基于情感化設(shè)計的兒童看護(hù)機器人設(shè)計研究

史耀軍 候艷芳

摘要：兒童看護(hù)機器人是以兒童為主要使用人群，以兒童看護(hù)和陪伴的需求為研究的重點。對兒童和家長在兒童看護(hù)方面的問題進(jìn)行調(diào)研分析，結(jié)合兒童看護(hù)機器人的設(shè)計對兒童和家長看護(hù)方面的需求以及對兒童生理、心理的影響，運用情感化的方式來進(jìn)行設(shè)計從而滿足他們的需求，將功能和外觀的部分進(jìn)行創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：情感化設(shè)計 兒童看護(hù) 機器人 安全 陪伴

中圖分類號：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2020）11-0127-03

引言

隨著社會的發(fā)展和人們思想的進(jìn)步，人們工作日漸繁忙。有很多父母忙于工作不能時時刻刻陪在孩子身邊，兒童獨處時安全問題就變得特別突出，并且父母與兒童的溝通也日漸減少，長此以往，兒童容易有性格缺陷。為了解決兒童的這些需求，需要設(shè)計一款兒童看護(hù)機器人，通過兒童看護(hù)機器人這一產(chǎn)品使兒童能得到很好保護(hù)的同時，也能得到更好的陪伴。

一、兒童看護(hù)現(xiàn)狀研究

（一）主要問題：嬰幼兒和兒童都是最需要看護(hù)和陪伴的階段。嬰幼兒的生理和心理都是特別需要呵護(hù)和照顧的，父母和家人能夠隨時隨地看護(hù)他們。兒童慢慢有了自己的認(rèn)知和行為能力，伴隨著他們的好奇心和活潑好動的特征，家長的看護(hù)如果稍有疏忽，安全問題就變得十分突出。與此同時他們還有了很多互動的需求，但父母對他們的看護(hù)和陪伴越來越少。因此，需要一款兒童看護(hù)機器人來協(xié)助家長更好地看護(hù)、陪伴孩子。

（二）解決措施：現(xiàn)有的不同類型不同功能的兒童智能機器人，可以滿足兒童各樣的需求。教學(xué)陪伴型機器人，具有親和力的外觀，可以對兒童進(jìn)行一些教學(xué)，也可以和兒童進(jìn)行互動交流，陪他們玩耍。游戲型機器人，能夠和孩子進(jìn)行一些互動和游戲，對兒童起到很好的陪伴作用。安全監(jiān)測型機器人，能夠?qū)崟r監(jiān)測兒童的實時活動位置，對孩子進(jìn)行看護(hù)。醫(yī)療型機器人，能夠幫助自閉癥的孩子進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。這些兒童智能機器人解決了兒童和我家長們的一部分問題。但是無法同時滿足兒童的安全需求和陪伴需求。兒童獨自在家時意外狀況發(fā)生的風(fēng)險很大，并且缺乏父母陪伴的孩子成長過程中產(chǎn)生性格缺陷的幾率較大。因此這一年齡段的兒童需要一款兒童智能看護(hù)機器人，能夠在保護(hù)兒童安全的同時，和兒童進(jìn)行語言交流和情感互動，成為兒童的“小伙伴”。以此來協(xié)助家長對兒童進(jìn)行看護(hù)和陪伴，幫助兒童生理心理健康成長。

二、情感化設(shè)計研究及看護(hù)需求分析

在兒童這個成長階段，好的引導(dǎo)是非常必要的，對他們的健康成長至關(guān)重要。此時，產(chǎn)品設(shè)計就變得有感情。我們在日常生活中，無時無刻不在使用、接觸著形形色色的產(chǎn)品，好的產(chǎn)品能夠給我們帶來優(yōu)異的體驗，并且能夠促使我們養(yǎng)成好的習(xí)慣。具有情感化的兒童產(chǎn)品可以給孩子良性的帶領(lǐng)作用，幫助他們養(yǎng)成良好的行為習(xí)慣。而現(xiàn)有產(chǎn)品，以情感化設(shè)計為基礎(chǔ)的產(chǎn)品更加人性化，因為具有情感化體驗?zāi)軌蚝艽蟪潭壬蠈⒆雍筇斓某砷L產(chǎn)生有利影響，給他們良性的引導(dǎo)。

