智能交互設(shè)計(jì)創(chuàng)意物化輔助工具研究

歐靜 吳宇凡

摘要：依托多感官體驗(yàn)地圖工具研究智能交互設(shè)計(jì)物化階段，并構(gòu)建輔助工具促進(jìn)設(shè)計(jì)與技術(shù)的結(jié)合。分析智能交互物化階段特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)探究不同水平設(shè)計(jì)師使用多感官體驗(yàn)地圖的設(shè)計(jì)活動(dòng)差異，總結(jié)工具設(shè)計(jì)策略。得出智能交互設(shè)計(jì)物化階段體驗(yàn)的關(guān)鍵策略與輔助要素，構(gòu)建了線上線下混合的設(shè)計(jì)輔助工具包。通過構(gòu)建輔助工具促進(jìn)了設(shè)計(jì)與技術(shù)的有機(jī)結(jié)合與匹配，為智能交互設(shè)計(jì)教育提供了有效的方法和實(shí)用工具。

關(guān)鍵詞：智能交互；物化；技術(shù)知識(shí)；設(shè)計(jì)創(chuàng)意；設(shè)計(jì)教育

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2024）03-0014-05

Abstract：Research the materialization stage of intelligent interactive design based on experience map tools，and build auxiliary tools to promote the combination of design and technology. Analyze the characteristics of the intelligent interaction materialization stage，experiment and explore the differences in design activities of designers at different levels who use experience maps to go through this stage，and summarize tool design strategies. The key strategies and auxiliary elements of experience in the materialization stage of intelligent interaction design are obtained，and a design aid toolkit that combines online and offline design is constructed. It promotes the organic combination and matching of design and technology by building auxiliary tools，and provides effective methods and practical tools for intelligent interactive design education.

Keywords：Intelligent interaction；Materialization；Technical knowledge；Design creativity；Design education

引言

近年來，隨著技術(shù)的成熟與普及，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)已經(jīng)在越來越多的領(lǐng)域發(fā)揮作用，主要針對(duì)需求分析、創(chuàng)意激發(fā)、原型設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)4個(gè)階段對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行支持與啟發(fā)[1]，對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程提出了挑戰(zhàn)。

在智能交互設(shè)計(jì)課堂中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)學(xué)專業(yè)學(xué)生難以同時(shí)兼顧技術(shù)與創(chuàng)意，導(dǎo)致相關(guān)的智能交互設(shè)計(jì)產(chǎn)出體驗(yàn)感與創(chuàng)新性缺失，技術(shù)運(yùn)用水平較低下。為此，如何在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行引導(dǎo)，提升學(xué)生設(shè)計(jì)成果“設(shè)計(jì)+技術(shù)”的整體水平，成為關(guān)鍵問題。

一、理論及研究框架

（一）智能交互設(shè)計(jì)與物化階段

1.物化階段定義與特征

經(jīng)典交互設(shè)計(jì)流程“雙鉆模型”涵蓋 Discover（探索）、Define（定義）、Develop（開發(fā)）和 Deliver（交付）四個(gè)階段[2]，由兩次發(fā)散收斂周期組成。Serena Camere提出，“物化”為抽象到有形的過程，是介于設(shè)計(jì)概念抽象構(gòu)想和具體實(shí)現(xiàn)間的特定過渡狀態(tài)[3]，是連接兩個(gè)發(fā)散收斂過程的重要位置，見圖1。設(shè)計(jì)師在物化階段之初得到抽象、原始的用戶體驗(yàn)愿景，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成更具象、有細(xì)節(jié)考量的設(shè)計(jì)概念方案。

2.智能交互設(shè)計(jì)物化階段

本研究以智能交互設(shè)計(jì)中的實(shí)體交互裝置（TUI）為重點(diǎn)研究對(duì)象。交互裝置包括裝置（信息輸出端）和受眾（信息輸入端）兩大交互對(duì)象[4]，在互動(dòng)過程中傳遞情緒與感受體驗(yàn)，引發(fā)人們思考。

相較于傳統(tǒng)產(chǎn)品，智能交互設(shè)計(jì)的物化階段不僅要從抽象到具象發(fā)散創(chuàng)意概念，也要與技術(shù)知識(shí)有機(jī)整合，是一個(gè)復(fù)雜的過程。

其中，實(shí)體交互裝置設(shè)計(jì)物化階段重點(diǎn)任務(wù)是協(xié)調(diào)人行為與輸入輸出間的映射關(guān)系、通過交互情節(jié)與時(shí)序的安排[5]，將技術(shù)表達(dá)的內(nèi)容與人在物理世界的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)[6]，最終傳遞情感或價(jià)值觀。過程中需要構(gòu)建的體驗(yàn)要素見圖2。

