基于人機工程學(xué)的兒童電話手表設(shè)計研究

◎譚清文

（西安工程大學(xué)服裝與藝術(shù)學(xué)院 陜西 西安 710048）

隨著兒童產(chǎn)品的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的兒童電話手表產(chǎn)品也從改良型向原創(chuàng)型飛速轉(zhuǎn)變。在越來越強調(diào)人性設(shè)計的背景下，兒童電話手表產(chǎn)品設(shè)計能否為用戶使用愉悅感，如何在兒童電話手表產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域體現(xiàn)以人為本的宗旨，逐漸成為設(shè)計師追求的重點。人機工程學(xué)被列為兒童產(chǎn)品設(shè)計制造環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)，也能提升產(chǎn)品價值。

一、人機工程學(xué)概述

國際人機工程學(xué)會對人機工程學(xué)形成的定義：對人體結(jié)構(gòu)特征和機能特征進行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心，人體各部分在活動時的相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；提供人體各部分的出力范圍、動作時的習(xí)慣等人體機能特征參數(shù)，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性；分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種勞動負荷的適應(yīng)能力；探討人在工作中影響心理狀態(tài)以及心理因素對工作效率的影響。

人機工程學(xué)以其專業(yè)的理論和數(shù)據(jù)，來優(yōu)化整個生態(tài)平衡的穩(wěn)定；而人機工程學(xué)學(xué)者則是研究設(shè)計以及分析，對人-機-環(huán)境，使之符合人的最佳需求。從整個人機工程學(xué)的進化角度來看，產(chǎn)品經(jīng)歷了“人匹配產(chǎn)品”到“產(chǎn)品匹配人”，即產(chǎn)品能夠滿足用戶的生理、心理、比例尺寸結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，使產(chǎn)品符合人的尺寸比例。

二、兒童電話手表市場現(xiàn)狀

根據(jù)國家人口統(tǒng)計局2019年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國0-14歲（兒童）人口占比約2.4億人，約為北京市人口的10倍，接近美國總?cè)丝诘娜种?。中國兒童總?shù)占總?cè)丝诩s17%，每年約有2000萬名新生兒童誕生。隨著國家二胎政策的開放，這個數(shù)據(jù)仍然保持向上的發(fā)展趨勢。

現(xiàn)階段的兒童產(chǎn)品市場具有低質(zhì)化、多樣化的特點。2020年，全球智能手機不斷普及。2019年第三季度，全球可穿戴手表出貨率達到1400萬臺，同期增長率42%，其中蘋果手表產(chǎn)品市場占有率47.9%。2020年第二季度，可穿戴保持著強勁的勢頭，同期增長14.4%，市場總設(shè)備8260萬臺。預(yù)測2020-2021年智能手表的支出在27388百萬美元，而兒童手表占有率則增長到40%，這是一個驚人的市場份額。2018年我國兒童智能手表市場規(guī)模達到1003億元，2019年市場規(guī)模為1042億元，到了2020年達到1100億元?，F(xiàn)階段兒童智能手表產(chǎn)品約占同類手表產(chǎn)品總數(shù)的36%。

通過各個互聯(lián)網(wǎng)購物平臺對在售的兒童智能手表作出不完全統(tǒng)計：市場上在售的智能兒童手表約140個品牌，1065個產(chǎn)品；其中兒童智能手表占比約為36%。

三、基于人機工程學(xué)的兒童電話手表設(shè)計思路

（一）外觀設(shè)計

兒童通話手表產(chǎn)品，所適應(yīng)的用戶年齡階段5歲至14歲。這個年齡階段的用戶作，其自身無法判斷身邊環(huán)境產(chǎn)品的安全性。因此，需要成人進行遠程監(jiān)護，建立一種通訊紐帶，為兒童提供安全的環(huán)境。而且這個階段的兒童，身體正處在快速增長期，兒童小臂以及手掌尺寸也處于變化幅度最大的階段，人體尺寸分為靜態(tài)尺寸以及動態(tài)尺寸。目前關(guān)于兒童手掌以及小臂的研究目前非常的稀少，這里我們選擇3周歲至14周歲兒童身高尺寸入手。

