基于多感官通道反馈的视障者家用饮水产品设计研究

刘 菲， 朱兆华

（中国矿业大学 建筑与设计学院， 江苏 徐州 221116）

0 引言

近年来，我国加大对无障碍公共设施及环境的建设，重视改善弱势群体的生活水平。 视障人群由于其视觉通道缺失，使其在日常生活中会面临诸多不便，他们难以通过视觉通道，获取外部信息，及时得到反馈，对下一步行动做出判断，从而导致行动的迟缓或是面临操纵不当造成的伤害。 目前， 针对视障人群所进行的无障碍设计研究，涉及到视障人群基本生活的各个方面，包括针对视障人群外出购物、乘坐地铁时的交互导向设计[1]；针对视障者的触觉认知辅助教育设计[2]。 通过借助其他感官通道，为视障人群的动作提供反馈，使其做出更高效率的判断。 针对市长认为人群使用饮水机这一行为进行研究，视障人群会面临难以对准出水位置，控制水量，导致接水过程中，水过满溢出，水温偏差大；按键操作困难。 通过对视障人群居家的饮水行为进行调研，利用CJM 及AHP法挖掘视障人群在饮水过程中的痛点和需求。 结合多感官通道反馈，借助触觉认知，改变饮水机的外观和操作形式， 为视障人群提供操作简洁、 操作明显的饮水产品设计，提高其在日常生活中的体验感。

1 视障人群的用户特征分析

视障人群是指具有视力障碍的一部分群体， 其中包括完全丧失视觉认知能力的全盲人群；视力模糊，具有一定程度上的视力缺陷并影响到正常生活的弱视人群；无法准确识别色彩的色盲人群。 本文主要针对于全盲及视力缺陷严重的弱视群体展开设计实践。

1.1 生理特征

由于视觉认知通道的受限， 视障人群往往在其他的感官通道拥有高于常人的灵敏性。 视障者在日常生活中更多借助于触觉、听觉、嗅觉、味觉形成对周围环境的认知，但由于受到空间和距离的制约，其认知分辨率仍远低于视觉通道。

1.2 心理特征

视障人群由于无法获取视觉信息， 对于世界的认知会更加模糊、不安。 具有不确定性，在生活中会表现得孤独、自卑、缺乏安全感、敏感、具有依赖性[3]。这些情绪源于他们自身的生理缺陷导致获取信息的途径及内容片面和迟缓。因此在设计时，应当有效加强产品与使用者的情感交互。

1.3 行为特征

在生活中， 视障人群完成各种操作需要依靠特征更加明显、指示性更强的反馈，通过长时间的生活习惯所形成的肌肉记忆，能够使他们完成基本的日常操作。

2 多感官通道转化

用户在使用产品的过程中， 对产品及交互的感知过程， 实际上是对整个产品设计过程及用户行为的信息处理过程。 当用户接收到通过设计师以产品为载体传达的信息时，会通过判断做出下一步行为的选择。 在设计时，当涉及到多个感官通道的情况下要注意， 不同感觉通道的整体性以及产品信息的感知推断。 即各通道信息反馈要清晰有效，同时要让用户在使用时易于感知推断，做出判断[4]。

