智慧廚房系統(tǒng)的適老化設計研究

程功 劉瑋

關鍵詞：智慧廚房 適老化 用戶研究 用戶需求 設計策略

引言

根據(jù)2000年第5次人口普查結果顯示，我國60歲以上人口有1.3億人，占總人口比例達10.33%[1]。根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年60周歲及以上人口為2.5億人，占總人口的比重為18.1%。目前我國社會呈現(xiàn)老齡人口數(shù)量越來越多，老齡化速度越來越快的趨勢，社會老齡化已經成為我國的一個基本國情[2]。新的時代背景下如何解決社會老齡化問題成為一個社會熱點。

人口老齡化勢必使得老年群體的消費占比不斷提升，這給智能設備的適老化帶來了一定的市場機會。信息社會背景下老年人身邊出現(xiàn)了越來越多的智能設備，這些設備功能更豐富，在一定程度上便利了人們的生活，但同時操作方式也更為復雜[3]對用戶的操作要求也更高。目前針對廚房的智能產品仍然很少，老年人作為廚房中最常見的使用者，依然面臨著廚房產品適老化設計缺失的問題。

一、智慧廚房系統(tǒng)

（一）智慧廚房系統(tǒng)的概念

智慧廚房系統(tǒng)是針對用戶在廚房環(huán)境內的整體需求，通過數(shù)據(jù)信息在智能設備間的互聯(lián)互通，實現(xiàn)廚房的智慧操作、智慧功能、智慧服務的系統(tǒng)性建設。數(shù)據(jù)時代背景下掀起了物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等高科技發(fā)展浪潮，應用終端從人與人之間的信息交互與通信到拓展到了人與物、物與人、物與物之間的溝通連接[4]。廚房作為家居環(huán)境中的飲食烹飪場所，也開始朝著自動化、智能化的方向發(fā)展，給人們在家居產品的體驗上帶來前所未有的變革。

（二）智慧廚房系統(tǒng)的構成

1.硬件系統(tǒng)：根據(jù)烹飪流程廚房可以分為儲存子系統(tǒng)、清洗子系統(tǒng)和烹飪子系統(tǒng)，這不僅是傳統(tǒng)廚房核心構成部分，也是智慧廚房系統(tǒng)最基礎的功能。除了儲存、清洗、烹飪這三大子系統(tǒng)外，智慧廚房中還要有良好的照明子系統(tǒng)、通風子系統(tǒng)。圖1中展示了廚房系統(tǒng)中常見的硬件產品，廚房環(huán)境中所有硬件產品組成了廚房內的硬件系統(tǒng)。烹飪系統(tǒng)中硬件產品有燃氣灶、油煙機、炊具等;儲存系統(tǒng)主要有冰箱、櫥柜、置物架等;清洗系統(tǒng)主要有水槽、熱水器、水龍頭等。智慧廚房與傳統(tǒng)廚房的產品系統(tǒng)有著明顯的延續(xù)性，廚電類硬件產品數(shù)量明顯增加，廚房產品的設計應從用戶需求、功能創(chuàng)新角度展開研究，提升智慧廚房硬件系統(tǒng)的適老化設計質量。

為了獲得更好的用戶使用體驗，一方面需要考量廚房系統(tǒng)在功能與人機交互上是否滿足了用戶的基礎需求，保證用戶能夠順利地完成每日的烹飪工作。另一方面則要研究這些產品是否需要智能化以及智能化到何種程度以實現(xiàn)資源利用的最優(yōu)解，提升住戶幸福感。因此相對傳統(tǒng)廚房，在智慧廚房中智能化的硬件使得廚房系統(tǒng)功能更齊全，操作更方便，能耗更節(jié)約。

2.軟件系統(tǒng)：傳統(tǒng)廚電產品正向智能廚電的方向發(fā)展，軟件猶如大腦驅動著這些產品正常運行。電飯鍋、油煙機是典型的傳統(tǒng)廚電產品，用戶通過操作集成在硬件上的控制面板向硬件發(fā)送工作指令。而在智能化產品中，產品功能更復雜，命令更多樣，集成式的控制面板已經不足以容納所有的命令按鍵，通過屏幕與用戶交流的軟件系統(tǒng)應運而生。經過整合功能按鍵、梳理運行邏輯、簡化操作流程，用戶便可以在小小的屏幕中通過點擊圖標發(fā)布多功能、多應用、遠距離、多時間段的命令。軟件系統(tǒng)根據(jù)承載客體的不同區(qū)分為基于產品的軟件與基于移動終端的軟件。