據(jù)2007年全國首屆未成年人體尺寸測量統(tǒng)計，關(guān)于兒童身高、體重等參數(shù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，低齡兒童的尺寸變化最明顯。筆者選取部分3至6周歲男童、女童的身高、體重參數(shù)進行調(diào)查，在該階段男童的體重和身高數(shù)據(jù)都超過女童，城市和鄉(xiāng)村兒童的身高差距不斷縮小；城市兒童身高體重的增長速度達到世界衛(wèi)生組織所規(guī)定適齡兒童生長發(fā)育標準要求。

由于學(xué)前兒童的行為智能發(fā)育仍不成熟，兒童對身邊一切事物擁有好奇心以及模仿能力，對表帶會出現(xiàn)咬、舔的行為，就此現(xiàn)象對產(chǎn)品表帶的材質(zhì)要進行優(yōu)選。

（二）功能設(shè)計

產(chǎn)品具備通訊以及定位功能，對兒童的身體數(shù)據(jù)進行實時檢測，并且可以回饋給家長以及手表界面，同時還需要設(shè)備具備長距離的通訊功能，以實現(xiàn)家長與子女第一時間得到關(guān)聯(lián)。幼齡兒童由于大腦身體仍處于發(fā)育期，自身保護能力弱，不能自我處理較為復(fù)雜對問題，通訊功能便顯的尤為關(guān)鍵。在設(shè)備成型塑料外殼處用激光鐳射技術(shù)電鍍LDS天線工藝，由于手表體積有限，因此天線的走布可以設(shè)置在屏幕側(cè)邊，主天線使用PIFA形式技術(shù)，旁邊可設(shè)置IFA藍牙模塊，提高產(chǎn)品定位功能以及其他輔助功能。

兒童的主觀能力弱，自我辨別意識不成熟，低齡兒童丟失事件屢屢發(fā)生。因此對產(chǎn)品的定位功能要求更加的嚴格。而傳統(tǒng)的藍牙定位的分析模式只能顯示大概的方位，而低齡兒童的定位要求精準度高，僅使用傳統(tǒng)藍牙會導(dǎo)致定位功能的失真。從1994年起，民用信號GPS全國進入正常使用，民用信號采用L1（頻率1575.42MHz）單頻C/A碼，附加可選擇（SA）人為干擾，精準度進入100m，授時精度為340ns。2000年技術(shù)撤銷SA人為干擾，使民用定位的精準度提高20m，授時精度提高到40ns，往后一代民用信號在LQ載波上發(fā)射的單頻C/A碼。L1波段范圍1575.42MHZ±1.023MHZ。第二代民用信號不僅包括第一代民用信號，在L2載波上還加入L2C信號。第三代民用信號在第二代基礎(chǔ)上，增加了L5載波。第四代民用信號則在第三代民用信號的基礎(chǔ)上，將L1載波進行改進，用L1C替代了L1信號。而產(chǎn)品中使用雙頻GPS安全定位，使用的L1+L5雙頻GPS協(xié)同定位系統(tǒng)提高定位精度至3-5米，這項技術(shù)可以通過實時定位共享，讓家長實時掌握兒童的位置動態(tài)，確保用戶的安全性。兒童手表的處理器使用高通曉龍WEAR2500，1GB運行內(nèi)存，可以編程系統(tǒng)。

四、結(jié)語

當前市場上，多數(shù)兒童智能手表產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)企業(yè)將關(guān)注的焦點聚集于產(chǎn)品本身的功能實現(xiàn)上面，或是追求產(chǎn)品的造型美感產(chǎn)品造型的吸引力；企業(yè)產(chǎn)品更新迭代，仍實行從“機器”的角度設(shè)計，割裂了“用戶-機器-環(huán)境”當中的各個構(gòu)成要素的聯(lián)系，忽略了消費者兒童本身的需求，忽略了設(shè)計以人為中心的地位。新形勢下，兒童智能電話手表的設(shè)計應(yīng)以技術(shù)功能為優(yōu)先，再以用戶使用方式使用感受為中心，以功能情感為突破口進行優(yōu)化設(shè)計，不僅要注重產(chǎn)品的功能使用體驗，而且更加注重兒童在產(chǎn)品使用中的實際感受；讓兒童有舒適的情感化體驗以及產(chǎn)品功能的先進性體驗。人機工程學(xué)為我們對兒童智能產(chǎn)品的設(shè)計、研究方向提供了寶貴的經(jīng)驗。