基于场景理论的病区物流机器人设计策略

徐进 巩淼森

关键词：医院病区；物流机器人；产品设计；场景理论；场景思维

引言

“十四五”规划中关于优质高效医疗卫生服务体系建设的实施促进了国内医疗服务体系的发展变革。病区作为医疗服务的核心场景，具有高复杂性和动态变化的特征，通常患者对于病房护理的要求很难得到满足。调查显示，住院患者对医护人员的技术水平和病区服务的满意度相对较低[1]，特别是新冠疫情对于医疗服务体系带来的冲击非常显著。病区物流是医院高频且影响就医体验的关键服务环节，存在着诸多体验性不足的问题。在物联网、5G 应用、大数据以及人工智能等技术快速发展的时代背景下，智能化产品和公共服务不断升级[2]，为医院发展智慧医疗的转型升级提供强有力的支撑。在病区复杂空间下解决物流配送服务问题需要从场景多维度挖掘需求，因此文章将场景理论介入到病区物流机器人的设计中，不仅能夠提高物流配送的效率，改善医护工作者的工作体验，还能为医院公共空间服务升级提供新的设计思路。

一、病区物流现状

病区是指患者在医院住院期间诊疗与生活的空间，同时也是特定科室独立管理的医、教、研相结合工作地。第一，人群特征多样化，病区日常活动主要人群包括护士，患者，医生，家属以及护工，角色类型比较多，且角色行为之间存在一定的关联性。第二，服务内容琐碎繁杂，护士每天需要按照流程完成患者打针，输液，记录医嘱，通知病人检查，协助手术以及宣讲答疑等工作。需要护士积累经验根据每位患者的状态灵活调整服务内容。第三，服务体验关注度高，患者在住院期间不仅在身体健康层面得到良好的治疗康复服务，心理的忧虑和慌张情绪同样需要医护人员开导，这给病区服务提出了更严格的体验性要求。

医院物流是物流在医疗领域的应用。患者及医护人员的在医院所产生，确保医院对患者治疗和护理所需的医用及生活用品的供给，以及对不再需要的物品及垃圾的处理统称为医院物流。医院物流系统是指借助信息技术、光电技术、机械传动装置等一系列技术和设施，在设定区域内进行物资传输的系统，让医院内物流和人流的分离，以实现“物流替代人流”的现代化物流管理[3]，对于医院提高物流运输效率，降低配送出错率，减少人力成本，节省医疗传输空间与资源，提高了医院的现代化程度与智能化水平等方面有巨大意义。目前医院病区主要有5 种物流运输方式，如图1。

综上，没有完美的物流配送系统能够既保证效率高，体验好以及空间约束低等多方面优势。实际的项目实施通常会根据具体医院的发展规划，投入成本等多方面因素综合决定最佳的物流方式。

二、场景理论概述

（一）场景及场景构成要素。“场景”指在特定的时间空间内发生的一定的任务行动或生活画面，主张从人物行为角度出发来理解和探索人类的生活情景。罗尔（Carroll）最早提出基于场景设计的思想，强调将设计工作的焦点从定义系统的操作转变到描述什么人将使用该系统去完成其任务，更多的是站在用户角度对人与场景交互的行为过程的思考[4]。设计领域主要侧重于研究场景的构成要素，在客观场景下调研需求，借助场景构成要素可以对广泛的需求信息进行快速分类，分析和解读，帮助设计师从场景视角梳理设计思路。对于场景构成要素没有标准定义，比如Carrol 在《场景化设计》中，把场景分为环境、角色、目标、计划、价值、行为和界面事件等7 个要素[5]。刘静（2021）以火车站候车厅为例，将公共场景的构成要素初步归纳为人群构成、场景导向、环境空间、硬件设施、数据信息、社会服务及场景价值[16。

（二）场景设计中的场景类型。场景类型的分类有两种方式：按照设计流程来划分或者依据结构化场景来划分[7]，如图2。

1. 按设计流程划分为四种。用场景描述的方法来表达在整个设计过程中用户对于产品的使用情况。客观场景是指设计人员利用合适的调研手段对用户人群和场景现状展开调研，挖掘出有效的需求并进行归纳总结。目标场景指的是在设计原则基础上构建出满足业务目标和用户需求的设计定位。模拟场景是利用视觉可视化的方式将方案呈现出来，产出形式可能是物理界面或虚拟页面。实际场景是将方案投放到真实情景中让真实用户体验产品系统的整个流程，进行产品测试和适用性评价，为后续迭代挖掘改善机会点。

