智能時代用戶體驗特點及其測量方法

王清菊，吳萍，范潔云，于兆泉，高瑩

（1.北京人因智能工程技術(shù)研究院，北京 100020；2.北京津發(fā)科技股份有限公司，北京 100085）

用戶研究是針對用戶的可用性研究，內(nèi)容涵蓋了用戶特征、需求特點和操作特點等方面。用戶體驗研究不單是為了產(chǎn)品的優(yōu)化與設(shè)計，同時也需要滿足用戶需求。在科技高速發(fā)展的今天，用戶體驗研究與產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的結(jié)合，是智能產(chǎn)品或系統(tǒng)發(fā)展的要求與必然。創(chuàng)新智能產(chǎn)品或系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化涉及各行各業(yè)，如智能城市建設(shè)、智能制造與系統(tǒng)管理、智能醫(yī)療與智能物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等，也包括各類如移動終端產(chǎn)品可用性研究、車載設(shè)備產(chǎn)品可用性研究、智能家居產(chǎn)品可用性研究、基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能APP產(chǎn)品的可用性研究及軍工裝備可用性研究等[1]。同時，隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的發(fā)展，對用戶體驗的發(fā)展也產(chǎn)生了重要的影響。以人工智能的機器學習為例，從一些用戶推薦系統(tǒng)，自主決策交互系統(tǒng)，到無人駕駛汽車，機器學習驅(qū)動的用戶體驗各個領(lǐng)域的發(fā)展。比如產(chǎn)品體驗中的預期設(shè)計及伴隨的預測式用戶體驗，這是一種圍繞學習（物聯(lián)網(wǎng)）、預測（機器學習）和預期（用戶體驗設(shè)計）的設(shè)計模式。該設(shè)計模式代表了智能時代產(chǎn)品或系統(tǒng)人機交互中的用戶體驗需求特點。在針對用戶體驗的研究測量與評價中，定性研究是經(jīng)常使用到的方法，其研究結(jié)果的分析及推廣在一定程度上受限于客觀場景的多樣變化與用戶及其行為精細定位上，無法做到大量樣本下的定量化研究。而技術(shù)的進步為這種不足提供了可能。如人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合，能夠進一步擴展用戶體驗研究的應用范圍，體現(xiàn)了“以人為中心”的產(chǎn)品設(shè)計理念，為用戶體驗設(shè)計研究提供了一種重要的定量化研究方法[2]。從國內(nèi)外關(guān)于用戶研究的發(fā)展來看，國外整體研究技術(shù)方法及成果相對成熟，國內(nèi)雖然也有一些研究，但系統(tǒng)或產(chǎn)品在與人工智能、大數(shù)據(jù)等融合上突出“為用戶服務(wù)”，滿足用戶體驗的需求還需要進一步完善。

1 智能系統(tǒng)或產(chǎn)品用戶體驗特點與要求

智能時代的產(chǎn)品或系統(tǒng)用戶體驗將新的技術(shù)、算法與產(chǎn)品或系統(tǒng)相互結(jié)合，以智能化、數(shù)字化、創(chuàng)新及滿足用戶需求，實現(xiàn)產(chǎn)品經(jīng)濟戰(zhàn)略價值為核心特點。

隨著智能互聯(lián)技術(shù)的提升及企業(yè)生態(tài)戰(zhàn)略的實施，當前制造型企業(yè)也面臨著服務(wù)化轉(zhuǎn)型。各個領(lǐng)域都在朝著打造智能產(chǎn)品服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)的方向發(fā)展，有研究提出支持智能產(chǎn)品服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)六面體構(gòu)成要素模型[3]，其中用戶體驗是其中重要的要素之一。

同時，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)的迅速發(fā)展，各行各業(yè)新的創(chuàng)新與變革需求也更加突出。在用戶體驗研究中，也逐漸由基于產(chǎn)品的模式向基于智能化產(chǎn)品和服務(wù)的模式轉(zhuǎn)變，突出以用戶為中心的用戶體驗與創(chuàng)新設(shè)計。

