基于感性工學(xué)的家用腰椎牽引器設(shè)計(jì)研究

石靜琪 裴學(xué)勝

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品設(shè)計(jì)；感性工學(xué)；家用腰椎牽引器；用戶體驗(yàn)

進(jìn)入現(xiàn)代化高速發(fā)展的社會(huì)以來(lái)，由于人類生產(chǎn)勞動(dòng)方式的改變以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致工作和生活習(xí)慣也產(chǎn)生了相應(yīng)的變化?？紤]到工作時(shí)間、生活方式、就醫(yī)時(shí)間長(zhǎng)等多方面因素，部分人群在腰部產(chǎn)生不適感時(shí)并不愿意選擇住院治療，因此家用腰椎牽引器在保證安全的前提下，是供患者治療的一個(gè)不錯(cuò)的選擇。目前，牽引器歸屬于醫(yī)療產(chǎn)品，設(shè)計(jì)具有一定的特殊性，這類產(chǎn)品的研發(fā)往往是技術(shù)方面的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)，參與開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的多數(shù)是醫(yī)療科技、機(jī)械工程、電子信息等專業(yè)領(lǐng)域工作者，在其設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中，很少有工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)師參與[1]。由于醫(yī)療產(chǎn)品的特殊性，其設(shè)計(jì)多數(shù)難以滿足用戶群體的審美需求和使用體驗(yàn)[2-3]。文章基于感性工學(xué)的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)流程，以家用腰椎牽引器為例進(jìn)行研究論述，探討用定性與定量相結(jié)合的方法，對(duì)家用腰椎牽引器的外觀進(jìn)行分析，通過(guò)數(shù)據(jù)分析對(duì)比，提出合理的設(shè)計(jì)策略，從而對(duì)家用腰椎牽引器整體的外觀進(jìn)行改良，找到更符合人機(jī)的安全性設(shè)計(jì)。

1 感性工學(xué)概述

進(jìn)入21 世紀(jì)以來(lái)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向的產(chǎn)品設(shè)計(jì)正逐步轉(zhuǎn)變成了以用戶的感性需求為方向的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的研發(fā)目的以及產(chǎn)品最終表達(dá)的含義是圍繞著以人的需求為基礎(chǔ)，為人的需求而服務(wù)，踐行人性化的設(shè)計(jì)，這始終是工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展的要求和趨勢(shì)[4]。

感性工學(xué)最初由長(zhǎng)町三生所提出，后來(lái)在日本設(shè)計(jì)界流行起來(lái)，是作為一種結(jié)合工程學(xué)、心理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、美學(xué)等學(xué)科建立而成的理論，以感性與工學(xué)的技術(shù)為基礎(chǔ)分析，由此來(lái)研究人的感性需求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)[5]。目前，國(guó)內(nèi)外運(yùn)用感性工學(xué)的理論知識(shí)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的分析已經(jīng)非常成熟，感性工學(xué)作為一種有效的手段為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程提供參考價(jià)值和理論依據(jù)。語(yǔ)義差分法（SD 法）作為感性工學(xué)的設(shè)計(jì)方法之一，最初由美國(guó)心理學(xué)家?jiàn)W斯古德提出，該方法以感性詞匯的表述和評(píng)價(jià)來(lái)測(cè)量人對(duì)物件的心理感受[6]。

2 家用腰椎牽引器設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與問(wèn)題

家用腰椎牽引器是針對(duì)腰椎發(fā)生骨骼變化的患者，在居家環(huán)境下，進(jìn)行腰椎牽引、支撐定位的一種醫(yī)療用具，腰椎發(fā)生病變的患者可以通過(guò)牽引治療從而減輕椎間盤(pán)的壓力，達(dá)到放松腰椎肌肉、緩解腰椎疲勞以及調(diào)整腰椎間序列的效果，對(duì)腰椎間盤(pán)突出患者的治療具有良好的輔助作用[1]。在睡前進(jìn)行牽引治療的效果會(huì)更好，因?yàn)闋恳g(shù)是通過(guò)牽拉的方式來(lái)調(diào)整骨骼間隙和肌肉疲勞，在睡前進(jìn)行牽引可以更好的保持牽引后的狀態(tài)，從而提升牽引治療的效果。

