后疫情時代隔離酒店機器人功能設計研究

趙晨，馬云，俞琳，劉何渲

后疫情時代隔離酒店機器人功能設計研究

趙晨，馬云，俞琳，劉何渲

（西安工程大學，西安 710048）

為應對病毒不斷變異，傳播范圍變廣，傳播能力增強，人群感染基數不斷增加的后疫情時代。減輕隔離酒店（醫學集中隔離觀察點）醫護人員及相關工作人員的工作負擔，有效地提高工作效率，提升對用戶的服務質量。采用定量和定性的研究方法，通過KJ親和圖法對17項功能指標根據親和度進行分組，找出用戶的顯性、隱性和其他需求。通過SPSS26.0軟件對問卷數據中的用戶需求因子進行主成分分析，提取出三個主成分因子并對其命名，并將用戶的需求進行降維并排序，以此為依據對隔離酒店機器人的功能進行設計優化。通過挖掘用戶需求，明確隔離酒店機器人功能與用戶之間的映射關系，并采用數據分析與信效度檢驗驗證其合理性。根據調研結論進行機器人設計，以用戶體驗與反饋來驗證其功能設計的一致性與高效性，能夠較好地滿足用戶需求。

后疫情時代；隔離酒店機器人；需求分析；功能性設計研究；因子分析

2020年年初爆發的新冠疫情已成為全球范圍內的重大公共衛生事件，對人們的生活造成了極大的干擾，以至于2020年年初國內各行業一度停擺。隨后，在黨的領導下，全國上下一心共克時艱，扭轉了危局。然而新冠疫情不會在短時間內消失，依然存在大規模的感染風險。安全衛生問題成為了焦點和急需解決的痛點，因此如何規避感染風險就成為了人們關心的重中之重。隨著新型冠狀病毒的不斷變異，傳播力增強，傳播范圍變廣，受國家醫療系統條件的限制，為了保護人民的健康財產安全，有效地切斷病毒傳播途徑，隔離酒店隨著政策的下發而誕生。隔離酒店（醫學集中隔離觀察點），是新型冠狀病毒密切接觸者的隔離觀察據點，也是“抗疫”一線最前沿、感染風險最高的地方之一。為了減輕醫護人員和隔離酒店工作者的負擔，更好地滿足隔離酒店用戶的需求，隔離酒店機器人的功能設計主要圍繞深度挖掘用戶的顯性需求和隱性需求，保證安全、更好的服務于用戶，更高效地協助醫護人員和酒店工作人員的工作。

1 設計研究流程

通過線上方式調研隔離酒店的背景與環境，探究用戶對隔離酒店機器人的功能需求：送餐（見圖1）、消毒（見圖2）、測核酸（見圖3）、測溫（見圖4），分析隔離酒店用戶的生理與心理功能需求和對功能使用的偏好程度，進行歸納整理得出隔離酒店機器人的功能性指標。邀請專家用戶與普通用戶，采用KJ親和圖法根據功能性指標的親和度進行分組，提取出隔離酒店機器人的功能性指標17個，并將其分為用戶顯性需求、用戶隱性需求和其他需求。制作調查問卷采用李克特五級量表發放于75名設計專業專家與研究生作為評測對象?；厥沼行柧?5份，對問卷的數據指標進行克朗巴哈α系數分析，檢驗其數據是否適合做因子分析及問卷數據的有效性，通過檢驗后正式發放調查問卷462份。運用SPSS26.0軟件清洗問卷數據，剔除無效問卷，對462份有效問卷采用因子分析[1]的主成分分析法對數據進行降維處理，并提取出三個公因子分別進行命名。設計案例根據用戶需求進行針對性的功能改進和優化，通過C4D軟件建模和OCtane軟件渲染，將設計實例進行用戶反向驗證，分為普通用戶和產品設計專家用戶，驗證其設計的合理性、創新性與可行性。設計流程見圖5。

