女性智能駕駛鞋的場(chǎng)景化設(shè)計(jì)策略

文／李 翔，王毅力，韓天鳴 （武漢理工大學(xué) 藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院）

近年來(lái)國(guó)內(nèi)女性駕駛?cè)后w數(shù)量不斷增加,2017年國(guó)內(nèi)女性司機(jī)人數(shù)已經(jīng)突破9700萬(wàn)；同時(shí)由于女性司機(jī)駕駛不當(dāng)導(dǎo)致的交通事故也逐年攀升，“女司機(jī)”甚至成為一個(gè)標(biāo)簽化的名詞。經(jīng)統(tǒng)計(jì),由女性司機(jī)造成的交通事故中，因穿鞋不當(dāng)而導(dǎo)致事故的比例為45%[1]。在這種情況下，有必要探究女性駕駛鞋在新使用場(chǎng)景下的設(shè)計(jì)方法。場(chǎng)景是便于設(shè)計(jì)師觀察并歸納出用戶在給定場(chǎng)景下難以表達(dá)或模棱兩可的“設(shè)計(jì)師主觀認(rèn)知需求”?；趫?chǎng)景化的設(shè)計(jì)方法由于其具體性[2]、以用戶為中心的設(shè)計(jì)思路被諸多研究者和企業(yè)關(guān)注并發(fā)展。本文利用文獻(xiàn)研究法和案例研究法提出場(chǎng)景設(shè)計(jì)六維度模型，結(jié)合優(yōu)化算法完成女性駕駛鞋需求洞察，提出智能鞋款設(shè)計(jì)策略。

一、場(chǎng)景化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀及女性智能駕駛鞋應(yīng)用場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法的必要性

1.1 場(chǎng)景化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀

依據(jù)研究主題“場(chǎng)景化設(shè)計(jì)及應(yīng)用”，文獻(xiàn)研究分為兩條線路，一是對(duì)于場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法的代表性文獻(xiàn)研究；二是對(duì)于場(chǎng)景化應(yīng)用的代表性文章研究。場(chǎng)景化設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)較早的研究者為譚浩、YU D J、吳志軍等。對(duì)于場(chǎng)景化的應(yīng)用方法研究，一方面，學(xué)者是從場(chǎng)景化的應(yīng)用順序入手，將場(chǎng)景流程解構(gòu)為若干層次，對(duì)于特定層次進(jìn)行分析；另一方面，場(chǎng)景包括若干維度，如用戶維度、產(chǎn)品維度、地點(diǎn)維度等，也有學(xué)者從場(chǎng)景的維度出發(fā)，將場(chǎng)景化從場(chǎng)景所包含的所有角色、場(chǎng)景內(nèi)容等層面進(jìn)行解構(gòu)，提出基于場(chǎng)景維度的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。雖然場(chǎng)景化的設(shè)計(jì)方法較為多樣，不過(guò)該方法共同的目的均為使用戶參與產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程，提升產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)。

譚浩 （2004）提出產(chǎn)品設(shè)計(jì)是知識(shí)從解釋的初始狀態(tài)轉(zhuǎn)化為需求匹配狀態(tài)或目標(biāo)狀態(tài)的過(guò)程[3]。譚浩（2006）提出了一種場(chǎng)景化的設(shè)計(jì)方法，該方法聚焦于設(shè)計(jì)師將自身“知識(shí)”在既定場(chǎng)景下轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)場(chǎng)景的“設(shè)計(jì)”，并使得最終的設(shè)計(jì)成果符合用戶需求；該方法將情境設(shè)計(jì)方法分為3個(gè)階段，分別是問(wèn)題情境、求解情境和解情境[4,5]。該研究首次將場(chǎng)景解構(gòu)成不同的要素，并且從場(chǎng)景化的應(yīng)用流程上看，產(chǎn)品設(shè)計(jì)被認(rèn)為是一個(gè)從需求到目標(biāo)的問(wèn)題求解過(guò)程。YU D J（2007）提出了一種基于中國(guó)傳統(tǒng)文學(xué)作品寫作流程即“起”“承”“轉(zhuǎn)”“合”[6]?！捌稹币鉃榕f場(chǎng)景下的人、物、環(huán)境、活動(dòng)所產(chǎn)生的故事；“承”意為分析舊場(chǎng)景下的各個(gè)要素，由此產(chǎn)生產(chǎn)品設(shè)計(jì)的新想法；“轉(zhuǎn)”意為上階段產(chǎn)生的新想法可視化，由此產(chǎn)生新的“概念場(chǎng)景”；“合”意為對(duì)上一步產(chǎn)生的概念場(chǎng)景進(jìn)行評(píng)估、迭代，歸納出最終的產(chǎn)品場(chǎng)景。吳志軍 （2009）研究認(rèn)為，在場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法中，場(chǎng)景可以被分為若干個(gè)鏡頭 （場(chǎng)面），每個(gè)鏡頭有相同的場(chǎng)景元素；該研究提出場(chǎng)景包含3個(gè)要素：人，活動(dòng)，環(huán)境[7]。BO O（2018）首先依據(jù)場(chǎng)景包含的要素將場(chǎng)景解構(gòu)為目標(biāo)用戶、用戶行為、環(huán)境因素，其次研究考慮到場(chǎng)景化的局限性，將調(diào)研問(wèn)卷依時(shí)間不斷迭代，使得最終的設(shè)計(jì)策略更加符合各類用戶群體[8]。