3.智能交互設(shè)計(jì)教育物化問題

根據(jù)教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)設(shè)計(jì)學(xué)生在智能交互設(shè)計(jì)物化階段的三大重點(diǎn)問題：

（1）難以把握創(chuàng)意重點(diǎn)：設(shè)計(jì)學(xué)生難以把握動(dòng)態(tài)交互體驗(yàn)的創(chuàng)意重點(diǎn)深入創(chuàng)作，進(jìn)而滿足用戶感性層面的情感需求[7]。其中輸入輸出關(guān)聯(lián)性、行為、空間、時(shí)間都是具有實(shí)體交互特色的維度[8]，是不容忽視的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

（2）對(duì)技術(shù)知識(shí)缺乏理解：設(shè)計(jì)學(xué)科中的工程學(xué)知識(shí)教育往往照搬純工程學(xué)科的教材與教學(xué)思路[9]，從技術(shù)導(dǎo)向?qū)用孢M(jìn)行，不便于設(shè)計(jì)學(xué)生理解與后續(xù)運(yùn)用。

（3）技術(shù)與創(chuàng)意匹配困難：設(shè)計(jì)概念依托于技術(shù)載體（傳感器與數(shù)字影像、物理實(shí)體等）實(shí)現(xiàn)，建立技術(shù)與創(chuàng)意間有意義的關(guān)聯(lián)是物化階段的重難點(diǎn)，需要相應(yīng)工具輔助。

（二）輔助物化階段的多感官體驗(yàn)地圖

1.智能交互設(shè)計(jì)輔助工具

目前，關(guān)于智能交互的設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)工具相對(duì)較少，設(shè)計(jì)師大多仍在使用各種傳統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)工具[10]。

這些工具（如用戶旅程圖、認(rèn)知圖、概念圖等）通常采用可視化方式，按照時(shí)間維度[11]把不同類型的數(shù)據(jù)和材料進(jìn)行整合和視覺化[12]。它們能夠輔助設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)概念探索階段的設(shè)計(jì)洞察，但不能幫助整合技術(shù)與創(chuàng)意，有邏輯地度過物化過程。

2.多感官體驗(yàn)地圖工具

為了針對(duì)性支持物化過程，Serena Camere提出了Experiment Map（簡稱為“ExpMap”），即多感官體驗(yàn)地圖工具，具體形式見圖3。此工具為設(shè)計(jì)師在以體驗(yàn)為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)過程中提供抽象概念與有形實(shí)體間的聯(lián)系。

工具可視化步驟中包含了物化階段的具體措施，層層遞進(jìn)地激發(fā)設(shè)計(jì)師逐步將概念從抽象情感發(fā)展到具象感官特征，為物化階段邏輯化整合概念提供了可能。

ExpMap由5個(gè)步驟組成，并以放射狀布局排列，從中心層向外依次使用。其中第2、3圈層“概念探索”與“表達(dá)式選擇”是抽象層，思考抽象情感與價(jià)值；第4、5圈層“感官探索”與“感官分析”是具象層，圍繞多感官靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特質(zhì)進(jìn)行具象化深入：

（1）產(chǎn)品愿景聲明：在地圖中心層，用一句話描述設(shè)計(jì)的體驗(yàn)愿景。

（2）概念探索：收集描述靈感的抽象圖片，拼貼在第2圈的情緒板上探索預(yù)期的體驗(yàn)。

（3）表達(dá)式選擇：對(duì)應(yīng)步驟2的抽象圖片，寫出一圈描述設(shè)計(jì)產(chǎn)出特征的關(guān)鍵詞，用不同顏色曲線連接關(guān)鍵詞與“視覺、材質(zhì)”等，思考預(yù)期表達(dá)可能性。

（4）感官探索：從靜態(tài)的（視覺、聽覺等）外觀特征到動(dòng)態(tài)的交互功能（如聲音反饋等）層面，考慮不同的感官體驗(yàn)。對(duì)應(yīng)動(dòng)靜態(tài)因素收集一組更具體的視覺靈感圖片拼貼到第4圈。

（5）感官分析：用形容詞定義每種感官的具體品質(zhì)，5點(diǎn)量表（0=完全不；5=非常）對(duì)應(yīng)評(píng)分，實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)感與表現(xiàn)方式的量化。

（三）工具優(yōu)化的研究路徑

本研究將ExpMap工具引入智能交互設(shè)計(jì)課堂流程中。首先，理論研究交互裝置設(shè)計(jì)物化特性與設(shè)計(jì)學(xué)生物化階段關(guān)鍵問題；其次，圍繞關(guān)鍵問題，實(shí)驗(yàn)探究不同水平設(shè)計(jì)師物化階段的設(shè)計(jì)活動(dòng)與策略差異，總結(jié)新手設(shè)計(jì)師所需相應(yīng)優(yōu)化策略；最后，優(yōu)化ExpMap并構(gòu)建針對(duì)設(shè)計(jì)新手的物化輔助工具。