創(chuàng)新設(shè)計過程在本質(zhì)上也是一種由用戶體驗驅(qū)動的過程。在新的技術(shù)發(fā)展趨勢中，創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計與人工智能等技術(shù)方法越來越高度融合，如語義識別等智能交互方式，及模式識別算法等服務(wù)。隨著人工智能技術(shù)的快速迭代優(yōu)化，會不斷給圍繞語音交互等的智能人機交互設(shè)計帶來新挑戰(zhàn)和機會。如何以人的體驗訴求為核心，向更主動、更情感化、更低認知符合的方向不斷進化是其用戶體驗研究與評價的關(guān)鍵[4]。智能化產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)新是一種結(jié)合先進技術(shù)的顛覆式技術(shù)創(chuàng)新，需要以用戶體驗為核心?；诖?，用戶體驗不單包含了用戶本身的體驗，也包含用戶之間，用戶與產(chǎn)品/系統(tǒng)，用戶與智能交互方式、內(nèi)容[5]等（信息）及環(huán)境之間的交互體驗過程，而且對用戶測量與評價維度更加復雜、深入，方法要求更加客觀。

智能時代突出智能技術(shù)的主導，是以用戶中心為設(shè)計的第三個發(fā)展階段，設(shè)計的理念是以用戶為中心。同時，設(shè)計平臺結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計算、5G、區(qū)塊鏈等技術(shù)，關(guān)注智能化人機交互方式或人機交互界面，這也促使用戶的需求從傳統(tǒng)的用戶體驗向智能化、個性化、情感體驗等方向遷移。本階段的智能系統(tǒng)或產(chǎn)品設(shè)計的重點更加突出用戶體驗和創(chuàng)新設(shè)計，而且提升到了推動中國經(jīng)濟發(fā)展的國家發(fā)展戰(zhàn)略層面[6]。

在創(chuàng)新設(shè)計驅(qū)動的智能系統(tǒng)或產(chǎn)品以用戶為中心的研究中，應該關(guān)注在產(chǎn)品全生命周期管理跨度上深度挖掘用戶的顯性及隱性需求，并關(guān)注系統(tǒng)或產(chǎn)品人機交互過程中的用戶體驗質(zhì)量。智能產(chǎn)品設(shè)計正逐漸從技術(shù)驅(qū)動轉(zhuǎn)向以人為本，突出用戶需求。然而，目前針對人工智能技術(shù)的設(shè)計方法和設(shè)計工具仍相對較少，智能產(chǎn)品的設(shè)計實踐迫切需要符合人工智能技術(shù)特性的設(shè)計方法與工具，以彌合機器思維與設(shè)計思維的差異[7]。同時，更需要從用戶特征、用戶需求等出發(fā)，提供客觀科學的用戶體驗測量及評價方法，以提升用戶體驗質(zhì)量，進一步優(yōu)化產(chǎn)品性能，提升產(chǎn)品迭代效率，節(jié)省成本。

2 用戶體驗研究及其一種新的測量技術(shù)

2.1 用戶體驗標準

20 世紀80 年代用戶體驗的理論體系及方法論由軍用轉(zhuǎn)到民用，隨后用戶體驗的一些專業(yè)設(shè)備如眼動儀、腦電儀、皮電皮溫生理設(shè)備等也逐漸得到廣泛應用，用戶體驗行業(yè)得到了迅速發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展成為一個獨立的行業(yè)。

用戶體驗從軍工國防領(lǐng)域進入到民用領(lǐng)域的時間雖然短，但其行業(yè)已經(jīng)逐步完善并建立一系列成熟的標準，如以ISO 9241、ISO 16982 及ISO 2506 系列標準為代表的國際標準和以GB/T 18978、GB/T 18976為代表的國家標準。比如 2019 年發(fā)布的 ISO 9241-210[8]對產(chǎn)品生命周期中的人機交互、用戶體驗、以人為中心的設(shè)計、易用性等進行了描述。同時，2014年及2008 年發(fā)布的針對互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)用戶體驗質(zhì)量評估的國家標準與國際標準 GB/T 18978-151[9]，IDT ISO 9241-151[10]等。

用戶體驗以實現(xiàn)產(chǎn)品服務(wù)創(chuàng)新為目標，是終端使用者（用戶）衡量產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量的綜合性指標。智能系統(tǒng)或產(chǎn)品的用戶體驗評測當前仍缺少相關(guān)的標準，有哪些指標可供依據(jù)，如何建立智能產(chǎn)品用戶體驗測評標準，其核心價值之一也需要提供一套完整的方法論和指標體系，進一步確保宏觀和微觀層面創(chuàng)新成果的商業(yè)和社會目標在終端用戶實現(xiàn)。

