轻中度卧床老人腕戴产品的交互设计模式研究

张艳河 车奇鸿 杜嘉庆 陈熹睿

关键词：轻中度卧床老人 腕戴产品 用户体验 用户需求 交互设计模式

引言

全国60岁以上的人口约2.64亿，占总人口的18.70%[1]。与之对应，卧床老人数量急剧上升，其护理工作给社会和家庭带来巨大压力。可是对于轻中度卧床老人（以下简称老人）而言，他们仍然具有部分自理能力。在腕戴产品的帮助下，他们能独立或半独立地解决日常生活的部分问题，有效地缓解了护理者的压力。然而，由于许多老人不熟悉可穿戴产品，腕戴产品的操作方式令其感觉陌生与不适应。为了解决该问题，设计师与研究者需要根据卧床老人特点，探讨符合其能力的交互设计模式，提高腕戴产品的可用性。

一、轻中度卧床老人腕戴产品的交互设计模式

根据Dan Saffer的交互设计思想[2]，结合老人特点与需求，本文提出了“轻中度卧床老人腕戴产品交互设计模型”，如图1所示。该模型通过分析老人的特点，挖掘其腕戴产品的功能，据此探讨其交互设计方式。依据信息输入和输出方式，该模型形成了信息感知和控制产品两条交互路径。信息感知路径为“产品-信息输入-老人”。该路径以老人特点为基础，帮助他们有效地获取产品信息。控制产品路径为“老人-信息输出-产品”，该路径帮助老人合理地操作产品，提高产品的可用性。其中，信息输入与信息輸出交互设计方式主要用于满足用户生理需求，并缓解长期卧床引起的心理问题[3]。

二、轻中度卧床老人特点

随着能力下降后，老人受到诸多限制。这既体现在明暗、空间、颜色等视觉感知方面，还表现在声波频率、声音选择等听觉感知方面，以及敏感度等触觉感知方面。不仅如此，老人的语言、注意、识别、记忆、推理等认知能力均受到较大影响。此外，在肌肉、骨骼、内脏、神经等生理机能衰退的配合下，老人的力量、敏捷度等行为能力被进一步影响。由于能力下降，老人的感知、认知和心理受到不同程度限制。在感知方面，老人存在交流障碍；在认知方面，老人容易出现忘记吃药和记不清物品存放位置等问题；在心理方面，患病使老人产生自卑、厌世、悲观等消极情绪[4]，降低了其社交主动性与做事积极性，并对病情的康复训练造成负面影响。

在能力与限制的影响下，老人行为具有自身特点。在居住方面，老人可以通过辅助工具半自主地完成上下床、翻身、如厕等。在娱乐社交方面，老人通常爱看电视、听音乐、打牌等娱乐方式，但由于受卧床影响，导致娱乐范围受限。在社交方面，大多数老人是通过手机与他人进行社交。而在突发情况下，老人容易陷入神志不清、无法自救的状态，需要他人或产品进行全天候监测，以便及时提供救援。

三、腕戴产品需求

由于老人存在能力、行为和限制三方面特点，导致腕戴产品形成控制、检测提醒和呼救等三类需求。

（一）控制需求

由于大多数产品超出老人的手臂操控范围，导致老人产生了远程控制其他产品的需求。即老人通过腕戴产品控制与之互联的其他产品，使后者执行相应功能满足其保健康复与娱乐需求。在保健康复方面，涉及按摩、辅助训练和翻身辅助等。老人用腕戴产品控制按摩类产品，可通过腕戴产品自主地调节按摩力度，缓解长期卧床带来的肌肉萎缩症状。辅助训练类产品有助于老人恢复肌力。老人只需点击腕戴产品就能操控训练类产品，使其身体得到锻炼，康复身体。翻身辅助需求是专门针对老人卧床引起的健康问题。老人由于长期保持同一躺卧姿势，压力、剪切力、摩擦力易对压迫的局部皮肤造成局部缺血、缺氧，从而产生褥疮。尤其是老人的骨隆突处皮肤组织易于受到超额的压力，使其血循环受阻，导致皮肤组织缺血缺氧，极易于产生严重的褥疮。而老人通过腕戴产品的控制功能，可以对智能床或其他辅助翻身的智能产品进行操控，其功能能够帮助老人轻松完成翻身。[5]在娱乐方面，老人一般使用电视、音响等产品，娱乐产品可以丰富精神生活并排解负面情绪。但由于行动受限，他们无法触碰到这些距床较远的产品，在腕戴产品的帮助下，老人躺在床上就能操控娱乐类产品。控制类腕戴产品打破了距离限制，延伸了老人操控产品的距离，增强了其自主能力并提高了老人的生活品质。

