人體工學(xué)的互動式家具設(shè)計研究
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摘要：“互動”不僅僅發(fā)生在人與人之間，也產(chǎn)生于人與家具及其設(shè)計之中。隨著科技的不斷進(jìn)步和人們需求的逐步提高，互動設(shè)計逐漸成為各個行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的一大熱點。本文嘗試將人體工學(xué)作為設(shè)計的基礎(chǔ)，結(jié)合互動設(shè)計理念，以一套包含書架、桌、椅的互動式家具為例，探討設(shè)計互動式家具所需關(guān)注的問題，希望能對互動式家具的設(shè)計起到拋磚引玉的的作用。
關(guān)鍵詞：人體工學(xué)；互動家具；家具設(shè)計；短期互動；長期互動
在設(shè)計領(lǐng)域，互動設(shè)計也叫做交互設(shè)計，大家常常認(rèn)為當(dāng)IDEO公司的一位創(chuàng)立者——比爾•莫格里奇在1984年提出了互動設(shè)計的概念時，互動設(shè)計擁有了正式的名稱[1]。本文將互動分為短期互動與長期互動來考慮互動式家具的設(shè)計，使之為使用者提供更好的服務(wù)。
1前期準(zhǔn)備
1.1互動設(shè)計所需遵守的原則
互動設(shè)計必須遵循設(shè)計原則。包括易用性原則、可用性原則、可接受原則和可參與原則[2]。易用性原則：互動設(shè)計應(yīng)該在各種情境下都適用，使大部分人群都能夠使用；可用性原則：產(chǎn)品必須既易學(xué)又好用；可接受原則：人、科技和相關(guān)情境下人的行為相和諧；可參與性原則：關(guān)注在交互系統(tǒng)中，用戶所產(chǎn)生的情感體驗的質(zhì)量。
1.2家具所需具有的性能
在家具設(shè)計的過程中，我們需要關(guān)注家具的四個基本要素，分別為實用性、舒適性、美觀性、耐用性[2]。實用性：也就是家具的功能。家具的功能在很大程度上決定了產(chǎn)品傳送的產(chǎn)品語義，家具的功能必須反應(yīng)家具本身的價值；舒適性：舒適的家具確保家具與其他自然物體的物理特性不同；美觀性：家具形式的美麗往往會吸引消費者的眼球，讓人感到舒適，美化人們的生活環(huán)境；耐用性：家具必須能夠承受一定的使用期限。
1.3互動家具的概念
從廣義上講，家具指的是人們維持正常生活，從事勞動生產(chǎn)和開展社會活動必需的各種工具。從狹義上講，家具是人們在生活，工作和社會交往活動中供人們坐、臥、躺，或支持和儲存物品的一種器具和設(shè)備[3]?；蛹揖呤歉鶕?jù)易用性、可用性、可接受、可參與原則的互動設(shè)計原則來設(shè)計的，使家具在環(huán)境提供的空間和氛圍中滿足人的需求，人在適應(yīng)環(huán)境影響人的生理、心理狀態(tài)的同時使用家具，并使家具和人以及環(huán)境之間產(chǎn)生這種相互作用的關(guān)系，進(jìn)而使家具兼具實用性、舒適性、美觀性、耐用性，并且能呈現(xiàn)出所處時代的氣息的一種家具。
1.4互動家具發(fā)展現(xiàn)狀
國內(nèi)的室外互動家具在城市家具中有很深刻的體現(xiàn)；國內(nèi)對室內(nèi)互動家具的研究主要集中在兒童家具和親子家具上，而國內(nèi)的互動家具設(shè)計理論研究也取得了很好的進(jìn)展。國外的室外互動家具更多的關(guān)注戶外家具在人的行為互動方面的影響；國外的室內(nèi)互動家具的設(shè)計在留給使用者一部分再次設(shè)計創(chuàng)造的空間的同時，也在使用者與家具交流時所獲得的使用反饋方面多下了些功夫。此外，國外許多設(shè)計師還提出在家具中附加寵物的專有空間，以此來促進(jìn)人與環(huán)境的互動。當(dāng)然，新創(chuàng)意提出的同時也意味著還有許多實際問題還未仔細(xì)考慮。衛(wèi)生清潔等問題還需細(xì)細(xì)思考，互動家具未來還有廣闊的發(fā)展空間。
1.5互動家具發(fā)展趨勢
隨著科技的不斷進(jìn)步和人們需求的逐步提高，交互設(shè)計從一個毫不起眼的小學(xué)科逐漸滲透到各行各業(yè)，如今甚至成為各個行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的一大熱點。而家具——這一人們生活、工作、娛樂中所有行為活動的承載物，也在默默履行本身功能要求的同時，不斷渴望互動設(shè)計能在它身上煥發(fā)出新的光彩。