2.2 用戶體驗研究內(nèi)容及其測量方法

用戶體驗涉及研究領(lǐng)域廣泛，如駕駛行為[11-12]、人機界面交互[13]、機械制造、自動化控制、工業(yè)設(shè)計[14]、神經(jīng)營銷、軍工武器裝備等。與人工智能結(jié)合如自動駕駛、智能服務(wù)機器人、智能制造、智能無人機、智慧醫(yī)療、智慧教育、智能語音交互系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)等的用戶體驗，研究內(nèi)容不單是產(chǎn)品本身的功能或技術(shù)創(chuàng)新與迭代、優(yōu)化，也涉及人機交互過程中用戶的認知負荷/腦力負荷、認知能力增強、腦機接口、運動執(zhí)行與運動想象、智能反饋及控制、情緒、情感計算及認知計算、工作記憶等方向，“以用戶為中心”問題的研究需求越來越重要。

同時，多種新的技術(shù)手段與方法的發(fā)展，也為用戶體驗的研究維度提供了更多可能性，包括人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)成為諸多用戶體驗領(lǐng)域未來研究的新趨勢。比如作為差別化設(shè)計的情感計算，是基于人工智能領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容之一。通過借助一些新的技術(shù)測量方式，如生理傳感器技術(shù)、圖像識別技術(shù)、視覺追蹤技術(shù)、三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)等，實現(xiàn)人機交互中的情感或狀態(tài)模型建設(shè)、預測及識別或者用戶體驗評估。例如，關(guān)于人機交互用戶體驗的研究[15]中，通過皮電、心電等生理信號進行情緒質(zhì)量和強度識別，結(jié)合機器學習算法與模型建設(shè)，實現(xiàn)智能化監(jiān)測，能夠?qū)崟r地根據(jù)用戶的狀態(tài)來調(diào)整活動變化，從而提高用戶的體驗效果。Tsuchiya[16]使用感性工學方法與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合的方式，分析了居民對歷史風貌街景的感受，以此測評人們對街景設(shè)計的喜好程度。Zhou 等[17]人則通過專家和用戶的主觀評定、用戶觀察時的眼動分析（注視點、注視時間、次數(shù)等）和腦電（ERP P300 成分）分析，研究了用戶對不同醫(yī)療護理床設(shè)計的評價等。

隨著用戶體驗測量技術(shù)的發(fā)展，其研究方法也從常用的問卷、專家訪談、焦點小組等過渡到將客觀的一些定量化多通道數(shù)據(jù)融合起來。用戶研究突出體驗服務(wù)至上，以用戶為中心，將人、信息/系統(tǒng)/設(shè)備/界面/網(wǎng)頁與實際環(huán)境多維度因素整合起來綜合考慮。結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等先進的技術(shù)，為“情感化”與“智能化”用戶研究提供定量化多維度、客觀數(shù)據(jù)支撐是用戶體驗與時俱進的重要體現(xiàn)。如有研究者[18]研究汽車工業(yè)設(shè)計中的用戶體驗評選指標，采用了眼動與腦電相結(jié)合的方法，分析了用戶在體驗4 款不同汽車設(shè)計效果及評價過程中的眼動和腦電指標數(shù)據(jù)，進一步建立并驗證了生理與心理多維綜合評價模型，用于對用戶體驗進行全面的評價。也有研究者[19]基于三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將多通道的生理指標與人體行為數(shù)據(jù)融合，建立了一套多通道數(shù)據(jù)用戶體驗系統(tǒng)，通過評測駕駛?cè)嗽诓煌{駛環(huán)境中的呼吸、心電、關(guān)節(jié)角度等數(shù)據(jù)，研究用戶體驗效果，測評人機交互過程中用戶的舒適度、壓力疲勞及感知交互質(zhì)量等。國內(nèi)研究者孫遠波等人[20]為測試所構(gòu)建的虛擬車輛人機交互設(shè)計評價系統(tǒng)的可用性，結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)，同時采集人的音頻、眼動、生理（皮電、腦電）、近紅外等多維度的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對車輛人機交互設(shè)計方案的評價。

