淺析智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢
——以智能坐便器為例

（澳門科技大學(xué),中國澳門 999078）

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，各種各樣的智能產(chǎn)品開始進(jìn)入到人們的日常生活中，例如：智能音箱、智能馬桶、智能手表等。這些智能產(chǎn)品給人們的生活帶來了便捷與便利。由此，如何通過智能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)品的智能化轉(zhuǎn)變，為人們帶來更加舒適的生活，正逐漸變成現(xiàn)代設(shè)計(jì)師關(guān)注的焦點(diǎn)。

一、智能坐便器的發(fā)展歷程

根據(jù)國家最新標(biāo)準(zhǔn)，智能坐便器是由機(jī)電系統(tǒng)和/或程序控制，完成至少包含溫水清洗功能在內(nèi)的一項(xiàng)及一項(xiàng)以上基本智能功能的坐便器。在日常生活中，智能坐便器也可稱為“智能馬桶”或者“電子坐便器”，其最早出現(xiàn)于美國。在1964年，美國人Arnold Cohen為了患病的父親而研發(fā)出由腳踏板控制的沖洗和烘干為一體的智能馬桶蓋。這時(shí)候智能馬桶蓋是醫(yī)療用的輔助設(shè)備，隨后智能馬桶蓋在美國的銷售遇到困難，Arnold Cohen將專利技術(shù)授權(quán)給日本TOTO公司。TOTO公司將智能馬桶蓋進(jìn)行了改良，在20世紀(jì)80年代推出“衛(wèi)洗麗”。這種馬桶蓋在前一代只有溫水洗凈功能的基礎(chǔ)上增加了座圈加熱、暖風(fēng)烘干、殺菌等多種功能。智能馬桶蓋在日本推出后，民眾的認(rèn)可度較高。根據(jù)日本內(nèi)閣府調(diào)查的數(shù)據(jù)顯示，截止到2020年3月，包括“衛(wèi)洗麗”在內(nèi)的溫水沖洗電子坐便器在日本的占有率已達(dá)80.2%。智能馬桶蓋也由原來的醫(yī)療輔助設(shè)備逐步轉(zhuǎn)變成人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?。在中國，關(guān)于智能坐便器方面起步較晚，盡管在20世紀(jì)90年代智能坐便器已經(jīng)引入到中國，但從2015年開始智能馬桶蓋才通過熱點(diǎn)話題真正進(jìn)入到人們的視野與日常生活中。根據(jù)奧維云網(wǎng)（AVC）前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)顯示，智能馬桶一體機(jī)在2020年上半年的零售量為30.1萬臺(tái)，同比增長13.5%，智能坐便器成為人們家居生活中的“消費(fèi)新寵”。目前智能坐便器主要是從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分類的，分為一體式智能坐便器和分體式智能坐便器。智能坐便器除了包括溫水清洗和坐圈加熱的基本功能外，還包括提升坐便器的健康與衛(wèi)生性能的輔助智能功能以及增加用戶使用舒適性的擴(kuò)展智能功能。

二、從智能坐便器的設(shè)計(jì)演變看智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)趨勢

智能坐便器由傳統(tǒng)坐便器發(fā)展而來，其設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)坐便器發(fā)生了天翻地覆的變化。從傳統(tǒng)坐便器到智能坐便器，雖然產(chǎn)品的造型、材質(zhì)、工藝發(fā)生了變化，但是因智能化技術(shù)①的應(yīng)用從而讓產(chǎn)品與用戶之間的交互、用戶需求、產(chǎn)品本身狀態(tài)這三方面的設(shè)計(jì)發(fā)生了根本性變化，同時(shí)也展現(xiàn)了智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)的新方向。

（一）從被動(dòng)交互到主動(dòng)交互的智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)

