老龄智能服务机器人产品设计研究

汪天雄 余强 付佳鑫

摘要：在社会老龄化时代背景下，为应对老年人与智能产品交互中所面临的诸多问题，对老龄智能服务机器人设计与开发展开研究。对老年人生理、心理与生活方式进行分析，探讨了智能互联网视角下服务机器人的发展趋势，从情感化设计、强化交互与适老化三个方面提出了产品的设计策略，并结合相关设计案例，分析了老龄服务机器人产品的设计方法。从易用性设计、服务系统设计和无意识行为设计三个方面提出了老龄服务机器人的设计方法。归纳出老龄智能服务机器人在设计中应更强调其设计层面的感知易用性；提出通过建立产品服务系统驱动机器人设计模式转型与创新；探讨了体验视角下用户无意识行为在机器人产品上的设计方式。

关键词：服务机器人 老龄需求 设计策略 设计方法 用户体验

中图分类号：TB472 文献标识码：A文章编号：1003-0069（2023）13-0078-04

Abstract：In the context of an aging society，in order to deal with many problems faced by the elderly in the interaction with smart products，research on elderly smart service robots is carried out.based on analyzing of physiology，psychology and lifestyle for the elderly，and discusses the development trend of smart service robots，and the design strategy of the product is proposed from emotional design，enhanced interaction and elderly-oriented，and then the design method of the elderly service robot product is analyzed. In view of accessibility design，service system design and unconscious behavior design，the design method of smart service robot is proposed. The design of the elderly intelligent service robot should emphasize the perceived ease of use at the design level. The digital service content is proposed to drive the transformation and innovation of robot design based on the establishment of the product service system. The design way of unconscious behavior of users in robot products from the perspective of experience is discussed.

Keywords：Service robot Elderly needs Design strategy Design method User experience

引言

随着工业化进程不断发展，社会人口老龄化速度加快，2022年我國65岁及以上人口占比将超过14%，进入深度老龄化社会。2033年左右将超20%，进入超级老龄化社会[1]，2050年，我国60岁及以上人口预计将达到3.8亿[2]。中国作为目前世界上老年人口总数最多的国家，高龄化、空巢化的社会问题也日益突出。随着科技水平不断发展，信息技术推动了老年人产品进入智能化领域，老年人的市场细分领域出现了各类以智能技术赋能老龄化问题的解决方案[1]，其中智能机器人开始出现，在解决老龄用户在生活自理、社交通信和健康活动方面的需求中发挥了关键作用。在新冠肺炎疫情时期，远程操作机器人能有效降低在常规医疗检查期间将传染病传播给老年人高危群体的风险。随着智能服务机器人的快速发展，该产品在外观形态、交互方式与服务内容均呈现新的特征，如何在其开发中充分考虑当代社会下老年人身心需求，建构智慧健康养老的新产品、新服务、新模式与新业态，以人文关怀的理念融合智能技术来体现设计的温度，应有待进一步深入探索。

一、面向老年人的特征分析

（一）老年人生理及心理特征分析

在生理特征方面，随着年龄的增长，老年人身体机能开始退化，认知行为上相比年轻人较为迟缓，视觉敏锐度、色彩感知度和听觉灵敏度也逐步下降。同时，老年人身体的老化也容易引发多种慢性疾病，造成老年人生活质量下降。

在心理特征方面，由于老年人对外界的信息很难正确迅速地接收，容易对外界新鲜事物产生认知摩擦。因此，大部分老人容易与当前社会脱节，产生自闭心理，不可避免地引起消极情绪。

（二）老年人生活方式分析

老年人的日常生活方式主要以家务劳动与工作两种方式为主。老年人社会交往范围主要局限于社区老人、邻居、子女、病友等较小范围人员。在交往方式上部分老人已开始尝试网络交友。研究显示，老年人最常用的社交工具是微信[3]，同时也希望自己能参与社会工作和社会公益活动[4]，从而实现社会价值。

二、服务机器人产品发展现状与趋势

此外，机器人要时刻调动用户视、听、触等多感官交互感知来营造良好的用户体验，通过多种感官融合的多模态交互能让用户更全面地感知产品，以此增强用户的情感依附性。例如，瑞士的康复疗养机器人Lio（图6）可以识别物体、分析周围环境、规划路线并语音播报给老人，然后通过肢体交互，将身体调整到不同高度作为“拐杖”指引老人前进，从而以多种感官交互的方式改善老年人的生活质量，真正做到老有所乐。

（三）突出适老化设计

适老化设计问题的主要关注在于应用人本设计理论来解决老年人与高科技产品之间的交互问题[13]。由于老年群体在视觉、听觉、肢体与认知方面都出现了不同程度的退化，在面对快速迭代更新的智能产品设计过程中，因无法更好地获取信息与服务，仍然存在数字鸿沟问题[12]。因此，急需在老年人产品设计过程中进行适老化改良，以解决老年人数字鸿沟的问题。大部分产品目前仅通过加大字号与简化功能来强调对老年人体验的关注与设计，缺乏通过应用新技术与全面的适老化设计系统来服务老年群体。本质上，适老化是一种以人为本的设计理念，需要从老年人生理与心理特征、行为习惯与偏好等因素出发来开发产品与服务，以此满足老年人的诉求。Keates 和Clarkson（2003）[14]构建了7 个层级的线性结构适老化设计方法（图7）。第1层级是定义老年人需求；第2层级主要是界定产品的功能和实用性；第3至第5层级重点关注人与系统交互的不同阶段，并对不同形式的原型进行构建并测试；第6层级涉及对整个系统的评估；第7层级是根据老年人的需求评估最终设计成果。