（1）基于產品的軟件：基于產品的軟件指產品本身配備了屏幕與處理器，用戶可以通過屏幕操作產品內置的軟件，實時實地地操控產品。

例如智能冰箱上安裝了觸控屏幕，用戶操作產品自帶的軟件實現(xiàn)冰箱的溫度調節(jié)、儲物信息查詢、能耗檢測等功能。這與傳統(tǒng)電氣產品集成的功能面板有些許類似之處，都是直接接觸產品發(fā)布命令，但軟件系統(tǒng)內使用邏輯深度規(guī)劃、功能按鍵合理布局，而不是簡單的將其在產品表面上逐一陳列。

（2）基于移動終端的軟件：移動終端可以理解為手機、平板電腦、車載電腦等具備信息處理功能的電子產品。在智能家居系統(tǒng)的整體架構下，終端設計需要實現(xiàn)最基本的功能目標，滿足用戶對其行為、性能、設計等方面的期望，并在此基礎上滿足可用性、實用性以及便捷性[5]。智能移動終端實現(xiàn)了用戶對產品在遠距離、多時間段的控制。用戶可以在外通過移動終端軟件發(fā)布命令，實現(xiàn)對智能硬件的遠程控制，移動終端軟件還可以作為控制中樞，集成多個智能產品的控制命令，通過單個軟件實現(xiàn)對整個智慧場所的諸多產品控制。

目前已經有許多智能家居產品通過軟件輔助運行，此外智慧廚房的垃圾處理、安全監(jiān)測系統(tǒng)、個性化服務等各種功能都可以通過軟件與用戶建立遠程聯(lián)系，實現(xiàn)智能化。這些系統(tǒng)充分運用人工智能、物聯(lián)網、區(qū)塊鏈等高新技術的功能，借助軟件實現(xiàn)了廚房內外的交流，不僅改善了廚房的操作環(huán)境，還豐富了廚房的功能，增加了廚房的便利性與實用性。

二、老年人用戶研究

隨著年齡的增長，老年人的生理與心理特征發(fā)生了顯著的變化。充分研究老年人的相關特征與需求，既是發(fā)掘老年群體廚房使用問題的可靠依據(jù)，也是智慧廚房的適老化設計的必要前提。

（一）生理特征：隨著年齡的增長，老年人的身體尺寸與各項機能存在大幅度退化的情況。最為顯著的是老年群體在身體尺寸上有著明顯縮短。肌肉和骨骼功能開始降低，導致動作靈活性下降、反應力變慢;認知系統(tǒng)，尤其是視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺等器官，開始退化，視力開始出現(xiàn)重影或者是顏色認知產生偏差，聽力的衰減導致溝通障礙[6]。

（二）心理特征：老年群體在記憶力、注意力、反應速度、智力、環(huán)境適應力等多種能力減退，使老人的日常生活無法像年輕人一樣高效的反應，所以更容易出現(xiàn)心理的失落感、挫敗感。我國存在著許多獨居和空巢老人，子女長時間的陪伴缺失會讓老人更容易產品孤獨感。退休后，社會事務參與度降低還會產生時代脫節(jié)感增強[7]。這些心理問題已經成為老人提高生活質量的一大障礙。

（三）行為特征：老年人的行為特征表現(xiàn)為在處理事件時信心不足、反復操作、錯誤率高。記憶力、肌耐力、感知器官的退化是其行為特征的主要原因。老年群體因聽覺退化，在獲取聲音信息時需要反復多次、提升音量的方式以保證聲音信息的完整。因觸覺退化，老年人在使用產品按鍵時因為得不到明顯的按鍵反饋，需要加大按鍵力度。因為老年人行為特征的特殊性可以將其看成一定程度的殘疾人，所以在廚房設計的過程中需仔細研究其個性化需求，萬不可將基于大眾需求的設計準則教條地套用在老年群體上。

