包容性視角下老年智能拐杖多模態(tài)交互體驗設(shè)計研究

汪海波　張春杰

摘要：我國人口老齡化程度逐漸加深，提升老年智能產(chǎn)品的設(shè)計力度勢在必行。文章首先闡述了老年智能拐杖多模態(tài)交互體驗設(shè)計的包容性問題，然后闡述了包容性視角下老年智能拐杖多模態(tài)交互體驗設(shè)計流程，最后總結(jié)包容性視角下老年智能拐杖多模態(tài)交互體驗設(shè)計策略。希望通過本文的探討對提升老年智能拐杖的整體設(shè)計具有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：包容性設(shè)計;老年智能拐杖;多模態(tài)交互、體驗設(shè)計

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）11-0128-02

1相關(guān)概念解析

1.1包容性設(shè)計

包容性設(shè)計提出主流產(chǎn)品或服務(wù)上的設(shè)計會盡可能地為更多的人群所方便使用，無需特別的適應(yīng)或特殊的設(shè)計。與通用設(shè)計等不同的是，包容性設(shè)計提升設(shè)計維度，通過設(shè)計彌合特殊人群與主流人群之間的鴻溝，鼓勵老年人、殘障人士等融入社會生活，降低此類人群的心理落差以達到包容不同類型人群的目的。

1.2多模態(tài)交互技術(shù)

多模態(tài)交互技術(shù)是指機器獲取人的語言、行為、手勢等多種模態(tài)的信息，然后通過整合判斷并給出反饋的人機交互技術(shù)，是對人體感官信息的融合，最終達到人機共生與和諧的目的。多模態(tài)交互通過智能接口技術(shù)分析人的模態(tài)信息，能夠提高人機交互的自然性和高效性。各模態(tài)的信息融合之后呈現(xiàn)出更加準確全面的交互目的，其涉及了包括語音識別等多種模態(tài)識別的技術(shù)，以及感官信息融合的技術(shù)。多模態(tài)交互不是集合模態(tài)信息，而是整合不同模態(tài)的信息，需要機器“理解”人的意圖并做出合理反應(yīng)，具有自然、高效、兼容的特性。

2老年智能拐杖多模態(tài)交互的包容性分析

2.1圖像識別的包容性分析

圖像識別隨著圖像數(shù)據(jù)集的大規(guī)模發(fā)展而包含了眾多的概念，并且逐漸向自然語言融合，形成圖像描述技術(shù)。圖像識別技術(shù)足夠支撐老年人與智能拐杖進行界面交互，但目前老年智能拐杖對圖形交互界面的使用并不普及，需要結(jié)合老年群體的需求加以改進，針對老年人生理特征做出相應(yīng)地調(diào)整。

2.2語音識別的包容性分析

語音識別技術(shù)讓機器能夠有“聽覺”，基于深度學習的進步目前應(yīng)用前景非常廣泛。相比觸控界面既解放了雙手，又不受文字輸入限制，深受老年用戶喜歡。老年智能拐杖語音識別功能涉及到多種模態(tài)信息，不僅要“聽懂”人類語言，還要處理自然語言并合理表達信息，因此老年智能拐杖的語音識別功能需要對老年人表達習慣如發(fā)音、語速、語調(diào)等話語方式具有一定的包容性。

2.3人體行為識別的包容性分析

人體行為識別是希望通過挖掘利用所收集到的具有各自特征的不同模態(tài)信息，提高人體行為識別的準確率，被人機交互領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。人體行為識別技術(shù)從老年人使用智能拐杖的行為過程中獲得不同的模態(tài)數(shù)據(jù)并從中提取典型特征，再結(jié)合機器學習算法分析不同信息之間的關(guān)聯(lián)互補性，以獲得更加接近于使用者自身的真實想法。人體行為識別技術(shù)與老年人的行為習慣相配合能夠有效提升老年智能拐杖的人性化需求。

2.4多模態(tài)信息融合的包容性分析

人機信息交互過程中信息的輸入和輸出通常是多個獨立模態(tài)同時進行，所以多模態(tài)信息融合通常是聯(lián)合多個模態(tài)信息進行識別和預(yù)測[6]。單一模態(tài)信息獨立處理缺乏多種模態(tài)之間聯(lián)動情緒，多模態(tài)信息融合技術(shù)在分析多種模態(tài)的同時關(guān)注各模態(tài)之間的關(guān)聯(lián)性，提高人機交互的多樣性和準確度。為獲得老年用戶更加準確交互目的，老年智能拐杖需采用多模態(tài)信息融合技術(shù)提高老年智能拐杖的交互準確度，對老年人情緒表達更具包容性。

3老年智能拐杖多模態(tài)交互體驗設(shè)計流程

3.1分析老年智能拐杖用戶需求

老年智能拐杖的用戶需求分析是以老年用戶為中心展開的，根據(jù)實際研究情況結(jié)合馬斯洛需求層次理論可將用戶需求分為四個層次，如圖1所示。

3.1.1生理需求

老年智能拐杖需根據(jù)老年人的聽覺、視覺、觸覺方面的特征完成設(shè)計改進，使界面風格、色彩，語音速度、音調(diào)，振動時長等方面適應(yīng)老年人生理需求，為老年用戶帶來良好的感官感受。

