睡眠体验的人机交互设计与创新探索

刘 素

（慕思健康睡眠股份有限公司，广东东莞 523000）

睡眠体验的人机交互设计与创新探索旨在将现代科技与睡眠健康紧密结合，为人们提供一种便捷、个性化的解决方案。其中，改善的睡眠辅助系统是一项具有重要性和潜力的创新设计方案。本文将探讨睡眠体验的人机交互设计与创新探索的关键技术和方法，重点介绍内分泌侦测与改善的睡眠辅助系统的设计原理和功能特点。深入探讨床垫本体的设计与人体工学、人体生命体征传感器的应用等技术要点。

1 人机交互设计在提升睡眠体验中的作用和潜力

人机交互设计是将人类用户与计算机系统之间的交互过程进行优化和创新的领域。在提升睡眠体验方面，人机交互设计可以通过设计直观、易用的界面以及智能化的功能和个性化的体验，提供更好的用户体验和满足用户的睡眠需求[1]。

通过人机交互设计的创新方法，可以优化睡眠设备和应用的功能与界面，提供更智能化、个性化的睡眠解决方案。例如，结合传感技术和数据分析，可以实时监测用户的睡眠状态并提供相应的建议和调整，以提高睡眠质量。虚拟现实和增强现实技术可以创造沉浸式的睡眠环境，帮助用户放松和入睡。此外，用户参与和共创的理念也可以通过用户反馈和参与设计过程，确保设计的有效性和提升用户满意度[2]。

人机交互设计在提升睡眠体验方面具有重要的作用和潜力。通过创新和个性化设计，可以为用户提供更好的睡眠体验，促进健康和幸福的生活。在接下来的内容中，将探讨睡眠体验的人机交互设计原则、创新探索及用户参与和共创的实践[3]。

2 睡眠体验的人机交互设计原则

2.1 用户需求和期望的分析

在进行睡眠体验的人机交互设计时，首先需要深入了解用户的需求和期望。通过用户调研、用户访谈和行为分析等方法，收集用户对睡眠体验的偏好、问题和期望。这些信息可以指导设计师在设计过程中注意需关注的重点和优先考虑的因素。

2.2 界面设计和交互方式的优化

人通过声音、肢体语言、信息载体和环境多个通道与计算机进行交流，充分模拟人与人之间的交互方式。除了手机设备，以新硬件为载体的设备，必须考虑人机交互，而人机交互的内容可以分成3 大块：人、环境和设备。

第一，人是用户的感受体，以人为本是体验的核心，所以为了提升睡眠体验，在人机交互的界面设计和交互方式优化设计时需要从心理、身体、行为3 个维度来分析人。第二是环境，环境因素主要分为：热环境、光环境、声环境和气味环境。环境可以不受人为控制去变化，通常光环境和声环境可能对人机交互的影响是最多的。如人脸识别的平板放在室外和放在室内的光是完全不同的，在设计时需要注意补光和曝光场景。另外，在语音识别场景下，环境太嘈杂、识别率低如何处理，TTS 播报音调是否需要调整。通过多模态的交互反馈、根据用户的情景去理解每个行为，在不同的触点作出不同的反馈。第三是设备，在人机交互设计中，界面设计和交互方式起着关键作用。为了提升睡眠体验，界面设计应简洁直观，易于理解和操作。交互方式应符合人体工程学原理，考虑人体的自然动作和反应。例如，通过简单的手势、语音命令或触摸操作来实现用户与睡眠设备的交互，提供便捷和高效的使用体验。

在界面设计和交互方式的优化方面始终遵循几大原则：信息透明化、状态明确、提供智能教学、提供兜底方案、包容性设计及及时反馈。

2.3 多感官体验的整合

睡眠体验不仅仅是视觉和听觉的体验，还包括触觉、嗅觉、温度等多个感官的参与。人机交互设计应从多感官体验的睡眠环境和人体工程学双视角出发，将睡眠环境（人体与寝室环境间的空间科学分析）作为主攻方向，从睡眠环境与用户体验、睡眠环境与人体工程学、睡眠环境与健康管理和新型功能寝具开发4 个方面进行设计创新活动。综合利用各种感官的刺激，创造出丰富、舒适的睡眠体验，探索多感官与睡眠健康之间的关系，研发出更人性化的健康寝具，推动行业的整体进化升级。

3 创新探索：新兴技术在睡眠体验中的应用

3.1 睡眠体验智能硬件和传感技术创新设计

智能硬件和传感技术在睡眠体验中扮演着重要角色。通过嵌入式传感器和智能设备，可以监测、收集用户的睡眠数据，包括睡眠质量、呼吸状况和心率等。这些数据可以用于分析睡眠模式和问题，并提供个性化的建议和改进措施，以改善用户的睡眠质量[4]。

1）智能硬件和传感技术。智能硬件指具有计算能力和连接性的设备，传感技术则是指能够感知和测量特定数据的技术。在睡眠体验中，智能硬件和传感技术通常包括嵌入式传感器和智能设备。