在使用傳統(tǒng)產(chǎn)品時(shí)，大部分的交互操作被設(shè)計(jì)由用戶來進(jìn)行的，傳統(tǒng)產(chǎn)品在與用戶的關(guān)系中則處于被使用的被動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)用戶使用功能較復(fù)雜的傳統(tǒng)產(chǎn)品時(shí)，產(chǎn)品一般會(huì)被設(shè)計(jì)給用戶一定的操作反饋，以方便用戶了解其操作是否正確以及產(chǎn)品功能是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)等。在這個(gè)過程中，傳統(tǒng)產(chǎn)品是在用戶進(jìn)行了相應(yīng)操作后給予反饋，傳統(tǒng)產(chǎn)品仍然處于等待用戶使用的狀態(tài)，與用戶進(jìn)行著被動(dòng)交互。而智能產(chǎn)品則是一定程度上被設(shè)計(jì)為主動(dòng)感知用戶需求，從而產(chǎn)品自主地進(jìn)行某些操作。例如在使用傳統(tǒng)坐便器的過程中，用戶需要自己進(jìn)行所有的操作，如掀開與關(guān)閉坐便器蓋，按馬桶上的按鈕進(jìn)行沖洗，對馬桶內(nèi)壁進(jìn)行清潔與除臭等。但在使用智能坐便器時(shí)，產(chǎn)品的被動(dòng)交互發(fā)生了變化。智能坐便器不再被動(dòng)地等待用戶來使用，而是設(shè)計(jì)為與用戶進(jìn)行主動(dòng)交互，主動(dòng)地感知用戶的存在，進(jìn)而自主地打開與關(guān)閉馬桶蓋、自動(dòng)地沖洗馬桶等。這些功能的設(shè)計(jì)讓產(chǎn)品開始與用戶以主動(dòng)交互為主，從而帶給用戶良好的使用體驗(yàn)并受到消費(fèi)者的喜愛。

由此，從傳統(tǒng)產(chǎn)品到智能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，產(chǎn)品與用戶之間的交互由等待用戶使用的被動(dòng)狀態(tài)到主動(dòng)感知用戶的存在。在越來越多的智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)中可以看到，如何主動(dòng)感知用戶以及感知用戶的哪個(gè)方面的交互成為設(shè)計(jì)關(guān)注的重點(diǎn)。所以，主動(dòng)交互的智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)正逐漸成為智能產(chǎn)品領(lǐng)域的新趨勢。

（二）從用戶行為到用戶身體的智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)

在智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，除了交互方面與傳統(tǒng)產(chǎn)品有所差別，產(chǎn)品涉及的用戶需求也與以往不同。目前的產(chǎn)品主要圍繞著用戶出發(fā)，進(jìn)行以人為本的設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品關(guān)注用戶需求多數(shù)聚焦于用戶的行為，如用戶在使用過程中遇到哪些問題、如何提升用戶使用的體驗(yàn)感，如何優(yōu)化用戶操作等。隨著智能化技術(shù)的快速發(fā)展讓產(chǎn)品具有類人的智能成為可能，傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)僅關(guān)注用戶行為已不能滿足人們對更加便捷與舒適生活的追求。

從智能坐便器的發(fā)展歷程來看，智能馬桶蓋最初的產(chǎn)生是為了滿足病患可以方便地進(jìn)行清洗等操作需求，雖然產(chǎn)品關(guān)注用戶的身體，但更多的是從行為方面來進(jìn)行設(shè)計(jì)。隨后TOTO公司推出“衛(wèi)洗麗”系列產(chǎn)品逐步把滿足用戶需求的焦點(diǎn)由用戶行為轉(zhuǎn)移到用戶的身體上面來，如為了帶給用戶身體舒適的使用感而增加的座圈加熱設(shè)計(jì)。如今在2021年國際消費(fèi)電子展上，TOTO公司推出了最新智能馬桶概念—“Wellness Toilet ”，見圖1。這款智能馬桶的概念設(shè)計(jì)關(guān)注用戶身體的排泄物，通過檢測人體排泄物和內(nèi)置于馬桶的傳感器來監(jiān)測用戶身體的健康程度，并根據(jù)其結(jié)果給用戶有針對性的飲食與運(yùn)動(dòng)建議，通過這些功能的設(shè)計(jì)滿足用戶對身體健康的需求。從這款概念設(shè)計(jì)可以看出智能馬桶的設(shè)計(jì)已不再局限于感知用戶行為來提升用戶感受，進(jìn)而通過各種傳感器與智能化技術(shù)相配合來主動(dòng)感知用戶的身體狀態(tài)，最終促進(jìn)用戶的身體健康。因此，智能產(chǎn)品洞察用戶需求逐漸由關(guān)注用戶行為到關(guān)注用戶的身體。對于用戶身體方面的需求與設(shè)計(jì)正成為智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的趨勢之一。

圖1 “Wellness Toilet”的智能馬桶概念

（三）從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)

