关系到用户行为操作。用户通过不同的行为方式和操作过程，进而实现对厨具产品的控制。

作用于产品的用户的行为，是由一系列不同的动作组成，并且按照时间顺序依次进行，产品因用户的行为而产生相应的变化，如结构、状态、大小的变化。厨具产品的使用过程中，不同的使用时段用户的操作步骤以及使用目的都是不同的，要熟悉用户的操作流程以及影响因素，针对性的分析用户的动态操作情况对厨具产品进行设计。使厨具产品的使用过程更加便捷、易于学习，厨房烹饪工作更加轻松。

用户行为操作可以根据不同身体区域的操作分为以下几种，如表1所示，针对人在厨房环境使用厨具产品时的行为模式进行设计，规避不符合实体交互框架的行为，减少用户使用产品过程中不必要的运动，提高操作的便利性。更有利于在生活节奏愈来愈快的现代家庭环境中，提高用户的使用效率。

表1 厨房环境下的用户行为操作

2.思维情感交互

在交互的整个过程中，一般只有用户的主观行为具有可见性，但人是受大脑控制的，在大脑意识中思维占据运作方式的主要地位。[3]在厨房多用户的场景下，用户对情感体验的需求变得尤为突出。用户对厨具产品的情感交互设计以人机交互为主要设计因素，用户与厨具产品在各个阶段中进行互动并产生情感共鸣，用户的行为方式也会随之受到影响。

在厨房相关产品的设计中情感交互主要体现在从单人操作向多人操作的转变，很大程度上降低了厨房烹饪的复杂性和繁重性。用户可以与亲朋一起轻松烹饪，进而增加人与人之间的沟通，增进彼此的感情。用户在与产品互动的过程中，人们也可以通过产品的外部形态、互动引导，快速地了解产品的基本使用方式，并在使用产品的过程中在情感上获得共鸣。

厨具产品设计中除了需要满足基本功能需求外，还需要考虑到产品的颜色、外观造型、材质等对人的影响，满足用户与产品进行交流的目的，通过情感上的互动，使产品与人产生共鸣。

三、基于实体交互的厨具产品设计策略

1.产品的安全性

厨房相较于其他的居住环境，常伴有用电、明火、水汽等，对厨房产品的设计具有一定的安全性要求。家电设备、天然气、电路等主要都集中在厨房环境中，厨房环境下的实体交互设计需要充分考虑到规避操作过程中可能会产生的烫伤问题，规避厨房环境中的水汽明火，安全安置厨具产品。

厨具作为厨房环境中重要产品类型之一，在烹饪的操作流程中起到主要的作用，厨具类产品与明火、油烟、蒸汽等相关，极易发生安全隐患。厨具产品设计时应考虑自身的安全性和对用户的安全性，考虑如何有效防止用户直接接触热源，防止用户的误操作，成为用户直接接触热源、电源之前的坚固防线。

2.产品的空间互动性

空间互动就是指有形的互动行为在真实空间中存在，通过有形的移动来实现互动。空间性作为实体交互的固有属性，物质对象往往存在于真实的空间中，占据着一定量的真实空间体积，有具体的位置，用户与其互动时需要在真实空间内移动。用户可以通过触摸、移动物体或者移动自己的身体来实现与装置对象之间的互动。

现实空间为人们提供了一个巨大的三维环境，让动作可以被识别，并即时给予反馈，人们可以跟随反馈或者指示无缝操作。提供流畅的画面感，产品的空间互动让用户的一举一动都可以被识别、被感知、被观察。用户移动物体或者移动自身来达到参与空间互动的目的，让空间互动具有可配置性。通过对物质对象和空间环境的配置，让用户对空间环境进行探索和控制。

空间环境为全身互动的实现提供了可能，全身互动需要基于大量且丰富的身体动作来实现，通过实体交互系统建立桥梁，让用户的动作可以被识别和理解。用户的动作具有交流功能，通过肢体语言表达用户的使用目的。