圖1 工作人員送餐

（圖片摘自搜狐網）

圖2 工作人員消毒

（圖片摘自讀特網）

圖3 醫護人員測核酸

（圖片摘自讀特網）

圖4 醫護人員測溫

（圖片摘自當代先鋒網）

圖5 設計研究流程

2 隔離酒店機器人的用戶與數據分析

2.1 KJ法功能性指標卡片分組與初期問卷的信度檢驗

通過焦點小組討論、線上線下資料的搜集與信息整理，列舉出隔離酒店機器人的用戶需求功能性指標30項見表1。邀請10位產品設計專家，15名設計學專業研究生，15名普通用戶作為受訪對象，基于用戶對功能的偏好程度進行功能信息整理、整合同義功能、去除重復功能[2]、規范精簡功能描述性詞匯，最終選定提取出17項功能性指標，受訪者們以“隔離酒店機器人的功能”為主題的17項功能性指標形成“功能卡片”。第一步根據功能卡片的親和度采用KJ法對其分類，得出三個功能系統并對其進行命名，分別為：顯性需求、隱性需求和其他，見表2。第二步邀請75位受訪對象，為其發放針對于隔離酒店機器人的17項功能性指標的李克特五級量表調查問卷，“1-5”分別代表其功能“非常不重要”“不重要”“一般”“重要”“非常重要”，以此來表示用戶對其功能的五層級偏好程度。第三步回收問卷并運用SPSS26.0軟件采用克朗巴哈α系數（Cronbach's Alpha）對75份問卷數據進行信度檢驗，克朗巴哈系數越接近1信度越高，結果表示統計值為0.940，說明問卷具有較高的可行性，達到了因子分析的要求見表3。進一步進行正式問卷發放，發放量為462份。

表1 用戶功能需求整理

Tab.1 Functional demand sorting of users

表2 KJ法功能卡片分類

Tab.2 Classification of KJ function cards

表3 克朗巴哈α系數

Tab.3 Cronbach α coefficient

2.2 用戶功能性需求描述

針對后疫情時代隔離酒店環境和人群的特殊性，產品功能性設計更應該從用戶的生理與心理進行深入的挖掘和深度的探索，發現隔離酒店環境以及用戶所存在的問題，收集并分析用戶需求及對功能性使用的偏好程度。用戶共分為四類：密接人員、隔離酒店醫護人員、隔離酒店閉環工作人員和為應對疫情風險，對產品有期望型需求的用戶，見圖6。針對隔離酒店機器人功能性設計，從用戶描述、問卷回收與數據整理，將前三類主體用戶的生理和心理需求以及對產品有期望型需求的用戶相結合，前三類主體用戶功能性需求作為第一層級設計目標，期望型用戶的功能性需求作為第二層級輔助設計目標。從而達到用戶對產品功能性所描述的顯性認知和隱性認知度，用戶的需求可以被高效地滿足。保證用戶所在隔離酒店環境的安全性，避免交叉感染的風險，減輕醫護人員的工作負擔，緩解酒店工作人員的工作壓力。在保障輔助醫護人員和酒店工作人員高效穩定開展工作的同時，對隔離酒店用戶群體的要求和需要能夠被更好地滿足，用戶所提出的問題也得到更加有效地解決。

2.3 實驗數據描述性統計分析

運用SPSS26.0對問卷搜集到的用戶需求因子進行平均和標準差運算分析，根據結果，在17個需求因子中，最大值為5，最小值為1，問卷數據分布比較全面。除了D14、D15、D16、D17的平均值為3.42、3.52、3.39和3.37，其余用戶需求因子的平均值均在3.60以上，被樣本群體認為是“重要”和“非常重要”，標準差在1.005與1.284之間，問卷數據的離散程度較大，樣本之間的差異性較大，說明功能性指標具有描述的相關性見表4。

圖6 用戶群體分類

表4 描述性統計分析

Tab.4 Descriptive statistical analysis

續表

2.4 實驗數據信效度檢驗

針對隔離酒店機器人17項功能性指標進行檢測，發放正式問卷共462份。運用SPSS26.0軟件清洗數據后，剔除無效問卷，有效問卷回收462份，有效率為100%，見表5。依據問卷回收與數據整理，經過問卷的信度檢驗，問卷總體克朗巴哈系數= 0.933，說明問卷具有可行性，數據具有有效性，見表6。

