基于無意識行為的可穿戴式交互玩具設(shè)計研究

張琦　汪穎　張歆婧　楊睿

摘 要 3～8歲的兒童認(rèn)知水平不高，適合用更加符合人的本源性認(rèn)知的交互方式和機器溝通。引入深澤直人提出的無意識設(shè)計，結(jié)合現(xiàn)有成熟可控的智能科技，開發(fā)玩法多樣的玩具。同時，為了實現(xiàn)產(chǎn)品的商品化，設(shè)計了完整的服務(wù)鏈，以配套APP為連接點，使其具有可行的商業(yè)模式。兒童產(chǎn)品技術(shù)的植入應(yīng)當(dāng)更深入地考量兒童認(rèn)知水平，從認(rèn)知層面去解決玩具的智能化應(yīng)用問題。

關(guān)鍵詞 無意識設(shè)計;兒童玩具;智能交互;可穿戴式

引用本文格式 張琦，汪穎，張歆婧，等.基于無意識行為的可穿戴式交互玩具設(shè)計研究[J].創(chuàng)意設(shè)計源，2019（6）：32-37.

Research on Design of Wearable Interactive Toys Based on Unconscious Behavior

ZHANG Qi，WANG Ying，ZHANG Xinjing，YANG Rui

Abstract Children between the ages of three and eight have poor cognitive skills， so they are suitable to communicate with machines in a more appropriate way. Through introducing 'without thought' design concept proposed by Naoto Fukasawa and combining the mature and controllable intelligent technology， the toys can be developed with various playing methods. At the same time， in order to realize the commercialization of products， a complete service chain is designed with a supporting app as the connection point， so that it has a feasible business model.Children's cognitive level should be considered more deeply to solve the problem of intelligent application of toys.

Key Words? Unconscious design;Toys for children;Intelligent interaction;Wearable

[基金項目] 本文系2019年度浙江理工大學(xué)基本科研業(yè)務(wù)費專項資金資助項目（項目編號：2019Q082）階段性成果。

一、研究背景

（一）智能玩具現(xiàn)狀

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，信息化、智能化的技術(shù)不斷滲透到各行各業(yè)中，玩具也不例外。高科技的介入使玩具不再以簡單靜態(tài)的形式出現(xiàn)，而是以復(fù)雜、智能、動態(tài)、活潑等特點呈現(xiàn)。與此同時，具有機電一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的智能玩具也出現(xiàn)在人們的面前。[1]中國是世界上最大的玩具生產(chǎn)出口國，玩具的市場也在逐年擴大。根據(jù)智研咨詢發(fā)布的《2016-2020年中國智能玩具市場專項調(diào)研及發(fā)展趨勢研究報告》顯示，智能玩具類產(chǎn)品在未來5年會出現(xiàn)達到75%的年均增速，將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過玩具行業(yè)6%的年均增速。[2]（圖1）

（二）玩具對3～8歲兒童的意義

3～8歲這一個階段的兒童處于兒童敏感期[3]，在這個特殊的成長階段，兒童會專心吸收外界的信息，通過自身的反復(fù)實踐，使得心智水平逐漸上升。其對事物秩序的認(rèn)知呈現(xiàn)一個螺旋狀規(guī)律的發(fā)展，所以對這一個時期兒童的教育需要從直觀的視覺、聲音等感官層面的信息逐漸地發(fā)展到簡單的事物邏輯層面的引導(dǎo)。玩具是這一階段兒童認(rèn)知世界的一個很大的載體，其色彩、造型、材質(zhì)和結(jié)構(gòu)等要更貼合兒童的生活，反映兒童的需要。功能層面要符合3～8歲兒童的認(rèn)知水平，否則無法吸引到他們?nèi)ミM行自我吸收，很難實現(xiàn)其教育意義。

（三）國內(nèi)外智能玩具案例及分析

面對潛力如此大的市場，智能玩具也在蓬勃發(fā)展，為了更好地了解智能玩具的發(fā)展現(xiàn)狀，筆者搜集了幾款國內(nèi)外銷售量和口碑都較好的智能玩具案例做對比分析。

