基干“情感互动”的盲人触觉认知与艺术产品设计研究

张小彤　田静雯　周洪涛

关键词：触觉认知 情感互动 盲人 艺术 产品设计 3D打印

中图分类号：TB47 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2023）18-0124-04

引言

21世纪第2个十年规划，我国全面落实残疾人保障事业，根据《“十四五”提升残疾人文化服务能力实施方案》中的任务目标就是进一步建立残疾人公共文化服务场所和文化服务设施，让“平等参与共享”理念更加深入人心，满足残疾人文化艺术需求，提升残疾人文化素养和文明素质[1]。20 世纪初我国大力发展城市公共文化事业，盲人和低视力人群的基本生活已然得以保证，然而为他们提供的文化艺术产品基本缺失，很大程度上還停留在简单地帮助他们“识别物体”阶段，服务于盲人群体的认知学习工具更是难以普及。本研究是为了丰富盲人学习生活的文化艺术产品，打造更加适合盲人和低视力群体认知学习情感交流的艺术产品。

一、研究背景

截至2020 年5 月，我国有8296 万残疾人，占总人口的7%。其中有视力残疾人数约1233 万人，盲人约500 万[2]。我国是全球盲人最多的国家之一，每年新增盲人数量达45 万，这个数字还在不断增长[3]。但为他们提供的基本公共设施和教学认知器具却十分有限，文化艺术产品、娱乐产品更是缺失。我国服务于盲人日常生活的认知设计产品处于严重落后状态。大多数的盲人生活和社交活动较为单一，可从事、可选择的职业更为局限。除了要完善盲人教育和拓展盲人就业渠道之外，盲人更多的是需要得到心灵上的安慰，需要一种可以塑造形象、营造氛围来反映现实生活的媒介。而艺术作为一种人人可以理解，人人可以传播的表达情感、烘托环境、传达精神的一种表现形式，可以通过情感与分析、整合与运用、捕捉与挖掘等方式对客观和主观的对象从事认知、学习和情感互动，通过感受（视觉、听觉和触觉）得到反馈。盲人追求独立，自由的思想和对知识，文化的向往与普通人是一样的，甚至他们对信息更加敏感，求知欲更强。随着我国近些年来经济和教育高速发展，越来越关注到特殊人群，改善人们的生活环境，满足人民对美好生活的期望。

二、盲人触觉认知与情感互动

（一）艺术介入触觉认知

认知是人对信息进行感知、学习和思考的一种人类知觉。亚里士多德在《灵魂论》和《感官与感觉》中将感觉分为视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉五种[4]，他认为触觉是人类最重要的感觉认知方式，是其他感觉认知的基础，人类能够准确判断触觉的强度和力度是高于动物的感觉认知方式。詹姆森·吉布森（James Gibson）为知觉研究提供了一个有用的框架，他引入了远端物体、信息介质、近端刺激和知觉物体的概念[5]。盲人和低视力人群的感官认知方式主要是通过触摸，他们在日常生活中通常所接触到的带有盲文的二维平面书籍，通过触摸传到脑部三维物体图像的信息；或者由他人通过语言转述二维图像的外观形态、空间结构、物体颜色等，将文字和个体想象转化为脑海中的三维立体图像。这种文字转化为三维图像的认知方式，或者是获得有效信息的方式具有很大的局限性、不确定性，缺乏一定的规范性和同一性。

我国一直以来注重盲人认知研究，并研发出电磁式盲文触觉认知装置、人机交互，以及现有的机械触觉图形显示器和仿生微生物触觉等。但以艺术和设计的介入方式还没有涉及触觉认知艺术产品设计中。通过设计重构，引入艺术化设计和参数化设计创新快速实现落地使用，重构盲人触觉认知产品模型，探索艺术设计介入触觉认知的可能性。

