基于符號理據(jù)性原則的上肢康復機器人設計研究

王媚雪 楊柳 翟洪磊

摘要：解決在肢康復產(chǎn)品設計中設計師與用戶之間存在避障的實際問題；拓展上肢康復產(chǎn)品設計理論為研究目的。以符號理據(jù)性原則為基礎，通過研究分析理據(jù)性原則在上肢康復產(chǎn)品中的應用，得出在上肢康復產(chǎn)品設計時的獨立設計體系及其設計程序。針對符號的象似性、指示性及規(guī)約性在上肢康復產(chǎn)品的應用方式及其基本的符號表意，提出新的上肢康復產(chǎn)品設計方法。

關鍵詞：上肢康復產(chǎn)品 符號理據(jù)性 設計方法

引言

符號學在設計領域的研究應用十分廣泛。在多個領域的設計研究中，可以見到以符號學理論為基礎研究產(chǎn)生科學的設計觀，引發(fā)創(chuàng)新設計理論并指導設計實踐。在上肢康復機器人設計方面，設計師與用戶之間存在技術和功能之間的避障。然而，在產(chǎn)品設計的過程中設計師可以通過產(chǎn)品視覺表現(xiàn)詮釋產(chǎn)品的使用功能；用戶感知視覺圖像，運用自獲得的經(jīng)驗及感知映像解讀設計意圖，順利完成相應任務。因此，從符號學角度分析，符號理據(jù)性能夠?qū)崿F(xiàn)用戶及設計師之間的意圖解析和編碼，達成溝通。

一、上肢康復機器人與符號理據(jù)性原則

上肢康復產(chǎn)品的使用過程中，患者與產(chǎn)品是使用與被使用的關系，在使用產(chǎn)品時，就是使用者與設計師在進行間接交流。產(chǎn)品的目的是通過外部的界面及結(jié)構(gòu)完成用戶的目標和任務，設計師在設計產(chǎn)品時，相當于對整個系統(tǒng)進行設計，整體包括使用者，使用者的行為，產(chǎn)品使用情景即環(huán)境和產(chǎn)品使用所涉及到的各項的技術支持。上肢康復產(chǎn)品的設計過程將人與人之間的交流交互方式抽象成產(chǎn)品的使用方式，產(chǎn)品通過聲音、圖像、標志等符號的方式向使用者表達。設計師按照并遵循理據(jù)性原則將系統(tǒng)的有秩序的符號與產(chǎn)品相融合，更好地結(jié)合表現(xiàn)相應的功能。通過識別系統(tǒng)的有秩序符號，用戶對符號進行解讀，自己重新組合，懂得設計師設計意圖，按照設計意圖進行有序的使用產(chǎn)品。示意圖（如圖1）所示。

使用者面對完全陌生的產(chǎn)品，如何解讀符號，理解產(chǎn)品意圖是首要問題。設計者傳達其表意時對產(chǎn)品傳遞的信息進行編碼，編碼過程是由不同單元的具有一定標準的基本符號進性排列組合形成系統(tǒng)化的符號，以此傳達表意及產(chǎn)品功能。設計師編碼，使用用戶進行解碼，符號解碼分三個步驟：感知、接收、解釋。最為直接的是感知，將產(chǎn)品外觀造型、產(chǎn)品顏色、產(chǎn)品色彩圖標、產(chǎn)品功能按鍵、產(chǎn)品功能調(diào)節(jié)按鍵等盡收眼底。視覺上的認知過程中，用戶并沒有完全接受產(chǎn)品使用信息。用戶必須深度的體驗進行感知，才能更有效地使用產(chǎn)品，憑借自身經(jīng)驗，聯(lián)系使用意圖與產(chǎn)品符號標識。這中間的聯(lián)系，意圖與符號之間的這種看不見摸不到的聯(lián)系就是符號的理據(jù)性。產(chǎn)品中的理據(jù)性根據(jù)用戶的使用經(jīng)驗和習慣還有設計師的導向所設定，是對符號的一種解讀。用戶使用產(chǎn)品和設計師設計產(chǎn)品正是基于符號理據(jù)性的使用和設計符號理據(jù)性是設計者和使用者的使用經(jīng)驗的匯總。示意圖（如圖2）所示。以符號學理據(jù)性原理為依據(jù)研究上肢康復產(chǎn)品的設計，必然會更加系統(tǒng)，更加科學。

二、符號表意與符號理據(jù)性原則

符號與其符號表意之中隱含著符號理據(jù)性原則。符號的理據(jù)性潛在于符號與符號所指的“對象”的關系中，這種關系在不同的場景條件下，它們之間符號的理據(jù)性不盡相同。皮爾斯認為，符號分為三種：象似符號、指示符號和規(guī)約符號。象似符號是在視覺感應方面和指代的對象有相似的符號，指示性符號是指和指代的對象具有某種關系的聯(lián)系可以相互提示的符號，規(guī)約性符號是指有社會文化約定俗成在特定人群中被普遍認同的符號。

符號表意和表現(xiàn)對象之間均有理可依，有據(jù)可詢。人不同，其所認知事物的能力及程度均不相同，因而對產(chǎn)品的需求及關注點也不同，產(chǎn)品設計過程中，在不同的使用場景中，同一個符號但其表意不同，產(chǎn)品的使用環(huán)境及其功能決定了符號的集體應用，決定了符號的理據(jù)性所要傳達的信息。

在設計產(chǎn)品時，設計師應該進行充分調(diào)研，經(jīng)過分析比較找到問題，了解用戶，根據(jù)用戶的心理需求和期望選擇合理的符號。根據(jù)符號學的三種不同的分類，以理據(jù)性原理為依據(jù)，完善上肢康復產(chǎn)品設計的系統(tǒng)設計。