在場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法研究的過(guò)程中，首先被提出的方法類型是解構(gòu)情境法，其次學(xué)者開始關(guān)注場(chǎng)景化的不足，考慮場(chǎng)景化方法的完善方法。吳志軍（2009）認(rèn)為場(chǎng)景化存在不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽?yīng)用方式，如設(shè)計(jì)師首先想象用戶流程，最后寫一段短故事，該方法受設(shè)計(jì)師想象力的限制較大。吳志軍認(rèn)為場(chǎng)景化應(yīng)該是精確的描述用戶與產(chǎn)品生命周期使用階段產(chǎn)生的交互行為[7]。對(duì)此，COMPAGNA D （2015）根據(jù)前人研究，認(rèn)為學(xué)術(shù)界對(duì)于場(chǎng)景化這種參與式設(shè)計(jì)技術(shù)過(guò)于樂(lè)觀的原因[9]，一是由于場(chǎng)景化的圖像本質(zhì)，只能大概轉(zhuǎn)譯人們的動(dòng)作，故該方法在產(chǎn)品開發(fā)的過(guò)程中可能會(huì)完全無(wú)用；二是該方法的結(jié)果過(guò)多的來(lái)源于用戶，所以可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺乏創(chuàng)意，可能會(huì)由于用戶缺乏想象力導(dǎo)致使用產(chǎn)品的場(chǎng)景沒有參考價(jià)值[10]。為了彌補(bǔ)上述缺陷，COMPAGNA D認(rèn)為場(chǎng)景化方法研究過(guò)程需要進(jìn)行場(chǎng)景迭代以產(chǎn)生最佳結(jié)果。

由于人機(jī)關(guān)系已突破原有的主被動(dòng)關(guān)系，人機(jī)之間的關(guān)系越來(lái)越密切[11]，故智能設(shè)備的主動(dòng)性對(duì)于用戶滿意度的影響也引起了學(xué)者的注意。譚浩(2019)基于場(chǎng)景設(shè)計(jì)了探究人們對(duì)于設(shè)備主動(dòng)性的滿意度實(shí)驗(yàn)[12]，利用預(yù)先錄制好的不同主動(dòng)性的智能設(shè)備于人們主動(dòng)交互的視頻對(duì)被試進(jìn)行封閉式問(wèn)卷測(cè)試，結(jié)果表明在工作場(chǎng)景下，人們偏向于智能設(shè)備可以吸引用戶注意，但不能直接輸出信息（聲音、圖像等）；在家庭場(chǎng)景下，人們偏向于智能設(shè)備直接輸出信息。

結(jié)合上述研究成果，本研究將聚焦場(chǎng)景化的片段性、具體性、時(shí)間性，采取定量與定性結(jié)合的研究方法，對(duì)場(chǎng)景化方法在女性駕駛鞋產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的實(shí)踐與應(yīng)用展開研究，以提升場(chǎng)景化研究的客觀性。

1.2 女性智能駕駛鞋應(yīng)用場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法的必要性

智能產(chǎn)品主要以數(shù)據(jù)共享為基礎(chǔ),將不同用戶、情景和背景相互聯(lián)系。對(duì)用戶數(shù)據(jù)的抓取和分析可以為用戶提供個(gè)性化服務(wù),提高用戶的產(chǎn)品體驗(yàn),數(shù)據(jù)的流通則可以將不同使用場(chǎng)景下的用戶相聯(lián)系實(shí)現(xiàn)使用信息共享,智能產(chǎn)品之間同樣以用戶數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，來(lái)自主為用戶提供服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)從“用戶—產(chǎn)品”“用戶—用戶”到“產(chǎn)品—產(chǎn)品”間的銜接，使設(shè)計(jì)場(chǎng)景中各種信息得以流通。