针对上述适老化设计理论，在特定文化语境中[13]，应从社会实践活动、地域文化与机器人产品物理属性等要素入手来获取老年人需求，以定义痛点问题、分析其需求，提出设计概念，深入设计与验证测评来完成机器人产品的开发，每个阶段都通过信息输入与反馈有机融合来组成，最后通过方案验证来验证其实用性、社会性与文化性。首先构建产品的具体场景，定义老年用户的需求，理解痛点问题并进行设计方案的决策。其次，需要依据适老化对产品功能与形态进行优化，确定最佳的产品功能、尺寸、界面与人机关系。例如，在产品的交互界面的设计过程中需从听觉、视觉与认知方面进行设计，使产品易阅读、易操作，从而降低老年用户获取信息的认知负荷，例如：图8所示的百度大字版是服务于中老年用户的综合App（图片由2021中国设计智造大奖提供），该产品基于易阅读、易收听、易操作与易理解四个目标开展精细化适老设计，依托百度领先的AI技术使老年人能更便捷地获取信息与服务，通过视听融合的交互方式解决老年人视力障碍问题，同时基于亲人语音合成技术模仿家人的语音进行界面内容全局的朗读，使老年人感受到亲人的陪伴感并缓解孤独感，从而将适老化设计逐渐深入到情感化设计这个层面。

最后，需要对产品与数字服务内容开发进行细节推敲，明确材料、功能与服务具体特征。此外，需进一步对产品系统开展测评，依据测试结果对设计中现存问题进行优化，从而建立友好的智能机器人产品服务系统。

四、老龄智能服务机器人设计方法

（一）遵循易用性设计

老龄服务机器人产品的适老化设计中最为重要的是易用性特征。易用性是研究关于功能需求的实现，是对特定用户实现特定目标效率和满意度的考量[13]。设计师通常依靠设计指南与方法来实现易用性，其中人机工学涵盖了人体机能分析的知识库，用以支持“人-机-环境”系统的高效与稳定。由于老年人的接受能力较弱、生理机能衰减、因而过于繁琐的操作不符合老年人的习惯。作为一个多功能科技化产物，在对其功能、交互与服务设计过程中要凸显易用性，从而降低老年人的学习成本。例如在机器人产品的人机界面设计过程中，应尽量避免使用高纯度的颜色对其眼睛造成刺激，尝试使用一些具有鲜明对比的互补色，以凸显界面信息内容和功能，从而降低老龄用户的记忆和操作负荷，使产品更易于老年人接受。此外，在情感与感知层面，通过无障碍设计来增强易用性。例如Light Bell灯铃（图9）[15]在设计中应用感官代偿，通过门铃与居家照明系统联动，以视觉感官功能弥补听力障碍，当有人按门铃时，灯光连续闪烁五次，方便老年人通过灯光变化感知客人的来访，一定程度上减轻了因听力缺失而造成的生活问题。

（二）服务系统设计

服务系统设计是将产品和服务有效结合，使单一“产品”转向多样化的“服务体系”以满足用户特定的需求。根据老年用户的需求，适老化机器人的服务体系不应局限于产品或系统的开发，更应将关注点从产品本身延展至其生命周期的各项产业链。具体而言，在构建服务系统过程中应通过“交互+感知+平台”的思路进行建构，将服务机器人和其他智能产品通过“物联网”进行互联，应用语音交互功能来代替现有智能家居系统的智能音箱的控制功能，实现用户对整个智能家居系统的管理与控制。同时智能服务机器人能及时将所感知的老人身体状况、情感状态、周围环境等信息数据实时上传云平台，从而依据计算系统分析老人身心健康和日常运动情况，来为老年人的生活和安全增加保障。

此外，老龄智能服务机器人服务体系能进一步从个人服务层面拓展到社会服务层面，通过智能机器人、智慧家庭与第三平台的协作互联构建生态化的闭环智能机器人服务系统，该服务系统不仅能为老年人提供个性化的健康生活服務，而且也可以带来社会层面的养老服务保障，从而创造新的服务价值。

（三）无意识行为设计

无意识即是无意支配的意识活动，主要是指人类无意识状态下，不经主观分析判断而做出的行为。例如Apple Watch通过覆盖表盘能实现静音，这是依据人在要求安静时，会本能用手掩盖发声的物体来阻止声音传播的无意识行为，从而带来很便捷的交互体验。在智能机器人产品在设计过程中，应遵循主动为用户提供服务的原则，有效利用好情景感知分析用户与环境信息，依据所掌握的用户状态来识别并判断用户无意识行为与所处的环境信息，更深入地对用户心理与生理需求，进而对行为进行洞察与剖析，以此将用户无意识行为转译为用户需求，进一步为响应用户需求而完成服务的提供。通过主动为老人提供服务与支持，有效减少用户在人机交互过程中的非必要用户指令与操作步骤来降低认知负荷，进而改善并提高老龄用户的生活品质。

结语

随着科技创新与智能信息技术的发展，老年人对健康生活方式提出了更高的需求，因而智能化的产品与服务无疑将成为老年健康医养的必要选择。本文分析了当代老年人的生理、心理特征与生活方式特点，阐述了服务机器人产品发展的现状与趋势，并提出了老年智能机器人产品的设计策略。同时，从遵循易用性、构建服务系统和识别无意识行为三个方面对智能服务机器人产品的设计方法进行重点探讨。期许在今后老龄服务机器人的开发过程中，要立足适老化原则、凸显智能化、情感化与服务化，以更加智慧的方式创造更美好的体验与服務。

基金项目：安徽省教育厅人文社科项目（SK2021A0058）。

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