由美國孩之寶公司旗下力作的智能交互玩具菲比精靈擁有五個傳感器、LCD屏幕的眼睛、電動馬達和齒輪系統(tǒng)，它可以對孩子的各種動作做出反應(yīng)。內(nèi)置的處理器讓它擁有一定的思考能力，實現(xiàn)了性格養(yǎng)成、語言學(xué)習(xí)等多種有趣的互動功能，是一款比較適合處于各種敏感期兒童的玩具。基于云端互動集成藍(lán)牙連接，再配合Furby Connect World應(yīng)用程序APP，菲比精靈擁有更豐富的互動方式以及持續(xù)的信息更新，以一個毛絨小精靈的形式去拉近與兒童的距離。（圖2）

DOBI機器人是一款國產(chǎn)娛樂幼教智能機器人，它通過智能語音識別控制，具有仿人類學(xué)運動關(guān)節(jié)控制，能實現(xiàn)跳舞、格斗、講故事等多種行為動作，類人化設(shè)計符合兒童的認(rèn)知。同時通過APP實現(xiàn)一些簡單的自主編程，可以培養(yǎng)兒童的邏輯思維能力，讓兒童實現(xiàn)從認(rèn)知到創(chuàng)造的一個循序漸進的過程。（圖3）

從現(xiàn)有的智能交互玩具案例可以看出，智能交互玩具突破了傳統(tǒng)玩具功能單一的痛點，提供了多樣的功能和玩法，延長了玩具的使用壽命。特別是針對3～8歲兒童的智能交互玩具，這一階段的兒童對外界刺激的反應(yīng)力較大，而智能玩具對于聲音、圖像等的整合遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通玩具。通過刺激這個階段兒童的感官與知覺，能夠在敏感期促進兒童在多種感知上的成長。不過智能交互玩具作為新興玩具產(chǎn)品，發(fā)展還比較初步，即使加入了豐富功能，卻依然玩法單調(diào)，自主創(chuàng)意性不高，具有產(chǎn)品價格昂貴、產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重等問題。隨著智能化、萬物互聯(lián)的不斷推進發(fā)展，智能交互玩具是未來玩具的發(fā)展趨勢，現(xiàn)有智能玩具的創(chuàng)新程度還不夠豐富，商家盲目植入各種新科技，期望各種功能在一個玩具上實現(xiàn)，沒有真正從兒童的認(rèn)知水平上挖掘真正適合兒童的功能，多種功能的堆疊造成的結(jié)果往往是兒童無法正確開拓玩具的玩法。尋找符合兒童認(rèn)知的交互方式進行整合，將玩具變得小而精將成為智能交互玩具創(chuàng)新的重點。

二、無意識設(shè)計的應(yīng)用

（一）無意識設(shè)計的內(nèi)涵

“無意識設(shè)計”[4]又稱“直覺設(shè)計”，是日本設(shè)計大師深澤直人首次提出的一種設(shè)計理念，即“將無意識的行動轉(zhuǎn)化為可見之物”，指一切都圍繞著人的直覺來設(shè)計，將人們無意識的直覺體驗轉(zhuǎn)換為可見的設(shè)計。圖4為深澤直人設(shè)計的一款調(diào)味瓶，調(diào)味瓶的整體造型像樂器沙槌，讓用戶在看到它的時候就想下意識地拿起來搖晃，而剛好這樣一個自發(fā)的搖晃動作能夠?qū)?nèi)部的調(diào)料搖勻，再通過調(diào)味瓶上部的小洞將調(diào)料細(xì)致地灑在食物上。

這款調(diào)味瓶的形狀刺激了用戶對這類形狀的固有印象，下意識地產(chǎn)生搖晃行為，而這個行為正好是使用調(diào)味瓶功能所需要的，很好地應(yīng)用了用戶在面對物體與環(huán)境之間產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)性動作而達成一種自然交互，這種自然交互有準(zhǔn)備地完成產(chǎn)品塑造的行為目標(biāo)。自然的人機交互更加符合人的本源性認(rèn)知，可以大大提升人機交互的效率，減少用戶對于人機界面操作本身的關(guān)注。當(dāng)操作更符合人的本源性認(rèn)知時，用戶花費較少的認(rèn)知資源便可以獲得所需信息。