兒童產(chǎn)品要以美的外觀展現(xiàn)給兒童，從而來引導(dǎo)他們的審美品位，轉(zhuǎn)變成為消費需求，體現(xiàn)情感化設(shè)計。產(chǎn)品的外觀主要包括形態(tài)、色彩、材質(zhì)這三個方面。首先，好的兒童產(chǎn)品，外觀要吸引兒童注意力，家長就會購買。好的產(chǎn)品外觀在滿足使用者功能需求的同時也能滿足審美需求、情感需求。[6]在色彩方面，兒童大多喜歡高明度，高純度的亮麗色彩。所以需要體現(xiàn)在兒童產(chǎn)品中，給孩子帶來愉快的使用體驗。兒童生性好動，使用兒童產(chǎn)品時會有意外發(fā)生的可能，這也可以使用兒童對于色彩的喜好不同來區(qū)分色彩的部分，從而提高安全性。材質(zhì)方面，兒童相比成人是比較脆弱的，需要使用安全無害的綠色天然材料。

情感化的設(shè)計在產(chǎn)品設(shè)計中是未來的發(fā)展趨勢，對產(chǎn)品的完善有十分重要的作用，使其具有更大的前景。并且基于情感化對產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新，會更加的人性化，更加易用，給使用者最佳的使用感受。[1]

通過問卷調(diào)查法以及用戶訪談法，針對兒童和其家長對看護(hù)機器人看護(hù)和陪伴等需求進(jìn)行調(diào)研分析來完善設(shè)計。

通過對40名0-12歲的孩子及其父母進(jìn)行看護(hù)狀況的問卷訪談，統(tǒng)計結(jié)果如表1。

由訪談問卷的結(jié)果可以看出，0-3歲的嬰幼兒在家庭當(dāng)中能夠得到最多的看護(hù)、陪伴和照顧。3-5歲的兒童，語言表達(dá)能力逐漸提高，情感互動的需求也在不斷增加，但是父母看護(hù)他們的時間相對嬰幼兒時期也在減少，并且隨著兒童各種病癥都能得到有效控制，意外傷害已經(jīng)變成了學(xué)齡前兒童受傷或者死亡的重要因素，這個年齡段的兒童發(fā)生意外的概率是比較大的，尤其是父母短暫離開的一小段時間。[3]5歲以上的兒童，有很多已經(jīng)進(jìn)入校園，老師、同學(xué)的教育、看護(hù)和陪伴顯得更加重要。

通過網(wǎng)絡(luò)收回100份有效調(diào)查問卷，將調(diào)查問卷結(jié)果整理后發(fā)現(xiàn)，很多家庭在兒童看護(hù)和陪伴方面的需求還是很大的，尤其是在家長外出的短暫時間。將問卷部分調(diào)查結(jié)果展示如圖1l，大多數(shù)家長希望看護(hù)機器人能有語音情感互動的功能來陪伴兒童，并且需要兒童獨處時，對他們的進(jìn)行安全監(jiān)測和危險預(yù)警。對于看護(hù)機器人的體積和重量，更多家庭傾向于體積較小、重量比較輕便，孩子們既可以放在桌面地面也可抱著玩的大小。

（一）3-5歲兒童生理特征分析

1.在視覺方面，相較嬰幼兒時期對色彩和圖形進(jìn)行分辨的能力是上升的，他們更加偏愛色彩鮮艷明亮、飽和度高的純色，并且對于圖形和一些物體的形狀都有自己的理解。2.在聽覺方面，這個年齡段的兒童對于聲音感受是十分強烈的，慢慢會體現(xiàn)出自己對某類聲音更加喜愛。因此，一個良好的音樂和聲音的氛圍對他們審美方面的提升和性格的培養(yǎng)都有很大的幫助。[5]3.在觸覺方面，他們通過光滑、粗糙等一系列的觸感，來更直接地體現(xiàn)出喜歡、反感等的情感。每個兒童對不同材質(zhì)的感受有很大差別的，并且沒有特別對某一材質(zhì)特別偏愛。