三、上肢康復產(chǎn)品符號理據(jù)性應用

（一）象似性符號的應用

象似性符號在上肢康復產(chǎn)品中主要起到引起人的使用興趣及簡單指導用戶使用的作用，通過造型、顏色、圖標等形式吸引人們關注，留住使用者的視線，吸引操作者的眼球，勾起患者的使用興趣。象似性符號將產(chǎn)品透明式的展現(xiàn)在使用者眼前，并且使用者自然地將產(chǎn)品上的符號與其使用用途聯(lián)系起來，頭腦中自然浮現(xiàn)所指的對象及使用方式。

上肢康復產(chǎn)品在外觀造型上多采用曲面造型強化自然柔和感，模擬健康上肢的動作，這一點就是皮爾斯所說的象似性的其中一級，即形像式象似，使用戶自然的將符號與所指的對象聯(lián)系起來。皮爾斯將象似性分為三個層級：圖表式象似、比喻式象似、還有剛才所說的形象式象似。上肢康復產(chǎn)品完全模擬正常人手臂的肌肉及關節(jié)的位置、大小及功能，充分說明了圖表式像似性，有效模仿對象的結(jié)構(gòu)，形成圖標性的符號。

（二）指示性符號的應用

指示性符號對操作者的操作過程進行引導，減少操作者不必要的認知資源占用，專心于更重要的任務，并將對象組合成一定秩序，如產(chǎn)品使用中對尺寸大小、用力程度、功能分類等不同方面分類，分層級，按照設計順序?qū)Ξa(chǎn)品進行操作。有序的排列大量信息及復雜的產(chǎn)品，這樣是十分有必要的。把相互有聯(lián)系的對象劃分到一個組，讓其彼此之間建立更加親密的關系。反之，沒有關系的，劃清界限，相互分開。設計中的一些細節(jié)比如造型、分模、顏色區(qū)分等可以直接影響用戶對符號信息的理解，同時也是符號表意更加清晰。

在使用產(chǎn)品過程中指示性的聲音及反饋，更能增加用戶使用產(chǎn)品的記憶，加強對產(chǎn)品的操作性。

（三）規(guī)約性符號的應用

在符號表意中一百個人對同一個的理解是不完全一樣的，在一些場景中需要額外的解釋才能表明其本身的意義。有一些符號在特殊情況下?lián)碛刑厥獾暮x，但一旦其被大眾接受，符號所指代的表意就更加明確更具有準確性。

在上肢康復產(chǎn)品中，其針對人群單一，并且使用者對產(chǎn)品的期待及使用目的大致相同，所以在操作系統(tǒng)中擁有一些特殊的符號，在康復領域中代表著其特定的含義，規(guī)約性使用戶快速地找到目標，集中信息儲蓄，更加有效地提高患者對產(chǎn)品的使用效率和積極性。

（四）符號特性的權衡

在上肢康復機器人中，象似性雖直接形象的完成符號表意，起到引導作用，但其表現(xiàn)形式過于單一，在視覺上欠缺。指示性符號是構(gòu)建產(chǎn)品使用信息的的框架，基本框架有助于迅速準確地達到理想成果。規(guī)約性符號準確效率高，但局限性很大，大多時候針對特定的人群，吸引力不足。產(chǎn)品意圖制約著三者的平衡，但三者的比重又決定了用戶對產(chǎn)品的滿意程度。應該針對不同的使用目的，有計劃調(diào)整三者的比重，進而不斷提高產(chǎn)品的使用效率。

上肢康復產(chǎn)品設計中，一定會涉及到使用者，使用者的行為，產(chǎn)品使用情景即環(huán)境和產(chǎn)品使用所涉及到的各項的技術支持。符號理據(jù)性是任意符號的特性屬性，其存在于人與人之間，人與產(chǎn)品之間，人與環(huán)境之間，符號理據(jù)性無處不在。在產(chǎn)品設計中，由于使用環(huán)境不同，使用人群不同所以側(cè)重點不同，從而相對應地符號選擇也不同，對符號特性的表現(xiàn)也各不相同。設計者在設計產(chǎn)品的過程中，可以先從符號的指示性考慮，將不同的功能劃分為不同的類別，親疏有序，并具體地將不同的功能進行層級分類，步步有序，這樣基本的功能框架形成。然后對符號象似性進行分析，產(chǎn)品形態(tài)及結(jié)構(gòu)順序步步推敲，有序放置，達到功能的最大化，產(chǎn)生視覺愉悅感。與此同時，考慮其規(guī)約性，針對不同人群及不同的使用功能，運用特指的符號，引導使用者更加有效，更積極完成使用目標。適當平衡三者的關系，增強用戶的滿意程度，提高使用效率，最大化地體現(xiàn)產(chǎn)品的價值及存在意義。

結(jié)論

本論文將符號學與設計學交叉，將符號學應用于上肢康復產(chǎn)品設計。在這里，符號原理的應用，為我們解決了上肢康復產(chǎn)品在設計過程中一直難以解決的問題，例如：產(chǎn)品的形態(tài)及功能的關系，功能區(qū)分的方法，產(chǎn)品與使用者的交互方式，合理分配功能及視覺界面的表現(xiàn)關系等。通過對上肢康復產(chǎn)品的符號理據(jù)性的分析，拓展了上肢康復產(chǎn)品的設計思路，使上肢康復產(chǎn)品與其他多學科融合，促進了上肢康復產(chǎn)品的設計理論的延伸。

研究過程中發(fā)現(xiàn)，在上肢康復產(chǎn)品中功能模塊區(qū)分單元問題、界面層級關系、產(chǎn)品色彩符號的具體研究等方面還需繼續(xù)做具體深入研究。