（二）為什么要做無意識設(shè)計

3～8歲兒童對于事物的新鮮感持續(xù)時間較短，玩具的學(xué)習(xí)時間如果較長將會影響兒童對玩具的探索，自然的交互方式能夠更加快速地吸引兒童。通過將無意識理念遷移到兒童玩具設(shè)計上，選用一種更符合兒童行為特征的交互方式，快速吸引兒童的注意力，使得兒童可以快速掌握玩具的玩法，滿足了兒童對于玩具的控制感，將會使得兒童更加喜歡玩此類玩具。[5]

3～8歲兒童的智力發(fā)育是從無意識地進行一些自發(fā)性動作開始的，以探究兒童自己發(fā)起的下意識音樂行為為例，3～8歲的兒童在日常生活中會因為情緒的變化自然而然地表達情感，而自發(fā)產(chǎn)生不受限制的哼唱行為。此外，他們也表現(xiàn)在嘗試探索和認(rèn)知物體的過程中時，自發(fā)地通過身體動作產(chǎn)生一些創(chuàng)造性節(jié)奏，比如兒童用手和棒子在無意間敲打不同顏色和材質(zhì)的碗和杯子產(chǎn)生了不同的聲音，這些聲音的產(chǎn)生會刺激兒童的好奇心，促使他們不斷重復(fù)進行系列動作?？梢钥闯鲞@種下意識的自發(fā)行為既可以為兒童的游戲增添活動樂趣，也可以鼓勵兒童自發(fā)地去表現(xiàn)自我和小伙伴們進行交流，并且在一定程度上鍛煉了兒童的認(rèn)知思維能力，提升了想象力與創(chuàng)造力。這種無意識產(chǎn)生的認(rèn)知是通過兒童自我探索而產(chǎn)生的，更好地刺激了兒童的好奇心，有助于兒童探索能力的提升，使得兒童自主獲得更多樂趣。

三、設(shè)計過程

（一）概念的提出

本文提取了兒童敲打鍋碗瓢盆這一自發(fā)產(chǎn)生的無意識行為，通過分析這一行為發(fā)現(xiàn)，擊打行為的首次發(fā)生是偶然的，兒童無意間發(fā)現(xiàn)擊打物體會發(fā)聲，聲音信息刺激了兒童的好奇心，驅(qū)使他進一步嘗試擊打行為，從而產(chǎn)生第二次行為。第二次行為兒童會自發(fā)地嘗試不同的物體，不同顏色和材質(zhì)的物體發(fā)出了不同的聲音，兒童形成了初步的認(rèn)知，即擊打不同顏色和材質(zhì)的物體會發(fā)出不一樣的聲音，多次嘗試后兒童根據(jù)自己的音樂本能會擊打出具有一定節(jié)奏的音樂。

這一探索行為中出現(xiàn)了交互所需的兩個部件，一為觸發(fā)部件，即擊打行為，二為反饋部件，即聲音信息。初步可確定基于兒童敲打鍋碗瓢盆這一行為的無意識設(shè)計需要一個感應(yīng)模塊和一個信息模塊，感應(yīng)模塊依附于兒童的手部動作，可結(jié)合可穿戴技術(shù)（圖5），信息模塊應(yīng)該不受空間的限制，方便兒童自我探索，應(yīng)該是體量小而便捷的物體。感應(yīng)模塊接觸信息模塊形成反饋，所以感應(yīng)模塊需同時包括讀取和輸出的功能。

（二）創(chuàng)意發(fā)想

1.感應(yīng)模塊

通過分析現(xiàn)有手部可穿戴產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品形式有手套類、手環(huán)類和指環(huán)類。手套是最簡單的元器件嵌入的形式，手環(huán)和指環(huán)從使用角度比手套便捷，但對元器件的體量要求更高，項目期望的產(chǎn)品形式是小而精，所以指環(huán)是最優(yōu)的考慮形式，圖6為初步產(chǎn)品形象，感應(yīng)和發(fā)聲全部集成在一個指環(huán)上。