多數(shù)智能產(chǎn)品需要感知用戶并作出針對(duì)性反饋,產(chǎn)品自身常處于一種變化中的不確定狀態(tài)。智能產(chǎn)品的不確定性可以滿足用戶個(gè)性化、多樣化的需求,然而對(duì)于設(shè)計(jì)研發(fā)人員則需要準(zhǔn)確把握用戶的個(gè)人喜好與特點(diǎn)。而場(chǎng)景化的設(shè)計(jì)則可以提供一個(gè)良好的方法,在概念設(shè)計(jì)階段，場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法可以幫助設(shè)計(jì)人員建立同理心來(lái)充分發(fā)掘用戶需求，從而利于產(chǎn)品概念的設(shè)計(jì)，并且在產(chǎn)品測(cè)試迭代階段也可以促使產(chǎn)品的優(yōu)化迭代。對(duì)于女性用戶的場(chǎng)景化研究成果主要關(guān)注于普適方法論未曾聚焦于女性的特殊需求，利用場(chǎng)景化的研究方法，可以解構(gòu)女性用戶與產(chǎn)品交互的整個(gè)流程中的行為及對(duì)應(yīng)需求，再結(jié)合定性、定量的研究方法科學(xué)指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐。

針對(duì)女性基于場(chǎng)景化的研究?jī)?nèi)容國(guó)內(nèi)外已有許多案例，如郝于藍(lán)以孕婦行為特征為切入點(diǎn)，挖掘孕婦在妊娠期間的心理和生理變化，利用場(chǎng)景化的時(shí)間性和場(chǎng)景片段性歸納出用戶行為，進(jìn)而導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的用戶需求，為孕婦適用座椅的設(shè)計(jì)研發(fā)提供了新的思路和新的機(jī)遇[13]。蘇衍方首先將女性用戶與可穿戴防身產(chǎn)品交互的前中后行為和對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)歸納到用戶體驗(yàn)旅程圖當(dāng)中；其次利用每一個(gè)場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的動(dòng)作分析和歸納女性用戶對(duì)于可穿戴智能防身設(shè)備的需求；最后結(jié)合用戶需求和CMF指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐[14]。因此，利用場(chǎng)景化的研究方法，進(jìn)而結(jié)合定性、定量的統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)可以導(dǎo)出具有一定客觀性的用戶需求，也能為產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提供思路。因此，女性智能駕駛鞋產(chǎn)品一方面以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)場(chǎng)景各要素的銜接,其自身的銜接性與設(shè)計(jì)場(chǎng)景理論相適應(yīng)；另一方面智能產(chǎn)品的功能在不同類型的場(chǎng)景中會(huì)有所差別,功能的迭代優(yōu)化與場(chǎng)景的多樣化類型也是相適應(yīng)的。

二、女性智能駕駛鞋場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法

女性智能駕駛鞋能夠?qū)Νh(huán)境自主感知、對(duì)自身狀況診斷識(shí)別、對(duì)信息數(shù)據(jù)主動(dòng)接受、分析與共享以及對(duì)自身的行為進(jìn)行決策,同時(shí)產(chǎn)品自身具有一定的學(xué)習(xí)和語(yǔ)音交互能力。本研究提出智能女性駕駛鞋產(chǎn)品場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法和流程,該方法一共包含3個(gè)步驟，分別為用戶場(chǎng)景、概念場(chǎng)景和最終的產(chǎn)品方案呈現(xiàn)（設(shè)計(jì)場(chǎng)景）（見圖1）。

圖1 女性智能假設(shè)寫場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法和流程

用戶場(chǎng)景主要是通過(guò)觀察用戶的生活場(chǎng)景、記錄用戶行為特點(diǎn)來(lái)構(gòu)建包含用戶、事件、行為的場(chǎng)景。建立該場(chǎng)景的目的是為了發(fā)掘用戶需求。用戶場(chǎng)景的分析主要包括3個(gè)步驟，首先構(gòu)建用戶場(chǎng)景，其次依據(jù)構(gòu)建的場(chǎng)景進(jìn)行用戶行為分析，最終用戶畫像和對(duì)應(yīng)用戶群的需求將會(huì)被分析得出。用戶場(chǎng)景的構(gòu)建分析目的主要是為了了解既定場(chǎng)景下用戶使用現(xiàn)有產(chǎn)品的狀態(tài)、滿意度、行為等；概念場(chǎng)景是基于用戶場(chǎng)景將設(shè)計(jì)概念進(jìn)行物化的表現(xiàn)；概念場(chǎng)景通常囊括了用戶場(chǎng)景的特點(diǎn)以及產(chǎn)品自身特點(diǎn),主要用于幫助產(chǎn)品方案的可視化和功能的完善,使方案具備場(chǎng)景化的特點(diǎn)來(lái)滿足用戶在使用場(chǎng)景中的需求。概念場(chǎng)景的分析主要包括兩個(gè)步驟，首先需要構(gòu)建概念場(chǎng)景，該場(chǎng)景下所包含的產(chǎn)品為理想化的產(chǎn)品，該產(chǎn)品可以滿足用戶的各個(gè)需求，即概念場(chǎng)景下不需要考慮產(chǎn)品能否滿足用戶需求，只需要考慮用戶使用產(chǎn)品的目的、步驟等以及產(chǎn)品對(duì)應(yīng)需要具備的功能。當(dāng)用戶場(chǎng)景和概念場(chǎng)景構(gòu)建完成以后，則可以進(jìn)行兩種場(chǎng)景的對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)品的潛在問(wèn)題以及用戶的潛在需求。