1.6目標(biāo)用戶定位及需求分析
只為一個人設(shè)計是讓大眾滿意的最有效辦法[4]。本課題將目標(biāo)用戶初步設(shè)定為年齡處于20至39歲的青年[5]。處于這一年齡段的用戶，日?；顒又饕亲鴮W(xué)習(xí)或工作，用戶需求則主要為以下幾點：減緩疲勞，提高工作效率；改善不良工作姿勢而形成的頭頸前傾、猥瑣駝背等糟糕體態(tài)，進(jìn)而提升自信；及時提醒物品存放位置；促進(jìn)工作面的整潔歸置；擁有合適的與寵物相處的空間……
2互動式書架的設(shè)計
互動式書架以簡潔舒暢的硬直線條為主要造型，佐以多種尺寸面積組合的面元素，首先與用戶的視覺形成良好的短期互動。極少的遮擋設(shè)計使人、書架與辦公情境下人的行為相和諧，不突兀的強調(diào)人在繁忙的工作條件下，裸露的物品順其自然的提醒著使用者自身位置，形成良好的長期互動。根據(jù)人體工學(xué)建議的尺寸范圍，這款互動式書架的組合擺放能起到空間隔斷的作用[6]。坐在椅子上的使用者視線高度正好在1480mm以下，身邊擺上這款書架可以營造有效的私密空間；而當(dāng)使用者站起來時，視線目光又在1480mm以上，又可以進(jìn)行有效及時的交流。這款書架不論是擺在辦公室還是家里都能充分發(fā)揮出它的功能。遵守著易用性互動設(shè)計原則。書架的每一層高度都不小于300mm，所以都可以整齊放滿不大于A4規(guī)格（高度為297mm）的書籍與文件，提供了最基本的收納功能。界面功能布局合理、使用效率高，遵守著可用性互動設(shè)計原則。
3互動式桌的設(shè)計
互動式桌除了運用硬朗的直線條之外，還同時搭配了流暢的曲線。包含曲線元素的桌面形狀反映了柔和，動態(tài)的視覺效果。造型設(shè)計靈感來源于樓房拆除后留下的斷壁殘垣。破碎斷裂的墻壁零落一地，但卻并不是完全分離，混凝土之間顯露出來銹跡斑斑的鋼筋，看似早已脆弱的不堪一擊，但實際上仍舊牢牢的把大家聯(lián)系在一起，體現(xiàn)了家具的形式美[7]。富有趣味的設(shè)計不僅僅在使用初期引起使用者的興趣[8]，形成最初的短期情感互動，更再今后長期的互動中引起使用者反復(fù)的思考回味，邁入更深層次的情感互動。這款互動式桌的弧線設(shè)計給中規(guī)中矩的桌面一角留出了空隙，除了打破一成不變的桌面固有設(shè)計之外，還為有寵物的使用者提供了一個合適的與寵物相處的空間及距離，也方便清潔打掃。關(guān)注在交互系統(tǒng)中，用戶所產(chǎn)生的情感體驗的質(zhì)量。這款互動式桌的抽屜以及插座蓋板打開和關(guān)閉時，連接件帶來的阻尼感給予使用者一個短時間的互動反饋，也與使用者的觸覺形成短期互動。桌面右上角有一塊隱藏的區(qū)域可以打開，多個插座以及USB接口，能滿足使用者基本的用電需求?？拷褂谜咭粋?cè)的立面可以被抽開，而成為鍵盤抽屜。桌腳內(nèi)側(cè)同樣還有一塊隱藏的儲物空間，可以收納一些較隱私的物品。根據(jù)人體工學(xué)建議的尺寸范圍，設(shè)定桌面長度為1200mm，桌面寬度為800mm。使用者在桌面進(jìn)行作業(yè)時，有足夠的的空間進(jìn)行操作[9]。由于最小容腿空間應(yīng)該取H>600mm[10]，而設(shè)定桌面高度為760mm，桌面厚度為120mm。
4互動式椅的設(shè)計
這款互動式椅在扶手部分添加了一塊觸摸板。這塊觸摸板是通過藍(lán)牙連接的，可實現(xiàn)簡單的鼠標(biāo)操控，類似于筆記本電腦的觸摸板。這項互動功能的設(shè)計可有效促使使用者的上半身與椅背貼合，手臂也可以放松的倚靠在扶手上。從短期來看，這項互動設(shè)計幫助減輕了使用者工作時的產(chǎn)生的疲勞；從長期來看，這項互動設(shè)計可以有效的幫助使用者改掉工作時上半身趴向電腦并且頭頸還往前傾的壞習(xí)慣，改善了使用者的體態(tài)，還有間接增強使用者日常生活中的自信心的好處，滿足了精神與人格層次的情感互動[11]。這款互動式椅扶手上所設(shè)置的觸摸板具有短暫的壓感反饋功能，即點擊的同時產(chǎn)生短暫的微小震動，與使用者的觸覺產(chǎn)生互動，這也是一項短期的互動設(shè)計。這款互動式椅以人體工學(xué)為基礎(chǔ)，將座高、扶手高度、腰部支撐高度都設(shè)計成可調(diào)節(jié)的，力求座椅能適合不同身材的用戶，希望這款互動式椅能出色的完成它的支撐功能。使大部分人群都能夠使用，遵守著互動設(shè)計原則中的易用性原則。由于坐面應(yīng)為400～450mm寬，380～420mm長，坐面中部稍微下凹，前緣呈弧曲面[12]。
