基于感性工學(xué)的物探人員失溫防護(hù)設(shè)備設(shè)計(jì)研究

南華大學(xué) 鄭震

澳門(mén)城市大學(xué) 康紅娜（通信作者）

在野外物探工作中，物探人員需要面臨極端天氣，以及叢林生物蛇、蟻、野豬等危險(xiǎn)生物。而近兩年地質(zhì)行業(yè)備受關(guān)注的話(huà)題就是野外物探工作人員的失溫防護(hù)。失溫現(xiàn)象其實(shí)離我們并不遠(yuǎn)，近年來(lái)，各地因?yàn)槭貙?dǎo)致的野外事故屢見(jiàn)不鮮，血的事實(shí)給我們敲響了警鐘。對(duì)于物探人員來(lái)說(shuō)失溫防護(hù)是生命安全的保障，也是保障物探行業(yè)發(fā)展的前提和關(guān)鍵，同時(shí)國(guó)家也出臺(tái)了相關(guān)的政策，保障了地質(zhì)人員的安全[1]。

1 感性工學(xué)概述

感性工學(xué)是日本設(shè)計(jì)學(xué)界的一種設(shè)計(jì)新思路，由長(zhǎng)町三生提出，將人的感性需求轉(zhuǎn)譯為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一種研究方法。通過(guò)用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的感性回饋進(jìn)行設(shè)計(jì)分析及設(shè)計(jì)定位，并結(jié)合產(chǎn)品的功能、造型和用戶(hù)的喜好，實(shí)現(xiàn)將感性與工程相結(jié)合[2]。

感性工學(xué)在情感化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)獲取用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品屬性的感性意象，整合分析用戶(hù)意向與產(chǎn)品功能，最終完成感性策略方案。感性工學(xué)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，主要分為前向定性推論式、前向定量推論式及逆向式三類(lèi)。定性推論手法的感性工學(xué)，以劃分層次的方法，在已知用戶(hù)情感期望的前提下，對(duì)感性詞匯進(jìn)行逐次的分解轉(zhuǎn)化，成為設(shè)計(jì)所需的定性元素[3]。

2 物探人員失溫防護(hù)設(shè)備概述

目前，在我們國(guó)家對(duì)于物探個(gè)人防護(hù)產(chǎn)品與救助工具系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)的研究并沒(méi)有得到一定的重視，同時(shí)現(xiàn)有的物探防護(hù)裝備主要以應(yīng)對(duì)氣候變化為主，此類(lèi)產(chǎn)品屬于保障人身安全、防止事故發(fā)生的基本設(shè)備。我們國(guó)家的絕大多數(shù)礦區(qū)分布情況復(fù)雜，有綿延不絕的高山，有視野遼闊的平原，其中不免存在著作業(yè)環(huán)境惡劣、昏暗潮濕、地形狹窄、氣候多變的情況，物探人員在山里迷失的情況時(shí)有發(fā)生，而一些中大型勘探局配備的保溫設(shè)備很少被攜帶進(jìn)山，強(qiáng)制攜帶反而成為工作中的一種負(fù)擔(dān)。因此，大部分的物探人員只是簡(jiǎn)單地戴好必備的工具進(jìn)山，及時(shí)在太陽(yáng)落山之前返回基地。這也體現(xiàn)出物探防護(hù)類(lèi)產(chǎn)品種類(lèi)的稀缺，另一方面也反映出我國(guó)目前防護(hù)設(shè)備缺乏感性的研究和思考。

我國(guó)現(xiàn)有的防護(hù)類(lèi)設(shè)備很少關(guān)注野外物探生產(chǎn)工作中的感性需求，在惡劣的工作環(huán)境下，野外物探人員的情感意象屬于物探防護(hù)的一個(gè)重要因素，大部分在職人員普遍認(rèn)為該行業(yè)需要吃苦而忽略了情感需求。因此，員工自己在工作的過(guò)程中面對(duì)惡劣天氣往往忽視其可能會(huì)產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，最終導(dǎo)致悲劇的發(fā)生。在學(xué)術(shù)界里，相關(guān)的論文文獻(xiàn)的研究對(duì)象主要以防護(hù)材料和工藝的改進(jìn)為主，對(duì)于個(gè)人防護(hù)的文獻(xiàn)雖然不少[4]，卻鮮有對(duì)野外物探人員的感性策略進(jìn)行研究的，缺少產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)野外物探人員的感性關(guān)懷。