隨著人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計算機、信息化等技術(shù)的進步，在各用戶體驗研究領(lǐng)域，針對智能系統(tǒng)/產(chǎn)品全生命周期的驗證、測試與評價仍然缺乏實際有效的客觀定量化手段，而且在數(shù)據(jù)提取與評價反饋階段也缺少統(tǒng)一的標準。分析其問題及原因主要表現(xiàn)在：一是產(chǎn)品或系統(tǒng)全生命周期中，各角色的相互獨立，缺少系統(tǒng)整合性思維。二是以人為中心的用戶體驗研究方法比較單一，多依賴專家經(jīng)驗或采用問卷或訪談等傳統(tǒng)主觀方法，缺少客觀的數(shù)據(jù)與科學的指標做支撐。三是隨著自動化水平的提高，產(chǎn)品/系統(tǒng)擁有了更多的主導性和自主性，多復雜體之間的交互，必然會呈現(xiàn)更多不確定性和不可預測性，涉及人機功能分配、人機協(xié)同、人員生理和心理疲勞、組織和管理、判斷和決策、人機界面設(shè)計等問題，這對智能系統(tǒng)或產(chǎn)品用戶體驗的評價維度要求也越來越高。如何主動、積極地融合新的技術(shù)手段，探尋更多有助于用戶體驗研究的方法顯得尤為重要。

2.3 用戶體驗測量的一種多通道數(shù)據(jù)同步技術(shù)

在智能化時代，如何使用戶體驗的效率最大化，涉及多方面的內(nèi)容建設(shè)。其中，創(chuàng)新設(shè)計驅(qū)動用戶體驗測量技術(shù)在方法上的突破為智能產(chǎn)品或系統(tǒng)的交互定量化評價提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。創(chuàng)新設(shè)計關(guān)注用戶滿意的產(chǎn)品設(shè)計原則，以實現(xiàn)高效、安全、健康、舒適地工作和生活為目標。多通道數(shù)據(jù)同步測評技術(shù)能夠?qū)崟r同步采集用戶、產(chǎn)品及環(huán)境交互過程中的人-機-環(huán)境多通道數(shù)據(jù)，并給出數(shù)據(jù)的處理、統(tǒng)計與分析報告。通過多通道的人機交互數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)對體驗者的行為動作分析研究，同時進行腦認知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、生理情緒狀態(tài)、心理、工效姿態(tài)等方面的特性測試與評價。如津發(fā)科技公司自主開發(fā)研制的ErgoLAB人機交互用戶體驗測試與評價系統(tǒng)，以人-機-環(huán)境及人-信息-系統(tǒng)整合理論為基礎(chǔ)，突出以人為中心的研究核心，結(jié)合云計算、3D-VR 虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，從項目建設(shè)、項目管理、任務(wù)建設(shè)、腳本編制與場景設(shè)計、用戶管理、數(shù)據(jù)的收集、記錄分析到結(jié)果可視化顯示，能夠開展全流程的用戶可用性測試。如對網(wǎng)頁用戶體驗研究能夠自動爬取網(wǎng)頁典型元素，獲取用戶人機交互數(shù)據(jù)，同時采用智能算法進行數(shù)據(jù)清洗與處理，完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，生成用戶體驗可視化結(jié)果報告。同時，該系統(tǒng)也具有云平臺架構(gòu)體系，能實時完成針對同一服務(wù)端、多客戶端的主觀與客觀定量化多通道數(shù)據(jù)同步團體施測。

