意象仿生下的醫(yī)療服務(wù)機器人造型設(shè)計
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摘要：為了滿足用戶需求，提升醫(yī)療服務(wù)機器人造型的美觀性、和諧性和創(chuàng)新性。本文以醫(yī)療服務(wù)機器人造型設(shè)計為研究目標，使用戶意象、仿生對象和產(chǎn)品造型要素達到高度融合。從意象仿生設(shè)計流程入手，用語義差分法確定仿生對象，提取生物外形特征，運用熵權(quán)法確定仿生對象外形結(jié)構(gòu)各部分的權(quán)重，在產(chǎn)品造型各要素主次的基礎(chǔ)上，將仿生生物外形特征與產(chǎn)品外形進行融合，最終得出產(chǎn)品造型設(shè)計方案。通過本文的研究，希望設(shè)計出能夠滿足用戶意象需求的產(chǎn)品造型，提升醫(yī)療服務(wù)機器人造型形象，為類似的產(chǎn)品提供參考和依據(jù)。
關(guān)鍵詞：意象仿生；醫(yī)療服務(wù)機器人；造型設(shè)計
1意象仿生概述
意象仿生不同于其他仿生通過視覺、觸覺等感知進行模仿，而是通過人類對自然經(jīng)驗進行“神”或“形”的研究，讓用戶產(chǎn)生一定的生理或心理的反應(yīng)，達到情感上的共鳴。從意象仿生的映射模式研究產(chǎn)品造型，高小針等人[1]用大象作為仿生對象，通過眼動實驗分析產(chǎn)品外觀，將產(chǎn)品外觀和大象的特征進行融合。陳金亮等人[2]利用語義差分法將用戶的意象進行分析，從而獲得用戶的意象需求，結(jié)合用戶需求設(shè)計出產(chǎn)品。張阿維等人[3]在產(chǎn)品意象評價中結(jié)合熵權(quán)法獲得產(chǎn)品要素的權(quán)重，根據(jù)權(quán)重值與生物對象進行融合的仿生設(shè)計。綜上所述，國內(nèi)的相關(guān)研究均體現(xiàn)出意象仿生的映射關(guān)系，但未達到映射關(guān)系的完整性。意象仿生的映射關(guān)系是根據(jù)用戶意象、仿生對象和產(chǎn)品設(shè)計要素三者之間相互作用，最后使仿生對象和產(chǎn)品相融合的過程[4]。本文從用戶意象中確定仿生對象，再達到仿生對象和產(chǎn)品設(shè)計要素的融合，最終實現(xiàn)設(shè)計目標，是對意象仿生映射關(guān)系的深化和補充。
2醫(yī)療服務(wù)機器人概述
服務(wù)機器人是機器人市場上發(fā)展持續(xù)上升的一個新興產(chǎn)業(yè)。雖然到目前為止沒有一個嚴格的定義，但是服務(wù)機器人的主要任務(wù)是服務(wù)于人，根據(jù)服務(wù)的環(huán)境、對象和特殊情況而定，服務(wù)機器人的類型可分為家用型服務(wù)機器人、專業(yè)型服務(wù)機器人和娛樂型服務(wù)機器人?，F(xiàn)市面上的醫(yī)療服務(wù)機器人是屬于專業(yè)型的服務(wù)機器人，主要應(yīng)用在醫(yī)療場景中，根據(jù)功能需求的不同設(shè)計出不同造型的醫(yī)療服務(wù)機器人。專業(yè)型的服務(wù)機器人有康復(fù)機器人、手術(shù)機器人、醫(yī)療輔助服務(wù)機器人等，而本文是針對專業(yè)型的醫(yī)療輔助類服務(wù)機器人進行造型設(shè)計研究，提升用戶在就診過程中的體驗，滿足用戶的情感需求。
3基于意象仿生的醫(yī)療服務(wù)機器人造型設(shè)計意義