表5 問卷有效率檢驗

Tab.5 Questionnaire efficiency test

表6 正式問卷克朗巴哈α系數

Tab.6 Cronbach α coefficient of formal questionnaire

Kaiser-Meyer-Olkin (KMO)檢驗選取的指標數據是否適合進行因子分析[1]，用于比較變量間簡單相關系數和偏相關系數的統計量，其數學定義見式（1）。

在對問卷數據進行因子分析之前，需要分析原始變量的相關性，原始變量高度相關才能提取信息重疊部分，進行降維處理。KMO為0.941，問卷的原始變量集適合做因子分析。Bartlett 檢驗顯著性為0.000，經過統計分析問卷數據原始變量集，滿足功能因子分析的要求，見表7。

表7 KKMO和巴特利特檢驗

Tab.7 KKMO and Bartlett inspection

2.5 實驗數據因子分析

運用SPSS26.0分析軟件對17個隔離酒店機器人的功能性指標進行因子分析，選擇使用主成分分析法提取其公因子，根據特征值大于1的標準提取3個因子為公因子，得到碎石圖（見圖7）。第一個因子的特征值為8.245，貢獻率達到48.498%；第二個因子的特征值為2.469，貢獻率達到63.024%；第三個因子的特征值為1.382，貢獻率達到71.154%，見表8。三個因子的特征值均大于1，可代表大部分的用戶對隔離酒店機器人功能性的偏好程度。通過最大方差法對因子載荷矩陣進行正交旋轉使因子更具有解釋性，正交旋轉后的矩陣使變量盡可能在一個因子上有較高的載荷，因子旋轉在6次迭代后收斂，旋轉后的因子載荷矩陣見表9，正交旋轉后的矩陣，見式（2）。

圖7 因子碎石圖

根據表10可以得到每個成分的公因子線性組合：

1=0.1774+0.1825+0.1576+0.2077+0.1938+

0.1789+0.11310+0.19211+0.06112+

0.11413–0.0901–0.0702–0.0783–0.11014–

0.12515–0.13916–0.09017

2=0.0281+0.0182+0.0253–0.1264–0.0875–

0.0636–0.1107–0.0688–0.0459+0.01210–

0.06411+0.09712+0.01813+0.28114+

0.31515+0.33616+0.27617

3=0.3891+0.3822+0.3903+0.0444–0.0185–

0.0206-0.0357–0.0948–0.0669+0.03610–

0.06911–0.04212–0.01313+0.06214+

0.00915+0.00616+0.01317

2.6 公因子數據描述

通過對用戶需求的17項功能因子進行主成分分析，提取出三個公因子并對其進行命名，分別為必備型功能需求、關懷型功能需求和娛樂型功能需求。

表8 特征值及方差貢獻率

Tab.8 Eigenvalue and variance contribution rate

表9 旋轉后的成分矩陣

Tab.9 Rotated component matrix

表10 成分得分系數矩陣

Tab.10 Component score coefficient matrix

首先，“1送餐功能”“2消毒功能”和“3人員核酸檢測”這三項功能因子為隔離酒店機器人日常工作的基礎必備環節，是用戶不可或缺的功能性需求，因此命名為“必備型功能需求”；其次，“4環境核酸采樣”“5健康狀態記錄”“6核酸采樣教程”“7特殊病史記錄”“8線上心理疏導”“9線上醫生咨詢”“10測溫功能”“11生活用品配送”“12飲食規劃”和“13口罩發放與舊口罩回收粉碎”這十項功能因子在保障了隔離酒店基本要求的前提下，更加體現出了對被隔離用戶的人文關懷，減輕醫護人員和酒店工作人員的工作負擔，提高其工作效率，因此命名為“關懷型功能需求”；最后，“14音樂播放”“15新聞或故事講述”“16每日寄語”和“17健身教程”這四項功能因子則是滿足用戶顯性需求后，考慮到用戶處于隔離酒店環境中更深層次的心理和精神健康需求，為起到娛樂用戶，緩解用戶壓力的功能性作用，因此命名為“娛樂型功能需求”。