（四）用戶需求：智慧廚房系統(tǒng)需要通過適老化設計滿足老年人的生理需求與心理需求，符合他們的行為習慣。為滿足其生理需求，一方面要在廚房的人機工程學設計上讓老人能夠順利地完成基本操作，另一方面則要配置合理的輔助產品提升處理問題的效率。為滿足其心理需求，要通過高效的廚房操作增強用戶自信心，智能產品增進老年人與社會、家人之間的溝通交流來減輕孤獨感和時代脫節(jié)感。

三、智慧廚房的適老化問題

適老化設計是為老年人創(chuàng)造友好、舒適生活環(huán)境的設計方法，它綜合考慮了老年人身體尺寸、心理狀態(tài)、行為習慣、生活場景、功能需求等多方面因素。老年人進行烹飪時通常需要經過以下流程：拿取物料—粗處理—清洗—切配—烹飪—盛裝菜品。其中涉及到的設備包括冰箱、坐具、水槽、燃氣灶、刀具等，涉及到的動作行為包括往復折返、蹲起、尋找物料等。圖2中展示了老年人進行烹飪時需要用到各種設備以及可能存在的問題，其適老化問題主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

（一）尺度設計的適老化問題：老年人隨年齡的增長，逐漸出現(xiàn)駝背、身高變矮，并伴有腰腿肩頸痛、關節(jié)疼痛生的問題，身體尺寸與大眾尺寸存在著明顯的差別。目前櫥柜等固定高度的硬件產品的尺寸規(guī)范對身材老化的群體來說有明顯的尺度設計問題。此外因為燃氣灶上需要放置鍋具進行烹飪，鍋具與燃氣灶高度疊加讓老年人在炒菜時需要長時間的抬高雙臂、聳肩，增加了烹飪的難度。

（二）操作設計的適老化問題：廚房的操作設計適老化問題主要表現(xiàn)為操作過程較多、信息反饋不充分。現(xiàn)有的廚房設計沒有滿足老年人的需求，抬臂、蹲起、往復等看似簡單的動作過多，卻給部分老年人帶來相當大的困擾。例如使用底柜時需要反復下蹲或彎腰，增大了體力支出。使用電器產品時的反饋強度，需要重復確認反饋信息，增加了使用難度。老年人的生理特征，其記憶力、肌耐力、感知器官存在不同程度的退化，廚房操作中的諸多問題讓老年人無法充滿信心的使用廚房，操作設計的適老化問題亟待解決。

（三）交互方式的適老化問題：物聯(lián)網、云計算、虛擬現(xiàn)實、5G等各種高科技應用在最近幾年如火如荼的發(fā)展，也推動著智慧廚房的快速進步。但對于接受能力較差的老年人來說，功能復雜的高科技甚至讓他們的生活變得更加復雜，產生了巨大的數(shù)字鴻溝。交互方式的不合理是主要原因，智能廚電產品的控制面板往往集成了許多的按鍵，復雜且提示不明確的按鍵也增加了老年人的使用難度。老年群體在廚房中既有廚電產品交互問題還有移動終端交互問題，典型的表現(xiàn)是產品人機交互問題以及軟件界面交互問題。

上述的三個問題不僅給老年人的烹飪操作帶來不便，還存在著相當大的安全隱患。這一方面是對高齡用戶的用戶需求研究不充分導致的，另一方面則是目前的智能家居產品大多側重生活中的休閑娛樂活動，帶有工作場所性質的廚房未得到充分重視，且行業(yè)發(fā)展時間短，所以尚未形成成熟的智慧廚房的整體建設方案。

四、智慧廚房系統(tǒng)的適老化策略

適老化智慧廚房應根據(jù)老年人的需求進行廚房產品智能化設計，廚房作為家庭飲食操作中心，需要在和諧的人機關系基礎上實現(xiàn)適老化的功能與服務，提高老年人的廚房工作效率與生活質量。通過對老年群體的特征分析，提出了智慧廚房系統(tǒng)適老化設計應遵循以下設計策略。