測量方法的有效使用能最有效且真實地解決用戶觸點及痛處問題，為提升智能產(chǎn)品或系統(tǒng)的迭代效率及用戶滿意度、舒適性等提供最客觀的數(shù)據(jù)支撐。從用戶體驗驅(qū)動的創(chuàng)新設(shè)計出發(fā)，多通道數(shù)據(jù)同步技術(shù)考慮用戶、技術(shù)和環(huán)境的交互影響性，是用戶體驗研究中先進的一個量化方法。多通道數(shù)據(jù)同步技術(shù)綜合考慮人-機-環(huán)境整體系統(tǒng)內(nèi)多維度因子交互影響的可能性，能夠在用戶體驗中，實時同步獲取人-機/信息與系統(tǒng)的一系列交互體驗數(shù)據(jù)[21-23]，例如同步獲得人的腦認知神經(jīng)數(shù)據(jù)、視覺數(shù)據(jù)、行為表現(xiàn)數(shù)據(jù)、情緒狀態(tài)表現(xiàn)數(shù)據(jù)等及人機交互數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等。設(shè)計者希望對一個實時的腦機接口系統(tǒng)平臺的腦機交互方式進行用戶體驗研究，該系統(tǒng)的特點是通過采集操作者的腦電信號，將其分析的結(jié)果作為系統(tǒng)的一種輸入裝置，從而實現(xiàn)通過人的思維活動來控制平臺操作，如向左、向右、靜止的運動想象操作等。研究者可以采用這種實時同步的方法既可結(jié)合VR 虛擬現(xiàn)實或AR 增強現(xiàn)實技術(shù)模擬用戶人機交互過程，也可在實驗室或真實世界現(xiàn)場環(huán)境創(chuàng)建產(chǎn)品設(shè)計原型及用戶交互體驗場景來進行用戶體驗測試；可實現(xiàn)實時同步采集人機交互過程中的眼動追蹤數(shù)據(jù)來分析用戶視覺感知特性及其認知加工過程[24-25]，如色彩、明亮度、空間布局、版式創(chuàng)新、風格變化等元素設(shè)計對用戶注意力的影響，或者用戶滿意度評價[26]；可實時同步采集生理數(shù)據(jù)來分析用戶與產(chǎn)品交互過程的情感體驗感受，如不同交互手段輸入對用戶使用習慣的情緒喚醒程度；可同步采集腦電波數(shù)據(jù)來分析用戶大腦認知加工過程，如思維、判斷及決策等；實時同步采集用戶面部表情變化數(shù)據(jù)來分析用戶體驗過程中的情感變化狀態(tài)，如是否體驗到愉悅或不喜歡；實時同步采集用戶操作行為和肢體動作數(shù)據(jù)，結(jié)合經(jīng)典焦點小組方法等分析用戶行為特點，研究用戶行為習慣及人機交互姿態(tài)變化特征等；以及更多的人-機-環(huán)境測試數(shù)據(jù)種類。

多通道數(shù)據(jù)同步技術(shù)采用同一時間標簽，基于時間晶振同步方法能夠毫秒級實現(xiàn)在同一時間點或同一時間段下同時采集各維度數(shù)據(jù)，通過結(jié)合一定的算法可以提取到在該時間點或時間段內(nèi)的相關(guān)多級指標與參數(shù)。這對綜合分析人、產(chǎn)品/系統(tǒng)、環(huán)境的交互影響性具有重要的意義。不單在數(shù)據(jù)分析及提取環(huán)節(jié)提高了效率，而且將多模態(tài)、多通道的數(shù)據(jù)進行融合，尤其是結(jié)合了人工智能技術(shù)，可被應用到人機交互及腦機接口中的用戶體驗研究。不僅考慮產(chǎn)品本身的功能或可用性問題，而且也更加關(guān)注用戶與智能產(chǎn)品交互過程中的認知、情感維度及人與信息反饋的交互過程的通達性。

可見，新的測量技術(shù)探索是時代發(fā)展的需求。同時，“以用戶為中心”的創(chuàng)新設(shè)計，強調(diào)整體頂層/迭代的以人為本的系統(tǒng)設(shè)計/開發(fā)的重要性，需要綜合考慮用戶各方面需求及其自身特征，產(chǎn)品或系統(tǒng)特點及其環(huán)境的制約因素與相關(guān)要執(zhí)行活動、任務(wù)的關(guān)系等因素。在智能時代，探索或促進新的用戶體驗測量技術(shù)與方法的發(fā)展也非常重要。

3 結(jié)語

進入智能時代，任何產(chǎn)品的迭代更新或創(chuàng)新設(shè)計都越來越追求個性化及滿意的用戶體驗效果。伴隨先進科學技術(shù)的發(fā)展，人-信息-系統(tǒng)交互及人-機-環(huán)境交互的關(guān)系也越來越復雜、多變，用戶需求質(zhì)量的提高也越來越重要。伴隨未來新的技術(shù)的發(fā)展，貫穿智能產(chǎn)品全生命周期的用戶體驗與創(chuàng)新設(shè)計如何在傳統(tǒng)用戶體驗測量方法基礎(chǔ)上積極探索智能化創(chuàng)新產(chǎn)品或系統(tǒng)的先進用戶體驗測評技術(shù)，是實現(xiàn)用戶體驗戰(zhàn)略化意義非常重要的一個方面。