3 基于感性工學(xué)的物探人員失溫防護(hù)設(shè)備設(shè)計(jì)流程

3.1 確定樣本

針對(duì)物探失溫防護(hù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)物探防護(hù)設(shè)備進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，調(diào)查以電子問(wèn)卷形式為主。首先對(duì)市面中的物探防護(hù)裝備進(jìn)行了初步的分類(lèi)，查找目前市面上安全防護(hù)類(lèi)的裝備產(chǎn)品，將篩選的40 款設(shè)備作為實(shí)驗(yàn)樣本，并對(duì)其中8 款具有代表性的熱銷(xiāo)產(chǎn)品作為研究對(duì)象（見(jiàn)圖1）。在選擇樣本時(shí)，防護(hù)產(chǎn)品種類(lèi)需要多樣化，通過(guò)不同類(lèi)型的防護(hù)并提煉出最適合野外物探人員的感性詞匯。并針對(duì)物探人員設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷，收集使用者對(duì)防護(hù)產(chǎn)品的屬性感要求，以受測(cè)者對(duì)防護(hù)設(shè)備的外觀感覺(jué)、使用感覺(jué)、交互和功能需求為主，最終提出符合需求的產(chǎn)品方案。通過(guò)對(duì)調(diào)查問(wèn)卷的問(wèn)答結(jié)果進(jìn)行整理，了解這8 個(gè)產(chǎn)品樣本在感性上的強(qiáng)弱程度。

圖1 8 款熱銷(xiāo)個(gè)人防護(hù)類(lèi)產(chǎn)品

3.2 感性詞匯篩選

通過(guò)查詢(xún)個(gè)體防護(hù)雜志、了解物探防護(hù)資料，以及對(duì)地質(zhì)人員的線(xiàn)下訪(fǎng)談等方式列舉出基于物探失溫防護(hù)相關(guān)的感性詞組，并對(duì)這些詞匯以物探個(gè)人相關(guān)性進(jìn)行排序。整理出86 個(gè)形容詞，通過(guò)初步的篩選，對(duì)86 個(gè)詞匯按照含義進(jìn)行初步的分類(lèi)和歸納，得到48 個(gè)感性形容詞。

將48 個(gè)感性詞匯制作成調(diào)查問(wèn)卷，首先將48 個(gè)感性詞匯進(jìn)行分組，分別從造型、材質(zhì)和交互三個(gè)方面進(jìn)行調(diào)查問(wèn)卷，分別提取最具代表性的前三個(gè)詞組作為造型、材質(zhì)和交互的代表詞匯。從造型、色彩、交互三個(gè)方面同時(shí)進(jìn)行投票評(píng)估，將所得數(shù)據(jù)整理和篩選出最貼近的六組代表性的感性意象詞匯對(duì)，即形態(tài)：輕便—笨重、簡(jiǎn)潔—復(fù)雜；材質(zhì)：牢固—易壞、舒適—難受；交互：靈敏—遲鈍、有效—無(wú)用。

