医用配送机器人PC端后台操作界面交互设计研究

摘  要：随着社会发展水平的显著提升以及科学技术的迅速更新，机器人在我国各个行业的发展中得到了广泛应用。在我国“十三五”战略性规划中指出，对于特种作业、搬运等工业场景以及以医疗健康等，都需要重点进行机器人整机制造的研究与探索，并且要对机器人的制造、操作工艺进行详细的分析。而在公立医院的发展建设过程当中，医疗配送任务的作用也是不可或缺的，而公立医院内各个部门的工作开展情况，均与医疗配送任务密切相关，因此如果可以针对医用配送机器人与PC终端后台操作界面的交互设计，展开重点的调研和大数据分析，必将推动医院发展水平的有效提升。

关键词：医用配送机器人   PC端   后台操作界面  交互设计

中图分类号：TP393     文献标识码：A

Abstract： With the significant improvement of the social development level and the rapid update of science and technology， robots have been widely used in the development of various industries in China. In China's "13th Five-Year Plan" strategic plan， it is pointed out that it is necessary to focus on the research and exploration of robot's whole manufacturing for special operations， handling and other industrial scenarios and health care， and analyze the manufacturing and operation process of robots in detail. In the development and construction of public hospitals， the role of medical distribution tasks is also indispensable， and the work of various departments in public hospitals is closely related to medical distribution tasks. Therefore， if we can carry out key research and big data analysis on the interaction design of the background operation interface of medical distribution robots and PC terminal， it will certainly promote the effective improvement of the hospital's development level.

Key Words： Medical delivery robot; PC side; Background operation interface; Interaction design

醫疗机器人最早出现在1985年，它被用在了神经外科的手术里，并在当时取得了一定的成就。随着社会的不断发展，医学机器人也得到了相应的发展，在现今社会中，已经应用到了不同科室的治疗中。医疗机器人在中国的发展前景，主要得益于相关政策的支持，随着人口的增多，其需求量不断增大，我国未来对于医疗机器人的需求也会呈现出不断增长的趋势。而在现代医疗的日常运行及其相关的经营过程当中，医用配送机器人的功能是非常重要的，对于它的应用，能够从根本上促进我国医院自动化、智能化水平的有效提升。另外，医护人员如果可以对医用配送机器人PC端及后台操作界面进行深入的了解和剖析，就会在进行实际操作的过程中，有更好的交互体验，工作效率也会得到显著提升，这对于医护人员未来的发展以及医院的未来发展来说，都是大有裨益的。

1医用配送机器人的概述

1.1医用配送机器人的含义

医用配送机器人所指的是在医院、诊所等地常见的，辅助医疗工作开展的机器人是一种智能信息技术飞速发展的产物。该类型的机器人能够独自进行操作计划的编制，并且还能够根据实际的工作状况，进行动作程序的确定。此外，它还能对周边情况、自身情况等，进行有效识别。

1.2医用配送机器人的作用

医疗物流人员在医院中所具备的功能，主要表现在对医院废弃物的处理及送餐、送药至隔离带的操作上，它们能够以脑部控制调度中心的职能控制，来实现自主搭乘电梯、自主充电、自动开关门、自动躲避障碍等，不需要人员的操作，在机器人的柜子内部，会进行紫外线消毒灯的安装，这样就能够对所运送物品的安全，做出有效保证。除此之外，医用配送机器人还能够以远程通信的方式，经由调度系统的作用，与隔离病房内的患者、护士，进行有效的沟通与交流，并且可以代替人工，进行病历、药品、耗材、化验单等的运送。

2医用配送机器人PC客户端平台操作界面设计的发展现状

中国的有关机构认为20世纪科技领域最伟大的进步一点就是机器人的设计、生产和使用。在我国“十三五”战略性新兴产业计划中，明确提出“要针对搬迁、特殊操作等工业应用情景，搜救、医学康复等社会应用情景，着重开发人工智能高可靠性技术基础功能组件、整机设计及控制系统工艺应用方案”。根据目前高危感染区易交叉感染、医疗工作者人员紧张、压力大、医用品配送系统出错等的实际情况而研发出的医用配送机器人，基于人机交互技术思想的医用配送机器人PC端后台人机系统的技术研究水平也处于持续的提高与完善当中，需要对医用配送机器人PC端后台人机系统进行分析研究，以不断完善现有机器人系统接口。