（二）检测提醒需求

检测提醒需求能够对老人的身体健康状况做保障。其检测除了对老人生理体征进行检测外，还需与其他智能产品同步并共享数据，以便于将检测产品所收集的数据结果显示于腕戴产品屏幕上。腕戴产品且需将老人身体的检测结果定时反馈给医护人员和家属。腕戴产品除了检测体温、脉搏、血压、心率等常规体征，还需检测老人血液流动速度和其他危险因素等信息。在此基础上，腕戴产品需具有异常数值提醒功能，能够及时发现老人身体异常，避免错过最佳治疗时机。以血液流动检测为例，老人因长期卧床，导致下肢难以活动，容易出现静脉血液淤滞，从而形成水肿或静脉血栓，这会严重危害老人的身体健康。腕戴产品可利用透射法或散射法等技术，持续对老人进行血液流动检测，并定量、动态、连续地测量和分析。当检测结果超出正常值时，腕戴产品会对老人、医护人员进行提醒，使其及时采取电流电击等急救和报警措施，争分夺秒抢救老人，避免老人生命遭受危险。

（三）呼叫需求

呼叫需求包括紧急呼叫、通讯呼叫以及上门服务呼叫三个方面。当老人发生坠床或呛噎时，紧急呼叫不仅有助于得到及时的抢救和治疗，还使老人心理得到安慰，确信自己即将被救助，缓解了老人在紧急状况下带来的恐惧、焦急等负面情绪。另外，由于老人缺乏社交，极易于产生孤独抑郁等消极情绪，而通讯呼叫功能有助于老人与他人交流互动。例如，腕戴产品可保存朋友、家人的联系方式，方便老人随时与他人进行沟通。另外，还可增加随机匹配的交友功能，即按下呼叫按键可随机匹配到另一名佩戴该款产品的老人，使处境相似的老人能够深入沟通共同话题，促进老人进行交流，排解老人的消极情绪。对于居家老人而言，腕戴产品更需具备呼叫上门服务的功能，如清洁服务、送药服务、更衣服务等。该功能可辅助或替代护理者完成部分护理行为，有效地减轻护理者的负担，并增强了老人自我护理能力与生活信心。

四、腕戴产品交互设计

腕戴产品的交互设计主要包括信息感知和控制产品两个阶段。信息感知阶段是老人需求得以满足的前提，其信息获取方式需符合老人特点。控制产品阶段是老人需求得以满足的必经环节，其操作方式须与老人能力匹配。基于这两个阶段，本文针对卧床老人典型需求，设计了图2所示的卧床老人腕戴产品，并据此探讨该产品的交互设计问题。

（一）信息感知

老人与腕戴产品交互时，其信息感知主要包括视觉、听觉和触觉三种方式。其中，视觉感知主要获取详细、复杂的产品信息，听觉感知主要获取替代、简单的产品信息，而触觉感知主要获取辅助、体感方面的产品信息。

1.视觉感知

视觉感知是老人获取信息的最重要方式。受生理机能约束，老人往往仅头部、手臂、手腕等少数部位保持灵活性，大幅限制了其视觉感知范围。如正常人可以轻易地看到脚底，而老人却难以看到脚部产品。在此情境下，许多老人往往需要通过腕戴产品远程操控终端产品，获取产品视觉方面的操控信息，据此顺利地操作产品。在腕戴产品中，其视觉信息往往具有详细性和复杂性，但有助于老人克服记忆缺陷与思维障碍，帮助他们有效地使用产品。如图3左图所示的音乐播放界面，其尺寸为320mm×500mm，可以显示数量众多的戏曲信息，帮助老人选择节目、操作产品。倘若以触觉或听觉方式呈现这些信息，老人不仅难以记住内容，还无法顺利操作产品。