女性智能駕駛鞋設(shè)計(jì)初期需要構(gòu)建用戶場(chǎng)景 （見圖2）。用戶場(chǎng)景為一段連續(xù)且完整的用戶—產(chǎn)品交互過(guò)程，又可以進(jìn)一步分為場(chǎng)景A1、A2、A3等，用戶動(dòng)作可以進(jìn)一步分解為B1、B2、B3等。假設(shè)A為用戶場(chǎng)景，可以認(rèn)為Ai（i=1，2，3，…，N）為場(chǎng)景化設(shè)計(jì)中的子場(chǎng)景，每一個(gè)子場(chǎng)景可以理解為場(chǎng)景片段，而場(chǎng)景片段與時(shí)間的流動(dòng)密不可分。因此片斷性和時(shí)間性密不可分，片斷是時(shí)間流的節(jié)點(diǎn)，體現(xiàn)在時(shí)間幀上 （鏡頭），可以理解為用戶使用產(chǎn)品的過(guò)程，進(jìn)而可以理解為用戶與產(chǎn)品進(jìn)行交互前、交互中、交互后3個(gè)階段；具體性體現(xiàn)在每一個(gè)階段或每一段鏡頭用戶與產(chǎn)品進(jìn)行交互的過(guò)程中都存在詳盡的動(dòng)作集合，比如用戶在使用駕駛鞋的過(guò)程中，需要穿著駕駛鞋并且在油門和剎車間來(lái)回切換，離開駕駛室時(shí)駕駛鞋要方便脫下，換下日常穿著的鞋子。

圖2 用戶場(chǎng)景

從上述兩個(gè)用戶場(chǎng)景即可得出用戶使用駕駛鞋過(guò)程中要求其不硌腳、方便穿脫、鞋底不能太厚等。因此，將用戶場(chǎng)景按照交互過(guò)程 （時(shí)間流）進(jìn)行結(jié)構(gòu)，可以得出較為完整的用戶需求，進(jìn)而指導(dǎo)下一步的概念場(chǎng)景構(gòu)建。

明確場(chǎng)景中的用戶群體，以此對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行訪談和觀察，并從空間、用戶、動(dòng)作幾個(gè)方面組成用戶行為流程來(lái)構(gòu)建概念場(chǎng)景，同時(shí)確定典型用戶群體,歸納他們的行為痛點(diǎn)，并以此來(lái)總結(jié)用戶需求及對(duì)需求進(jìn)行層級(jí)劃分。產(chǎn)品概念場(chǎng)景(見圖3)的構(gòu)建一般基于用戶場(chǎng)景中痛點(diǎn)和需求分析，構(gòu)建的目的是建立一個(gè)理想化的產(chǎn)品便于設(shè)計(jì)分析用戶需求。 概念場(chǎng)景包含設(shè)計(jì)場(chǎng)景中的主要組成部分即用戶、空間、動(dòng)作、手段、價(jià)值、銜接幾方面,通過(guò)整合各要素來(lái)形成解決方案,以建立產(chǎn)品與用戶之間的交互和信息流通。

圖3 概念場(chǎng)景

設(shè)計(jì)場(chǎng)景 （見圖4）中包含了兩方面因素：一方面是人物、使用背景和使用情節(jié),這其中人物為用戶角色,使用背景是產(chǎn)品的使用空間，情節(jié)則是用戶使用產(chǎn)品時(shí)所發(fā)生的動(dòng)作，另一方面是產(chǎn)品的功能、技術(shù)和交互。產(chǎn)品的功能直接體現(xiàn)著產(chǎn)品的價(jià)值,技術(shù)是實(shí)現(xiàn)功能的手段,交互則是產(chǎn)品功能與用戶動(dòng)作之間的銜接?？偠灾O(shè)計(jì)場(chǎng)景從要素角度解讀，一方面包含產(chǎn)品屬性中的功能、交互和技術(shù)，也包含人與產(chǎn)品共同形成的故事；從“設(shè)計(jì)場(chǎng)景”詞語(yǔ)本身解讀，設(shè)計(jì)場(chǎng)景即用戶與產(chǎn)品交互過(guò)程中的場(chǎng)景，該場(chǎng)景下用戶需求存在兩種狀態(tài)，分別為需求未被滿足 （現(xiàn)有用戶場(chǎng)景）和需求被滿足 （概念場(chǎng)景）。

