人體工學的互動式家具設計研究

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摘要：“互動”不僅僅發生在人與人之間，也產生于人與家具及其設計之中。隨著科技的不斷進步和人們需求的逐步提高，互動設計逐漸成為各個行業產品設計中的一大熱點。本文嘗試將人體工學作為設計的基礎，結合互動設計理念，以一套包含書架、桌、椅的互動式家具為例，探討設計互動式家具所需關注的問題，希望能對互動式家具的設計起到拋磚引玉的的作用。

關鍵詞：人體工學；互動家具；家具設計；短期互動；長期互動

在設計領域，互動設計也叫做交互設計，大家常常認為當IDEO公司的一位創立者——比爾•莫格里奇在1984年提出了互動設計的概念時，互動設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計，使之為使用者提供更好的服務。

1前期準備

1.1互動設計所需遵守的原則

互動設計必須遵循設計原則。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：互動設計應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：產品必須既易學又好用；可接受原則：人、科技和相關情境下人的行為相和諧；可參與性原則：關注在交互系統中，用戶所產生的情感體驗的質量。

1.2家具所需具有的性能

在家具設計的過程中，我們需要關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品傳送的產品語義，家具的功能必須反應家具本身的價值；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備[3]。互動家具是根據易用性、可用性、可接受、可參與原則的互動設計原則來設計的，使家具在環境提供的空間和氛圍中滿足人的需求，人在適應環境影響人的生理、心理狀態的同時使用家具，并使家具和人以及環境之間產生這種相互作用的關系，進而使家具兼具實用性、舒適性、美觀性、耐用性，并且能呈現出所處時代的氣息的一種家具。

1.4互動家具發展現狀

國內的室外互動家具在城市家具中有很深刻的體現；國內對室內互動家具的研究主要集中在兒童家具和親子家具上，而國內的互動家具設計理論研究也取得了很好的進展。國外的室外互動家具更多的關注戶外家具在人的行為互動方面的影響；國外的室內互動家具的設計在留給使用者一部分再次設計創造的空間的同時，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，國外許多設計師還提出在家具中附加寵物的專有空間，以此來促進人與環境的互動。當然，新創意提出的同時也意味著還有許多實際問題還未仔細考慮。衛生清潔等問題還需細細思考，互動家具未來還有廣闊的發展空間。

1.5互動家具發展趨勢

隨著科技的不斷進步和人們需求的逐步提高，交互設計從一個毫不起眼的小學科逐漸滲透到各行各業，如今甚至成為各個行業產品設計中的一大熱點。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，不斷渴望互動設計能在它身上煥發出新的光彩。

1.6目標用戶定位及需求分析

只為一個人設計是讓大眾滿意的最有效辦法[4]。本課題將目標用戶初步設定為年齡處于20至39歲的青年[5]。處于這一年齡段的用戶，日常活動主要是坐著學習或工作，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，進而提升自信；及時提醒物品存放位置；促進工作面的整潔歸置；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。極少的遮擋設計使人、書架與辦公情境下人的行為相和諧，不突兀的強調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。根據人體工學建議的尺寸范圍，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；而當使用者站起來時，視線目光又在1480mm以上，又可以進行有效及時的交流。這款書架不論是擺在辦公室還是家里都能充分發揮出它的功能。遵守著易用性互動設計原則。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計原則。

3互動式桌的設計

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，動態的視覺效果。造型設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系在一起，體現了家具的形式美[7]。富有趣味的設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計給中規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。關注在交互系統中，用戶所產生的情感體驗的質量。這款互動式桌的抽屜以及插座蓋板打開和關閉時，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。靠近使用者一側的立面可以被抽開，而成為鍵盤抽屜。桌腳內側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。根據人體工學建議的尺寸范圍，設定桌面長度為1200mm，桌面寬度為800mm。使用者在桌面進行作業時，有足夠的的空間進行操作[9]。由于最小容腿空間應該取H>600mm[10]，而設定桌面高度為760mm，桌面厚度為120mm。

4互動式椅的設計

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牙連接的，可實現簡單的鼠標操控，類似于筆記本電腦的觸摸板。這項互動功能的設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，這項互動設計幫助減輕了使用者工作時的產生的疲勞；從長期來看，這項互動設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慣，改善了使用者的體態，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置的觸摸板具有短暫的壓感反饋功能，即點擊的同時產生短暫的微小震動，與使用者的觸覺產生互動，這也是一項短期的互動設計。這款互動式椅以人體工學為基礎，將座高、扶手高度、腰部支撐高度都設計成可調節的，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，遵守著互動設計原則中的易用性原則。由于坐面應為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定為450mm，座深設定為350mm。由于小腿得到穩定支持，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。所以將座高設定為可調節的380mm至450mm之間。在數值上，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。所以將扶手高度設定為可調節的210mm至220mm。讓手臂有可以依靠的地方使人體處于較穩定的狀態。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定為230mm至260mm，可調節。靠背的寬度設定為450mm。因為人體的背部在自然形態時最舒適，此時，腰椎部分凸出，并且應該保證座椅設計要從座椅表面和靠背之間的角度以及適當的腰椎支持。成年人腰椎中心位置位于座位上方230mm至260mm處。合理的座椅的座面傾角推薦值為3°至4°。所以本設計的座面傾角選定為3°。從脊柱的正常形態來看，靠背傾角為115°較為合適，在實際應用中，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°。所以本設計的靠背傾角選定為103°[13]。這款互動式椅主要的結構部件用材為鋼結構，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腰部支撐的活動結構與扶手調節部件采用活動套管接合。活動套管接合有利于互動式家具的局部尺寸調節，使之更貼合使用者的個體需求。②腰部支撐調節的結構如圖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，中間的可調節腰部支撐則用活動套管接合方式。

5結語

本次課題為以人體工學為基礎的互動式家具設計，通過閱讀和分析了大量的與人體工學、交互設計、家具設計、造型設計相關的資料之后，在合理的探討和研究之后，結合自己的體驗實踐，設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互動式家具的設計在追求創新的同時，應以人體工學為基礎，合理利用現在可以查找到的學術成果。進行創造、設計，也許每次只有一點點的新意，但聚沙成塔，終有成果；（2）互動式家具的設計不僅要考慮外在的客觀因素，更應該注意到內在主觀的情感因素，用戶的情感體驗是需要著重考慮的設計要素；（3）互動式家具的設計要在家具的結構框架及材料工藝的可實現范圍內，來實現家具的互動設計。最后，由于本人能力有限，所設計的以人體工學為基礎的互動式家具存在著很多的不足之處，希望日后通過繼續學習加以改進。

參考文獻：

[1]李世國,顧振宇.交互設計(第二版)[M].北京:中國水利水電出版社,2016.

[2]曾崢.互動設計理念在家具設計中的應用研究[D].江蘇:江南大學,2011.

[3]胡天君,周曙光.家具設計與陳設[M].北京:中國電力出版社.2009.

[4]AlanCooper(美).ChrisDing,等,譯.交互設計之路——讓高科技回歸人性[M].北京:電子工業出版社,2006.

作者:汪麗麗 魏新莉 單位：中南林業科技大學