2）嵌入式传感器。这些传感器可以嵌入床垫、枕头或智能手环等睡眠设备中，实时监测用户的睡眠数据。通过感知身体的运动、呼吸频率、心率等指标，嵌入式传感器能够获取详细的睡眠信息，如图1 所示。

图1 压电传感硬件布置方案

3）智能设备。智能手机、智能手表和智能音箱等设备可以与嵌入式传感器进行连接，接收和记录睡眠数据。这些智能设备具备计算能力和数据存储功能，可以分析和处理睡眠数据。

4）睡眠数据。通过嵌入式传感器和智能设备收集的数据包括睡眠质量、睡眠时长、呼吸状况和心率变异性等指标。这些数据可以提供关于用户睡眠模式和问题的详细信息。

5）个性化建议和改进措施。基于睡眠数据的分析，智能硬件和传感技术能够提供个性化的建议和改进措施，以改善用户的睡眠质量。例如，根据睡眠数据推荐合适的睡眠时间、睡眠姿势或改善睡眠环境的方法。

综合来说，智能硬件和传感技术的应用使得睡眠数据的收集和分析变得更加便捷和准确。通过对睡眠数据的深入分析，用户可以更好地了解自己的睡眠状况，并采取相应的措施来改善睡眠质量。这为个性化的睡眠管理和提供定制化的睡眠建议打下了基础。

3.2 睡眠体验虚拟现实和增强现实技术创新设计

虚拟现实和增强现实技术为睡眠体验带来了新的可能性。通过使用虚拟现实头盔或增强现实设备，用户可以沉浸在不同的睡眠环境中，例如海滩、森林或夜空。这些技术还可以提供放松音乐、冥想指导或呼吸训练，帮助用户放松身心，入睡更快并获得更深的睡眠[5]。

1）虚拟现实技术。虚拟现实（VR）技术通过使用头戴式显示设备，将用户沉浸到计算机生成的虚拟环境中。在睡眠体验中，虚拟现实技术可以模拟各种环境，如海滩、森林或夜空，让用户感受到身临其境的睡眠场景。

2）增强现实技术。增强现实（AR）技术将计算机生成的图像叠加在真实世界中，通过可穿戴设备或移动设备的摄像头来实现。在睡眠体验中，增强现实技术可以通过显示睡眠相关的信息、图像或指导来增强用户的感知和体验。

3）睡眠环境模拟。虚拟现实和增强现实技术可以创造各种睡眠环境，包括自然风景、宁静氛围或其他用户喜好的场景。通过模拟逼真的视觉和听觉效果，可以提供一个放松和舒适的睡眠环境，有助于促进入睡和提高睡眠质量。

4）放松音乐和冥想指导。虚拟现实和增强现实技术可以提供放松音乐和冥想指导，帮助用户降低压力、放松身心。通过视听刺激和互动体验，可以创造一种沉浸式的放松氛围，帮助用户更快地进入放松状态，促进更深入睡眠。

5）呼吸训练和放松技术。虚拟现实和增强现实技术还可以提供呼吸训练和放松技术，帮助用户掌握深呼吸、放松肌肉和调整呼吸节奏等技巧。通过视觉引导和声音提示，帮助用户调整身体和心理状态，促进更快入睡和更深睡眠。

3.3 数据分析和个性化推荐系统

建设客户睡眠质量大数据库，根据用户年龄、籍贯、性别等基本特征和BMI 指数等特征进行多元索引及向下映射，围绕业务系统支持数据的索引及发现。研究多源异构睡眠质量大数据融合技术，实现通过空间配准和内容复合，生成一种比单一信息源更准确、更完全、更可靠的睡眠报告的技术方法。数据分析和个性化推荐系统可以根据用户的睡眠数据和个人喜好，为其提供定制化的睡眠方案和建议。基于大数据分析和机器学习算法，可以识别用户的睡眠模式和习惯，并根据其特定需求推荐合适的床垫、枕头或睡眠环境设置。这种个性化的睡眠方案有助于提升用户的睡眠体验和满意度。

4 用户参与和共创的实践

4.1 用户参与的收集与分析

用户的参与和反馈对于睡眠体验的人机交互设计至关重要。通过收集用户的反馈和参与，设计团队可以了解用户对睡眠产品和技术的偏好、需求与体验。可通过用户调研、焦点小组讨论、用户测试和问卷调查等方式进行。收集到的用户反馈和数据可以被分析和解释，指导睡眠体验的设计和改进。