現(xiàn)市面上的醫(yī)療服務(wù)機器人外觀造型大多給人以冰冷和嚴肅的感受。用戶在使用產(chǎn)品的過程中，不僅對功能有相應(yīng)需求，而且對產(chǎn)品外觀美感也存在一定的需求。基于意象仿生的醫(yī)療服務(wù)機器人造型設(shè)計，有利于提升醫(yī)療服務(wù)機器人外觀造型，使用戶產(chǎn)生共鳴，從而滿足用戶的情感體驗需求。從三個層面來看本文的研究意義，在理論層面上，把意象仿生的相關(guān)理論應(yīng)用于醫(yī)療服務(wù)機器人造型設(shè)計上，為類似的產(chǎn)品設(shè)計提供理論基礎(chǔ)；在方法層面上，采用用戶意象、仿生對象和產(chǎn)品屬性三者之間耦合性的意象仿生設(shè)計方法，是對意象仿生設(shè)計方法的創(chuàng)新；在應(yīng)用層面上，采用意象仿生設(shè)計出來的產(chǎn)品造型可以使用戶產(chǎn)生親切感，有利于減輕用戶在就診過程中的壓力，促進情感上的體驗，并直觀地傳遞其象征意義。
4基于意象仿生的醫(yī)療服務(wù)機器人造型設(shè)計流程
4.1明確設(shè)計目標
醫(yī)療服務(wù)機器人設(shè)計目的是為了產(chǎn)品造型符合用戶需求，讓用戶在意識上達到共鳴。因而采用意象仿生使產(chǎn)品造型變得柔和，并匹配用戶熟知的生物進行仿生，增加用戶對產(chǎn)品的熟悉感和親切感，達到醫(yī)療服務(wù)機器人對用戶意識產(chǎn)生積極影響的效果。
4.2確定生物仿生對象
為了準確獲得仿生對象，先建立感知詞匯資料數(shù)據(jù)庫，可以通過網(wǎng)絡(luò)和期刊等各種相關(guān)文獻進行初步搜集，從中挑選出和醫(yī)療服務(wù)機器人相關(guān)的詞，去除和實驗不相關(guān)的詞，最后篩選得出60個詞匯。接著召集醫(yī)療服務(wù)機器人設(shè)計師、醫(yī)護人員和就診病人對60個詞匯進行篩選打分。最終得出10個得票最高的詞匯是美觀的、可愛的、協(xié)調(diào)的、有趣的、科技的、柔和的、簡單的、獨特的親切的直觀的將設(shè)計師提供的具有代表性醫(yī)療服務(wù)機器人做成樣本，運用語義差分法對這8個樣本進行分析。用8個樣本分別對30名用戶進行問卷調(diào)查，得出用戶對醫(yī)療服務(wù)機器人的感性意象詞是可愛的、美觀的、親切的和有趣的。因此仿生生物對象的選取可以從這些詞匯中進行范圍確定。用網(wǎng)絡(luò)和文獻查找的方式尋得仿生基因數(shù)據(jù)庫[6]，根據(jù)數(shù)據(jù)庫里面找出對應(yīng)的意象詞匯得出：意象詞匯對應(yīng)的生物是企鵝。
4.3仿生對象生物外形與產(chǎn)品造型要素融合
1)分析生物外形特征。通過網(wǎng)絡(luò)和動物期刊等方式，選取26張企鵝動態(tài)照片作為研究樣本。并構(gòu)建語義量化表，把26張企鵝動態(tài)樣本與得出的4個意象詞相結(jié)合。共發(fā)放45份調(diào)查問卷，實際得到38份調(diào)查問卷，其中醫(yī)療服務(wù)機器人設(shè)計的專業(yè)人員有20份，非醫(yī)療服務(wù)機器人設(shè)計的專業(yè)人員18份，歸納出企鵝外形結(jié)構(gòu)及類目，如表1。用熵權(quán)法來計算出企鵝外形各部分的權(quán)重將26個樣本和4個意象詞對于38份調(diào)查問卷結(jié)果進行統(tǒng)計處理，構(gòu)建出數(shù)據(jù)標準化，因此得出26個樣本的信息熵值和權(quán)重值。并根據(jù)樣本的信息熵值和權(quán)重值得出4個感知意象詞權(quán)重值。把26張研究樣本基于4個感知意象詞匯的綜合評價值，以及企鵝外形各部分類目轉(zhuǎn)化為適于數(shù)量化一類理論處理的數(shù)據(jù)，以及根據(jù)各項指標的加權(quán)值得出生物外形各部分和類目之間的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)。