2.6.1 必備型功能需求

通過對數據的分析與檢驗，可以得到針對隔離酒店機器人的功能性指標，將“送餐功能”“消毒功能”和“人員核酸檢測功能”三項功能作為用戶的必備型需求，表示用戶對此三項功能的偏好程度最高，需求最為強烈，在產品功能的設計過程中要第一時間以此三項功能為設計基準，要全部滿足“必備型需求”，不能缺失其中任何一項，才可達到用戶對產品功能性需求的滿意度。

2.6.2 關懷型功能需求

“環境核酸采樣”“健康狀態記錄”“核酸采樣教程”“特殊病史記錄”“線上心理疏導”“線上醫生咨詢”“測溫功能”“生活用品配送”“飲食規劃”“口罩發放與舊口罩回收粉碎”十項機器人功能性指標應盡量滿足，對其可進行適當簡化，如，將“健康狀態記錄”和“特殊病史記錄”，“線上心理疏導”和“線上醫生咨詢”各兩項功能尋找其共同點進行整合考量與設計。

2.6.3 娛樂型功能需求

“音樂播放”“新聞或故事講述”“每日寄語”和“健身教程”四項功能歸納為娛樂型需求。針對隔離酒店的環境與生活情景，娛樂型需求是為了更多地關注用戶的心理層級健康，更深層次地反映了用戶的“隱性需求”，緩解用戶因隔離而帶來的心理壓力，舒緩隔離環境氛圍的緊張感和壓迫感，在滿足用戶的必備型和大部分關懷型功能需求的基礎上，同時起到娛樂、放松和取悅用戶的功能性作用，見圖8。

圖8 用戶功能性需求

通過用戶數據調研，將用戶的功能性需求進行整理與分析，必備型功能需求主要針對機器人功能造型進行設計與優化，關懷型功能需求和娛樂型功能需求主要針對于機器人產品的界面進行設計，與用戶進行交互行為。以此兩項為設計要點，深入地引導機器人設計實例實踐。

3 隔離酒店機器人設計實踐

3.1 設計實踐概述

通過收集用戶對隔離酒店機器人功能性的不同偏好程度，根據數據的分析與檢驗，將“必備型功能”“關懷型功能”和“娛樂型功能”這三項功能型需求通過具體的設計案例來體現。

3.1.1 機器人必備型功能設計

必備型功能需求是案例設計的基準，主要圍繞消毒功能、送餐功能、人員核酸檢測功能。根據用戶的需求和隔離酒店環境的特殊性，消毒功能設計分別分為兩部分：地面消毒和可移動式消毒，見圖9。消毒功能最大程度地保證了用戶在隔離酒店環境的安全性。送餐功能設計主要圍繞無接觸機器人配送，機器人送餐功能在一定的程度上減輕了隔離酒店工作人員的工作量，達到送餐精準、快捷、高效原則見圖10。針對隔離酒店用戶的特殊性，人員核酸檢測功能不可或缺，紅色燈帶區域設計為已采樣樣本放置處，藍色燈帶區域設計為干凈棉簽拿取處。燈帶不同顏色設計是為了提醒用戶，避免錯拿錯放，密封性設計是為了保證已采樣和未采樣樣本的干凈與安全性，將口罩發放功能和舊口罩回收粉碎功能進行模塊化設計，最終產品效果，見圖11。

圖9 地面消毒功能

圖10 餐飯、用品放置功能

圖11 功能分區展示

3.1.2 機器人關懷型和娛樂型功能設計

關懷型功能需求也要盡可能地達到用戶的滿意度（見圖12），主要是通過界面和APP的設計應用，將健康狀態記錄、核酸采樣教程、特殊病史記錄、線上心理疏導、線上醫生咨詢、飲食規劃六項功能提取其共同點。如，將健康狀態記錄和特殊病史記錄（見圖15），線上心理疏導和線上醫生咨詢各兩項進行功能整合優化設計。