（一）人機設計適老化：人機工學適老化需要通過研究老年人的生理尺度以及操作習慣，貫徹以用戶為中心的原則。廚房中的櫥柜、洗手池、操作臺、冰箱、油煙機等諸多硬件設施的高度都應根據(jù)老年人的身材尺寸進行尺度修正，將現(xiàn)有的適合大眾寸改善為老年尺寸。有調查研究表明，老年人使用物品時感到舒服的高度是700mm-1400mm。老人在站著夠吊柜上的物體時，超過1600mm就會很吃力，下蹲超過400mm也會感覺不舒服[8]。操作臺的深度應該在500mm-600mm之間比較合適，站姿操作時，操作臺高度在750mm-850mm之間比較合適。由于身高縮短、活動能力下降，老年人使用常規(guī)的吊柜十分吃力，升降式的吊柜可以很好解決這個問題。人機交互適老化的的核心原則就是保證老年人在使用產品時保持最舒適最輕松的工作狀態(tài)。

（二）交互設計適老化：交互行為是指用戶—產品—環(huán)境組成的交互系統(tǒng)中給參與要素互相交流彼此的行為。一個完整的交互過程應當以下經歷5個環(huán)節(jié)：用戶提出需求、實施操作、信息接收與處理、動作輸出、信息反饋，如圖3所示。這5個環(huán)節(jié)也闡明了用戶—廚房產品—廚房環(huán)境三者之間的關系，即用戶使用廚房產品的交互行為是發(fā)生在廚房環(huán)境中的。

提升廚房環(huán)境中軟硬件的交互效率可以從以下幾個方面展開。

1.簡化交互流程：交互設計適老化的過程就是需求提出合理、操作實施便捷、信息處理快速、動作輸出準確、結果反饋及時的過程。完成同一工作的步驟越多，對用戶的體力與腦力消耗就越大，簡化交互流程可以提高用戶的操作效率，減輕用戶工作負擔。例如將地柜改良為抽屜形式，使用地柜時用戶需要完成開門、下蹲、翻找三個步驟，而使用抽屜時只需要抽拉、翻找兩個步驟，且地柜光照不充足的問題讓其翻找效率要小于抽屜翻找效率。

2.增強感官交互：人們的感知器官是相互聯(lián)系的系統(tǒng)，視覺、聽覺、味覺、觸覺、味覺的五感體驗是人們感知世界的基礎。老年人感知退化的問題讓廚房環(huán)境充滿安全隱患，借助增強感官刺激的交互方式可以獲得及時準確的反饋，幫助老年人完成廚房任務，提升廚房環(huán)境的安全性。

心理學家赤瑞特拉提出人類獲取的信息83%來自視覺，11%來自聽覺，這兩個加起來就有94%[9]。視聽結合的交互方式可以大大提高廚房工作效率。例如在廚房電器完成工作時同時發(fā)出提示音與信號燈，并提高提示音量與閃光頻率，增加用戶的感官刺激。在設計軟件界面時廣泛地采用大交互面積符合老年人的生理特性，可以提高老年人的操作正確率。采用高識別度的符號應用，降低老人的識別難易度[10]。

3.遵循用戶習慣：智能設備在近幾年快速發(fā)展，也產生了新的操作方式。但老年人對新事物接收程度不高，以往長時間形成的使用習慣難以改變，盲目的采用新的使用方式不僅不會提高老年用戶的使用效率，還可能會讓老年人更加排斥智能產品。在取舍新舊交互方式時，可以保留老年用戶已經形成且難以改變的操作習慣。觸摸屏的交互方式在智能產品上有諸多應用，但老年用戶顯然對實體按鍵的接受度更高，因此可以在使用觸摸屏的基礎上保留最常使用的部分實體按鍵是個比較好的選擇。

（三）功能設計適老化

1.安全監(jiān)測功能：廚房中因為存在著諸多明火、高溫、高壓的烹飪設備，成為家庭環(huán)境中最危險的場所。目前廚房電器的普及率在不斷提高，冰箱、電飯鍋、煤氣灶等保證廚房基礎功能產品幾乎普及到每家每戶，電磁爐、微波爐、熱水器等附加功能產品普及率也達到了60%左右[11]。各種電器的普及在給人們帶來便利的同時也提高了廚房故障幾率，帶來了更多的安全隱患。因此智慧廚房需要在廚房安全上帶來足夠的保障。例如智慧廚房需配備必要的監(jiān)控警報設備，例如煙霧、氣味報警器配合監(jiān)控設備監(jiān)測廚房安全，并在一定程度上實現(xiàn)險情的自動處理，幫助老年用戶更安全的使用廚房。