二、課堂實(shí)驗(yàn)探究

（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

依托課程進(jìn)行了一項(xiàng)針對(duì)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生的準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究[13]。課程主題為人機(jī)和諧共生為主題的交互裝置設(shè)計(jì)，參與者為工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)本科一年級(jí)與研究生一年級(jí)學(xué)生。新手組：27名本科一年級(jí)學(xué)生，3人一組，共9組；專家組：44名研究生一年級(jí)的學(xué)生，4人一組，共11組。

課程設(shè)置為以下3個(gè)階段：

1.各小組通過調(diào)研得出體驗(yàn)愿景，并收集相應(yīng)概念與感官圖片；

2.以3小時(shí)工作坊形式進(jìn)行，學(xué)生使用ExpMap完成設(shè)計(jì)概念的構(gòu)思，并匯報(bào)得到的概念方案與思考過程，通過視頻記錄方式采集學(xué)習(xí)過程中的行為動(dòng)作、語言；

3.學(xué)生完成整體設(shè)計(jì)項(xiàng)目后，收集各組智能交互設(shè)計(jì)產(chǎn)出實(shí)物、設(shè)計(jì)過程報(bào)告等資料。

課程結(jié)束后進(jìn)行專家評(píng)估，邀請(qǐng)4名有5年以上設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)成果體驗(yàn)水平評(píng)分。證明研究生產(chǎn)出的水平在設(shè)計(jì)與技術(shù)各維度都顯著高于本科生，創(chuàng)新策略具有指導(dǎo)意義。

（二）實(shí)驗(yàn)分析

結(jié)合設(shè)計(jì)案例對(duì)比分析學(xué)生物化階段關(guān)鍵設(shè)計(jì)活動(dòng)，結(jié)果如下：1.設(shè)計(jì)案例對(duì)比分析

依據(jù)專家評(píng)估結(jié)果，選取研究生優(yōu)秀案例“Blow your shadow”和本科生案例“逐浪隨行”分解體驗(yàn)要素進(jìn)行對(duì)比，如圖4。

“Blow your shadow”通過虛實(shí)結(jié)合的視覺交互反饋，引發(fā)用戶對(duì)人與自然關(guān)系的思考：吹動(dòng)風(fēng)車時(shí)，會(huì)有投影的鳥兒從樹上飛出；吹的力度越大，飛出的鳥兒越多；把鳥窩懸掛在樹枝上，鳥兒紛紛歸巢。

“逐浪隨行”中，用戶騎行腳踏裝置，驅(qū)動(dòng)身邊的“海浪”圖案流動(dòng)與燈光閃爍，產(chǎn)生愉悅動(dòng)感，呼吁人們低碳出行。

研究生方案體驗(yàn)感優(yōu)于本科生的主要原因分析如下：

（1）時(shí)序?qū)用妫悍桨阜殖?個(gè)階段，其中前兩階段人的驚擾行為破壞自然和諧，第3階段掛鳥籠行為維護(hù)和諧共生，形成對(duì)比，具有情感傳遞的漸進(jìn)性；

（2）人行為與輸出層面：輸入端人吹動(dòng)風(fēng)車代表驚擾與破壞，對(duì)應(yīng)輸出端鳥飛走與吵鬧等不和諧反饋引發(fā)反思；第3階段輸入端人掛起鳥籠保護(hù)自然，對(duì)應(yīng)輸出端反饋鳥的飛回表示和諧相處。輸入輸出建立了較好的關(guān)聯(lián)性，豐富了概念層次。

（3）技術(shù)層面：輸入端聲音與壓力兩種傳感器分別配合吹動(dòng)與掛鳥籠兩種行為，輸入形式多樣且符合主題；輸出端的投影儀在暗室環(huán)境中播放光影動(dòng)態(tài)效果，技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式與設(shè)計(jì)概念達(dá)成了合理的匹配。

（4）空間層面：巧妙結(jié)合實(shí)體樹枝與墻面投影儀產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)虛影，傳遞內(nèi)容與氛圍；風(fēng)車整合聲音傳感器，鳥籠配合底座觸發(fā)壓力傳感器。元器件合理的擺放使得最終設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)形式美觀且完整。

（三）物化后輔助技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1.提供技術(shù)實(shí)現(xiàn)支持

