基于用户体验的老年人智能轮椅设计研究

叶会闯 李琦

摘要：随着人口老龄化进程的不断加快，老年人的生活得到越来越多的关注，为解决部分患有慢性疾病或身体机能下降的老年人使用轮椅时面临的操作不便、个人安全和舒适性较差等问题，本研究提出轮椅的创新设计方案，以满足老年用户使用轮椅的需求。本研究基于用户体验分析老年用户对轮椅优化设计的需求，结合老年人的生理和心理特征，从轮椅的安全监测、远程互动功能角度入手，提升产品智能化水平，通过设计符合老年人审美的造型和外观来改善用户体验。

关键词：轮椅;用户体验;智能化;舒适性;老年人

中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2022）05-0-03

0 概述

随着年龄的增长，各种骨关节病变等慢性疾病开始出现，身体机能逐渐下降，使用轮椅已成为不少高龄老人的迫切需求。根据国家统计局公布的65岁以上老年人口测算，仅在2019年老年人对轮椅的需求量已达350万辆，但实际使用轮椅的老年人仅占10%左右，居家养老轮椅需求量巨大。问卷调查结果表明，多数老年人认为当前中国市场上流行的老年人轮椅功能单一、智能化程度低、舒适度较差，长期超负荷使用还会产生疲劳感。对长期使用轮椅的老年人而言，提升轮椅的智能化程度和舒适性极其重要[1]。

笔者以用户体验设计为基础，结合我国老年人群体的相关生理、心理特征，分析和研究其对轮椅设计功能的实际需求状况，对我国现有的老年人轮椅产品加以优化设计，提出适合老年人使用的轮椅产品概念化设计方案。

1 国内外轮椅研究现状

随着技术的进步，老年人对轮椅的需求不断升级，传统轮椅在多样化功能和舒适度上存在诸多不足，难以满足用户不断升级的需求。国内外学者对传统轮椅的优化设计提出了不同的研究方向。张莉[2]等人以人机工学理论为基础，对医用轮椅的功能结构进行优化设计，使其能够协助身体虚弱的患者检查治疗，更好地满足病人和医护人员需求;申利明[3]等人根据人体生理特征，应用坐姿压力分布实验，分析轮椅坐垫在不同的材料和层状结构下对坐姿舒适性的影响，为轮椅坐垫舒适性设计提供依据;曾曦[4]等人通过QFD与TRIZ集成模型分析歸纳老年人轮椅用户需求，改进设计方案，方便用户移动或起身站立;周雪[5]主要根据人机工学数据对轮椅静态舒适性展开研究，分析轮椅坐垫、脚踏板与靠背等结构。国内学者主要对轮椅的功能结构展开分析，但对产品智能化设计研究略有不足。

迪帕克·库马尔[6]等人将湿度传感器与超声波传感器运用到轮椅设计中，遇到下雨天轮椅上的雨伞可自动撑开，超声波传感器使轮椅可以紧急避障;普里扬卡·米什拉[7]基于物联网技术，为瘫痪者设计了基于微控制器的轮椅，患者可用头部操控轮椅运动。大部分学者在设计轮椅时仅对轮椅的功能或用户体验展开单方面研究，未进一步探索智能化发展下的轮椅用户体验。因此，文章以用户体验设计为基础，研究老年人轮椅的智能化、人性化设计概念方案，旨在优化用户体验。

2 用户体验概述

用户体验是指用户在使用某种产品时产生的情感体验，针对产品的功能、造型、操作舒适性而产生的心理感受，其本质上是基于用户的需求与偏好，设计出符合要求的产品。用户体验最重要的概念是以用户为中心去思考人机交互。根据用户的生理感受和心理感受去分析研究，深入挖掘用户需求，将用户的主观感受和需求描述转化为具体的产品功能或设计策略。老年人轮椅的设计需要在了解老年人需求的基础上，将用户体验设计理念融入设计中，设计出一款功能合理、造型美观、操作便捷的老年人轮椅，帮助老年人日常出行。

3 用户需求分析

用户需求分析是产品设计流程重要的组成部分，设计师不仅要有好的设计思路，而且要了解用户需求，才能有针对性地进行创新设计。产品颜色、造型这类表层需求可以被迅速挖掘出来，但是许多潜在的需求却难以捕捉。老年人轮椅的目标用户是那些患有慢性疾病或是身体机能下降导致活动受限的老年群体，通过老年人群生理情况分析，对老年用户需求进行分析归纳，建立老年人轮椅产品的用户需求模型，如图1所示。