3.1.2安全需求

從老年智能拐杖的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、功能設(shè)計等方面出發(fā)，材料方面要輕便、堅固、防滑，功能方面需結(jié)合多模態(tài)信息融合技術(shù)實現(xiàn)預(yù)知老年行為及需求，從實用和心理兩方面滿足老年人的安全需求。

3.1.3社交需求

流暢的交互過程和良好的使用感受能提升老年用戶滿意度。多模態(tài)交互的情緒識別技術(shù)能夠識別老年智能拐杖用戶的情緒波動，繼而進行正向情緒引導，提供社交機會并幫助老年用戶融入主流社會。

3.1.4尊重與自我需求

老年智能拐杖能夠幫助老年用戶建立良好的交流狀態(tài)。多模態(tài)交互技術(shù)讓老年智能拐杖根據(jù)使用者的狀態(tài)進行個性化設(shè)置成為可能，人機友好互動狀態(tài)幫助老年人獲得更高層次的尊重與自我需求。

3.2分析老年智能拐杖多模態(tài)交互體驗要素

結(jié)合Jesse James Garrett的用戶體驗要素，可以將老年智能拐杖多模態(tài)交互體驗設(shè)計要素分為以下五個層次：（1）戰(zhàn)略層，滿足老年人出行需求而開展的老年智能拐杖的設(shè)計研究;（2）范圍層，模塊化設(shè)計能更好地將功能分門別類，方便查找使用;（3）結(jié)構(gòu)層，老年智能拐杖的信息架構(gòu)需要盡可能得簡單，縱向和橫向設(shè)計都不宜過多，淺顯易懂的信息結(jié)構(gòu)更加適合老年人;（4）框架層，結(jié)合老年人感覺特征，設(shè)計符合老年用戶的簡約交互界面;（5）表現(xiàn)層，老年智能拐杖應(yīng)滿足輕便易攜、穩(wěn)固、安全的外觀視覺特征。

3.3構(gòu)建老年智能拐杖多模態(tài)交互體驗?zāi)Ｐ?/p>

以老年用戶的體驗作為老年智能拐杖多模態(tài)交互體驗?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計主體，以多模態(tài)交互的方式將用戶需求和設(shè)計痛點結(jié)合起來，構(gòu)建老年智能拐杖多模態(tài)交互體驗設(shè)計模型，如圖3所示。

4包容性視角下老年智能拐杖多模態(tài)交互體驗設(shè)計策略

4.1基于圖像識別的設(shè)計策略

老年智能拐杖圖像識別主要應(yīng)用于界面圖形、精準導航圖像等方面。老年人視覺系統(tǒng)的老化表現(xiàn)在光敏感度和色彩識別力的降低。老年智能拐杖的界面圖形應(yīng)使用飽滿且對比更加強烈的色彩;基于增強現(xiàn)實技術(shù)的精準導航圖像，承擔對地形、環(huán)境配準矯正的工作，以呈現(xiàn)更加準確的導航圖像信息，方便老年用戶識別。

4.2基于語音識別的設(shè)計策略

基于語音識別的老年智能拐杖多模態(tài)交互能夠幫助老年人減少視覺方面的認知負荷，語音交互更具親和力，避免老年人在特殊情況下出現(xiàn)交流障礙。老年人聽覺感受性隨年齡的增長而逐漸降低，在噪音環(huán)境下出現(xiàn)明顯的語言分辨問題，建立延長語音指令輸入間隙時間、設(shè)置方言交流等特殊的語音識別體系可得到有效緩解，從而簡化信息獲取和輸出強度，建立更加輕松的多模態(tài)交互體驗?zāi)Ｊ健?/p>

4.3基于人體行為識別的設(shè)計策略

人體行為識別技術(shù)可預(yù)判老年用戶行為。老年人會出現(xiàn)肢體動作緩慢，靈活度不足，對工具依賴性增強，操作能力和效率降低，感知過程增長，反應(yīng)延遲等現(xiàn)象?；谌梭w行為識別的老年智能拐杖通過傳感器獲得老年用戶的三維人體骨骼結(jié)構(gòu)變化狀態(tài)，與人體動作識別公共數(shù)據(jù)集進行對比分析后，可提前預(yù)知老年用戶的危險動作，配合警報裝置，同時提醒路人和緊急聯(lián)系人。

4.4基于信息融合的設(shè)計策略

多模態(tài)信息融合能識別用戶特征及行為的情緒表征，再通過情緒識別獲得老年用戶更真實的交互目的，拉進老年用戶與智能拐杖的情感距離。老年智能拐杖基于多模態(tài)識別技術(shù)、多模態(tài)信息融合技術(shù)建立信息反饋機制協(xié)同處理老年人感官信息，提高老年智能拐杖系統(tǒng)的可靠性，使用時間越久越能夠結(jié)合用戶的行為特征進行個性化設(shè)置。

5結(jié)語

包容性視域下的老年智能拐杖設(shè)計，能夠縮進老年用戶與主流社會之間的距離，采用多模態(tài)交互技術(shù)在獲得更準確的老年用戶使用意向的同時關(guān)注老年人的情感需要，體現(xiàn)出老年智能產(chǎn)品設(shè)計的人文關(guān)懷。