基于人機(jī)工學(xué)的老年人手機(jī)按鍵尺寸研究

摘要：

研究人機(jī)工程學(xué)在老年人手機(jī)按鍵設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，結(jié)合人體尺寸數(shù)據(jù)和生理變化因素對(duì)手機(jī)按鈕設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，提高手機(jī)的實(shí)用性和易用性?，F(xiàn)有老年人手機(jī)不適宜用戶的操作，且誤操作率較高，所以為滿足老年人的使用需求必須對(duì)手機(jī)按鍵尺寸進(jìn)行改良。通過分析我國成年人體尺寸數(shù)據(jù)和用戶使用習(xí)慣，結(jié)合大量調(diào)研確定影響老年人手機(jī)按鍵尺寸的設(shè)計(jì)因素，從而對(duì)老年人手機(jī)的按鍵尺寸進(jìn)行科學(xué)化、系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：

老年人手機(jī) 按鍵 人機(jī)工程學(xué) 使用習(xí)慣 生理變化

產(chǎn)品是人與人、人與環(huán)境溝通交流的中介和橋梁，是人類放大自己能力達(dá)到某種目的的工具。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重點(diǎn)始終要針對(duì)如何滿足人在生活、工作中產(chǎn)生的各類需求和解決所遇的各種問題麻煩，如果產(chǎn)品不能真正滿足人的需要或不能幫助人們處理解決問題，反而給人們的日常生活帶來不便和困擾，那么這一產(chǎn)品就沒有存在的價(jià)值。產(chǎn)品是被人們所使用的，其所具有的一切性能都要以符合人使用需求和習(xí)慣為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所體現(xiàn)出來的人化原則包括產(chǎn)品的實(shí)用性、易用性、經(jīng)濟(jì)性等。為了提高產(chǎn)品的實(shí)用性和易用性就必須要充分考慮人的實(shí)際需求；就必須要了解人使用某種產(chǎn)品的習(xí)慣；就必須要以人機(jī)工程學(xué)為理論基礎(chǔ)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品更加符合人的生理特征和人體尺寸，讓用戶使用起來更加方便、更加舒適。

老年人手機(jī)設(shè)計(jì)因其使用人群的特殊性要求此類手機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)需更多考慮人的使用習(xí)慣和人體尺寸因素，以滿足老年人的需求。本文正是在這個(gè)前提下，通過分析研究人機(jī)工程學(xué)在其中的應(yīng)用，并結(jié)合研究成果對(duì)手機(jī)按鍵進(jìn)行設(shè)計(jì)，改善現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問題，并得出設(shè)計(jì)結(jié)論。

一.研究目的與意義

1.1研究目的

本文通過對(duì)人機(jī)工程學(xué)和用戶使用習(xí)慣的分析與討論，結(jié)合現(xiàn)有老年人手機(jī)存在的諸類問題，研究人體尺寸和因年齡增長引起的人體生理功能結(jié)構(gòu)的變化對(duì)手機(jī)按鍵尺寸設(shè)計(jì)的影響，合理選用所需的人體尺寸數(shù)據(jù)，并綜合相關(guān)作用因素對(duì)人體尺寸進(jìn)行修正，最終得出最為適宜的手機(jī)鍵盤尺寸設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而提高產(chǎn)品的實(shí)用性、易用性。使老年人能更加容易地、自在地對(duì)手機(jī)進(jìn)行操作，提高手機(jī)的容錯(cuò)空間、降低誤操作率。

1.2研究意義

通過對(duì)人體尺寸、生理功能結(jié)構(gòu)變化、使用習(xí)慣等因素的綜合分析與論證，設(shè)計(jì)出合理的老年人手機(jī)尺寸，體現(xiàn)出以人為本和人性化的設(shè)計(jì)理念及產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人化原則，突出了人在設(shè)計(jì)中的主體地位，使用戶得到更多關(guān)懷；再—次論證了人機(jī)工程學(xué)給產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)用性和易用性提供了科學(xué)依據(jù)與理論指導(dǎo)；為老年人手機(jī)設(shè)計(jì)提供重要的數(shù)據(jù)參考價(jià)值，為日后手機(jī)的改良與重設(shè)計(jì)打下理論基礎(chǔ)；為提高老年人社會(huì)地位、使他們不受產(chǎn)品的限制做出一定的貢獻(xiàn)。