通过分析，用户需求可分为感官需求、功能需求和情感需求三个方面。老年人对轮椅产品的感官需求主要包括视觉、触觉两个方面，产品外观设计包含造型、色彩、材质等内容。在功能需求上，老年人轮椅要满足老年人日常出行的需要，并具有安全监测、远程互动的功能，为老年人提供更加舒适的使用体验。老年用户的情感需求主要是安全、舒适、操作简洁，要让老年人在使用轮椅的过程中感受到轻松愉悦。

4 基于用户体验的老年人轮椅设计原则

4.1 安全性原则

产品设计的安全性原则包括两方面，一是通过设计解决安全问题，二是通过设计杜绝新的安全问题产生。通过产品功能设计来满足用户需求，解决用户所面临的问题。此外，产品安全性还贯穿设计的产供销等整个流程，超越产品自身的系统化设计。随着年龄的增长，身体的各个器官机能开始衰退，老年人的听力、视力变差，反应迟缓，容易因操作不当而发生危险。因此设计老年人出行产品首先必须保障产品安全可靠，防止发生危险。此外，产品操作要具有容错性和紧急保护措施，防止用户因误操作导致危险发生。老年人出行产品的造型应圆润、柔和，既能有效防止产品对老年人造成伤害，也能提升使用舒适度。

4.2 易用性原则

易用性指用户可以快速学会产品如何使用，包含有效性、易学性和适应性三个方面。产品的有效性是指无论在室内还是室外环境使用产品，其性能都能够达到预期使用效果。老年人学习能力、反应速度和对外部环境的感知能力随着年龄增长而不断下降，设计老年产品需要充分考虑老年人的特点，操作方式应符合用户使用习惯，简化产品的操作流程，使其能够满足老年人的产品使用需求，符合老年出行产品设计的易学性原则。同时不同的用户表现出不同的特点和需求，老年人出行产品应广泛适应不同用户的需求。D19BC44D-3F45-41E3-9885-2DEEF8BB0705

4.3 美观性原则

美观性原则也被称为艺术性原则，产品设计既要满足功能需求，其外观也应该较为美观，从而带给消费者良好的精神享受。设计不仅仅是理性的设计，还必须是具有美感的设计，既能够满足用户的物质需要，又能够满足用户的精神需要。老年人出行产品的外观设计，应该从老年人的心理需求出发，在良好的功能基础上对产品的色彩、造型、材质、结构进行合理设计，设计出造型大方美观、功能实用合理的老年人出行产品。

5 基于用户体验的老年人轮椅概念化设计方案

轮椅是部分老年人出行的重要工具，它可以帮助患有慢性疾病、身体机能下降的老年人在室内外活动，缓解老年人生活中的孤独感、沉闷感。基于用户体验为这些有轮椅使用需要的老年人设计一款优秀的轮椅产品具有十分重要的意义。

5.1 老年人轮椅设计要素分析

5.1.1 色彩

产品色彩如今已成为一门独立的学科，不同的颜色带给人的心理感受是迥异的。例如，红色冲击感强、富有生机，而蓝色带给人沉稳、平静的视觉感受。相关研究表明，符合老年人审美的颜色包含黄红橙色系、绿色及蓝绿色系，应避免大面积使用黑白灰色，以免带给用户不良情绪。另外，老年人审美会受到生活环境与时代潮流的影响，与年轻人的审美有很大不同，所以要在前期充分调查老年人的审美倾向。

5.1.2 造型

轮椅作为日常生活用品，除了需要满足功能性需求之外，其造型也要展现出观赏性、艺术美感。目前市面上的轮椅大部分将金属管裸露在外，并用黑色橡胶装饰，产品机械呆板，造型繁杂。老年人轮椅应该有独特的造型特征，产品造型应既具有工业产品特点，又符合老年人审美。

5.1.3 材质

老年人轮椅的质感为使用功能服务，其作为工业产品不仅要具有刚硬感，又要具有亲和力和美感。在选择材料时要综合考虑造型的经济性和实用性，不同的材料带给使用者的体验大不相同。比如塑料，给人带来的感受是柔和、细腻、光滑，钢材则给人冷峻、稳重的感受。轮椅基本骨架应采用质量轻、强度大、易加工的铝合金材质，轮椅扶手主体采用塑料材质，手握部位采用硅胶材质包裹，使用时舒适性更强。坐垫和靠背依据人体坐姿曲线，使用优质海绵进行设计。