從人機角度分析指環(huán)感應(yīng)行為發(fā)現(xiàn)，指環(huán)對拍打行為影響較大，拍打時有阻力，拍打行為不夠自然，所以最終決定用手套的形式，一是更加貼合拍打的動作;二是為元器件的融入預(yù)留了更多空間，圖7為更改后的產(chǎn)品形象。

從人機角度分析，拍打行為與被拍打物體的接觸點在中指第一個指關(guān)節(jié)，所以產(chǎn)品在中指第一個指關(guān)節(jié)處設(shè)計了一個感應(yīng)指環(huán)，為了減少部件體量對行為的影響，將其他部件置于手背上，指關(guān)節(jié)處僅留下感應(yīng)部件;從外觀角度分析，將部件置于色彩鮮艷的卡通造型外殼中，符合兒童的審美，吸引兒童的注意;從安全角度分析，電子元件有絕緣外殼的保護，避免電路安全問題。

2.信息模塊

通過研究市場上現(xiàn)有的兒童玩具發(fā)現(xiàn)，為了符合兒童的認(rèn)知，玩具造型往往做得十分具象，這也造成了套裝玩具體量較大的問題。為了減小信息模塊的體量，項目決定從平面角度設(shè)計信息模塊。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，兒童都很喜歡貼紙這種玩具。貼紙的使用方法很簡單，主要吸引兒童的在于其不受限制的IP形象的嵌入，兒童可以隨意選擇自己喜歡的貼紙。選擇完貼紙后，兒童會自主搭建貼紙的故事場景，類似于“過家家”，自主開拓各種玩法。結(jié)合貼紙對兒童的吸引力，將聲音信息嵌入貼紙圖案與黏性物質(zhì)之間，產(chǎn)生了信息模塊的初步形象。（圖8）

初步形象的每一張貼紙對應(yīng)一種樂器的單音，貼紙圖案為不同樂器的符號圖案，兒童通過圖案選擇貼紙拍打發(fā)聲，旨在讓兒童認(rèn)知不同樂器的音色。分析發(fā)現(xiàn)這種貼紙樣式的組合玩法比較單一，為了更好地讓孩子創(chuàng)作音樂，決定設(shè)計系列化貼紙，類比于IP形象對貼紙的影響，將聲音信息細(xì)分，不局限于樂器，系列化聲音貼紙增加了產(chǎn)品的可選擇性，初步設(shè)計了三個系列的聲音貼紙。

3.個性化模塊

個性化功能的融入能讓兒童自主開拓更多的玩法，提高產(chǎn)品附加值。項目加入自定義功能，即兒童可自由錄入自己采集的各種各樣的聲音，形成個性化的聲音貼紙。此功能旨在刺激兒童探索和記錄各種聲音，更好地讓兒童通過聲音自主認(rèn)知世界。

（三）技術(shù)實現(xiàn)

產(chǎn)品運用RFID無線射頻識別技術(shù)[6]實現(xiàn)手套對聲音貼紙的感應(yīng)。手套上的感應(yīng)指環(huán)部分內(nèi)嵌RFID讀卡器，手套背部嵌入揚聲器、SD卡、充電模塊和開關(guān)，聲音貼紙內(nèi)嵌RFID標(biāo)簽。兒童選擇自己喜歡的貼紙隨意貼在任何地方，如桌椅等家具、毛絨玩具、衣服、身體等，然后佩戴上手套，打開開關(guān)，拍打貼紙即可聽到從手套傳出的聲音信息。信息模塊的貼紙圖案部分運用了杜邦紙材料，可水洗且耐用，背部運用高分子納米吸附技術(shù)[7]實現(xiàn)反復(fù)粘貼且無限制粘貼的功能，納米吸附力強，可以貼在任何物體的表面，黏性減弱后只需通過水洗就可以恢復(fù)黏性。無限制粘貼的功能使得兒童可以開拓比貼紙更豐富的游戲場景。個性化聲音通過SD卡錄入，兒童錄下自己喜歡的各種聲音存入SD卡，即可生成個性化聲音貼紙，如錄下各種卡通人物的聲音，貼在對應(yīng)的玩偶上，即可實現(xiàn)小型角色扮演的游戲。錄下父母講故事的聲音，即可隨時聽父母講的故事。父母也可以錄下對孩子的留言，貼在家里顯眼的位置，如冰箱等地方，孩子只需通過手套感應(yīng)即可聽到父母對自己說的話。