除了常规的视觉显示方式，腕戴产品采用加强背光、修正视角和动态展示三种交互方式。因老人明暗感受能力变弱，对腕戴产品通常以加强背光来提高屏幕亮度。如图3中产品界面均采用黑底白字或黄字，有效提高了产品的可识别性。由于老人常因空间感知能力变弱，在腕戴产品屏幕不正对老人时，老人会难以有效获取界面上的产品信息。在图2中，腕戴产品可以采用修正视角方式，使得产品屏幕信息始终处于老人能有效识别的角度。动态展示利用动态图形和文字反饋视觉信息。如图3左图的“播放”图标以动态形式呈现，吸引了老人注意力并助他们获取此信息，进一步引导他们点击该按钮。在动态信息的识别过程中，产品视觉信息一方面需要充分应用卧床老人的过往经验[6]，将老人熟悉的视觉元素大量运用于腕戴产品，据此减少老人学习的负担；另一方面，产品视觉信息设计需要吻合注意、选择、捆绑和识别等用户识别规律，帮助老人有效获取所需信息。

2.听觉感知

与视觉感知相比较，听觉感知具有替代性和简单性。替代性主要指听觉感知可以替代部分视觉感知。如老人因长期卧床而感觉脚冷，急需保暖设备的帮助。由于难以看到保暖设备上的信息，他们需要借助腕戴产品调节保暖设备。对于是否成功遥控设备，他们需根据腕戴产品或保暖设备上的相关信息进行确认。依据老人过往经验，与腕戴产品的视觉信息相比较，保暖设备发出的声音信息更加直观，更容易让老人确认操作结果。在获取产品信息的过程中，受其思维、记忆等能力限制，听觉信息不能包含过多细节，以免老人因记忆、注意、识别等能力不足而难以做出判断。此外，听觉信息由于无法随时调取、重复收听，需要具有简单易懂性。

老人在听觉能力退化的情况下，可以采取骨传导传声反馈听觉信息。声音定位则可以让老人得知智能产品的位置和工作状态，使老人掌握智能产品的工作状态。信息可听化则采取虚拟声音反馈产品操作结果。

在传统反馈方式外，腕戴产品还可以采用骨传导传声、声音定位、信息可听化三种方式反馈听觉信息。因老人听觉能力弱，采用空气传声效果不佳。听觉交互可结合骨传导设备进行传声，使得轻度卧床老人在听觉能力退化的情况下，采取骨传导形式传达听觉信息，尤其是在户外环境中听戏曲、欣赏音乐、接听电话等。声音定位是指利用听觉对声源位置进行定位。因老人长期卧床在使用腕戴产品与其他智能产品进行联动时，往往无法得知其他智能产品的工作状态，通过声音定位的方式可以让老人得知所控制的智能产品的位置和工作状态，使得老人能够掌握智能产品的工作状态。另外，信息可听化是指产品采取虚拟声音反馈信息，包括操作反馈声和信号警报声等。如图3左图所示，老人点击播放按钮后，产品会立即通过声音实时反馈是否成功操作。

3.触觉感知

与视觉、听觉感知相比，触觉感知具有辅助性。由于触觉信息偏模糊，大多数腕戴产品较少独立显示触觉信息，而大多采用多通道方式呈现产品状态。然而，在体感类或遥控类产品中，触觉感知具有不可或缺性。以肌肉按摩设备为例，老人需要使用腕戴产品遥控该设备。在使用此设备的过程中，按摩力量大小、按摩时间长短等因素的真实性，往往取决于老人自身的触觉感受。在此情境下，触觉感知具有排他性，成为老人获取产品信息的更合理方式。

目前，触觉气囊、触觉电流和温度感知属于三种相对新颖的信息反馈方式。在老人触觉敏感度下降、皮肤弹性变小、温度感知变弱等情境下，采用触觉气囊的方式能够弥补老人触觉敏感度下降的不足。触觉气囊是在腕戴产品的内侧表带上，通过微型气囊充气产生的压力模拟各种触觉。触觉气囊的反馈方式相比传统的振动触觉反馈幅度更大，更符合老人触觉敏感度下降的生理特点。触觉电流则是利用微电流通过腕戴屏幕模拟肌理和纹理等触感，当老人触摸屏幕时可感受不同触感。该方式还可以拓展卧床老人对外界物品的纹理感知，如图3中的按钮具有触觉凸起感和纹理感，提高了信息反馈的显著度。温度感知则利用腕戴产品的加热模块对产品进行加热，进而模拟老人将要接触物体的温度。如将脚部保温设备的脚部温度显示在腕戴产品的外置部件中，帮助老人更准确地感知温度、调节档位。