3.3 樣本感性測(cè)量

檢驗(yàn)這些感性詞語(yǔ)與設(shè)計(jì)要素的相關(guān)性，以獲取正確的感性意向信息。首先對(duì)從業(yè)者進(jìn)行調(diào)查研究，了解他們的需求。對(duì)用戶(hù)進(jìn)行的調(diào)查采用七級(jí)語(yǔ)義差分法，建立七級(jí)語(yǔ)義差分量表，采用6 個(gè)實(shí)驗(yàn)樣本，6 對(duì)感性詞組。發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷后，讓調(diào)查者通過(guò)自身對(duì)產(chǎn)品的感受和體驗(yàn)，給6 份實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行評(píng)分[5]。用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的感性評(píng)價(jià)以不同程度對(duì)應(yīng)詞匯來(lái)表示，如：“輕便—笨重”，通過(guò)主觀打分得到相應(yīng)的感性分值，對(duì)應(yīng)-3、-2、-1、0、1、2、3。此次問(wèn)卷邀請(qǐng)了80 位野外工作人員參與調(diào)查。

運(yùn)用感性詞匯篩選問(wèn)卷，是依靠樣本來(lái)進(jìn)行的，目的是結(jié)合樣本與感性詞組，以此求得代表性樣本的感性意象數(shù)值，在通過(guò)對(duì)意向數(shù)值求平均值計(jì)算之后，得到各樣本的感性意象值的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表（見(jiàn)表1），根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，以樣本數(shù)量為橫軸，以感性詞匯對(duì)應(yīng)分值為豎軸，繪制出相對(duì)應(yīng)的意象尺度圖（見(jiàn)圖2）。意象尺度圖的類(lèi)別需要有明確的顏色區(qū)分開(kāi)來(lái)，并且能夠體現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化特征，這對(duì)之后的策略方案的評(píng)價(jià)中可以有更加直接、更加具體、更加完善地解說(shuō)，并且在后續(xù)的產(chǎn)品方案選擇中具有非常重要的作用。由表2 可知，各個(gè)對(duì)立感性詞匯的詞組評(píng)價(jià)都為正數(shù)，可以看出在“輕便”“有效”“牢固”“舒適”“靈敏”和“簡(jiǎn)潔”的詞組中都對(duì)產(chǎn)品有正向的作用，而不同的產(chǎn)品給用戶(hù)的感受也不同，因此意向圖的波動(dòng)也存在偏差，但是所有的產(chǎn)品都服務(wù)于個(gè)體防護(hù)。即不同樣本之間的相關(guān)系數(shù)，例如其中“輕便”和“有效”得分優(yōu)勢(shì)明顯，可以證明在所有的防護(hù)類(lèi)產(chǎn)品中，輕便和有效是最受用戶(hù)歡迎的感性需求。

表1 感性詞匯意向量表

圖2 意向尺度圖

表2 樣本數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果

3.4 回歸模型分析與診斷

模型的擬合程度主要由標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)值判斷，通常來(lái)講，在模型的擬合度評(píng)價(jià)指標(biāo)中，標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)于數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)非常重要，其反映的是一個(gè)數(shù)據(jù)群的離散程度。如果說(shuō)一個(gè)數(shù)據(jù)群的標(biāo)準(zhǔn)偏差非常小，則可以證明這些數(shù)值相較于平均值之間的差距就非常小，表明這個(gè)數(shù)據(jù)群所刻畫(huà)出的擬合效果符合預(yù)期目標(biāo)，結(jié)論越接近理想狀態(tài)，說(shuō)明兩個(gè)變量之間存在著線(xiàn)性關(guān)系，并且數(shù)據(jù)越低，該線(xiàn)性越可靠，即該組樣本的數(shù)據(jù)更貼合所對(duì)應(yīng)的感性詞匯。相反，如果標(biāo)準(zhǔn)差值的值不但不趨近于0，反而向1 靠近，則說(shuō)明該組數(shù)據(jù)的擬合程度差，與感性詞匯的貼合程度不高，無(wú)法證明變量之間存在著線(xiàn)性關(guān)系，不適宜采用[6]。根據(jù)回歸分析模型數(shù)據(jù)可以得出，從表3 中的標(biāo)準(zhǔn)差值可看出組件3（即“易壞的—牢固的”）中感性詞匯對(duì)個(gè)人防護(hù)設(shè)備材質(zhì)設(shè)計(jì)影響較大，關(guān)于形態(tài)由組件2 比組件1 的標(biāo)準(zhǔn)差值更低，即“復(fù)雜的—簡(jiǎn)潔的”；而交互設(shè)計(jì)組件5 與組件6 中，組件5“遲鈍的—靈敏的”標(biāo)準(zhǔn)差值更低，代表其數(shù)據(jù)更理想。