所以這款互動式椅的座寬設(shè)定為450mm，座深設(shè)定為350mm。由于小腿得到穩(wěn)定支持，所以不管是身材矮小的人還是人高馬大的使用者坐著都不容易疲勞。因為座椅表面太高，會導(dǎo)致小腿懸掛，使大腿受椅面前緣的壓迫；太低則使正常的腰椎曲線被拉直，也會致使腰酸背痛。而適合我國成年男女使用的座椅的座高的范圍在350mm至460mm之間。所以將座高設(shè)定為可調(diào)節(jié)的380mm至450mm之間。在數(shù)值上，一般取扶手的高度略小于坐姿下人體的肘高，推薦的高度范圍在230mm±20mm。所以將扶手高度設(shè)定為可調(diào)節(jié)的210mm至220mm。讓手臂有可以依靠的地方使人體處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。同時，扶手也可以用作站立或變換坐姿的受力點。這款互動式椅的腰靠高度設(shè)定為230mm至260mm，可調(diào)節(jié)?？勘车膶挾仍O(shè)定為450mm。因為人體的背部在自然形態(tài)時最舒適，此時，腰椎部分凸出，并且應(yīng)該保證座椅設(shè)計要從座椅表面和靠背之間的角度以及適當(dāng)?shù)难抵С?。成年人腰椎中心位置位于座位上?30mm至260mm處。合理的座椅的座面傾角推薦值為3°至4°。所以本設(shè)計的座面傾角選定為3°。從脊柱的正常形態(tài)來看，靠背傾角為115°較為合適，在實際應(yīng)用中，為了保持腰椎正常的曲線，保持一種放松的姿勢，工作用椅一般建議取101°至104°。所以本設(shè)計的靠背傾角選定為103°[13]。這款互動式椅主要的結(jié)構(gòu)部件用材為鋼結(jié)構(gòu)，所以主要用到的連接方式為螺栓接合以及活動套管接合。①腰部支撐的活動結(jié)構(gòu)與扶手調(diào)節(jié)部件采用活動套管接合?；顒犹坠芙雍嫌欣诨邮郊揖叩木植砍叽缯{(diào)節(jié)，使之更貼合使用者的個體需求。②腰部支撐調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要支撐桿上下兩個孔通過螺栓接合將靠背板與支撐桿連接，中間的可調(diào)節(jié)腰部支撐則用活動套管接合方式。
5結(jié)語
本次課題為以人體工學(xué)為基礎(chǔ)的互動式家具設(shè)計，通過閱讀和分析了大量的與人體工學(xué)、交互設(shè)計、家具設(shè)計、造型設(shè)計相關(guān)的資料之后，在合理的探討和研究之后，結(jié)合自己的體驗實踐，設(shè)計了這一套包含了書架、桌、椅三件家具的互動式家具，并得出以下思考：①互動式家具的設(shè)計在追求創(chuàng)新的同時，應(yīng)以人體工學(xué)為基礎(chǔ)，合理利用現(xiàn)在可以查找到的學(xué)術(shù)成果。進(jìn)行創(chuàng)造、設(shè)計，也許每次只有一點點的新意，但聚沙成塔，終有成果；（2）互動式家具的設(shè)計不僅要考慮外在的客觀因素，更應(yīng)該注意到內(nèi)在主觀的情感因素，用戶的情感體驗是需要著重考慮的設(shè)計要素；（3）互動式家具的設(shè)計要在家具的結(jié)構(gòu)框架及材料工藝的可實現(xiàn)范圍內(nèi)，來實現(xiàn)家具的互動設(shè)計。最后，由于本人能力有限，所設(shè)計的以人體工學(xué)為基礎(chǔ)的互動式家具存在著很多的不足之處，希望日后通過繼續(xù)學(xué)習(xí)加以改進(jìn)。
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[4]AlanCooper(美).ChrisDing,等,譯.交互設(shè)計之路——讓高科技回歸人性[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.
作者:汪麗麗 魏新莉 單位：中南林業(yè)科技大學(xué)