2.1 家用腰椎牽引器產(chǎn)品現(xiàn)狀

對(duì)不同品牌的家用腰椎牽引器進(jìn)行調(diào)查分析可以看出，家用腰椎牽引器分為兩種，一種是專項(xiàng)功能，即只能進(jìn)行牽引治療，一種是多功能康復(fù)儀，即可以多種治療手段同時(shí)進(jìn)行，牽引只是其中的輔助治療功能。在外觀上，專項(xiàng)功能的腰椎牽引器的造型改進(jìn)設(shè)計(jì)與十年前相比并沒(méi)有過(guò)大的變化，多功能康復(fù)儀每個(gè)品牌之間造型趨于一致。在功能上，專項(xiàng)功能的腰椎牽引器，每個(gè)品牌依舊是延續(xù)之前的腰椎牽引功能，多功能康復(fù)儀功能重點(diǎn)在于按摩、電灸，牽引只作為輔助功能，功能過(guò)于繁雜，導(dǎo)致了治療目的不明確。

2.2 家用腰椎牽引器設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

首先，由于家用腰椎牽引器屬于醫(yī)療器械產(chǎn)品，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及特殊結(jié)構(gòu)的固定性，決定了外觀設(shè)計(jì)存在一定的局限。參考市面上的牽引器，大部分設(shè)計(jì)都是結(jié)構(gòu)暴露式的外觀設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)會(huì)給使用者冰冷的體驗(yàn)感，不能夠拉近與用戶的距離。其次，醫(yī)療器械產(chǎn)品由于其自身屬性的特殊性，研發(fā)主要是依靠與非設(shè)計(jì)學(xué)專業(yè)的其他科學(xué)技術(shù)專業(yè)人員，在造型、色彩、材質(zhì)上的敏感度和審美能力不如設(shè)計(jì)專業(yè)人員，導(dǎo)致了腰椎牽引器在美觀性、舒適性、人機(jī)交互方面都有所欠缺。

一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的好壞，很大程度上是取決于設(shè)計(jì)者對(duì)于感性意象這個(gè)概念的理解程度，以及設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)者與用戶之間是否能夠產(chǎn)生潛在深入的情感交流[7]。目前市場(chǎng)上已有的大多數(shù)家用腰椎牽引器多側(cè)重于功能上的實(shí)現(xiàn)，而忽視了用戶的情感需求、認(rèn)知需求。在物質(zhì)生活豐富的時(shí)代，由于產(chǎn)品種類繁多，想要在眾多產(chǎn)品之中要脫穎而出，不僅要關(guān)注產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)，還要關(guān)注用戶的感性需求和用戶體驗(yàn)[8]。

3 基于感性工學(xué)的家用腰椎牽引器設(shè)計(jì)分析

3.1 設(shè)計(jì)定位

腰椎疾病作為一種流行性疾病存在，目前的患病人群不僅集中在中老年人，也逐漸向著年輕化的趨勢(shì)發(fā)展。之所以會(huì)產(chǎn)生腰椎疼痛感的原因，不僅是由于年齡增長(zhǎng)下生理曲度發(fā)生變化，也由于個(gè)人長(zhǎng)期久坐和不良生活習(xí)慣所導(dǎo)致。因此腰椎牽引設(shè)備對(duì)于因?yàn)榍茸兓鹛弁吹幕颊呤沁m用的。家用腰椎牽引器主要是針對(duì)那些不愿意花大把時(shí)間去醫(yī)院就醫(yī)，作為一個(gè)輔助治療器械來(lái)緩解病情[2]。結(jié)合使用環(huán)境，改進(jìn)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)更加符合病患的認(rèn)知需求、情感需求以及行為需求，在保證治療有效性與安全性的同時(shí)，使用戶的感性需求充分得到滿足。

3.2 感性詞匯和樣本的收集與篩選

通過(guò)實(shí)地調(diào)研法、訪談法、觀察法等探求受調(diào)查者對(duì)家用腰椎牽引器的評(píng)價(jià)。通過(guò)詢問(wèn)受調(diào)查者與設(shè)計(jì)專業(yè)人士大量收集對(duì)產(chǎn)品意象認(rèn)知的形容詞。所收集的形容詞能表達(dá)家用腰椎牽引器給消費(fèi)者帶來(lái)的心理感受，反映用戶的感性需求信息，并將它們按照造型、材質(zhì)、色彩進(jìn)行分類，再將這些形容詞分為語(yǔ)意相對(duì)的形容詞[9]，共60 對(duì)。采用專家論證法對(duì)形容詞進(jìn)行篩選，請(qǐng)熟悉腰椎牽引器的專家和設(shè)計(jì)師從語(yǔ)意相反的形容詞中進(jìn)行挑選，將詞匯對(duì)中意思相近或重復(fù)，用法偏僻不當(dāng)，形容不明確的詞匯剔除掉，再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共篩選得到15 組感性詞匯對(duì)，見(jiàn)表1。