视障人群由于视觉通道的缺失， 将其接受信息反馈的方式由视觉通道转化为听觉、触觉通道，从而达到完成产品信息、使用信息或空间环境的通道转换。

2.1 触觉认知反馈

在人类的最基本五种感觉听觉、嗅觉、味觉、视觉以及触觉当中，触觉是发展最早且衰退最晚的一种感觉。从具身认知的角度来看， 特定类型的触觉接触会让个体体验到安全感[5]。在对视障人群进行的产品交互设计过程中，使用触觉认知反馈也是其中重要的设计方法。 视障者通过触摸，或借助工具探测的方式，感知外部环境，借助所接触材料的特定材质、形状、温度等，接受相应的信息反馈。触觉反馈在视障者产品设计中应用广泛，其应用包括日常生活中的日用品设计、 公共环境中的无障碍设施设计、针对视障儿童的早期认知教育设计等。图1（a）是一款针对于视障人群设计的电磁炉灶Curva。在产品中增加凸起线条以便使用者确定锅具放置的位置，防止烫伤，同时在按钮处增加盲文凸起点表示其功能，使操作简明清晰。图1（b）为针对视障儿童所做的触摸识字工具设计，使用柔软可触摸的材料，组合成为模块化可移动的工具，借助高低落差，由家长设置不同的形状或单词，供盲童触摸学习。完全借助触觉感官代替视觉来接收信息，达到教育的作用。图1（c）中李乾，李熠炫针对视障人群设计的液体药瓶，通过预先确定量筒容量，按压瓶盖得到药液。 解决了视障者服用液体药品困难的问题， 增强了视障者生活自理能力[6]。

图1 视障者触觉认知设计应用案例

根据上述设计案例得出， 在对视障人群进行产品设计时，应当更加注重其产品的安全性，易操作性，通过设计产品造型，直观地进行信息传达，利用凹凸点和面为视障者提供触觉反馈。

2.2 听觉认知反馈

听觉通道也是视障人群用来接收外界信息的重要通道之一。由于视觉通道缺失，视障人群的听觉能力与视力正常人相较会更加敏感。在产品设计中，应用声音交互通道可以拓展视障者在使用产品时的信息传达。 听觉代偿设计应用在视障人群的产品设计中主要起到提示以及转换文字信息的作用。将原本需要依靠视觉观察到的信息，转化为不同类型的提示音来进行信息反馈[7]。

2.3 通道转化获取交互信息

在针对视障人群进行多感官通道融合的产品设计时，应当注意产品的安全性、易用性、一致性、简明性。

（1）安全性。 在对任何产品进行设计时，安全性都是被考虑在首位的原则之一。 尤其在针对特殊群体进行设计时，要充分考虑到设计对象在生理上的不便。在设计的过程中应当考虑到各种可能发生的意外情况， 针对特点用户的生理特征，进行需求向功能的转化设计，以减少失误操作产生的概率，避免用户在使用过程中受挫。盲人群体由于视觉机能缺失，感知与认知能力有所下降，在设计时更应当充分考虑其安全性。通过后期调研，整理归纳视障人群在使用饮水机时遇到的问题， 在后期设计实践中加以规避。

（2）易用性。 在设计当中应用易用性应当做到，在特定的使用环境中，产品的性能能够达到预期的效果，其使用与安装的难度被预先限定在一定的范围中， 并且能够向使用者提供技术支持。在针对视障者设计时，能当能够满足这一人群和所处环境的适应能力。 在整个产品使用过程中，不会为视障者带来不适、干扰[8]。

（3）一致性。 在产品设计中运用多感官通道反馈时，应当注意各个道传达与反馈信息是始终保持一致的。 包括内容一致，传达到位时间一致。 若信息内容不符合，则会产生额外的认知负担，造成使用困惑。如使用者挥动跳绳计数， 用声音通道获得的报数应该与跳绳回转一周传递给手心的感觉一致。信息传达的时间需要保持一致，作业完成，反馈应及时跟进，而不能过快或是过慢地反馈动作结果。

（4）简明性。当进行以触觉反馈以主要反馈方式的产品设计时，要在用户接触产品时为其提供清晰特征性强的触觉感受，这种感受往往体现在产品的形态、功能、材料和安全性等方面。由于视障者的触觉感知更加敏感，因此在造型地处理上，要尽量能够通过触碰使他们直观的地感受产品的外形并理解造型细节所传达的信息。 通过使产品造型为视障人群提供凹凸感、温度感、软硬感、材料质感、轻重感等不同触感来分别传达差异化的功能信息[9]。

3 基于CJM 研究用户问题点

3.1 CJM 法概述

CJM 用户旅程图是基于用户体验通过可视化的方式，研究用户在不同阶段的行为、交互、情绪、痛点，通过在完善用户旅程图的过程中确定痛点， 发现用户与产品或系统之间可以加以创新及改善的机会点，如图2 所示。

