智能藥盒情感化設計與實現

侯林飛 李天 高炳學

關鍵詞：智能藥盒 情感化設計 三層次理論 設計流程 機構設計

引言

從工業時代到智能時代，隨著人工智能技術的不斷發展，用戶與產品之間的交互方式也有所改變，情感交互則是在自然交互的基礎上的更高級的信息交互技術，以用戶為中心、自然、高效的交互方式成為了研究的重點[1]。Jenny Preece[2]認為交互設計是關于創建新的用戶體驗的問題，好的交互設計應具備富有美感、令人愉快、滿足用戶情感等的品質。在智能時代的背景下，人們對于產品的需求更傾向于情感和互動層面，使用戶與產品進行交流 [3]。

本文針對用戶對于使用醫藥類產品所產生的負面情緒的問題，首先依據諾曼情感化設計的三層次理論，對智能藥盒的外觀、交互進行設計，達到與用戶進行情感交流的目的。在此基礎上應用機構的設計實現情感動作，設計并制作出一款可以和用戶進行情感交互的智能藥盒，抵消用戶的負面情緒，與用戶形成情感共鳴。

一、情感化設計的概念

情感化設計強調以人為本，它概念是一個從E-motional cognition衍生到設計范疇的提法，情感化設計是在保證產品基本功能的前提下，滿足用戶個性化的精神需求，使用戶具有正面的情感體驗[4][14]。在用戶使用產品的過程中，使他們通過感受產品的顏色、外觀、材質及操作方式等要素所含的情感，與產品產生共鳴，最終使用戶更愿意去體驗產品[5]。在智能化設備逐漸完善的今天，用戶對于特定的產品得到了最基本的功能保障，情感化設計則是主要的設計方向。因此，設計出一款具有生機的，可以和用戶進行交流的，在保證不影響功能的前提下充分滿足用戶的情感需求的產品是非常有必要的。

二、智能藥盒情感化設計

（一）設計與研究流程

如圖1，本次設計與研究的流程如下：

1.利用用戶研究的方法對智能藥盒的用戶進行調研，確定用戶需求及環境，并根據需求進行相關產品的市場調研，得到當前產品的優點與不足，總結出設計機會點并設計產品架構。2.以諾曼情感化設計的三層次理論為指導，對智能藥盒的架構、顏色、形態、材質等進行設計，用動作分析法對交互動作進行設計，同時用理論研究法對交互心理及用戶反思進行研究。3.根據情感化設計結果，對遞送動作進行分析并設計可實現機構，用SolidWorks、犀牛等軟件進行動態仿真和模型建立，確定構件尺寸，同時進行模型的3D打印，利用單片機實現相應的功能。4.對已制作好并可實現功能的模型，用語義差異法進行情感與可用性測試。

（二）智能藥盒情感化設計：美國認知心理學家唐納德·A·諾曼著在他所編著的《設計心理學3情感化設計》一書中提出人的情感體系的三個不同層次：本能層、行為層和反思層[6]。其中，本能層關注用戶感官上對具體產品物質要素的直接感受[7]， 行為層考慮用戶與產品間的交互體驗，反思層則是在本能層、行為層的基礎上研究人與產品在交互過程中的心理感受[8]。本次設計的產品依據諾曼三層次理論逐步進行設計。

1.智能藥盒需求研究

（1）訪談法進行用戶研究：利用訪談法對用戶進行調研，訪談對象與訪談提綱如圖2。在訪談過程中發現，青年人平時使用藥盒情況較中立，但經常忘記吃藥，對提醒吃藥有一定的需求，并且他們比較擔心儲存藥物的盒子衛生問題;對于剛退休的中老年人，他們身體可能有一些小疾病，對于藥盒使用較為接受，但不喜歡吃藥;對于居家的老年人，他們會經常吃一些藥，但總是會忘記，同時對吃藥充滿恐懼，希望可以降低恐懼感且好操作，對老年人友好;且智能藥盒更多是在居家環境使用。

（2）同類產品調研：通過對現有市場上所有的智能藥盒進行調研總結，目前所有智能藥盒的設計主要集中在簡潔的、柔和的設計方向上，其總結SD圖如圖3。因此，對智能藥盒外觀設計的創意點為：簡潔、現代感、直線、柔和、大圓弧、塑料材質、暖白色調、樸素色彩、人性化操作與使用。外觀結構設計創意點為：采用下開門增大活動空間、手拖門、呼吸燈。產品意向關鍵詞分別為“簡潔、親切、現代、科技、時尚”。

2.產品架構設計：根據調研結果，確定智能藥盒的主要模塊有藥物儲存模塊、提醒模塊、遞送模塊。按照產品模塊結構進行組合，共得出三種組合方式，如圖4。綜合考慮到外觀、用料、體積、功能等因素，選取組合a為主要的產品架構：由上至下依次為藥物儲存模塊、提醒模塊和遞送模塊。此種產品架構相比其他兩種架構方式，使產品更具有整體性，外觀設計上傾向于簡潔風格。