（二）3-5歲兒童心理特征分析

1.對父母的依賴，嬰幼兒時期和兒童時期的孩子對父母的依賴是最強烈的，這是這個年齡段兒童普遍的青感特征。并且他們很容易直接的展現(xiàn)出自己的情感，因此需要在設(shè)計中體現(xiàn)出情感體現(xiàn)和溝通的方面。2.對一切事物充滿著好奇心和求知欲，尤其是對一些未知的事物，他們有著強烈的探索精神去發(fā)現(xiàn)新事物。因此在設(shè)計時需要發(fā)覺他們的這種探索精神和求知欲調(diào)動兒童的好奇心，發(fā)掘他們的探索精神。3.思維和行動都比較直接。這一年齡段的兒童語言溝通能力、情感表達(dá)能力、邏輯思維能力都有了不小的提升，但是還不能像成人一樣對自己接下來的行動有一個對錯的判斷，因此發(fā)生意外狀況的概率比較大。4.喜歡模仿，他們成長過程中會不經(jīng)意地模仿家長、其他小朋友或者是電視里的一些言行舉止。根據(jù)這一特征加以引導(dǎo)可以幫助兒童形成好的行為習(xí)慣。5.直接的審美趣味，他們相對于嬰幼兒來說有了自己的審美趣味，但又沒有完全形成自己的審美，而是直接地表現(xiàn)出自己對某一事物喜歡與否。6.喜歡玩耍，喜歡玩耍是這個年齡段孩子的天性，通過和小伙伴、家長玩一些互動游戲，來提升自己的綜合能力。

（三）3-5歲兒童看護(hù)需求分析：對父母而言，兒童的安全問題是首要問題，因此對于兒童看護(hù)的首要需求就是安全需求。并且父母的空閑時間比較零散，除了會疏忽兒童的安全問題，還面臨著同兒童的交流互動不斷減少的問題，這很大程度上會影響兒童的性格發(fā)育，他們更容易變得孤僻內(nèi)向，因此需要滿足與兒童互動的需求。父母與兒童的交流互動變少使得父母不能及時的了解兒童的內(nèi)心世界，無法進(jìn)行更好的情感陪伴，因此情感陪伴方面的需求也十分必要。

對兒童而言，自己的安全問題是重點。除此之外，父母不在身邊的時候，他們會感到害怕和孤單，長此以往，他們的性格發(fā)育也會受到影響，比如越來越膽小、孤僻。因此，兒童對于情感陪伴的需求是比較突出的。隨著兒童成長和語言能力的提升，他們的交流互動需求在不斷增加。這個年齡段的兒童是學(xué)習(xí)認(rèn)識新事物的黃金階段，充滿強烈的好奇心和求知欲，因此需要滿足他們對未知事物學(xué)習(xí)的需求，并加以引導(dǎo)。

通過分別對父母和兒童對于兒童看護(hù)機器人需求的分析和研究，發(fā)現(xiàn)他們需求分為四個部分：安全看護(hù)的需求，情感陪伴的需求，交流互動的需求、學(xué)習(xí)的需求。

三、兒童看護(hù)機器人設(shè)計

（一）功能設(shè)定

1.功能定位如圖2：兒童看護(hù)機器人摒棄了現(xiàn)有此類產(chǎn)品的單一，結(jié)合兒童需求給予產(chǎn)品更多的可能性。保證兒童安全的同時，避免了他們會感到孤單無聊，也能學(xué)習(xí)簡單的知識。而機器人功能的多樣性，并不是簡單地把各種各樣的功能堆砌起來，而是需要在設(shè)計中進(jìn)行有機的組合，各個功能之間是相輔相成的。[3]為了使看護(hù)機器人更加的符合兒童的生理、心理以及具體需求，基于對3-5歲兒童自身的問題，和他們父母在照顧兒童方面的一些問題的調(diào)研訪談和分析研究，結(jié)合情感化設(shè)計理論，得出了兒童和家長的主要需求，再由他們的主要需求確定了兒童看護(hù)機器人的產(chǎn)品功能定位。[2]主要分為四個方面的功能：安全看護(hù)、情感陪伴和交流互動、學(xué)習(xí)功能。

1.安全看護(hù)功能：兒童看護(hù)機器人在兒童獨處時的安全問題上能夠起到更好的作用，對兒童的安全看護(hù)分為安全監(jiān)測和危險預(yù)警兩個部分。

安全監(jiān)測功能。父母外出的短暫時間內(nèi)由看護(hù)機器人對兒童進(jìn)行安全監(jiān)測，追蹤兒童的活動軌跡，隨時看護(hù)兒童的一舉一動。

危險預(yù)警功能。當(dāng)兒童進(jìn)入危險區(qū)域時，會有危險預(yù)警，同時父母可以通過看護(hù)機器人與孩子視頻，監(jiān)測孩子的實時動態(tài)，當(dāng)孩子有危險時，父母可以及時提醒孩子，防止意外情況的發(fā)生，讓兒童的獨處變得更加安全。