2. 按场景结构化分为三种。在构建目标场景过程中可以结构化分解为价值场景、活动场景和产品场景。价值场景考虑到用户需求和商业策略，判断产品价值定位。活动场景描述了用户在实际产品使用情况的具体行为流程，动作，情绪和需求。产品场景承载着用户与产品系统之间具体的交互行为，反映了场景下产品的具体功能、信息和内容以及用户的操作途径，重点在于定义好产品的功能特征。

（三）病区物流机器人场景化介入契机

1. 提高方案的场景适应性：病区物流具有很强的场景依赖性，且人群特征和空间环境相对复杂。场景理论能够帮助我们以更加宏观的视角去看待病区物流产品系统的设计，在重视用户行为流程和深层次诉求的同时，场景设计也重视用户情感化体验和人机交互过程中的自然舒适性[8]。

2. 需求完整性与深度挖掘：通过构建场景要素模型深度挖掘需求维度，考虑问题更加周到全面，避免局限在产品视角去观察物流系统的设计，完整性也更方便后期概念发散阶段有更多可以深入挖掘的设计机会点。

3. 物流服务效率最大化：暂时抛开成本导向思维的约束，场景思维中的主次思维和拆解思维能够更多地考虑场景本身的需求先整体再细化，先挖掘核心场景再分析次要场景，确保服务效率最大化。

三、客观场景下的场景构成要素分析

病区物流场景融合了硬件设备，空间环境，人群服务和信息流动等要素，用户同时处在实体和虚拟空间之中。参考人机环境系统的交互分析方法，可将病区场景构成要素分解为空间、人群、设备、信息和服务五个维度[9]，如图3 。

通过产品属性（设备，信息），场景特征（空间）以及用户人群与服务（人群，服务）研究三个维度展开详细调研。

（一）场景特征研究。物流机器人在空间中运行，需要根据病区物流全生命周期中的物流动线以及各环节空间特征分析与产品系统的关联性。对于空间的调研，主要通过线下病区住院观察以及机器人运行状态跟踪挖掘设计机会点，如图４。

（二）产品属性研究。对于物流机器人产品属性的了解有助于快速上手新项目，首先是要站在业务角度分析项目目标和需求。市面上机器人以箱式形态为主，设备医疗感和场景融合度偏弱，产品主要分为上层操作模块，中层装载模块以及下层驱动模块。在产品尺寸设定，功能定位以及人机交互体验方面有较多可介入设计点。

（三）用户人群与服务研究。病区物流属于B 端业务，是C 端用户接触不到的场景，需要设计师利用合适的调研手段了解病区物流相关用户。做到设计以人为中心，站在用户视角挖掘问题，思考问题并解决问题。病区物流运输核心用户是护士，总结护士作为服务提供者为患者住院期间提供优质的住院服务，挖掘物流痛点，服务内容以及设备设计期望。

综上，可以分别挖掘出场景特征，产品属性以及用户人群三个维度的痛点，并将其转化为产品设计需求，根据需求可实现性，痛点重视程度以及业务核心目标梳理出设计痛点优先级，如图5，并为后续产品系统设计提供设计依据。最后的设计需求侧重于三方面：物流方式组合运用解决物流效率问题；产品设计注重功能体验与情感体验问题；服务层面注重线上化服务体验问题。

四、结构化场景－目标场景模型构建

通过对前期搜集到的数据进行解读，整理出结构化场景构建中所需要的内容。通过结构化场景的方式将目标场景模型分为价值场景，活动场景和产品场景三部分。

（一）创建价值场景模型。通过构建价值场景模型确定设计定位。价值场景是用户满意度的评估标准，实际表现为实际场景体验与用户对于产品期望之间的落差。通过用户场景的需求挖掘获得用户在实际场景中的产品体验，同时用户访谈调研汇总出产品期望状态下的设计需求。用户的产品期望主要体现在三个维度：第一，功能价值导向。核心在于产品物流系统的高效运输需求。调研发现，病区护士和患者对于物流的诉求中效率的关注度最高，用户对于物流配送的高要求会提升物流产品服务系统的服务标准。第二，服务价值导向，拓展智能设备在病区的服务范围来提升智能设备的性价比，发挥其价值最大化。作为病区核心智能物联网设备，其服务内容有更多向外拓展的可能性。第三，体验价值导向，用户与设备之间进行一些直接或者间接的交互行为，服务体验细节层面的优化会进一步提升服务满意度。