娛樂型功能需求，通過交互行為滿足用戶更加深層次的心理需求，如音樂播放和健身教程功能，使用戶在隔離酒店環境中保持放松與穩定的狀態，盡可能地愉悅用戶的心情，減少特殊化環境下對用戶所產生的壓迫感和緊張感，見圖13—14。

圖12 關懷模式展示

圖13 娛樂模式展示

圖14 健身教程展示

圖15 健康狀態記錄展示

3.2 用戶驗證

結合設計實例對用戶進行反向驗證，通過再次使用李克特五級量表調查問卷，將設計實例和問卷共同發放，受測用戶分為三個部分：產品設計專業的研究生、產品設計專業專家和普通用戶。通過邀請15位專家與普通用戶對設計實例進行評估、量化和打分得出有效結論，數據最大值為4.90，最小值為3.53，均值為4.16，數據分布比較全面，被用戶認為“滿意”和“非常滿意”，因此數據具有較強的代表性。設計實例較大地提高了用戶對隔離酒店機器人功能需求設計的滿意度，可較好地表達用戶對隔離酒店機器人功能設計的偏好與喜愛程度。

4 結語

通過對隔離酒店環境與隔離酒店用戶功能性需求的調研與信息回收整理，使用KJ法將機器人的功能性指標根據其親和度的高低進行初步篩選、歸納與分類，以問卷形式進行了前期數據的信度檢驗。使用因子分析方法對收集到的正式數據進行分析和檢驗，證明了實驗數據的有效性和可靠性。主成分分析提取出三個公因子并對其進行命名為：必備型功能需求、關懷型功能需求和娛樂型功能需求。對機器人功能的重要性進行分層次的排序與整理，結合功能性指標的重要程度和用戶偏好程度進行實例設計，最后通過對普通用戶與專家用戶進行設計實例的滿意度驗證與評估，得出設計案例的合理性與創新性。在后疫情時代的大背景下為產品設計提供了設計思路，針對特殊環境下用戶的特殊問題和更深層次的需求進行了深入的研究與探索，最大程度地滿足隔離酒店背景下不同的用戶需求，減輕醫護人員和酒店工作人員的負擔，機器人的功能性設計達到了用戶的滿意度，為后疫情時代產品設計打開了新思路，提供了良好的設計方法。

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Function Design of Robot in Isolation Hotel in Post-epidemic Era

ZHAO Chen, MA Yun, YU Lin, LIU He-xuan

(Xi'an Polytechnic University, Xi'an 710048, China)

In order to cope with the post-epidemic era in which the virus continues to mutate, the transmission range becomes wider, the transmission capacity is enhanced, and the population infection base is increasing, the work aims to reduce the workload of the medical staff and relevant staff in the isolation hotel (medical centralized isolation and observation point), effectively increase the work efficiency and improve the service quality to users. Quantitative and qualitative research methods were adopted and 17 functional indicators were grouped through KJ affinity graph method to find out the explicit, implicit and other demands of users. Through SPSS26.0 software, the principal component analysis was carried out to user demand factors in the questionnaire data. Three principal component factors were extracted and named, and the user demand was reduced and sorted. Based on this, the function of the robot in isolation hotel was designed and optimized. By mining user demand, the mapping relationship between the function of the hotel robot and the user is clarified, and its rationality is verified by data analysis and reliability and validity test. The robot is designed according to the research conclusion, and the consistency and efficiency of its functional design are verified according to the user experience and feedback, which can better meet the demand of users.

post-epidemic era; robot in isolation hotel; demand analysis; functional design research; factor analysis

TB472

A

1001-3563(2023)14-0091-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.14.009

2023–02–17

趙晨（1999—），女，碩士生，主攻設計學方向。

馬云（1971—），女，碩士，教授，主要研究方向為品牌文化傳播、民族文化文創產品開發、傳統文化數字藝術保護等。

責任編輯：陳作