图2 CJM 的创建

3.2 用户调研及用户旅程图绘制

通过CJM 研究视障人群居家饮水行为，首先要确定目标用户为不同程度的视力障碍者， 将调研对象确定为视障者及与视障者关系密切的人群。 对目标人群在选择饮水产品时的行为进行分析， 组织问卷访谈收集目标人群在此历程中的行为、心理感受及情绪变化，进行归纳整理，通过对不同阶段进行定义并且填充所收集的数据，形成完整的用户旅程图，如图3 所示。

3.3 问题及机会点研究

通过对目标用户选择饮水产品的行为进行分析，发现用户在饮水交互过程中的痛点与机会点， 归纳得到用户需求，寻找产品的服务价值，用户在使用饮水产品时，主要会遇到操作反馈不明显， 产品交互导向不清晰的问题。 如图3 所示，通过分析归纳得出以上5 个机会点对应需求指标。

4 基于AHP 的饮水产品设计层次分析

结合上述多感官通道转化的设计方法与CJM 得到的用户需求作为设计切入点，归纳得出产品的一、二级需求，通过层次分析法得出权重值较大的设计指标，作为设计实践的依据。

4.1 层次模型及判断矩阵构建

通过对用户需求进行调查、收集，结合前期借助用户旅程图得到的问题点和机会点建立用户需求递阶层次结构，将产品设计一级需求归纳为功能、交互、定位、审美、安全五大方面，如图4 所示。

图4 用户需求层次分析

对用户需求权重分析。 运用AHP 法构造判断矩阵对各要素进行两两比较， 确定各需求要素对于用户需求的权重值。 构建A=（aij）矩阵，表示因素i 和因素j 相比的重要程度，其中 的aij取值为1、3、5、7、9 及其倒数表示，如表1所示[10]。

表1 设计需求权重值分析

表2 随机一致性RI 表格

通过分析第二层级各指标的权重值， 对其重要性进行排序可以看出， 视障人群在选择饮水产品时会更加注重产品的功能需求及交互需求，在设计时要从A11、A13、A22、A23、A31、A52 方面重点考虑产品的形态及功能。

4.2 一致性检验

在利用AHP 法进行权重计算时，为避免出现极端情况，在计算每一层指标的权重之前都需要进行一致性检验，采用几何平均法、算数平均法等计算方法求出用户需求权重，以及判断矩阵的最大特征根λmax，并进行一次性检验，用CI 表示一致性指标，CR 表示一致性比率，检验如下：

通过计算得到CR=0.04200＜0.10，因此本次所研究的判断矩阵满足一致性检验，计算所得权重具有一致性。

5 设计实践

5.1 设设计原则

针对视障人群所设计的饮水产品应当具备方便调温、 水杯易于准确放置且能够通过清晰特征明显的按键进行控制，并可以借助声音或语音进行反馈提示的特征。整体造型以简单为主，从心理层理给视障着以安全感。做到设计信息简单清晰、多通道信息传达一致、感官反馈特征明显三个设计原则。

5.2 设计分析及效果图展示

通过综合考虑AHP 分析结果，将排序为前六的需求进行功能转化，设计出的产品如图5 所示。 在设计当中，将出水开关使用颜色进行区分，橙色表示热水开关，黑色表示常温水，便于非视障人群使用辨认。并且在开关按压出，设计盲文凸起，如图6 所示。 每个开关分别设置三个挡位控制出水量，分别为50ml、100ml、150ml。出水结束后开关自动旋转至顶部，并发出提示音。 在底部增加托盘，托盘中设计为内凹形且有环状凹槽，协助用户放置杯具。

图5 效果图

图6 按键盲文突起

6 结束语

本文首先分析了在针对视障人群进行产品设计时，所运用到的触觉反馈、 听觉反馈的运用以及多感官通道转换的方法，利用CJM/AHP 方法提炼归纳视障人群在使用饮水产品时的需求。 结合上述多感官通道转换反馈的方法进行设计实践， 设计出一款使用于视障人群的饮水产品。在设计时更加注重产品的安全性、易用性、简明性，在用户使用过程中提供给更加明晰的交互引导， 一定程度上提高了视障人群的生活舒适度。