圖4 設(shè)計(jì)場(chǎng)景

三、基于場(chǎng)景化方法的女性智能駕駛鞋需求提取

3.1 用戶場(chǎng)景分析與需求挖掘

通過(guò)對(duì)85名女性駕駛者的問(wèn)卷調(diào)查，有超過(guò)50%的駕駛者開車主要目的是上下班通勤，且駕駛時(shí)間在30～60 min之內(nèi)的人數(shù)比例約為80%，由于長(zhǎng)時(shí)間開車,多數(shù)女司機(jī)會(huì)自帶平底鞋用于駕駛。針對(duì)受訪者問(wèn)卷的分析可以構(gòu)建出以下用戶場(chǎng)景如圖5所示。

圖5 用戶場(chǎng)景

從用戶場(chǎng)景分析中可以發(fā)現(xiàn)，大部分女性司機(jī)在駕車前后階段主要經(jīng)歷前往車輛、進(jìn)入車輛、駕駛車輛、到達(dá)目的地、步行前往目的地這樣若干空間場(chǎng)景,其中的動(dòng)作有換取鞋子、踩踏板、步行和其他相關(guān)動(dòng)作?；趯?duì)用戶場(chǎng)景的分析及對(duì)部分用戶的訪談,得出女性司機(jī)在駕駛中遇到由鞋子所帶來(lái)的問(wèn)題,即女性對(duì)于駕駛鞋的主要需求如圖6所示。

圖6 駕駛鞋主要需求

3.2 概念場(chǎng)景解構(gòu)

在用戶場(chǎng)景分析的基礎(chǔ)上得到了主要的駕駛鞋需求點(diǎn),以女性駕駛者為典型用戶群體,建立“用戶—產(chǎn)品—場(chǎng)景”中各要素交互系統(tǒng)如圖7所示。

圖7 概念場(chǎng)景解構(gòu)

女性智能駕駛鞋交互系統(tǒng)以用戶、駕駛鞋、駕車相關(guān)場(chǎng)景等要素組成。駕駛鞋將作為用戶與場(chǎng)景元素進(jìn)行交互的媒介,同時(shí)智能化的功能以滿足用戶對(duì)于健康、駕駛過(guò)程中需求等。 以該交互系統(tǒng)為基礎(chǔ),以概念場(chǎng)景6個(gè)組成部分為依據(jù)進(jìn)行女性智能駕駛鞋概念場(chǎng)景的構(gòu)建。

從概念場(chǎng)景中可發(fā)現(xiàn),在智能技術(shù)和鞋品自身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,駕車前后階段駕車人在不同空間中的動(dòng)作可以通過(guò)語(yǔ)音、踩踏以及手勢(shì)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)功能要素之間的銜接 （見圖8）。

圖8 女性智能駕駛鞋概念場(chǎng)景

3.3 女性駕駛鞋需求歸納

概念場(chǎng)景構(gòu)建完成后,與圖5的用戶場(chǎng)景做對(duì)比，可以綜合得出用戶對(duì)于智能駕駛鞋的需求點(diǎn) （見圖9）以及智能駕駛鞋的設(shè)計(jì)點(diǎn)（見圖10）。概念場(chǎng)景中涉及到用戶與場(chǎng)景要素交互的過(guò)程,其中無(wú)線傳輸和語(yǔ)音模塊用于“用戶—駕駛鞋—其他移動(dòng)設(shè)備—數(shù)據(jù)服務(wù)”各個(gè)要素間的數(shù)據(jù)傳輸,足底的傳感器用于健康和足態(tài)的監(jiān)測(cè),定位功能由定位導(dǎo)航模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖9 痛點(diǎn)整理

圖10 女性智能駕駛鞋設(shè)計(jì)點(diǎn)

四、基于遺傳算法的女性智能駕駛鞋設(shè)計(jì)方法及案例應(yīng)用

4.1 鞋品要素解構(gòu)以及最優(yōu)設(shè)計(jì)點(diǎn)