表3 感性詞匯意向量表

3.5 造型提取

首先解讀感性意象尺度圖得出的意象詞匯，得到最具用戶(hù)認(rèn)為代表個(gè)人防護(hù)裝備的感性詞匯，再對(duì)這些意象詞匯進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)要素的轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化的時(shí)候需要對(duì)詞匯進(jìn)行合理分析，與設(shè)計(jì)中的物理量有效合理地結(jié)合，最后得出共同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要素，并確定其風(fēng)格的整體感。通過(guò)對(duì)形態(tài)、材質(zhì)、交互三種類(lèi)型的意象尺度圖分析，用戶(hù)對(duì)物探防護(hù)類(lèi)產(chǎn)品的情感需求傾向存在以下結(jié)論：

1）形態(tài)方面。由于數(shù)據(jù)的平均值都為正值，表明用戶(hù)對(duì)于簡(jiǎn)潔和輕便的產(chǎn)品更為喜愛(ài)。而由方差和標(biāo)準(zhǔn)值可以看出，簡(jiǎn)潔的產(chǎn)品在整體的離散程度更低。由此可知，用戶(hù)偏愛(ài)簡(jiǎn)約、硬朗的防護(hù)類(lèi)產(chǎn)品形態(tài)，具有現(xiàn)代極簡(jiǎn)主義風(fēng)格的產(chǎn)品外形會(huì)更能被用戶(hù)接受。

2）材質(zhì)方面。各個(gè)樣本平均值都為正值，表示在材質(zhì)搭配方面，用戶(hù)對(duì)于牢固和舒適的材質(zhì)都表示更為喜歡。同時(shí)，二者的方差和標(biāo)準(zhǔn)差的差距并不是特別大，因此可以看出用戶(hù)對(duì)兩者的喜歡都比較均勻。

3）交互方面。同樣樣本統(tǒng)一都為正值，表明靈活的和有效的交互方式更受用戶(hù)喜愛(ài)。相比于有效的交互，靈敏的交互的離散程度在表格中更加集中。由此可知，用戶(hù)更加喜歡靈敏、危險(xiǎn)情況下反應(yīng)迅速的產(chǎn)品。

根據(jù)以上觀點(diǎn)，產(chǎn)品分析結(jié)論如下：（1）便捷性。物探防護(hù)類(lèi)產(chǎn)品作為野外工作中的附屬設(shè)備，需要降低使用者在野外環(huán)境中的負(fù)重，同時(shí)保護(hù)物探人員的安全。（2）穩(wěn)固性。野外環(huán)境復(fù)雜多樣，防護(hù)產(chǎn)品的牢固及耐磨性對(duì)于材質(zhì)的要求十分重要，因此無(wú)論是金屬卡扣還是面料材質(zhì)，都需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格地篩選。（3）舒適性。長(zhǎng)時(shí)間的野外運(yùn)動(dòng)需要保證產(chǎn)品的舒適性，并符合人機(jī)工程學(xué)。（4）及時(shí)性。對(duì)于一些安全事故的發(fā)生，往往是在很短的時(shí)間內(nèi)，這就要求防護(hù)產(chǎn)品做到及時(shí)有效，能夠在物探人員收到危害時(shí)及時(shí)做出反應(yīng)或者發(fā)出求救信號(hào)。