3.智能藥盒本能層設計：本能層的設計，是針對感性設計即產品給人的直觀感受因素如色、形、質的設計，產品通過形狀、尺寸、比例及層次關系對心理體驗產生影響[9]。正面的情緒需要正面、積極的事物才能激發出來，本能層的正面情感正是源于那些可以提供安全、舒適、有趣情感的事物[10]。用戶使用智能藥盒的心態，多為直觀的視覺刺激所造成的，對于醫藥類的相關產品，用戶首先產生的則是抵觸情緒，原因主要有：疾病心態、醫藥恐懼、錯誤服藥、忘記服藥、藥品衛生等，相應的則會產生很多負面情緒。在這種情況下，則是要對智能藥盒的外觀進行設計，抵消用戶由于產品外觀的刺激所產生的負面情緒，使其接受進而產生愉悅的使用體驗。

根據產品架構進行智能藥盒的外觀設計，主要設計點有：產品架構細化、顏色設計、形態設計和材質設計，產品外觀設計方案如圖5。

（1）產品架構細化：上側為開蓋處，可儲存藥物;中間為藥物儲存區域，同時在外殼處設置紅外傳感器及呼吸燈;最下側為藥品遞送區域，通過紅外感應，實現藥品的遞送，進而與用戶實現情感交流。（2）顏色設計：明亮且飽和度高的顏色，可以給用戶溫暖舒適的感覺，暖色調能夠引發用戶產生愉悅感。因此，產品主色調為明度和純度高的淺黃色，視覺上更接近白色;藍色為點睛色，主要應用到控制開關上，增加科技感。（3）形態設計：對于簡潔、親密的形態，用戶更易于接受。在形態處理上采用圓潤平滑的大圓角形態，主視圖為矩形，沒有明顯的棱角。（4）材質設計：光滑觸感可以在觸覺上使用戶產生滿足感，因此材質上采用塑料材質，表面拋光處理，使觸感更加平滑。

（三）單片機電路設計及實物模型制作：根據功能，進行單片機的設置，如圖14。主要元器件包括：電源、開關、舵機、燈泡、喇叭和紅外傳感器。當打開開關后，到達用藥時間，呼吸燈和喇叭同時工作提醒用戶用藥，在用戶靠近智能藥盒時，紅外裝置進行識別，此時舵機開始工作，操縱連桿機構實現遞送動作。

電路及機構設計完畢后，將建好的模型及零件進行3D打印，并準備組裝用的螺栓螺母，準備結果如圖15。主要零件包括：舵機（2個）、傳動桿（2個）、聯動桿（2個）、固定裝置（5個）、外殼（1個）、殼蓋（1個）、藥斗（1個）、顏色開關（2個）、紅外探測器（1個）、電池（1個）、充電器（1個）、單片機主板（1個）、喇叭（1個）、螺栓螺母墊片（若干）。對所有零件進行組裝，如圖16。

（四）本章小結：通過對情感化智能藥盒的實現，過程涉及結構設計、藥品遞送動作的機構設計與仿真、單片機電路設計、3D打印、零件裝配，使智能藥盒具有功能性，實現了以雙手遞送動作軌跡為基礎的藥品遞送動作和紅外識別等的提醒功能，達到了預期的目的。

四、情感及可用性測試

人具有六種基本情感，分別為：歡樂、愛、驚奇、恐懼、憤怒、悲傷。語義差異法使用語義差異量表，從這六個維度中選取適當的情感詞匯，進行語義差異量表的構建，并邀請典型用戶作為被試對產品的運動形態所表現出的情感體驗進行打分。該方法可以很好的反映出人們對于不同情感的性質完全相反的詞匯的感受強度。語義差異量表如表1。

尋找10名年齡性別不同的被試進行情感化實驗，通過語義差異量表對使用產品時的情感詞匯進行打分，結果如表2。通過匯總的10位被試在使用過程中的語義差異打分可以看出，本次設計的智能藥盒在與用戶交互時正面情緒大于負面情緒，證明該產品可用且能夠激發用戶的正面情緒。

總結

情感化設計更加符合“以人為本”的設計理念，從情感角度出發，使用戶與產品產生共鳴，實現情感交互。本文以用戶在使用醫藥類產品時由于疾病心態、醫藥恐懼、錯誤服藥、忘記服藥、藥品衛生等問題產生的負面情緒為切入點，以唐納德·A·諾曼所提出的情感化設計的三層次理論為指導，設計了一款情感化的智能藥盒。在本能層，對藥盒的顏色、形態及材質進行設計;在行為層，以藥品的遞送動作為核心進行設計，將人以尊重心態時的雙手遞送動作應用到藥品遞送過程中;在反思層，使用戶與智能藥盒進行心理匹配，產生回憶與情感波動，同時搭配燈光及聲音，形成視聽觸多感覺的情感交互。其次，本文根據產品的架構進行智能藥盒的結構設計，通過連桿機構的設計與單片機的設置實現藥品遞送、紅外識別、用藥提醒等功能。最后本文以跨學科的形式進行產品設計，為工業設計、產品設計提供一種全新的設計思路。在接下來的研究中，將會在此基礎上加入app設計，使智能藥盒更加智能化，在交互上更加自然。智能醫藥類產品情感化設計，對于滿足用戶需求，改善用藥習慣與心態，提高健康水平有很大的推動作用。通過情感化設計，可讓智能產品更能體現出“人情味”及對用戶的關懷，使用戶正視醫藥與健康。