（二）情感互动理论与盲人认知设计关系

表达情感一般是由脸部表情、神态反应和肢体语言等，依靠局部和全身肌肉控制的自发神经反应。美国加州大学伯克利分校阿莉·拉塞尔·霍赫希尔德教授（Arlie Russell Hochschild）认为[6]，情感互动都具有一定的限制作用，反映了互动所需要的情感文化和情感理念。盲人由于生理原因不敢与正常人互动，对于提升群体生活品质和配套生活、工作产品的体验反馈就有一定的限制。根据情感互动理论与“设计思维”中的“同理心”概念相结合，以人为本探讨触觉认知在设计中的应用价值和设计作用，针对盲人触觉的优势展开设计，从理论和实践角度设计盲人触觉符号、文字、图形等多方面的认知，力图开发和改进现有学习工具、学习产品、艺术品等，同时根据上述设计过程衍生的盲人触觉空间进行再设计研究。

三、开发盲人触觉认知艺术产品的现实意义

基于我国盲人的教育、生活、就业现状和盲人对高质量生活的愿望，设计研发盲人触觉认知艺术产品显然有着重要的时代意义，能够为我国的盲人特殊教育在艺术教育、学习教具、学习内容等方面提供一定的理论和实践指导作用，能够提高盲人和低视力人群自信心，提升推动对于享受艺术人生和更加美好的精神文化生活诉求的向往，提供一定的解决策略。

（一）改善学习教具，助力盲人教育

中国近些年大力发展残疾人保障事业，特别是教育方面。2015年至2017 年期间，共有2.89 万名残疾学生通过高考被普通高校录取，5464 名残疾学生通过单考单招进入高等特教学院学习[7]。在2017年以后，我国开始施行《残疾人参加普通高等学校招生全国统一考试管理规定（暂行）》，明确规定要为盲、聋和肢体不便的考生参加普通高考提供合理便利[8]。国家对盲人群体的教育尤为重视，对盲人的基本教学设施、教学器具的设计研发成为制约盲人和视觉障碍人群教育顺利开展的关键。盲人触觉认知工具研究和盲人艺术品设计研发，不仅可以助力盲人教育，而且在提升盲人生活质量方面具有不可忽视的作用。

（二）深度创新研究，丰富认知方式

传统的纸质盲文触觉界面，被广泛地应用于盲文教学多为纸质媒介，不易保存与携带，同时极易损坏。当下互联网的普及，二维平面的凸点盲文已经不能满足盲人对三维实体模型的构想。传统的金属、木制和纸质的盲文认知教具有着造价高、研发慢、普及率低、耐久性差、灵活性不足、受众面小、针对性弱等缺点。且有些抽象物体和抽象词汇无法通过简单的实体模型和语言描述表达[9]。如物理中的光、光源、光的反射等，很难通过触摸实体模型而达到表达效果，这时就出现了触觉图形显示器（触摸图）[10]。然而，现存的触觉图形显示器原型造价较高，应用极少。因此，触觉认知艺术产品研究可以填补传统盲文媒介与高端盲人触摸图之间的空白区域，以较低的成本实现丰富的情感互动效果。

（三）走出心理阴影，提升生活自信

盲人由于自身的生理缺陷，往往具有孤独、自卑、失落、缺少安全感等心理问题，进而导致他们的行动反应存在一定延迟性，这就造成了盲人的人际沟通障碍，长此以往，多数盲人会产生孤独情绪[11]。此时，设计巧妙地介入盲人心理亚健康的生活场景，借助“通用设计”“无障碍设计”“包容性设计”“设计同理心”等相关的设计理念[12]，以盲人的角度出发，探讨设计对人的价值，赋予设计人性、情感和互动，研究符合盲人生活需求的产品、服务、系统。同时，触觉认知艺术产品的开发设计能够作为一种延伸人体功能的工具，更好地体现了引入设计后给盲人的正常生活带来的新希望。