通過(guò)對(duì)用戶(hù)喜好的分析，將物探失溫防護(hù)作為一級(jí)詞匯，其中并未有任何其他的細(xì)部設(shè)計(jì)。接著將一級(jí)詞匯劃分出子詞匯，如防護(hù)裝備可劃分出舒適性、便捷性、穩(wěn)固性和有效性四個(gè)詞匯作為二級(jí)詞匯。再將二級(jí)詞匯劃分出三級(jí)詞匯，如此經(jīng)由不斷分解的方法可以區(qū)分至N 次，最終獲得物探防護(hù)設(shè)計(jì)上的細(xì)節(jié)物理量。根據(jù)多次區(qū)分思考，歸納為主要3 個(gè)項(xiàng)目，即功能、色彩和交互方面的細(xì)節(jié)表現(xiàn)和設(shè)計(jì)元素（如圖3）。

圖3 產(chǎn)品物理量詞匯分級(jí)圖

4 物探人員失溫防護(hù)設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)踐

4.1 設(shè)計(jì)定位

功能元素定位：根據(jù)對(duì)產(chǎn)品的功能分析，保證產(chǎn)品在野外物探防護(hù)中的有效性，可采用對(duì)物探人員的體溫監(jiān)測(cè)功能，GPS 衛(wèi)星實(shí)時(shí)定位及呼救功能，以保證物探人員在野外工作中能夠及時(shí)地避免自然災(zāi)害的發(fā)生。

造型元素定位：造型根據(jù)人體體溫的分布情況，采取體溫最集中的頸部，同時(shí)頸部的位置不增加物探工作人員的負(fù)擔(dān)。即以頸椎按摩儀為造型依據(jù)，將體溫測(cè)量片處于頸部位置，同時(shí)以人機(jī)工學(xué)的方法將造型與人體貼合，使其更加舒適貼合。

色彩元素定位：由于野外物探工作中，自然環(huán)境中的色彩千變?nèi)f化，大部分色彩都能被覆蓋，而物探防護(hù)類(lèi)的設(shè)備在野外需要具有一定的辨識(shí)度，因此采用最為明顯的工業(yè)白，以方便設(shè)備丟失之后的尋找。

交互定位：在交互方面，物探人員在進(jìn)山之前佩戴好儀器出發(fā)，同時(shí)打開(kāi)儀器，儀器內(nèi)部的后臺(tái)連接到終端，并且連接藍(lán)牙與手機(jī)對(duì)接，仔細(xì)對(duì)人體得狀態(tài)情況記錄和分析，簡(jiǎn)單快捷，同時(shí)準(zhǔn)確有效。

4.2 方案呈現(xiàn)

對(duì)物探失溫防護(hù)設(shè)備初步方案進(jìn)行手繪草圖分析，并選定工業(yè)白外觀主題的方案，配色為黑色和銀色為主。在確立方案之后運(yùn)用rhino 三維軟件對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行建模及渲染，構(gòu)建物探人員的使用場(chǎng)景，細(xì)化局部細(xì)節(jié)，最后使用油泥或3D 打印制作產(chǎn)品模型，三維渲染效果圖（見(jiàn)圖4）。

圖4 產(chǎn)品渲染效果圖

5 結(jié)語(yǔ)

文章以感性工學(xué)原理為方法，量化分析提取出產(chǎn)品的造型特征。首先分析野外物探人員對(duì)于野外物探防護(hù)類(lèi)產(chǎn)品的情感需求，通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷得到物探人員對(duì)于失溫防護(hù)類(lèi)產(chǎn)品的感性詞匯及樣本產(chǎn)品在該感性詞匯下的評(píng)分量表，由熱銷(xiāo)產(chǎn)品的代表性得出消費(fèi)者在該詞匯產(chǎn)品下的喜好程度。獲取到物探人員對(duì)失溫防護(hù)類(lèi)產(chǎn)品的主要感性詞匯之后，根據(jù)該詞匯做出針對(duì)性的分析討論。在不斷細(xì)化的策略分析后，設(shè)計(jì)出一套關(guān)于物探失溫的防護(hù)類(lèi)產(chǎn)品。這套方案既為野外物探失溫防護(hù)設(shè)備的感性需求提供了合理的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)也為個(gè)人防護(hù)類(lèi)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的研究提供了值得參考與借鑒的方法。