在当前阶段这个技术的开发进程中，需要把界面设计作为21世纪的研究重点之一，并作为全球研究的重点[1]。用户是人和系统发生互动的主要媒体，而使用系统用户界面的良好性、简易性、可操作也对系统重要，它将直观关联到操作系统的特性得以发挥，以及如何让使用者正确、有效、轻松地进行系统管理和运行工作，它也将直观影响使用者的感受与评价。

3交互设计对操作界面的影响

互动设计概念形成于20世纪80年代初，由IDEO的创立者之一比尔莫格里奇（BillMoggridge）指出：互动产品设计以满足用户需要为目的，以提供易学、易用物品为宗旨。最初将其命名为“Softface（软面）”，后更名为“Interaction Design（互动设计）”。交互产品设计主要是研究系统和使用者之间的互动关系。系统既可能是个人电脑，也可能是计算机化的操作系统和软体，而使用者则透过人机的互动设计界面和之互动，并共同完成工作。优秀的人机交互用户界面设计可以增强用户操作的效果、安全性和使用者自身的可靠性、易用性，也有助于使用者降低认识和应用操作界面过程中的压力，从而提升了使用者的工作效率并让其从操作过程中得到了愉悦感[2]。

4医用配送机器人PC端后台操作界面分析

4.1界面操作交互分析

美观实用的软件界面就是把丰富的功能适当的布置在限定的空间内，比较常用的有“T”字形、“口”字形、“三”字型，和上下对称的界面布置方法。无论哪一种形式的界面设计，应当把关键数据的反馈窗口设置在人们视觉的焦点位置，让使用者在最短时间内了解到最关键的数据[3]。该操作界面的文本和图示相结合，从而减少了对用户的反应时间，大大减化了操作步骤，并减少了分辨困难。

4.2操作界面功能分析

医用物流配送自动化机器人的重要作用是配送医产品，所以控制用户界面所要传达的内容基本上包括了对物流配送自动化机器人的实时控制的工作状态，以及操作范围与配量等进行的控制操作。操作模块实质上是一个动态的管理模式，重点在于进行对操作区域的命令选择及调整，以保证路线控制精度；进行产品编号和数量的记录，以降低产品分配误差；运行情况的调节，及时把特殊产品运到预定位置等。监控系统中获取的数据也是关键数据的关键部分，包括机器人的电量状况、运行状态、物流情况等數据。对各个模块的合理布局，使每一个模块可以清晰明确地对数据做出反映，尽量使数据在同一个页面中对不同功能进行实时监测和控制[4]。

5医用配送机器人与PC客户端平台操作界面互动的原则

经过对医用配送机器人PC终端平台功能接口的设计剖析，得出了如下设计原则。

5.1合理性原则

在设计医用物流机器人PC客户端的平台功能页面时会对每个页面内文字、图标等要素适当设置。操作界面菜单项必须正确设定，层次分明，让使用者在短时间内就可以找出所要使用的功能键。

5.2交互性原则

医用配送机器人在PC客户端后台操作界面的使用流程中，必须兼顾医用配送机器人自身信息的提供，以及即时数据的反馈。把复杂的内容由一些图标所取代，并让界面给使用者带来更良好的操作提。如用动态性的交互方式，形象的表现出客户要操作的指令，同时又为客户留出充分进行操作的时间[5]。

5.3以用户为中心原则

在产品设计流程中，要了解并关心用户的使用习惯与特点，优先考虑个人的实际需要。以使用者感受为中心，使操作界面的按钮大小、外形、距离等因素更适合人体尺寸的生理特性，并且降低应用时出错率以提高工作效率，从而降低错误使用时职业病出现的概率，从而提高用户使用感受与满意度，从而提高用户界面亲和力。