（四）功能拓展

加入配套的APP旨在加強產(chǎn)品互動性，加入APP后，用戶不局限于兒童，用戶可以非常便捷地通過APP下載各種聲音，生成新的聲音貼紙，自主錄入各種個性化的聲音分享到APP上的聲音社區(qū)，形成新型社交。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得各種社交模式不斷發(fā)展，項目配套的APP開拓了新的社交模式，通過聲音進行社交，將喜歡探索聲音的人集合在一起。

同時線上APP回饋的信息更便于商業(yè)模式的形成。手套與貼紙模塊可以分開銷售，不同用戶可以根據(jù)不同的需求購買貼紙。用戶購買了手套之后，只需通過購入新的貼紙即可開拓新玩法。用戶通過APP定制個性化貼紙，貼紙公司通過APP上大家對聲音的喜好趨勢可以不斷開發(fā)新型貼紙，用戶與貼紙公司通過APP形成良性的商業(yè)循環(huán)。（圖9）

（五）效果展現(xiàn)

拍拍樂提取兒童拍打物體發(fā)聲這一自然行為，使其分為拍打感應(yīng)用的手套和被拍打存有不同聲音信息的貼紙兩個模塊。兒童選擇自己喜歡的貼紙貼在各種物體的表面，戴上手套進行拍打即可發(fā)出各種各樣的聲音，是一款可以自主搭建游戲場景的可穿戴式音樂交互玩具。（圖10）聲音貼紙利用了納米技術(shù)可反復(fù)粘貼在任何地方，手套運用可穿戴技術(shù)，讀取貼紙信息，發(fā)出相應(yīng)聲音，如鋼琴、鼓、動物叫聲等。兒童將貼紙貼在各種物體上，自主創(chuàng)作音樂;貼在身上，小伙伴間互相拍打玩樂;同時支持自定義錄入聲音，實現(xiàn)貼紙個性化;配套的APP實現(xiàn)社交和自定義創(chuàng)作。（圖11）

結(jié)語

隨著物品智能化的發(fā)展，人機交互的形式越來越多，自然的人機交互方式大大減少了操作的學(xué)習(xí)時間，更加符合智能化是為了更加便利的要求。兒童的邏輯思維弱，更應(yīng)該選擇一種符合兒童認(rèn)知的交互方式用來操作玩具，這種無意識的設(shè)計可以快速吸引兒童對玩具的注意力。

項目作為一款音樂交互玩具，提取了兒童喜歡拍打物品發(fā)聲這一本能的行為，在拍打形成的聲音上做文章，使得拍打這一行為能夠根據(jù)不同的使用場景發(fā)出各種各樣有意思的聲音。交互的載體分為手套和貼紙，盡可能地減少兒童對交互載體的感知。自由的貼紙形式使得兒童可以自由創(chuàng)作玩具的玩法，自主搭建游戲場景。低成本的體量使得商品競爭力大大提高。用戶通過配套的APP反饋各種信息，可以不斷優(yōu)化產(chǎn)品，實現(xiàn)商業(yè)的良性循環(huán)。

未來通過不斷縮小產(chǎn)品的體量甚至可以將它運用到各種領(lǐng)域。如醫(yī)療復(fù)健，通過病人關(guān)節(jié)的細(xì)微運動，觸發(fā)RFID感應(yīng)，發(fā)出不同的趣味性的聲音，

通過聲音反饋的信息幫助病人了解自己的康復(fù)情況，從而使復(fù)健過程不再枯燥。這種趣味性的交互或?qū)υS多行業(yè)做出改善。

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張琦 汪穎 張歆婧 楊睿

浙江理工大學(xué)