二.問題的發(fā)現(xiàn)與提出

（1）當(dāng)下市場中現(xiàn)有的老年人手機(jī)受到智能手機(jī)設(shè)計(jì)趨勢(shì)的沖擊，逐漸取消了實(shí)體鍵的設(shè)置，取而代之的是觸屏技術(shù)。一些老年人也會(huì)追隨流行趨勢(shì)選用觸屏手機(jī)，但是大多數(shù)還是愿意使用帶有實(shí)體鍵的手機(jī)。由于很多商家都考慮到按鍵手機(jī)銷量不好，所以降低此類手機(jī)的生產(chǎn)量，導(dǎo)致市場上可被老年人使用的手機(jī)越來越少。如圖1所示：市場上老年人手機(jī)設(shè)計(jì)趨于觸屏形式。

但根據(jù)用戶反饋信息可知老年人仍然習(xí)慣使用按鍵手機(jī)。因?yàn)槔夏耆穗S著年齡的增長其觸覺會(huì)有所降低，觸屏手機(jī)雖然時(shí)尚但是當(dāng)老年人使用時(shí)會(huì)由于觸覺下降無法輕松的感知到觸屏手機(jī)虛擬鍵所產(chǎn)生的使用反饋，而按鍵式手機(jī)由于當(dāng)用戶按動(dòng)鍵盤時(shí)會(huì)有很明顯的提示反饋，所以能滿足老年人使用需求，使手機(jī)變得更加容易操作。目前市面上也存在著一些老年人使用的按鍵類手機(jī)，但是由于按鍵尺寸設(shè)計(jì)不合理而降低了手機(jī)的操作性，影響了手機(jī)實(shí)用性和易用性，并造成大量誤操作。因此手機(jī)的按鍵尺寸對(duì)老年人的使用起到至關(guān)重要的作用。

（2）現(xiàn)有老年人手機(jī)增添了很多附屬功能，比如放大鏡、驗(yàn)鈔燈、人體健康測量器等，如圖2所示。但是經(jīng)過調(diào)查，在我國老年人很少會(huì)用到這些功能，主要使用的還是電話的基本功能如接打電話、收發(fā)短信等，在此基礎(chǔ)上用到最多是影音功能。所以在設(shè)計(jì)老年人手機(jī)時(shí)不應(yīng)盲目地追求功能的豐富性，而要根據(jù)實(shí)際需要量身設(shè)計(jì)手機(jī)功能。功能鍵的重合也是困擾老年人使用手機(jī)的重要問題，將一些功能鍵重疊在一起看似方便，實(shí)則不然，由于老年人的識(shí)別能力也會(huì)隨年齡增長而略有降低，復(fù)雜的樣式反而會(huì)混淆用戶對(duì)手機(jī)功能的認(rèn)識(shí)，所以設(shè)計(jì)功能鍵時(shí)應(yīng)按類區(qū)分，盡量不使每個(gè)按鍵具有多種功能。

三.問卷調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與設(shè)計(jì)原則

3.1問卷數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

調(diào)查內(nèi)容包括受訪者年齡、喜歡手機(jī)的類型、手機(jī)適用情況、手機(jī)按鍵類型、手機(jī)按鍵實(shí)用性、常用功能等，調(diào)查人群100人、男女各占50%，收回問卷98份。對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析如下：受訪者年齡60歲-65歲占35%、65歲-70歲占30%、70歲-75歲占25%、75歲以上占10%；其中對(duì)直板手機(jī)的喜歡人數(shù)占75%?，F(xiàn)有老年人手機(jī)不適用于大部分老年人且絕大部分老年人愿意使用按鍵式手機(jī)。老年人對(duì)目前現(xiàn)有手機(jī)按鍵的設(shè)計(jì)并不滿意，主要由于操作麻煩、按鍵尺寸不合理等。老年人主要使用手機(jī)的通話、短息、鬧表、收音機(jī)等功能。