5.4统一性原则

该原则是指在医用配送机器人PC终端的后台操作界面设置中，使用一致的设计标准约束系统。优秀的用户界面，其设计结构是清晰一致的，所用的视觉内容与结构组合必须遵守美学原则与标准规范，即通过颜色、整体设计、图像等内容的结合，使用户界面富有一致性；另外，界面的操作方法与过程要和使用者的想法相符，让使用者按照自己的习惯进行基本应用，从而在最少的耗时与最小的记忆量内掌握应用。

5.5简洁性原则

客户在操作医用的机器人时应当是同时对着多个机器人一起完成操作，为了让客户在操作中一目了然，同时降低记忆负担，界面设计要求高度简约化。实验证明好的界面设计，必须遵循“80—20”标准原则[6]。界面信息要适当表达，如果信息过多，会限制用户的使用；信息过少，会显得页面比较单调。

5.6共用性原则

界面的功能、情感与应用环境，在设计时缺一不可、彼此配合。医疗物流中智能机器人的主要功用就是与医务人员分担配送的任务，此任务要严格不得发生偏差，所以在产品设计时需要重点信息，主次清楚，不易刻意炫彩。由于应用环境主要是在医院，操作界面也需要给予病人们一个温馨的情感空间，在页面背景色的运用时也需要以淡、暖色调为主，颜色搭配柔和干净，让使用者与页面之间的互动感受更为亲密。

6医用配送机器人与PC客户端后台操作界面的交互设计及具体分析

采用质量控制功能选择方式的医用物流及机器人电脑客户端操作界面设置，重要一步就是将界面风格的统一性、反馈信息的准确性、版面色彩的合理性以及操作监控的安全性进行确定，并按照问卷调查—需求分析—功能分析—需求分析转化为设计要素—确定设计要素及设计要求目标—质量功能配置部分质量屋搭建的顺序，进行实际的分析与设计。接下来，笔者将以实际PC端后台操作界面交互设计为例，进行具体的阐述与分析。

6.1用户需求分析

对医院科室的303位医护人员进行问卷调查，回收问卷295份，其中男性133份、女性162份，分析结果见表1。

6.2用户需求权重

基于对医疗物流配送人工智能计算机客户端操作界面的技术特点和客户需求研究结果，运用相应的算法加以系统性的梳理总结，构建了三层维度的客户要求。第一层要求为医疗物流配送机器人作业人员的总需求量，第二层要求为各情境功能需求量，第三层要求为页面元素简洁优美、与界面设计风格一致等六项要求。将操作界面所对的应用要求进行了划分具体如下。

第一层：对医用物流仪表的远端操作界面的总需求；第二层：C1舒适的视觉设计、C2明确的功能分区、C3合理的信息显示；第三层：C11界面设计风格统一、C12界面元素简洁美观、C21菜单项设置合理、C22界面整体布局合理、C31界面元素易理解、C32相关信息清楚明了。

通过对应用要求进行分类，可以得出医护人员比较重视使用用户界面产品设计中的视觉产品设计、各种功能划分和信息展示等，在需要的重视度上，将相关内容简洁明了、用户界面元素易于掌握，以及用户界面产品设计整体风格统一列在了前三位。由此可见，针对医疗配送的机器人电脑端操作界面，医务人员更为重视对消息的正确传递，并力求降低工作差错，以提升服务效率。

6.3设计要求

利用川喜田二郎法，把得到的用户设计信息转换为相应的设计元素和设计对象，在一级设计元素中包括了D1视觉、D2布局、D3信息架构；在第二级设计元素中，属于D1视觉的包括了D11界面风格、D12文字、D13图标，属于D2布局的包括了D21功能区域、D22功能模块、D23文本图标布局，属于D3信息架构的包括了D31导航、D32信息反馈栏、D33标签栏；除了上述设计之外，还包括功能的划分，在D1视觉中，还包括了界面风格的统一，同时要求字体大小的调整和文字图标个性化便于理解化的设置；在D2架构中，对于信息分区的功能设计要满足用户需求、对于功能模块的设计最主要是数量与宽度上的合理性，以及对于文本图标布局的设计，最关键的都是便于辨识；而在D3信息结构中，对于导航的功能设计则要求描述清楚，功能层次合理、对于信息反馈条的设计要求直观性好且功能完整，以及对于标签栏要求搭配合理，功能灵活简洁。