四、艺术介入重构盲人触觉认知产品

（一）基础性盲人触觉产品设计

现阶段对盲人触觉认知产品的分类中（图1），盲人艺术娱乐产品还是较为匮乏。团队以艺术介入的方法，使触觉类盲人产品满足在图形处理、实体表达中的艺术性。并根据盲人用户的习惯与需求，开发盲人常规阅读的触觉认知学习工具和艺术教育产品，对凹凸盲文材料的触感进行了改良，便于盲人在使用的时候更加快速地识别，并进行了线上和线下同步的实验测试推广（图2）。

将二维平面图像和文字从环境设计、界面设计和数字设计多角度、多维度研究。将技术与艺术融合，有效使用图形识别技术、三维化数字转换技术的优势。并运用3D 打印的方式实现和展现更加直观、更加简洁的三维立体物，解决现有盲人触觉认知学习工具和艺术教具有限的局面。

（二）触觉符号认知设计教学

可触摸的三维立体物体是盲人形成物体概念和空间形态等在思维创造中不可或缺的工具。从触觉文字认知、符号认知、空间展示认知、艺术界面认知、认知教学工具和认知艺术品等方面进行研究，形成六位一体的全方位、多角度、跨学科的盲人触觉认知研究理论。通过触觉情感互动认知设计研究，构建基于盲人触觉认知的设计原则和设计方法。

利用3D 打印技术和三维图形转换技术，快速传达物体信息给盲人进行认知学习。另外，盲文书籍中的图片可以利用上述技术来实现平面到半立体可触摸书籍的转换，提升盲人认知教育的水平[13]。笔者团队依据盲人的认知研究开发了一系列的盲人认知学习产品，作为一种改善现有辅助学习的工具。并与盲童学校、特殊教育以及有盲文艺术教育诉求的机构展开合作。团队采用3D 打印树脂、尼龙、ABS、PLA、硅胶、亚克力等多种材料设计和实现产品（图3、图4），阶段性地进行材料探索与实践，产生高效、低成本、可持续的学习和认知工具，服务于盲人，促进盲人认知产品的开发和传播。

基于各个年龄层次的盲人的生活习惯、学习方式、认知特征内容的深度研究，开发出适合盲童学习的触摸认知学习工具——“盲文触摸识字”（图5）。作品选取中国经典启蒙教材《百家姓》开发触摸识字系列。由于中国的汉字是最古老的象形文字，对于很多盲人来讲，认识他们自己的姓氏是一件很难的事情，通过触摸符号设计和3D 打印技术的快速转化，可以让盲人快速认知学习到文字图形。同时辅助老师口述讲课内容，方便记忆并激发盲童学习好奇心和探索心，可以从一定程度干预盲人的心理健康。

本产品特点对比现有其他产品优势十分明显。首先，使用3D 打印快速成型，利用现有设计共享平台，推广普及难度低，学校和教育机构可以根据自身使用特点针对性制作。其次，产品安全性和可持续性较高，使用可生物降解材料制作，对比传统纸质盲文纸耐久性较高，不容易损坏，体积较小容易携带。

（三）触摸艺术产品的艺术化设计

设计团队在3D 盲文教学产品研发的基础上，努力探索盲人可读的艺术品，提升丰富盲人对艺术的审美水平，关注盲人的情感世界。在保留《百家姓》触摸文字的基础版本形式，团队为盲人的汉字姓名進行了艺术化设计，可以融入不同盲人家乡地势形态的特点，与盲人共同创作一幅具有乡土情怀、自己专属姓名的3D 艺术展品[14]。如图6 中所示，即为上海盲人学校一名学生的名字，他的家乡是发达的南方平原城市，有很多高层建筑。盲人可以通过触摸3D 打印的艺术化认知界面与同伴分享，在心中解读自己的姓名和描绘家乡的模样。

另外，为了让盲人了解世界各地城市的发展样貌，笔者团队开发了盲人触觉认知艺术界面——“触摸城市1.0 版本”（见图7）。作品以全球范围内的滨海城市为蓝图，设计界面集中展示城市建筑地貌起伏样式，通过不同文字语言描述城市风貌和人文历史，使用艺术化的处理手法，为盲人和低视力人群集中展现了全球城市发展，提升盲人群体情感认知的广度。盲人触觉认知艺术界面“触摸城市1.0”主要有两个版本，一种是适合明眼人和视力残疾人的多国文字和文字建筑高低起伏的文字可视化版本；另一版则适合使用盲文阅读的人群，通过触摸盲文点状的高低落差可以反馈得到视觉图像，可以感受到城市规划分布和地理地势形态等。