（二）创建活动场景模型。梳理用户在病区场景下的活动信息并可视化展示，重点说明用户的活动流程，情绪变化和细节体验。在用户需求设定角度，观察机器人运行流程后以用户体验旅程图来呈现，如图6。描述用户在当前物流机器人服务流程中的行为与感受，挖掘设计痛点和潜在需求。

除了病区物流服务，拆解出护士群体的病区其他细分活动场景，分析各细分场景下用户的行为，挖掘痛点，总结出用户对于产品的需求分为产品功能和产品特征两方面。按照优先級排序归纳为核心功能，附加功能和其他功能三大类，如图7。

核心功能是项目重点，专注于提升病区物流运输效率和体验。次要功能主要是结合用户的任务流程挖掘出产品可执行的辅助工作，以线上化的方式优化传统病区服务。其他功能则是通过提升服务细节完善病区服务体验。三者结合推导出业务和用户设定下的产品期望：高效运输，附加价值以及舒适体验，对应价值场景模型中的功能价值，服务价值和体验价值导向。

（三）创建产品场景模型

1. 产品任务目标设定：在价值场景和活动场景中确定了产品功能定位聚焦在高效物流运输功能，病区场景高附加值服务以及人－机－环境之间的综合体验三个维度。通过多维度洞察将产品目标设定为四点：第一，提高效率。全流程跟踪调研总结当前物流配送全流程效率干扰环节并产出优化策略方案。第二，场景融合。需要借助场景理论将目标人群，设备，服务以及空间进行融合，优化外观特征，交互操作方式和信息反馈方式。第三，系统服务。将传统的产品使用模式转化为产品服务系统（PSS）模式，PDA，机器人，电脑后台信息互联，构建软硬一体化的产品系统。第四，强化数据。通过数字化拓展更多附加功能，比如记录医嘱，电子病历，健康宣讲和常见知识答疑，逐步将传统病区服务数字化升级，通过累积大数据后期帮助医生护士优化服务。

2. 产品形态特征描述：产品任务目标通过产品形态特征来体现，主要包括四种产品形态：物理形态，交互形态，信息形态以及空间形态，如图8。

（1）物理形态：从材料技术，外观特征以及功能结构三个角度重构物理形态。作为硬件设备，材料和技术应用的重构对于设备的最终量产至关重要，为产品的最终落地运行提供扎实的物质基础。外观特征需要考虑产品ID 造型和CMF 设计。宏观产品架构上采用中型箱式物流站与物流机器人相结合。通过研究空间场景特征，产品定位以及适用人群定位来确定产品设计风格。在结构设计维度，通过承载托盘的灵活调整或者自动接驳设计可以提升运载空间宽容度以及智能化程度。上层的操作模块的显示屏展示以及扫码审核的结构细节直接影响到用户操作体验。

（2）交互形态：将机器人交互分为与现实交互和与实体交互。与现实交互指的是用户使用设备所产生的行为[10]。在物资签收时需要多次用摄像头扫码审核物资信息，拿取物资等交互行为。与实体交互侧重于屏幕的操作行为以及机器人工作过程中的信息反馈，利用触觉，视觉和听觉多模态感知增强用户的交互体验。比如通过声音提示，设备振动和灯光反馈精准提示用户设备的运行状态。

（3）信息形态：硬件设备中的信息设计需要考虑到每一步操作过程中的信息衰减效应。通过软件页面来表达每一步操作指令，并尽可能减少信息传递过程中的干扰因素。在梳理交互流程时思考每个信息传递的必要性，用页面视觉化的方式来传达主要信息和次要信息，精准传递“我要做什么，需要看哪些信息，执行什么操作，完成什么任务”，确保这一过程的交互动作简单直接。

（4）空间形态：在实际运行空间中仍然能挖掘出提升用户体验的机会点。关注用户在空间中的动线，分析动线与工作之间的关系，挖掘出空间中可能影响产品系统使用效率的节点，同时需要关注空间环境对用户工作状态的影响。

六、物流机器人产品系统设计策略

市场上的物流机器人多数是将传统物流仓储场景直接应用到医院场景，实际运行过程中人－产品－环境融合性差。在物联网智慧医疗背景下，智能产品的设计应该从功能驱动型转变为场景驱动型，因此基于前文的探索，产品系统策略构建主要从物流功能性，场景适应性，服务数字化以及人机体验四个维度展开。