5.1.4 交互界面设计

老年人輪椅交互界面的设计首先要明确核心功能，简化界面内容，用最简洁的步骤完成人机交互流程，多层嵌套的交互流程会使用户体验变差。其次，老年人的视力、听力水平下降，反应速度变慢，因此需要采取多种方式进行信息反馈，比如在轮椅转向时，可以通过操作手柄或下达声音指令获得更好的用户体验。视力下降给老年人的生活带来了许多不便，在查看界面内容时他们需要花费更多时间，因此要适当放大字体与图片，操作按钮也要尽可能清晰，在不影响整体色彩和谐的前提下突出显示。

5.2 老年人轮椅功能设计

5.2.1 健康监测功能

一方面由于老年人身体素质下降，导致心脑血管疾病、骨质疏松等疾病频发，这些慢性疾病需要进行健康监测，防止老年人健康状况出现急性恶化。另一方面，老年人身体灵活性下降，若在使用轮椅过程中操作不当导致轮椅翻倒，健康监测功能可监测用户身体状况进行报警通知。

5.2.2 实时定位功能

随着科学技术的发展进步，实时定位技术已经非常成熟。在轮椅上安装GPS跟踪定位设备，监护人可通过手机APP实时查看老年人的位置信息和监测他们的身体数据，确保老年人在安全区域活动。当用户离开安全范围可通过APP向监护人发出提醒，遇到危险状况时用户可快速向监护人发送求救信号。

5.2.3 安全避障报警功能

通过红外传感器感知周围环境信息，判断分析合适的轮椅行进方向。防止用户在行进过程中发生碰撞或侧翻，保证用户的安全。用户使用轮椅外出会遇到各种复杂的路况，行驶过程中也可能遇到各种安全问题，该功能可通过语音系统提醒用户周边车辆及行人情况，保证其行驶安全。

5.3 人机关系设计

人与轮椅共同组成了老年人轮椅的人机系统。在设计老年人轮椅时，应结合人体尺寸和身体活动范围，对老年人乘坐轮椅的舒适性展开分析。在老年人轮椅的控制器交互界面，根据手部尺寸和活动范围，分别设计了电源与操纵杆、音量控制、速度调节几个功能，方便老年用户更好地操作。另外，轮椅的坐垫、靠背、扶手和脚踏板尺寸和角度也要契合老年人体尺寸。

6 结语

提升老年人轮椅使用舒适度和智能化水平，保障老年人出行安全至关重要，老年人轮椅具有极大的社会需求。如今市场上轮椅产品附带的功能越来越多，因此需要进一步提升用户体验。文章基于用户体验设计，分析老年人的生理特征、心理特征、行为特征，深入挖掘用户需求，并将其转化为设计要素和产品功能，提出老年人轮椅设计方案，为老年人轮椅设计提供参考。

参考文献：

[1] 江渡，申俊，陈栋，等.应用人机工程学研究轮椅的舒适性[J].机械设计与制造，2006（8）：12-13.

[2] 张莉，马洪明，姚佳.医用轮椅的创新设计研究[J].设计，2017（13）：116-117.

[3] 申利明，陈玉霞，于娜.沙发海绵坐垫对人体舒适性的影响[J].家具，2007（S1）：100-104.

[4] 曾曦，易梦迪.基于QFD/TRIZ集成模型的老年人轮椅设计[J].机械设计，2021，38（4）：134-138.

[5] 周雪.基于舒适度的轮椅设计研究[J].工业设计，2017（2）：63-64.

[6] 迪帕克·库马尔，里图·马尔霍特拉，S.R .夏尔马.智能轮椅的设计与建造[J].宝典计算机科学，2020，172（C）：302-307.

[7] 米什拉·普里扬卡.基于物联网的残疾人自动轮椅[J].今天的材料：会议记录，2022，56（P1）：533-541.

作者简介：叶会闯（1996—），男，河南濮阳人，硕士在读，研究方向：产品造型艺术与应用实践。

李琦（1972—），男，安徽巢湖人，博士，副教授，研究方向：产品造型艺术与应用实践。D19BC44D-3F45-41E3-9885-2DEEF8BB0705