從傳統(tǒng)產(chǎn)品到智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)，產(chǎn)品與用戶之間的交互由被動(dòng)交互發(fā)展為主動(dòng)交互，并且產(chǎn)品關(guān)注用戶需求的重點(diǎn)由用戶行為到用戶身體，進(jìn)而影響著產(chǎn)品本身的狀態(tài)也發(fā)生了改變。從本質(zhì)上來看，傳統(tǒng)坐便器實(shí)際上是一種方便使用者處理排泄物的人工物，產(chǎn)品所涉及的情境較為單一，產(chǎn)品內(nèi)部沒有信息的傳遞，用戶與產(chǎn)品之間的交互較少，產(chǎn)品是處于相對靜止的狀態(tài)。然而智能坐便器所面對的情境是多變的，例如產(chǎn)品周圍環(huán)境的季節(jié)交替、不同年齡段與性別的用戶對使用情境的需求變化等。此外，智能坐便器需要對用戶以及周圍環(huán)境進(jìn)行長時(shí)間的、持續(xù)的監(jiān)測，并且產(chǎn)品能根據(jù)用戶行為與身體的需求來切換不同情境的感知模式。因此，智能坐便器本身狀態(tài)是處于持續(xù)動(dòng)態(tài)的。

在2020年4月，美國斯坦福大學(xué)的研究人員在《自然》子刊發(fā)表了一套可安裝的智能馬桶系統(tǒng)，通過對軟硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)并安裝在傳統(tǒng)馬桶上來追蹤男性用戶的排泄物，從而監(jiān)測用戶的健康狀況并為其疾病篩查、診斷和患者的監(jiān)控提供支持，見圖2。在這套智能馬桶系統(tǒng)的使用過程中，產(chǎn)品通過多種情境的設(shè)計(jì)來監(jiān)測用戶排泄過程與排泄物，從而形成多維度的用戶身體數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，智能坐便器可以更為精準(zhǔn)的感知用戶身體健康情況的變化。例如在同一時(shí)段中，智能坐便器可以多種情境同時(shí)進(jìn)行。坐便器通過安裝在產(chǎn)品上自動(dòng)伸縮的試紙條對10項(xiàng)生物標(biāo)記物進(jìn)行定性和半定量分析，包括紅細(xì)胞、蛋白質(zhì)與白細(xì)胞等，用戶僅在排尿的情境中就完成了非入侵式臨床檢驗(yàn)的情境；同時(shí)，用戶可以通過這個(gè)系統(tǒng)對尿液進(jìn)行長期并持續(xù)的監(jiān)測來動(dòng)態(tài)監(jiān)控身體健康，這在臨床上是較難實(shí)現(xiàn)的。

圖2 智能馬桶系統(tǒng)原理圖

由此，在智能坐便器的設(shè)計(jì)中可以看出，智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)不再讓產(chǎn)品像傳統(tǒng)產(chǎn)品一樣維持相對靜止的狀態(tài)，而是通過設(shè)計(jì)讓產(chǎn)品具有長時(shí)間動(dòng)態(tài)地感知用戶狀態(tài)與周圍環(huán)境的能力，以及產(chǎn)品動(dòng)態(tài)地適應(yīng)用戶多情境的需求。因?yàn)橹悄墚a(chǎn)品設(shè)計(jì)所面向的用戶問題更為復(fù)雜多樣，例如用戶需求與用戶身體的動(dòng)態(tài)變化、涉及用戶日漸復(fù)雜的行為等，并且傳統(tǒng)產(chǎn)品相對靜止的狀態(tài)已無法應(yīng)對千變?nèi)f化的用戶情境。未來智能產(chǎn)品需要?jiǎng)討B(tài)地感知瞬息萬變的世界，及時(shí)做出合適的決策。因此，讓智能產(chǎn)品本身具有動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)是未來智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)的新方向。

三、結(jié)語

本文通過對智能坐便器的發(fā)展與設(shè)計(jì)演變進(jìn)行分析，可以看到主動(dòng)的人機(jī)交互、關(guān)注身體的用戶需求、動(dòng)態(tài)的智能產(chǎn)品這三個(gè)方面正成為智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)的新趨勢。設(shè)計(jì)師通過把握智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)趨勢，跟上智能產(chǎn)品的發(fā)展浪潮，才能設(shè)計(jì)出滿足人們各方面需求的智能產(chǎn)品，為人類提供一個(gè)更加美好的明天。

注釋：

①智能化技術(shù)是指使產(chǎn)品或事物具備人類或類似人類智慧特征的技術(shù)或技術(shù)解決方案，也可稱為人工智能技術(shù)、人工智慧技術(shù)等。