（一）物流方式重构以提升配送效率。B 端物流系统的创新注重效率的优化，医院物资配送路线过长，物流运行速度很慢，且多科室同时配送产生的先后顺序等因素影响着效率的提升。可从物流架构到功能细节整体重构的方式解决系统效率问题。比如在整体宏观物流架构上采用供应室机器人—箱式物流—病区机器人三段组合的方式，发挥机器人短途灵活性高与中型箱式长途物流速度快的优势，避免设备与医院行人之间的行动干扰；采用半开放式舱体结构布局方式，减少身份认证和开仓环节直接拿取物资，提高了仓储空间尺寸宽容度，缩短流程步骤提升效率；此外，机器人置物台与箱式物流中转站的结构创新保证物流过程全自动化，减少用户介入，提升服务效率。

（二）形态构建注重产品的场景适应性。场景是基于使用的情境，在保证产品功能基础上进行产品场景化设计，让物流机器人从单一的产品属性转变为场景属性，应注重产品与场景的融合性特征[11]。场景适应性是指物流机器人的设计在满足医院公共设备设计原则的前提下，针对病区空间属性特征设计产品特征。病区属于医疗空间，根据医疗产品设计风格定义机器人设计，可保证整体风格统一性，人性化和情感化设计理念有一种亲切舒适的感受，为患者和医护服务人员带来积极的心理情绪；病区场景安静整洁，映射到产品设计上需要注重简洁优雅，在外观CMF 设计上设定为白色亚光材质富有温和感；考虑场景下人群的特殊需求，护士群体的工作属性侧重于关怀性，且一线服务人群中年轻群体占比较大，构建圆润饱满，柔和的形态特征更加迎合用户诉求；根据具体医院和病区风格构建统一性，在细节颜色和图案上允许根据医院病区要求打造统一调性，既保证病区场景的共性特征，也可具备一定个性化融合的空间；在机器人交互反馈维度，尽量将机器人的显性特征抽象化，比如采用抽象简洁含蓄的条状呼吸灯代替表情包，避免太具象的人形元素给病区患者带来恐惧和视觉疲劳。

（三）构建信息平台升级数字服务。物联网拥有大量传感器感知，分析和处理外界信息，最终产生数据价值，系统设计中需要思考如何充分发挥这些信息资源价值最大化[12]。机器人传感器和操作屏幕可以长时间积累服务数据，护士在工作中的信息可以记录在系统中，完成医院物流管理效率最大化。这部分功能除了能够构建病区线上线下相结合的配送服务外，还可以为护士群体日常的其他工作提供支持。比如送药，记录医嘱，患者身体状况检查结果记录，咨询、保健、预防、治疗和康复等后续健康服务。统一构建数字服务，完成部分工作的数字化转移，极大地减轻了医护工作人员的压力，提升服务满意度。机器人可以为患者们提供一些娱乐放松、互动交流和健康宣传等服务，帮助患者缓解紧张情绪。

（四）注重人机细节以提升交互体验。医院智能硬件产品设计不仅要注重美观性和简洁优雅特征，同时也非常强调人机工程学和交互体验。用户与设备之间产生高频交互操作，人机细节设定上需要考虑到目标用户在病区作业场景下的认知行为习惯。比如产品整体和细节的设计要根据２5-44 岁女性用户的人体工程尺寸数据进行设定；在设计页面时候强调页面重点信息简单清晰，用交互和视觉的设计方法引导用户高效完成操作任务；同时考虑到产品的运营和维护，设备故障状态下便于问题的迅速排查和反馈；提升全流程服务操作体验，在配送前后，系统自动记录日常物资配送标准，物资种类和数量自动显示在屏幕上，用户仅需要一键提交申请或审核完成，且信息档案实时记录在系统中，通过智能化手段减轻了用户的操作步骤。在配送途中，智能定位技术可以实时查看病区物资配送进程，减轻用户的等待焦虑。

結语

本文基于场景理论的设计思维方法，将对物流机器人产品的研究转化为病区场景需求的研究，再回到产品系统设计上落实方案。前期通过场景构成要素模型的建立来梳理场景下的痛点和设计需求。依据场景设计的流程框架结构化场景并构建目标场景模型，并以此作为产品系统设计定位。结合需求分析和设计定位产出物流机器人产品系统设计策略。场景化的设计思维方式强调用户，产品和场景之间的关系，帮助我们跳出技术的范畴去思考设计[13]，既能从更宏观全面的视角看待产品的设计，同时又能理性引导设计的实施，最后回归到技术层面解决实际问题。