場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法的主要作用在于構(gòu)建用戶場(chǎng)景、概念場(chǎng)景，用于導(dǎo)出用戶需求及對(duì)應(yīng)痛點(diǎn)，而其后的駕駛鞋設(shè)計(jì)要素即對(duì)應(yīng)了場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法導(dǎo)出的用戶痛點(diǎn)。通過(guò)用戶場(chǎng)景發(fā)掘需求和概念場(chǎng)景來(lái)構(gòu)建駕駛鞋設(shè)計(jì)要素和特征之后,需要對(duì)概念進(jìn)行視覺化。鞋品特征主要包含了鞋面、鞋幫、鞋底3個(gè)部分,其對(duì)應(yīng)的材料、色彩、工藝等可以作為鞋品的設(shè)計(jì)要素。由于駕駛鞋的設(shè)計(jì)要素較多且鞋類的設(shè)計(jì)風(fēng)格 （色彩和造型）較多（見圖11），以及每個(gè)要素具有一定的關(guān)聯(lián)且每個(gè)要素對(duì)于用戶需求滿足性的主觀評(píng)分不同，為了得到在用戶需求滿足性評(píng)分達(dá)到最優(yōu)時(shí) （盡可能被滿足時(shí)）駕駛鞋設(shè)計(jì)要素的最優(yōu)解，采用遺傳算法進(jìn)行最為合適。

圖11 駕駛鞋要素解構(gòu)

遺傳算法需要經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)特征的編碼與初始化來(lái)生成種群、計(jì)算種群適應(yīng)度、進(jìn)行遺傳復(fù)制、交叉和變異、選取優(yōu)勢(shì)種群5個(gè)主要步驟。本研究引入遺傳程序設(shè)計(jì)算法的編碼方法,這一方法是由Koza在1992年提出。利用遺傳算法首先需要對(duì)設(shè)計(jì)特征進(jìn)行解構(gòu)并編碼,因此需要先設(shè)定一個(gè)函數(shù)集F(S)和端點(diǎn)集N(S),通過(guò)函數(shù)集和端點(diǎn)集中元素構(gòu)成分層編碼結(jié)構(gòu)[15]。函數(shù)集的層級(jí)要高于端點(diǎn)集且可以影響其中的元素,在駕駛鞋設(shè)計(jì)中選取函數(shù)集

F(S)={F1， F2， …， Fi， …， Fn}，F(xiàn)i代表鞋子的組成部分,比如F(S)={鞋面，鞋底，鞋幫，…，大括號(hào),端點(diǎn)集則為鞋子組成部分Fi的具體細(xì)節(jié),比如N(S)={底紋形狀，鞋面材質(zhì)，斜面色彩，底紋材質(zhì)，…}。

令S=F(S)∪N(S)作為包含函數(shù)集與端點(diǎn)集的并集,以此生成一個(gè)個(gè)體,如圖12所示。

圖12 駕駛鞋要素的多樣性

函數(shù)集F1鞋面的特征細(xì)節(jié)通過(guò)鞋面色彩和另一個(gè)函數(shù)集F2(材質(zhì))來(lái)體現(xiàn),F2的特征又由兩種材質(zhì)來(lái)體現(xiàn)。故該鞋面?zhèn)€體的編碼串可寫為F1(F2(天然材質(zhì)，人造材質(zhì))，單一色彩)。

通過(guò)這種構(gòu)建方法可以構(gòu)建出諸如鞋底、鞋幫等主要個(gè)體編碼串，從而形成一個(gè)初始種群。通過(guò)種群適應(yīng)度的計(jì)算可以評(píng)價(jià)種群的優(yōu)劣,其對(duì)應(yīng)具體鞋子設(shè)計(jì)優(yōu)化模型中的目標(biāo)函數(shù),每個(gè)設(shè)計(jì)個(gè)體的適應(yīng)度以鞋子的組成部分為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算并通過(guò)如下方式來(lái)表示：

式中，δi表示第i個(gè)設(shè)計(jì)個(gè)體的適應(yīng)度,Y表示該設(shè)計(jì)個(gè)體,該設(shè)計(jì)個(gè)體由N1,N2等多個(gè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)組成,具體適應(yīng)度值可通過(guò)對(duì)鞋子設(shè)計(jì)元素的調(diào)研數(shù)據(jù)結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算得出。比如δ1(F1(鞋面材質(zhì)),鞋面)=0.5,整個(gè)鞋子設(shè)計(jì)個(gè)體的適應(yīng)度大小通過(guò)下面公式計(jì)算，根據(jù)前期調(diào)研用戶以及鞋類樣本的篩選，可以得出用戶需求對(duì)應(yīng)權(quán)重值和每個(gè)鞋類樣本在每個(gè)用戶需求下的評(píng)分，進(jìn)而結(jié)合數(shù)量化一類理論完成適應(yīng)度函數(shù)的構(gòu)建：