6.4设计方案的确定

为了让使用者在医疗分配机器人应用流程中有更良好的互动感受，提高使用者的体验满意度，并提升服务效率，專门设计了医疗分配自动化机器人的电脑客户端使用页面。在分析界面设计原则的基本上，根据质量功能配置方式，对医用物流机器人使用要求的信息收集和变化情况进行了调查，以判断使用要求和设计要素的关联程度，并建立了部分质量屋，通过测算产品设计要求权重，得到了设计影响的因素，最后再进行产品设计。

设计方案基于应用质量功能设置方法解析出的产品设计要求，重新设计了医用物流仪表的电脑客户端使用页面。在使用页面中，与登录界面缺一不可。登录界面扁平化风格，整体设计简单、大方。使用以偏柔和为主的冷色调，给予人们一种平静、沉着的观感。而针对人们的视觉特点，主菜单与调度监测界面布局均采用了T字型界面，整体的设置，看起来简洁明了，颜色引导科学合理，适应使用者的操作行为方式。但如果颜色匹配不合理，会对操作者的身心和生理健康产生危害，进而大大地降低效率。为了将重要数据突出，采用不同的色彩表示各种机器人的工作状况，例如：红灯表示充电或发生事故，绿灯表示正在工作，深蓝色表示停止使用。在页面中如何实现信息刷新，从而保证信息反馈的准确性，有效降低系统的误操作。

机器人管理界面整体设计协调，布局合理，图示内容正确分配。将主要工作数据展示为两个部分：一是医用配送机器人工作情况监控部分，展示工作情况、状态、性能等有关数据；二是医用物流机器人配送的数据监控区域，展示物流人员姓名、医疗器械物流类型及编号等内容。界面的设计简单快捷，各操作按键及操作区域合理布置，便于信息查询，减少操作困难，有效提升消费者的用户服务满意度。

7结语

综上所述，该文主要从研究医用配送机器人的设计意义、医用配送机器人的功能、人机交互设计及其对人机系统的重要作用、医用配送机器人PC端后台人机系统设计、医用配送机器人PC端后台人机系统的人机交互设计原则，以及对医用配送机器人PC端后台人机系统人机交互的具体分析等方面入手，针对医用配送机器人计算机端的界面进行了分析设计，并通过对消费者群体的调查研究，在界面设计基础下，运用信息质量功能配置技术对设计各种因素进行的判断与分析，对设计因素重要程度进行了排名，并由此进行人机系统设计，使人机系统的布置简单合理，信息反馈及时正确、功能简便、便于使用者的管理，同时也能够及时满足使用者的使用要求，从而增强了使用者的群体验满意度与效率。

参考文献

[1] 董钰颖，杨雷恒.多医用配送机器人系统实时路径规划方法研究[J].微型电脑应用，2022，38（6）：171-173.

[2] 董钰颖，杨雷恒.一种多医用配送机器人系统协同路径规划方法[J].自动化技术与应用，2022，41（5）：100-102，129.

[3] 任工昌，张冉，刘朋，等.医用配送机器人自主识别与抓取的研究与实现[J].现代机械，2021（6）：6-19.

[4] 任工昌，尚亚东，刘朋，等.一种拖车式医用配送机器人的设计与实现[J].计算机时代，2021（1）：41-45.

[5] 胡小龙. 拖车型自主医用配送机器人的研究与实现[D].咸阳：陕西科技大学，2020.

[6] 任工昌，张博文，王肖烨.医用配送机器人PC端后台操作界面交互设计研究[J].工业设计，2019（3）：139-140.

作者简介：梁爽（1988—），女，硕士，工程师，研究方向为智能医疗设备人机协作控制。