通過(guò)實(shí)地查找與網(wǎng)絡(luò)資源搜集的方式，來(lái)確定家用腰椎牽引設(shè)備的典型樣本圖片。在樣本的選取上涵蓋了市場(chǎng)上主流品牌，能夠體現(xiàn)家用腰椎牽引器較完整的形態(tài)結(jié)構(gòu)。首先，在網(wǎng)絡(luò)和實(shí)際生活中大范圍收集腰椎牽引器圖片，根據(jù)具體的需求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行篩選，最終保留6 個(gè)樣本，并使用數(shù)字進(jìn)行編號(hào)，為避免品牌因素對(duì)家用腰椎牽引器感性意象產(chǎn)生影響，對(duì)篩選得到的樣本都做剔除品牌標(biāo)識(shí)的處理，如圖1 所示。

3.3 基于語(yǔ)義差分法的調(diào)查問(wèn)卷

基于語(yǔ)義差分法的調(diào)查問(wèn)卷主要包括產(chǎn)品樣本圖片、感性形容詞匯對(duì)以及受試者。語(yǔ)義差分法調(diào)查問(wèn)卷與其他問(wèn)卷不同的是在語(yǔ)義差分問(wèn)卷中量尺的兩端分別是語(yǔ)意相對(duì)的形容詞。運(yùn)用李克特七級(jí)量表設(shè)計(jì)可供受試者評(píng)分的調(diào)查問(wèn)卷[10]，對(duì)調(diào)查對(duì)象的感性意象進(jìn)行等級(jí)劃分，-3 ～ 3 分別代表感性詞匯的不同程度。以“笨重的—輕便的”為例，-3 分代表樣本非常笨重的，-2 分代表樣本比較笨重的，-1 分代表樣本有點(diǎn)笨重的，0 分代表樣本感覺(jué)既不笨重也不輕便，1 分代表樣本有點(diǎn)輕便的，2 分代表樣本比較輕便的，3 分代表樣本非常輕便的。

結(jié)合15 對(duì)感性詞匯對(duì)和6 個(gè)樣本圖片設(shè)計(jì)問(wèn)卷，每個(gè)樣本分別設(shè)置關(guān)于造型、材質(zhì)、色彩三個(gè)類別的題目，受試者包括17 名工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)研究生，5 名病患，以及22 名醫(yī)護(hù)人員。共發(fā)出問(wèn)卷44 份，收回有效問(wèn)卷44 份。對(duì)收回的44 份有效問(wèn)卷進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)6 個(gè)樣本的感性詞匯的得分進(jìn)行求和及計(jì)算平均值，得到的結(jié)果見(jiàn)表2。

3.4 數(shù)據(jù)挖掘與設(shè)計(jì)指導(dǎo)

將得到感性詞匯的平均值導(dǎo)入進(jìn)SPSS，通過(guò)SPSS 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行因子分析和主成分分析，因子分析主要是為了找出隱藏在變量背后具有共性的因子[11]。使用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，得到典型樣本感性詞匯的公因子方差見(jiàn)表3，解釋的總方差見(jiàn)表4，碎石圖見(jiàn)圖2，成分矩陣見(jiàn)表5。

公因子方差圖主要是要表明所提取出來(lái)的公因子是對(duì)變量原始信息的解釋，以及所能達(dá)到的程度，所提取出來(lái)的數(shù)值愈趨近于1，就表示該項(xiàng)變量的因子分析愈有效。從表3 中可知，提取的數(shù)值為0.723 ～ 0.991，在家用腰椎牽引器的相關(guān)變量中，大部分的信息可以被公因子提取出來(lái)，說(shuō)明因子分析的結(jié)果是有效的。