并根據(jù)對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)可得知生物外形各部分的優(yōu)先順序是身體、頭部、腳部、翅膀和啄部。2)確定產(chǎn)品造型要素的主次。運用眼動實驗確定用戶對目前市場已有的產(chǎn)品各部分注意時長情況。采用眼動儀進行測試，眼動儀型號為TobiiT20，采樣頻率是120Hz。眼動儀可記錄人眼注視的位置及眼睛運動軌跡，這樣可以直觀了解到被試者對研究目標不同部位的關(guān)注程度。實驗素材是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有市場上各品牌的醫(yī)療服務(wù)機器人，通過專業(yè)人員對各品牌產(chǎn)品分析與討論，挑選出有代表性的樣本。實驗對象均無近視、色盲與色弱等特殊情況。依據(jù)得出的數(shù)據(jù)和訪談結(jié)果進行整合，使用SPSS軟件處理得到眼動實驗參數(shù)。因此，醫(yī)療服務(wù)機器人造型設(shè)計認知重要性從主次順序依次為屏幕、機身部分、監(jiān)測裝置、行走部分、調(diào)節(jié)裝置和麥克風裝置。3)根據(jù)仿生對象生物外形特征的分析和醫(yī)療服務(wù)機器人造型要素的主次，將兩者的各部分進行融合，得出的結(jié)果如表2。從用戶意象里確定仿生對象，是意象仿生設(shè)計的第一次映射。將醫(yī)療服務(wù)機器人的造型要素和企鵝的外形特征進行融合，得出新的產(chǎn)品造型，是意象仿生設(shè)計的第二次映射。意象仿生不是完全照搬生物原型，而是模仿生物的形態(tài)特征或行為情態(tài)，用生物的抽象形態(tài)激起用戶的共鳴。利用對醫(yī)療服務(wù)機器人的外觀設(shè)計，喚起用戶對企鵝的聯(lián)想，從產(chǎn)品的外觀相似神態(tài)中就可產(chǎn)生親切感和熟悉感，拉近用戶與產(chǎn)品之間的距離。
4.4設(shè)計方案
從生物的形態(tài)特征上進行大概身形的勾勒，通過對原生物體型的變形和轉(zhuǎn)換，可以得出六種醫(yī)療服務(wù)機器人的設(shè)計草圖，選擇其中三種方案進行深入設(shè)計，初步定出其他結(jié)構(gòu)，如圖1。根據(jù)三種方案草圖進行細節(jié)設(shè)計的深化，對產(chǎn)品色彩方案的選擇上也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為此保留原生物的大體色彩黑色和白色，可以選擇以白色或者黑色為主要產(chǎn)品色彩。因為醫(yī)療機器人的材質(zhì)設(shè)計要具有質(zhì)感、現(xiàn)代感和科技感，所以輔色上可以搭配灰白色或藍色進行協(xié)調(diào)。經(jīng)過仿生生物和產(chǎn)品進行融合以及色彩上的提取，得出方案一、方案二和方案三，具體方案見圖2、圖3、圖4。
5結(jié)語
本文研究了基于意象仿生的醫(yī)療服務(wù)機器人造型設(shè)計，提升了醫(yī)療服務(wù)機器人外觀造型，同時能滿足用戶在使用過程中的情感體驗。在產(chǎn)品造型自上而下的設(shè)計流程中，從確定產(chǎn)品設(shè)計目標到最后方案的形成，采用語義差分法得出用戶意象，根據(jù)用戶意象在仿生數(shù)據(jù)庫里面找出仿生對象，把生物的外形結(jié)構(gòu)進行拆分，針對生物各部分和產(chǎn)品造型要素進行融合得出設(shè)計方案，希望為類似的產(chǎn)品造型設(shè)計提供參考。
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作者：候佳音 張婉玉 單位：四川師范大學(xué)