4.2 用户反馈

根据用户反馈可知，床的宽度可以对睡眠深度产生一定的影响。①空间感受：床的宽度直接影响睡眠时的空间感受。如果床的宽度较窄，人在睡眠时可能会感到局促和不舒适，限制了身体的伸展和转身。较宽的床能够提供更大的活动空间，使身体在睡眠中更自由舒适，有助于进入更深的睡眠状态。②转身和翻身。人体在睡眠过程中会进行转身和翻身的动作，以保持舒适的睡姿和减少身体的压力。床的宽度会影响这些动作的便利性。如果床太窄，转身和翻身的自由度受限，影响睡眠质量和深度。而宽度适当的床则能够提供更多的空间，让人更轻松地进行转身和翻身，促进更深入的睡眠。③安全感和舒适度。床的宽度也与睡眠时的安全感和舒适度密切相关。宽敞的床能够让人在睡眠中感到更加安全和放松，避免产生拥挤或受限的感觉。这种安全感和舒适度有助于降低睡眠中的紧张情绪，促进更深沉的睡眠状态。

尽管床的宽度对睡眠深度有一定的影响，但是个体差异和个人偏好也会对睡眠产生影响。因此，选择床的宽度时应综合考虑个人身体尺寸、睡眠姿势偏好和舒适度需求，并向专业人士咨询，以确保选择最适合自己的床宽度，从而获得更好的睡眠深度和质量。床的宽度和睡眠深度的关系如图2 所示。

图2 床的宽度和睡眠深度关系图

4.3 基于用户反馈的迭代设计过程

基于用户反馈的迭代设计过程是实现用户参与和共创的关键步骤。设计团队可以根据用户反馈和需求进行设计的迭代，不断改进和优化睡眠产品和技术。包括改变界面设计、功能调整、材料选择等，以更好地满足用户的期望和需求。通过不断的迭代设计，设计团队可以逐步改善睡眠体验，提供更符合用户期望的产品和服务。

基于用户睡眠行为的个性化分析的核心思想就是事先根据积累的用户数据，分析出一些典型的行为规律，再通过采集用户的事件来匹配和验证这些规律，从而给用户赋以不同的分类标签。由于行为的发生会再影响到用户的个性化标签，标签匹配度会由于行为的不同有增有减，而不是一旦赋予就终身不变，这符合人性变化的特点。通过标签的匹配，可以总结用户的睡眠特点，包括睡眠特征、时间段、健康度等，通过与用户其他特征如性别、年龄、地域和教育程度等匹配，可以总结出不同人的睡眠模型，以及发现介入干预睡眠规律的方法，为用户定制个性化的产品和服务。用户参与和共创的实践可以帮助设计团队更好地理解用户需求和期望，提供更好的睡眠体验。通过收集和分析用户的反馈，以及基于用户反馈的迭代设计过程，设计团队可以不断改进睡眠产品和技术，实现更好的用户满意度和体验。

5 设计挑战与应对策略

5.1 技术限制和可行性考虑

在睡眠体验的人机交互设计中，设计团队面临着技术限制和可行性考虑。新兴技术的应用可能面临技术的成熟度、可靠性和实施的挑战。设计团队需要评估不同技术的可行性，考虑其性能、稳定性和成本效益。需要权衡技术创新与可行性之间的平衡，以确保设计方案的可实施性和可持续性。

5.2 隐私和安全问题的关注

睡眠体验的人机交互设计中，隐私和安全问题是一个重要的关注点。涉及个人睡眠数据的收集、存储和传输，设计团队需要确保数据的保密性和安全性。需要采取必要的安全措施，如数据加密、访问控制、身份验证，以保护用户的隐私和个人信息。此外，设计团队还应遵循相关的隐私法规和标准，以确保设计方案符合法律和道德要求。在面对技术限制和可行性考虑时，设计团队可以与技术专家和供应商合作，共同寻找解决方案并进行技术评估。针对隐私和安全问题，设计团队应与法律、隐私、信息安全专家合作，制定合规的设计和实施策略。通过充分考虑这些设计挑战，并采取相应的应对策略，设计团队可以提高睡眠体验的人机交互设计的可行性和安全性。

6 结束语

人机交互设计在提升睡眠体验方面扮演着重要的角色，并具有巨大的潜力。通过关注用户需求和期望，优化界面设计和交互方式，以及整合多感官体验，设计团队可以创造出更加智能、个性化和舒适的睡眠体验。人机交互设计的理念和技术的不断创新，为改善睡眠质量和提升用户满意度提供了新的可能性。

创新和用户参与是改进睡眠体验的关键因素。通过探索新兴技术的应用，如智能硬件、虚拟现实、增强现实技术，以及数据分析和个性化推荐系统，设计团队可以引入创新的解决方案，提升睡眠体验的质量和个性化程度。同时，积极收集用户反馈和参与，将用户视为设计过程中的合作者和共创者，可以确保设计方案与用户需求和期望紧密匹配，提高睡眠体验的满意度和有效性。

综上所述，人机交互设计在睡眠体验中具有重要的地位和潜力。通过关注用户需求、优化界面设计、整合多感官体验，结合创新技术的应用和用户参与，可以不断提升睡眠体验的质量和个性化程度。设计团队应继续探索创新的设计方法和技术，与用户紧密合作，共同推动睡眠体验的改进，为用户提供更加舒适、健康、愉悦的睡眠体验。