（二）控制产品

当老人获取腕戴产品信息后，可以根据自身情况、需求操作产品。由于他们大多躺在床上使用产品，其操作方式主要包括屏幕操作和语音控制两种典型。

1.屏幕操作

屏幕操作是老人与腕戴产品之间的最重要交互方式。与无屏产品相比，腕戴产品的众多功能无法通过一个个实体按钮排列出来，而只能设置在屏幕中，因此屏幕操作成为腕戴产品交互的首选。由于老人操作腕戴产品时大多处于平躺或半躺状态，其产品操作难度大于正常人的。根据其难易程度，可以将这些操作方式由易至难地划分为自然操作、悬空操作、盲操作和点划操作4个层次。

自然操作属于最轻松、最人性化的操作方式，它能根据老人本能行为自动做出反应。如老人翻转手腕准备看时间时，图3中图的时间界面会自动呈现；当一段时间无操作行为后，屏幕会自动关闭。与之对比，点划屏幕属于最辛苦的操作方式。当使用产品时，老人需要抬起或举起一只手，让眼睛与屏幕保持一段距离，且屏幕难以与眼睛的自然注视方向垂直。此时他们往往需要抬起另一只手操作产品，这种不自然的操作方式容易让其手臂、手腕、眼睛等部位疲劳。尽管如此，点划操作仍然是目前最普遍的操作方式。与之对比，悬空操作属于一种相对舒适的方式。该方式利用手势操作腕戴产品，并利用声音进行反馈提示，部分地缓解了两只手和眼睛的疲劳。如图3左图所示，当老人将手掌或点击手势对准屏幕上方的摄像头超过3秒钟，屏幕上出现了手掌或点击图标。如果他们左右晃动手掌或点击按钮，产品界面会自动左右滑动或进入相应的功能界面。此外，盲操作利用微电流在腕戴产品屏幕上模拟不同操作区域的肌理，并结合声音进行信息反馈，比悬空操作更轻松。在图3中的按钮图标只要被摸到，老人就可以感受到凸起感与网纹感，从而无需紧盯屏幕也可以操作产品。

2.语音控制

语音控制方式是屏幕操作方式的重要补充。尽管屏幕操作属于腕戴产品的最常规、最稳定方式，但存在操作不便、令人疲劳等不足。与之对应，语音控制方式具有方便快捷、降低疲劳、使用安全等优点[7]，且能有效识别老人语音指令，有助于弥补屏幕操作的不足之处。除常规语音控制方式外，腕戴产品的語音控制主要包括语音控制和声音识别两种典型方式。

语音控制是指老人通过声音输入与腕戴产品预先设置相对应的语音指令，经产品识别并匹配成功后对产品进行控制。例如，当老人说“血压”二字时，产品呈现了图3右图所示的界面。随后，老人说“开始测量”四个字，腕戴产品会自动测量其血压，并以语音或文字形式显示测量结果。在此过程中，老人可以不看屏幕完成操作，但前提是他们能记住产品“口令”，因此对其记忆具有一定要求。声音识别操作是指腕戴产品能够在老人未发送命令的情况下自动识别周围声音，并结合老人肌体振动、血压、心率等生理参数，判断老人所处状况并发送相关护理指令。如当老人被痰呛咳却咳不出时，腕戴产品可以自动识别出老人的咳嗽声，并结合老人的心率等生理指标，及时判定处于老人咳痰状态。然后腕戴产品向护理床发出指令，让后者调至半卧或半坐状态，辅助老人将痰咳出。声音操作属于较先进的腕戴产品交互技术，是解决目前老人诸多生活难题的有效手段。

结语

老人腕戴产品交互设计模式由老人、腕戴产品及其之间的交互组成。老人受能力、限制和行为三个因素影响，产生了控制、检测和呼叫三方面需求。在老人获取产品信息的过程中，产生了触觉、听觉、视觉中的9种交互方式；在控制产品的过程中，形成了屏幕操作和声音操作方面的6种交互方式。该研究结果能帮助老人更加顺畅地使用腕戴产品，并有望为研究者和设计师的相关工作提供参照。