解釋的總方差圖和碎石圖結(jié)合起來(lái)看可以用來(lái)確定問(wèn)卷的數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的兩個(gè)主成分。從表4解釋的總方差可以看出，有2 個(gè)成分的特征值＞ 1，兩個(gè)成分的累計(jì)比例占91.991%，因此，選取這兩個(gè)成分作為主成分。

由碎石圖可以看出其特征值的斜率變化比較明顯，第1個(gè)和第2 個(gè)特征值的點(diǎn)都大于1，并且明顯高于其他特征值的點(diǎn)。不難看出，第3 個(gè)特征值點(diǎn)處于拐點(diǎn)處，也就是從第3 個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，特征值點(diǎn)逐漸趨于穩(wěn)定，由此可以判斷得出成分1 和成分2 為主成分。

從成分矩陣表中可以得到每個(gè)感性詞匯的排序，由表5可知，主成分1 中的前面兩個(gè)感性詞匯分別為“舒適的”和“易操作的”，主成分2 中的前面兩個(gè)感性詞匯分別為“豐富的”和“淡雅的”。

通過(guò)以上對(duì)家用腰椎牽引器樣本的感性語(yǔ)意評(píng)價(jià)結(jié)果的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終可以得出影響家用腰椎牽引器設(shè)計(jì)的主要感性詞匯為“舒適的”“易操作的”“豐富的”“淡雅的”。最終確定的這些感性詞匯，可為后續(xù)的創(chuàng)新改進(jìn)設(shè)計(jì)提供一定的設(shè)計(jì)參考方向。

4 基于感性工學(xué)的家用腰椎牽引器設(shè)計(jì)實(shí)踐

綜上分析，對(duì)家用腰椎牽引器進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)設(shè)計(jì)，預(yù)期的感性目標(biāo)為舒適的、易操作的、豐富的、淡雅的。結(jié)合預(yù)期目標(biāo)設(shè)計(jì)了一款家用腰椎牽引器，如圖3 所示?？紤]到醫(yī)療器械的特殊性，在造型的設(shè)計(jì)上避免裸露的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)帶給用戶不良的體驗(yàn)感，因此選擇全包式的設(shè)計(jì)。產(chǎn)品使用于家庭環(huán)境之中，造型上采用類似床墊的設(shè)計(jì)，可以放置在床上進(jìn)行治療。安全性是醫(yī)療器械設(shè)計(jì)的最重要原則，對(duì)每一個(gè)邊角都進(jìn)行圓角處理，防止磕碰，由于腰椎牽引器是由牽拉機(jī)械部件組成，每個(gè)使用者的最大牽引力度都不相同。查閱相關(guān)文獻(xiàn)得到牽引的范圍取值，可以對(duì)牽拉的極限值做好預(yù)處理，防止對(duì)用戶造成傷害，采用搭配遙控器的方式自主調(diào)節(jié)，數(shù)字顯示屏在啟動(dòng)之后附有科學(xué)的牽拉力度說(shuō)明供用戶選擇[2]。在外觀材質(zhì)的選擇上，以舒適的材料為主，采用皮革和柔軟布料結(jié)合的方式，色彩的搭配上，考慮到使用環(huán)境是居家場(chǎng)所，以淡雅的搭配為主線，可以添加一些提升質(zhì)感的元素，讓整體的設(shè)計(jì)即豐富又融于環(huán)境。

5 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用感性工學(xué)相關(guān)研究方法可以將人對(duì)于物的感性認(rèn)知，轉(zhuǎn)換為具體的設(shè)計(jì)要素。文章以家用腰椎牽引器為例，結(jié)合感性工學(xué)相關(guān)理論知識(shí)，對(duì)家用腰椎牽引器的外觀分為造型、材質(zhì)、色彩三個(gè)方向進(jìn)行分析，通過(guò)語(yǔ)義差分法對(duì)家用腰椎牽引器感性詞匯量化處理，使用SPSS 軟件進(jìn)行因子分析以及主成分分析，提取出影響家用腰椎牽引器設(shè)計(jì)的主要感性意象詞匯。根據(jù)具體的詞匯對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，并給出具體的設(shè)計(jì)方案。由于主觀性較強(qiáng)，樣本數(shù)量以及調(diào)查的范圍有限，存在一定的局限性，下一步將采用更為深入的方式研究腰椎牽引設(shè)備。