3.用户行为的实体操作性

实体操作是指用户在物理环境中与物体进行的互动，允许用户对产品的直接或间接控制，主要通过用户的触觉直接操作数字信息的物质载体。通过用户与物质对象之间的触觉接触，达到进行互动的目的，用户可以依靠触觉感知产品的材质、结构获得触觉反馈。作为交互载体的物理实体也可以吸引用户的触觉感官系统，邀请人们进行互动行为，为用户提供愉悦的感官体验。

在与厨具产品的相关操作互动中，可以分为单人操作和多人操作。单人操作需要涉及厨具产品的功能特性，用户的使用习惯和常用的操作模式，用户在不同功能需求的场景下的肢体行为方式。多人操作往往在单人操作的基础上，用户的行为不仅仅局限于“人-机器-环境”，还要涉及人与人的交流，厨具产品设计中对单人及多人操作平台的构建。

4.对用户的行为引导

通过物理实体和空间配置对用户进行为引导的方式突出产品的便利性和易用性。实体化的互动形式，表面上是用户在物理空间的操作与移动，隐喻上是在数字虚拟环境互动。形成促进、禁止和阻碍的行为体系，在允许用户行为的基础上，同时对用户的行为进行指导和限制。

对用户的行为引导就是对空间和物理实体的基础配置系统给予约束，约束包含被约束对象的体积大小、位置、互动形式，从而达到对用户行为上的引导作用，约束了用户操作的轨迹和顺序流程。在多点互动的系统环境下，用户仍可有意识地对产品进行操作。多接入点分配控制权，有效避免了使用者的全权控制，降低了初次使用产品的用户门槛。

针对不同知识技能层次的人群，提供不同层次的交互操作，可以吸引更多的用户。基础层面的简单交互对于第一次使用产品的人群十分友好，新用户可以快速探索出基本的交互方式。对于多次使用者和更高知识技能层级的人群，也可在基础的交互方式下有更多的互动体验。

四、设计实践

1.设计定位与构思

基于实体交互理论框架设计符合用户行为习惯和情感需求的厨具产品，设计考虑到产品的安全性、产品的空间互动性、实体操作性、对用户的行为引导，将数字信息通过实体互动的方式输入并得到反馈。通过用户访谈和实地调研将设计目标定位在人们在厨房环境中最常用的厨房用具——炊具上。思考如何有效地达到厨房炊具产品的安全性要求，同时提高产品的可互动程度，通过简单易学的互动方式为烹饪活动带来趣味性。

用户在烹饪过程中往往需要对火力进行精准的把控，火力的大小影响着每一道菜品的口感与色泽，针对这一痛点对实体交互厨具进行设计。考虑到用户在烹饪时更多的是身体上肢操作炊具，与产品之间形成互动，手部和胳膊与产品进行互动更符合用户的行为习惯。

2.设计表现

设计厨具产品主要由上部的锅具与下部的加热炉具组成，通过锅具把手和加热炉具内置的红外感应装置实现用户对产品的实体交互设计，如图1所示。

图1 厨具产品整体图、炉具图、锅具图

加热炉具正面的按钮控制整个厨具产品实体交互装置的总开关，继承了传统炉具的旋钮式调节大致的火力大小。考虑到安全性要求，炉具的加热方式不采用明火，而是使用通电加热的加热盘，为了解决用户在烹饪过程中锅具会因为炉具面板过于光滑而产生不必要的位移，加热盘设计成向炉具内凹陷的形态，既保证不会因为用户误触加热盘引起的烫伤等风险，也保证锅具不会在烹饪的过程中产生不必要的位移。

用户在烹饪时通过按动锅具把手上的红色按钮并左右转动锅具来实现对火力的微调，锅具把手上的红外线发射装置和炉灶内置的红外线接收装置的组合，让红外技术可以用来实现厨具产品的实体交互设计。

结语

实体交互运用在厨房相关产品设计中的探索是有意义的，为厨具产品的交互方式设计提供了一个可供参考的方向。通过对用户的行为和情感的研究与分析，融合实体交互理论框架，构建出厨具产品的实体交互设计策略，让用户使用厨具产品时操作更加人性化，符合用户的功能需求和情感需求，提升产品的趣味性和吸引力。