物化后即開發(fā)與交付階段，實(shí)體交互裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)中，傳感器的組裝、動(dòng)態(tài)交互的控制代碼編寫都給設(shè)計(jì)學(xué)生帶來一定障礙，需要及時(shí)提供具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式指導(dǎo)，支持設(shè)計(jì)方案的落地。

四、輔助工具設(shè)計(jì)

基于上述優(yōu)化策略，構(gòu)建“設(shè)計(jì)+技術(shù)”結(jié)合的線上線下混合物化輔助工具包，見圖6、7。

（一）線上線下混合物化輔助工具包

工具包以優(yōu)化后的ExpMap工具與技術(shù)知識(shí)分類體系為理論基礎(chǔ)，引入技術(shù)卡片、案例庫與技術(shù)庫等，構(gòu)建了包含主題卡、概念卡、感官卡、技術(shù)卡4類卡片為核心的卡片工具包，在設(shè)計(jì)過程中依次使用。

其中主題卡、概念卡、感官卡均由設(shè)計(jì)師自行填補(bǔ)內(nèi)容，為動(dòng)態(tài)卡片，代表不同程度的抽象概念。技術(shù)卡片包含輸入類和輸出類硬件，分為接觸輸入傳感器、非接觸輸入傳感器、視覺輸出、聽覺輸出、觸覺輸出、動(dòng)作輸出6類。通過技術(shù)卡內(nèi)置的RFID傳感模塊與讀卡器讀取卡片相對(duì)應(yīng)的案例庫，實(shí)現(xiàn)線上線下混合的設(shè)計(jì)輔助。

（二）工具包具體使用步驟

線上線下混合物化輔助工具包具體使用方式如下：

1.物化前知識(shí)教授：物化前通過RFID技術(shù)將線上的技術(shù)庫、案例庫與線下的技術(shù)卡片進(jìn)行關(guān)聯(lián)。以線上技術(shù)庫與案例庫網(wǎng)站的形式，讓學(xué)生結(jié)合設(shè)計(jì)案例庫學(xué)習(xí)優(yōu)秀作品體驗(yàn)構(gòu)建的策略，并從技術(shù)庫中學(xué)習(xí)從設(shè)計(jì)師角度分類后的技術(shù)知識(shí)。

2.物化中思路引導(dǎo)：在物化階段，結(jié)合改良后的ExpMap進(jìn)行創(chuàng)意與技術(shù)邏輯化匹配。首先，通過主題卡封裝設(shè)計(jì)問題有關(guān)信息，對(duì)應(yīng)ExpMap的愿景聲明階段。概念卡和感官卡均為可自行填充的動(dòng)態(tài)卡片，概念卡以抽象圖片為主要內(nèi)容，對(duì)應(yīng)ExpMap抽象層構(gòu)想；感官卡以具象圖片為主要內(nèi)容，配合ExpMap細(xì)化具象描述。在動(dòng)態(tài)交互探索部分，按照時(shí)間維度，分步驟使用感官卡和技術(shù)卡的組合來定義輸入的人行為、輸出效果與相應(yīng)技術(shù)，完成方案動(dòng)態(tài)交互與技術(shù)實(shí)現(xiàn)的描述。最后結(jié)合上述設(shè)計(jì)決策結(jié)果，完成草圖繪制。

3.物化后支持實(shí)現(xiàn)：線下的技術(shù)卡片和線上的技術(shù)庫結(jié)合，讀取卡片在技術(shù)庫網(wǎng)頁端提供具體的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，包含傳感器型號(hào)、具體使用方式、功能實(shí)現(xiàn)相關(guān)代碼等信息，支持設(shè)計(jì)方案的落地。

結(jié)語

本文聚焦智能交互設(shè)計(jì)物化階段，研究并構(gòu)建設(shè)計(jì)策略，輔助設(shè)計(jì)新手向物化的前后過程進(jìn)行橋接，緊扣體驗(yàn)重點(diǎn)層層深入完善概念，并將設(shè)計(jì)與技術(shù)匹配對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)“有邏輯的物化”，提升設(shè)計(jì)產(chǎn)出的體驗(yàn)感。產(chǎn)出了促進(jìn)設(shè)計(jì)過程和技術(shù)知識(shí)結(jié)合的新工具形式，為智能交互設(shè)計(jì)教育提供了良好的支持。

后續(xù)研究將通過豐富的設(shè)計(jì)實(shí)踐進(jìn)一步驗(yàn)證工具包的可用性，并探究輔助工具如何影響物化以外的其他設(shè)計(jì)階段，繼續(xù)對(duì)輔助工具進(jìn)行全局性的優(yōu)化。

基金項(xiàng)目：“教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目”（21YJC760056）；“湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目”（HNJG-2020-0093）

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