第二阶段，笔者团队开发盲人触觉认知艺术界面2.0“城市天际线”（图8），以全球范围内不同国家特色城市的地标建筑作为艺术表现形式，设计界面集中展示城市地标性建筑物，通过不同文字语言描述城市风貌和人文历史，使用艺术化的处理手法，为盲人和正常人集中展现城市发展特色。如法国巴黎的埃菲尔铁塔，德国的柏林，中国上海的东方明珠……都以呈现特色城市的特色建筑地标风貌，让盲人能够“触摸”世界城市，了解不一样的世界城市特色。

（四）触觉3D 艺术衍生品设计

尝试以不同的三维立体的表现方式呈现，延伸可触化的视觉信息。团队提出盲人认知艺术界面研究体系，以开放与包容相结合的方式构建共享艺术和设计平台，设计共享与公益设计是商业模式之外的有效补充。共享艺术和设计云平台形式可以最大程度地获取信息和资源，在商业模式之外，通过设计师平台，有效鼓励公益设计和设计共享。艺术衍生品设计开发中，团队以上海为设计案例，设计黄浦江中段与东方明珠等建筑集群为主题的上海书盒设计，介绍城市的人文历史内涵，承载上海文化的高档书盒设计（图9）。另外，以上海与运动主题结合的乒乓球拍摆件设计——乒乓上海，展现了上海全民运动的精神风貌（图10）。触觉3D 艺术衍生品设计探索过程中，团队与星巴克中国在门店艺术装置领域的首次跨界合作，力图以全新的触摸艺术形式，整合商业空间、创意教育与技术创新来呈现未来主义的触觉艺术的尝试——茶云系列（图11）。

（五）传统文化物化的情感表达

作为一种独特的触觉认知艺术表现形式，团队尝试挖掘其更深层次的传统文化表达内涵。以新的触觉艺术形式作为传统文化的载体，触摸文化系列：将具有吉祥寓意的“五谷丰登”汉字以山脉丘陵的田园地貌，表达人们对风调雨顺，五谷丰登的美好寓意（图12）。甄选中国古代经典文学著作《唐诗》《宋词》中的经典诗词，物化为可读、可赏的3D 传统文化艺术作品（图13）。设计创意通过3D 打印成型技术的创造性转化，成为盲人群体对中国传统文化的继承与发展的重要方式。3D 打印成型技术对盲人认知方式、二维图形的三维转换、艺术认知水平的提高、盲人艺术空间的扩展、设计共享平台和盲人文化事业的新时代发展具有现实意义。

结论

对于视力残疾群体来说，利用触觉认知世界，不仅从文字上去理解，更需要发挥3D 立体触觉艺术的作用。让盲人和低视力人群更好地“看”世界，不仅从现有触觉认知产品设计入手，更需要关注视觉障碍者的心理需求，将艺术和设计引入盲人触觉认知艺术产品设计中，开发超尺度盲人认知界面、触觉符号认知界面、认知学习辅助工具以及后续继续深入研究盲人触觉认知艺术展览空间，提升推动盲人和低视力人群享受艺术人生和更加美好的精神文化生活的机率。基于现阶段的阶段性成果，团队会持续深入开发其他盲人触觉认知3D 打印艺术产品，基于“情感互动”理论的盲人触觉认知艺术产品设计，用于指导构建盲人触觉认知产品设计体系，开发盲人触觉认知艺术衍生产品。研究可以得到更多的研究者和设计师的关注，共同为盲人和低视力人群设计产出更加契合、适合他们使用的产品，让他们可以更准确地认知世界，这也是全社会走向共同繁荣不可缺少的一部分。