綜上所述老年人手機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)采用直板按鍵式并且不要添加太多的附加功能，以保證老年人能夠最方便、最快捷的使用手機(jī)。

3.2設(shè)計(jì)原則

（1）大按鍵：不用戴老花鏡也看得很清楚，每一個(gè)按鍵達(dá)到1.5平方厘米以上；

（2）大字體：滿足老人的視力特征，比普通手機(jī)字體大4倍以上；

（3）大音量：超大喇叭，音質(zhì)好，高音量揚(yáng)聲器，防止漏接電話；

（4）長待機(jī)：一次充滿點(diǎn)后待機(jī)時(shí)間和通話時(shí)間要長，免除頻繁充電，老人使用更省心。

此外還有許多其他相關(guān)原則，但對(duì)老年人使用情況最大的因素是上述4點(diǎn)。

四.老年人手機(jī)按鍵尺寸設(shè)計(jì)分析

4.1老年人使用手機(jī)的習(xí)慣分析

在進(jìn)行老年人手機(jī)按鍵尺寸時(shí)應(yīng)首先分析老年人的使用習(xí)慣，因?yàn)檫@決定了設(shè)計(jì)按鍵尺寸所需的人體尺寸項(xiàng)目。老年人使用習(xí)慣分為兩種：一種是單手操控；另一種是雙手操控（一手托住手機(jī)，另一只手操作。）這樣確保使用時(shí)不會(huì)顫抖準(zhǔn)確地進(jìn)行操作，如圖3所示。

所以由圖3可知影響用戶操作手機(jī)的人體尺寸因素包括：影響單手操作的人體尺寸因素有：拇指遠(yuǎn)位指寬、拇指長等；影響雙手操作的人體尺寸因素有：食指遠(yuǎn)位指寬、食指長等。

4.2所需人體尺寸百分位數(shù)數(shù)值

根據(jù)上文提出所需的拇指遠(yuǎn)位指寬、拇指長、食指遠(yuǎn)位指寬、食指長結(jié)合GB/T10000-1988《中國成年人人體尺寸》和GB/T16252-1996《成年人手部號(hào)型》所給出的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行尺寸的初步選擇。經(jīng)查表得出：食指遠(yuǎn)位寬度P90男=P99女=17毫米、食指長P95男=P99女=76毫米；拇指遠(yuǎn)位寬度P90男=P99女=20毫米、拇指長的回歸方程Y男=-4.96+0.32X、Y女=-2.79+0.32X，其中x為男女手長，經(jīng)計(jì)算而得拇指長P95男=P99女=57毫米。

人使用手機(jī)時(shí)，手指與鍵盤按鈕接觸的部位是手指前端，食指前段接觸部位的面積約為食指遠(yuǎn)位寬度×食指長/8；拇指前端接觸部位的面積約為拇指遠(yuǎn)位寬度×拇指長/7。

4.3年齡增長引起的人生理尺寸變化對(duì)尺寸修正量的影響

由于人們年齡的增長，身體也隨之老化。英國研究人員表明人體各個(gè)部位、器官會(huì)不斷衰老退化，如大腦在20歲就開始衰老、眼睛和心臟的衰老年齡為40歲左右。所以在設(shè)計(jì)老年人手機(jī)按鍵時(shí)應(yīng)該考慮這些因素，以此對(duì)人體尺寸進(jìn)行修正。與手機(jī)鍵盤設(shè)計(jì)相關(guān)的人體尺寸變化因素主要包括人的肌肉和骨骼的變化。