2.情感陪伴功能：3-5歲的兒童他們的興趣在于開心的接受某一事物，并且主動地去了解和探索，他們的性格特征在3歲以后慢慢養(yǎng)成，具有很大的不穩(wěn)定性。在這個年齡段，除了要保障他們的安全以外，更應(yīng)該注重的是他們的情感特征和個人感受。因此，情感的陪伴對于這個階段的兒童來說是主要的，針對兒童情感化需求分析，兒童的情感非常豐富，他們是非常需要陪伴的群體。[4]

看護(hù)機器人通過對兒童情緒變化的記錄來做出相應(yīng)的表情，如圖3以及互動交流方式，同孩子聊天、進(jìn)行一些互動游戲等，協(xié)助父母更好地陪伴兒童，成為兒童的“好朋友”，使得兒童獨處時不再孤單，也有助于孩子好的性格培養(yǎng)。并且可以把兒童的一周情緒變化記錄起來，家長可以通過記錄更加了解兒童的心理變化，找到孩子更喜歡的互動方式，增強親子間的情感交流。

3.交流互動功能：兒童從3歲開始，他們的認(rèn)知就到達(dá)了一個新的階段，感知世界的思維越來越成熟，但大多的思維還是沒有邏輯性的直接的表現(xiàn)，這時候他們的認(rèn)知能力和交流互動的能力不在一條水平線上。并且隨著兒童的成長，他們的語言能力不斷加強，與外界溝通的需求會越來越強烈，并且溝通互動是父母和兒童增進(jìn)感情的有效途徑。[7]因此在設(shè)計中需要注重情感的體驗和情感的互動，當(dāng)父母不在身邊的時候，他們出了會有獨處時的害怕還會感到孤獨，交流溝通的需求得不到滿足，和父母的感情灰越來越生疏，很容易形成孤僻的性格，對兒童的健康成長產(chǎn)生不利影響。

在兒童看護(hù)機器人的設(shè)計中需要針對這一需求進(jìn)行設(shè)計，機器人對兒童進(jìn)行情緒和語言的識別，并對其進(jìn)行智能的交流溝通，讓兒童感覺親切又有趣。并且父母可以通過看護(hù)機器人遠(yuǎn)程與兒童視頻，進(jìn)行實時的交流互動，使兒童的獨處不再孤單。

4.學(xué)習(xí)功能：3—5歲年齡段的兒童處于一個學(xué)習(xí)新事物特別快的階段，對于他們來說“興趣是最好的老師”，因此首先要引起他們的興趣，讓兒童主動帶著好奇心去體驗。把學(xué)習(xí)和玩游戲結(jié)合起來是一種非常好的方式，讓兒童在和自己喜歡的“小伙伴”玩樂的同時，提高自己的綜合能力，學(xué)習(xí)到知識。

產(chǎn)品要在游戲性的基礎(chǔ)上抓住孩子易學(xué)習(xí)愛探索的特性，來對孩子進(jìn)行簡單的知識教學(xué)，更大程度上幫助兒童開發(fā)智力，使之后的學(xué)習(xí)更加專注和順利。系統(tǒng)可以配置一些簡單的知識教學(xué)小游戲，機器人和兒童一起玩游戲來進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可以由父母帶領(lǐng)兒童玩教學(xué)游戲，達(dá)到寓教于樂目的，使兒童既能開開心心玩游戲，又能快快樂樂學(xué)知識。

（二）整體造型設(shè)定

1.外觀設(shè)定：兒童看護(hù)機器人的整體設(shè)計語言要以具有親和力為設(shè)計點。外觀采用了不倒翁的一個形態(tài)，看起來非常友好，能夠吸引兒童眼球，拉近與兒童間的距離。整體造型是以小貓的形象來進(jìn)行設(shè)計的，這樣小動物的造型會更加具有親和力，會受到兒童的喜愛。頭上的耳朵是小夜燈，兒童夜里醒來害怕的時候或者去廁所的時候可以打開小夜燈，發(fā)出溫暖又不刺眼的燈光來陪伴他們。耳朵下方是一個小型攝像頭，可供家長和兒童視頻，家長能夠?qū)崟r了解兒童情況。攝像頭下面是一個屏幕，可以做出不同的表情和兒童互動，并且兒童可以進(jìn)行一些小游戲。腰帶的設(shè)計會顯得整體造型更加可愛，腰帶中間的扣是機器人的開關(guān)。機器人背后的小孔是揚聲器。產(chǎn)品效果圖如圖4、5。