2.健康管理功能：智慧廚房的健康管理可以從改善營養(yǎng)攝入與保證飲食安全兩方面著手。隨著經濟發(fā)展人們的生活水平不斷提高，但許多老年人仍然保持著陳舊的飲食觀念，存在著日常的營養(yǎng)攝入不均衡問題。用戶可以借助廚房內的智能設備記錄日常的飲食情況，并根據(jù)用戶的日常飲食分析其營養(yǎng)攝入，通過手機或電視等可視化設備向用戶展示近期的飲食記錄與根據(jù)記錄分析推薦的健康菜譜。同時可以借助穿戴設備實時的檢測老人的身體狀況，為健康菜譜提供更豐富的數(shù)據(jù)來源。實現(xiàn)改善營養(yǎng)結構，促進老年人身體健康的目的。還可以借助智能冰箱記錄儲存的食材種類以及儲存時間，在食材過期或變質前及時提醒老人提前使用，防止因為記憶力減退誤食過期變質食材，保證飲食安全。

3.社會融入功能：老年人因為對新事物接受能力較低，在信息社會的背景下，老年人的社會融入程度較低，日常交流常局限在同年齡階段的老年群體中，不可避免地造成了時代脫節(jié)感。在烹飪方面年輕群體的特點主要體現(xiàn)為更多的菜品學習機會與更強烈的烹飪成果展示愿望，智慧廚房在這兩方面幫助老年人更多的與外界交流，融入年輕化的社會。一方面，網絡短視頻的發(fā)展給老年人烹飪學習帶來了新的機會。老年用戶可以通過視頻教程學會天南海北的菜品，改變只會制作本地菜的情況。老年用戶作為烹飪長者，還可以在網絡上發(fā)布烹飪教學視頻，這即豐富了晚年生活，又增強了老年人的自信心。另一方面智慧廚房可以通過智能設備協(xié)助老年人在網絡上分享烹飪成果，讓老人增進與外界的聯(lián)系，減輕時代脫節(jié)感提升其社會融入程度。與外界的溝通交流會增加一個人的自我社會認知和與人交往的交流能力，也可以豐富和充實老年人的情感需求，老年人在社會活動中可以更好地找到自己在群體中的存在價值[12]。

4.遠程服務功能：許多老年人存在腿腳不方便的問題，日常的外出都可能成為一個障礙，將服務設計理念融入到智慧化廚房系統(tǒng)建設中可以實現(xiàn)讓老年人在家中完成烹飪全過程的可能。用戶在廚房的主要需求是烹飪以及烹飪前乘車、購物、搬運、上下樓準備事項。針對如何減少外出負擔的問題，服務到家的概念是很好的解決方案。服務設計的設計行為在大環(huán)境下產生，服務設計的設計方案需要考慮其與環(huán)境各方的聯(lián)系與影響[13]，將用戶與商家通過智慧廚房系統(tǒng)聯(lián)系起來。智能設備判定購物需求，用戶確認后，服務商家接收購物信息，再利用貨運平臺送貨上門，實現(xiàn)購物向購買服務的轉變，減輕外出負擔。在服務設計中，需要考慮到將整個服務框架和流程的各方各面進行規(guī)劃，以滿足人們的心理預期[14]。因此要想獲得良好的用戶體驗，商家、用戶、貨運平臺三者之間的和諧交流是至關重要的。

總結

智慧廚房作為智能家居的重要組成部分及廚房發(fā)展的必然趨勢，不僅是簡單的廚房產品的設計，更是整個廚房系統(tǒng)的整合創(chuàng)新。人口老齡化愈演愈烈的社會背景下，越來越多的老年用戶將會成為智慧廚房的主要用戶，未雨綢繆地推動廚房適老化設計既是社會的需要也是富有責任感的設計師的使命。本文通過對老年群體的用戶研究，提出了智慧廚房系統(tǒng)的適老化應用方法即：人機設計適老化、交互設計適老化、功能設計適老化，為智慧廚房的適老化設計實踐提供一定的思路。