（1）肌肉的變化：肌肉一直是在做生長、衰竭的反復(fù)運(yùn)動(dòng)。30歲以后肌肉衰竭速度大于生長速度；40歲之后人體肌肉開始以每年0.5%-2%的速度減少，而脂肪的生長速度約為肌肉衰減速度的1.1倍。從35到75歲肌肉萎縮30%而脂肪增加了50%。這一生理組織的變化對(duì)手機(jī)按鍵尺寸補(bǔ)償起主要影響作用。

（2）骨骼的變化：自35歲開始骨質(zhì)開始流失，進(jìn)入自然老化過程，骨骼大小和骨密度的縮減會(huì)導(dǎo)致人體尺寸減小，如身高，人在35歲以后身高會(huì)每隔10年降低10毫米，在65歲時(shí)身高會(huì)平均降低30.8毫米。所以根據(jù)這些數(shù)據(jù)確定人體尺寸的修正量如表1。

4.4老年人手機(jī)按鍵尺寸面積

根據(jù)修正后的食指遠(yuǎn)位寬度P90男=P99女=19毫米、食指長P95男=P99女=70毫米，計(jì)算出食指前端與按鍵接觸面積=19×70/8=166毫米；修正后的拇指遠(yuǎn)位指寬P90男=P99女=23毫米；拇指長P95男=P99女=51毫米，計(jì)算出拇指前端與按鍵接觸面積=23x5117=168毫米，即為滿足單手操作和雙手操作都能對(duì)手機(jī)實(shí)現(xiàn)方便的控制，老年人手機(jī)每個(gè)按鍵的面積尺寸應(yīng)在166毫米～168毫米范圍內(nèi)變化。

五.結(jié)論與展望

5.1結(jié)論

（1）在對(duì)老年人手機(jī)按鍵尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先分析用戶使用習(xí)慣，根據(jù)分析確定要選用的人體尺寸項(xiàng)目，并要結(jié)合生理結(jié)構(gòu)尺寸的變化對(duì)人體尺寸進(jìn)行修正。而且為滿足男女性都能很方便地使用手機(jī)，應(yīng)綜合比較男女手部尺寸，選取二者相接近以數(shù)據(jù)組來進(jìn)行設(shè)計(jì)。故選取食指遠(yuǎn)位寬度P90男=P99女、食指長P95男=P99女、拇指遠(yuǎn)位寬度P90男=P99女、拇指長P95男=P99女。

（2）通過對(duì)人體手部尺寸的選擇和分析年齡增長引起的生理結(jié)構(gòu)變化對(duì)人體尺寸修正量的影響，確定老年人手機(jī)每個(gè)鍵盤按鍵的理想面積在166mm～168mm范圍之間時(shí)，可同時(shí)滿足單手操控和雙手操控的需要。

5.2展望

（1）由于本次對(duì)老年人手機(jī)按鍵的研究與設(shè)計(jì)是按照GB/T10000-1988和GB/T16252-1996來進(jìn)行的，但由于此組數(shù)據(jù)測量的年代至今比較久遠(yuǎn)，而我國人體尺寸根據(jù)時(shí)代的變化會(huì)有所差異，所以為了更好滿足于當(dāng)代人的需求，必須重新進(jìn)行人體尺寸的測量、更新現(xiàn)有數(shù)據(jù)，使得所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品尺寸更加符合當(dāng)代人的生理尺寸，提高產(chǎn)品的實(shí)用性，同時(shí)應(yīng)與相關(guān)醫(yī)學(xué)生理部門聯(lián)合充分研究人體生理變化和老年人生理特點(diǎn)以獲得更準(zhǔn)確的變化數(shù)據(jù)。

（2）由于個(gè)人能力精力有限，對(duì)用戶的調(diào)研數(shù)據(jù)有限，所以對(duì)用戶需求的研究也比較泛泛。因此要對(duì)大量用戶進(jìn)行使用前的調(diào)查和用后反饋的收集，再綜合這些因素對(duì)手機(jī)按鍵尺寸設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。