2.尺寸設(shè)定：機器人整體的輪廓對兒童認(rèn)知有重要影響，3-5歲兒童對于一些簡單的形狀有基本的認(rèn)知，因此機器人的外觀采用簡約有吸引兒童的不倒翁和卡通形態(tài)相結(jié)合的方式，圓潤飽滿的外形安全感十足又不失可愛?；谌藱C工程學(xué)并且通過調(diào)研，得出3-5歲兒童身體尺寸如表2。調(diào)查問卷也顯示孩子和家長比較偏愛小型的機器人。小巧的機器人更加便捷，可拿在手中，也可放在桌面、地面玩耍。因此看護(hù)機器人的高度設(shè)定為250mm，對3-5歲兒童來說，站著、坐著使用的需求都能滿足。底面直徑為150mm，充電底座的高度為40mm。都能使兒童和機器人的交互符合人機工程學(xué)。

3.材料設(shè)定：所有產(chǎn)品材質(zhì)的選擇首要考慮的就是安全問題。綠色設(shè)計一直是現(xiàn)代設(shè)計的流行趨勢，并且隨著環(huán)境的惡化，綠色設(shè)計這一趨勢也變得尤其突出，無污染，可再生，成為產(chǎn)品中的一項重點。尤其是兒童產(chǎn)品材料的選擇，綠色安全就變得尤為重要。因此安全性是兒童產(chǎn)品中的主要因素。看護(hù)機器人是由兒童使用，因此在材料的選擇上首要要素就是安全。整體選用綠色安全的材料，呵護(hù)兒童柔嫩的皮膚。機器人的主材料選用性質(zhì)優(yōu)良的ABS塑料材料，ABS的沖擊強度高，耐熱性和韌性都比較好，并且容易進(jìn)行二次加工，容易上色，還能夠有效地降低成本是應(yīng)用廣泛并且安全的材料，適合在兒童產(chǎn)品中使用。搭配少部分的硅膠材質(zhì)，硅膠材質(zhì)柔軟親膚，兒童在產(chǎn)品使用過程中不易受到傷害。

4.配色設(shè)定：基于情感化設(shè)計要素以及對兒童心理生理的分析發(fā)現(xiàn)，3-5歲兒童最喜歡紅色、黃色等鮮艷的暖色，他們不喜歡紫色、黑色比較暗的顏色。因此根據(jù)兒童對色彩的喜好，以及對兒童審美趣味的引導(dǎo)，機器人的基本顏色采用白色，配有少量的灰色以及亮麗跳躍，兒童喜歡的彩色。設(shè)計中搭配了三種配色，白、灰、黃;白、灰、粉;白、灰、藍(lán)可供兒童根據(jù)自己的喜好進(jìn)行選擇。三種配色方案如圖6所示。

（三）充電設(shè)定：看護(hù)機器人的底部配有一個充電底座。充電底座上面是充電線的口，機器人需要充電時，將底座上的線插好，再插入插線板，將機器人放入充電底座上進(jìn)行充電。充電底座的底部配有三個小輪子，家長不在家時可將機器人放入底座，便于監(jiān)測兒童位置和兒童的實時情況。

結(jié)論

基于情感化設(shè)計的產(chǎn)品是需要以使用群體的需求為主要設(shè)計要素的，在兒童看護(hù)機器人的設(shè)計中充分考慮3-5歲兒童和他們的家長這類群體的需求，在進(jìn)行調(diào)研訪談，更加深入的分析并找出他們的主要需求，進(jìn)行更加細(xì)致的研究，找出家長們在看護(hù)3-5歲兒童的過程中所需的產(chǎn)品功能，以及兒童獨處時所需的產(chǎn)品功能，來進(jìn)行兒童看護(hù)機器人的設(shè)計。這款機器人的設(shè)計，將看護(hù)和陪伴兩個大的部分相結(jié)合，既能保障兒童獨處時的安全，又能在兒童孤單的時候陪伴他們，很好地協(xié)助家長們對孩子進(jìn)行看護(hù)，減輕家長們的負(fù)擔(dān)。這款機器人既是保護(hù)兒童的小能手，又是兒童學(xué)習(xí)玩樂時的貼心小伙伴，幫助兒童養(yǎng)成好習(xí)慣和好性格。這款兒童看護(hù)機器人非常的實用便捷，并且能夠給家庭帶來非常好的情感化體驗。

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