式中，Wi為每個(gè)設(shè)計(jì)特征的權(quán)重值。遺傳復(fù)制的目的是為了提高群體的平均適應(yīng)度值[15],從父代群體中運(yùn)用輪盤賭選擇方式選擇編碼串復(fù)制到子代群體中,然后通過(guò)交叉產(chǎn)生新的子代,交叉前會(huì)選取父代編碼串中選取交叉點(diǎn),交叉點(diǎn)的位置是由預(yù)設(shè)的交叉概率來(lái)決定。如圖13的交叉過(guò)程,交叉前兩個(gè)父代方案?jìng)€(gè)體在約束條件下按交叉概率確定交叉點(diǎn),交叉點(diǎn)下方的代碼串彼此交換從而轉(zhuǎn)變成兩個(gè)新的個(gè)體。

圖13 父代交叉示例

圖13中1，2兩個(gè)父代方案經(jīng)交叉之后生成3，4兩個(gè)子代方案。 交叉后種群在算法的作用下產(chǎn)生變異,從而保證算法最優(yōu)解具有全局性。變異的過(guò)程通常是采用其他函數(shù)集或者端點(diǎn)集來(lái)替代子代中的某個(gè)對(duì)應(yīng)集合。利用Matlab工具箱中的遺傳算法,設(shè)置好種群數(shù)(Pop-Size)、遺傳代數(shù)(Gen)、交叉概率 (Pc)、突變概率(Pm),種群數(shù)為初始種群中方案的個(gè)數(shù),遺傳代數(shù)、交叉概率和變異概率根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)定,算法最終會(huì)輸出最優(yōu)的個(gè)體編碼,解碼后可得不同設(shè)計(jì)特征,將其組合成為一個(gè)理想的設(shè)計(jì)模型。 每個(gè)設(shè)計(jì)特征編碼如表1所示,通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)要素的組合可以得到設(shè)計(jì)元素的初始種群。根據(jù)實(shí)際取初始種群數(shù)為10,遺傳代數(shù)為500,交叉概率和突變概率各為0.8,0.03。最終的設(shè)計(jì)組合為:

表1 設(shè)計(jì)特征編碼

算法過(guò)程中迭代演示如圖14所示。

圖14 迭代演示

4.2 女性智能駕駛鞋設(shè)計(jì)策略提出

根據(jù)3.3小節(jié)提出的女性智能駕駛鞋需求以及4.1小節(jié)提出的鞋品設(shè)計(jì)要素的最佳組合方案，基于算法優(yōu)化結(jié)果，可以得出駕駛鞋的主要設(shè)計(jì)要素，并以此作為方案設(shè)計(jì)框架?？紤]到方案設(shè)計(jì)各要素的具體設(shè)計(jì)并非孤立設(shè)計(jì)，其會(huì)與其他一些因素彼此間產(chǎn)生影響。通過(guò)對(duì)前文研究的綜合歸納，可以發(fā)現(xiàn)，各個(gè)設(shè)計(jì)要素主要與功能需求因素、用戶需求要素以及現(xiàn)實(shí)因素有關(guān)聯(lián)。綜上所述，女性智能駕駛鞋的通用設(shè)計(jì)策略如圖15所示。

圖15 女性智能駕駛鞋設(shè)計(jì)策略

根據(jù)上文提出的最優(yōu)設(shè)計(jì)組合，在女性智能駕駛鞋的具體設(shè)計(jì)中：鞋面材質(zhì)上，牛皮最佳，牛皮是人們對(duì)于中高端產(chǎn)品的刻板印象，該要素可以提升產(chǎn)品的整體品質(zhì)感；鞋面色彩上，選擇雙色混合，該應(yīng)用策略也表明女性群體對(duì)于活力、年輕化產(chǎn)品的追求，雙色混合的鞋品符合大多數(shù)人的審美；鞋面工藝上，選擇膠粘；鞋面造型上，選擇曲線和魔術(shù)貼組合，駕駛鞋存在方便的穿脫需求，故魔術(shù)貼最為符合；鞋幫材質(zhì)上選擇EVA X51；鞋幫厚度上，中等高度為宜，合適的鞋幫高度利于減輕鞋品使用過(guò)程產(chǎn)生的疲勞感；鞋幫工藝上，選擇模壓；鞋幫顏色上，采用單色，鞋幫表面積較小，過(guò)于花哨不符合鞋品“色彩淡雅”的需求；鞋底材質(zhì)選擇EVA X91；鞋底樣式上，除了嵌入式的鞋底不太合適以外，其余3種鞋底樣式均可；鞋底工藝模壓最佳。

除了以上以女性智能駕駛鞋要素構(gòu)建的設(shè)計(jì)策略外，用戶需求也應(yīng)當(dāng)被考慮，尤其是除了鞋類產(chǎn)品以外的享樂(lè)性因素如鞋品智能化指標(biāo)，目的是為了給用戶提供基礎(chǔ)的鞋類功能以外，提升產(chǎn)品細(xì)節(jié)，展示產(chǎn)品對(duì)于用戶多方面、細(xì)微關(guān)懷。

4.3 女性智能駕駛鞋設(shè)計(jì)案例

根據(jù)設(shè)計(jì)策略，最終的女性智能駕駛鞋設(shè)計(jì)方案如圖16所示。駕駛鞋整體為可拆卸式設(shè)計(jì),便于攜帶。 后跟處的“一腳蹬”設(shè)計(jì)可以方便穿脫，鞋底前腳掌采用塊狀設(shè)計(jì)便于踩踏,后跟處的點(diǎn)狀和片狀波浪條紋便于支撐后腳跟,鞋底的EVA材質(zhì)在保證腳底舒適度的同時(shí)可以防止打滑。

圖16 女性智能駕駛鞋設(shè)計(jì)方案

駕駛鞋的智能功能除了鞋墊上的傳感器用于監(jiān)測(cè)生理數(shù)據(jù)，位于魔術(shù)貼上的智能通訊元件則可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,該原件可以摘下戴在手腕上便于司機(jī)尋找車輛位置以及實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音交互功能,如圖17所示。

圖17 智能駕駛鞋上的智能元件設(shè)計(jì)

五、結(jié) 語(yǔ)

首先，本研究以場(chǎng)景化理論為依據(jù),提出了一種女性智能駕駛鞋設(shè)計(jì)策略。該方法通過(guò)構(gòu)建用戶場(chǎng)景來(lái)發(fā)掘用戶需求、構(gòu)建概念場(chǎng)景來(lái)明確智能產(chǎn)品功能要素和交互屬性,使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)策略具有一定普適性。其次，研究以女性智能駕駛鞋的設(shè)計(jì)策略為驗(yàn)證,以場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法為依據(jù),通過(guò)訪談問(wèn)卷、用戶行為研究等方法對(duì)女性駕駛者在駕車前后階段的行為特點(diǎn)進(jìn)行梳理,構(gòu)建包含用戶、行為、背景空間的用戶場(chǎng)景,從中挖掘用戶需求。基于用戶場(chǎng)景下的需求建立概念場(chǎng)景,用于生成駕駛鞋功能與交互過(guò)程，并作為策略提出的主要依據(jù)。總的來(lái)說(shuō)，遺傳算法分析的適應(yīng)度函數(shù)從用戶體驗(yàn)評(píng)分而來(lái)，用戶體驗(yàn)評(píng)分基于用戶訪談、問(wèn)卷等調(diào)研中利用量表和層次分析法 （AHP）對(duì)需求進(jìn)行評(píng)級(jí)得出，這種結(jié)合定性和定量分析的基于用戶體驗(yàn)的駕駛鞋設(shè)計(jì)策略可以為產(chǎn)業(yè)實(shí)踐提供用戶洞察思路和產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路。

本研究提出了一種智能產(chǎn)品的場(chǎng)景化設(shè)計(jì)方法,將在后續(xù)研究中進(jìn)一步完善以下方面：一方面，依照本研究提出的方法和流程,案例產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)雖具有一定的完成度,但缺少在實(shí)際場(chǎng)景中獲取來(lái)自研究群體的真實(shí)評(píng)測(cè)。受限于鞋類產(chǎn)品的生產(chǎn)模式與特點(diǎn),現(xiàn)階段無(wú)法實(shí)施實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的試制,所以計(jì)劃在后續(xù)研究中進(jìn)行可穿戴模型驗(yàn)證，并與產(chǎn)業(yè)工程師積極溝通，進(jìn)一步完善女性智能駕駛鞋設(shè)計(jì)策略。另一方面,智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案生成方法的選擇具有局限性,雖然本研究案例中采用定性和定量的方法且遺傳算法對(duì)于用戶體驗(yàn)最大評(píng)分下的最優(yōu)解具有客觀性,但不同的方法所呈現(xiàn)方案的最終結(jié)果會(huì)有差異。因此,針對(duì)方案設(shè)計(jì)方法選擇的研究還需深入。