實(shí)體交互在廚具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

張愛琳

（東北林業(yè)大學(xué),黑龍江哈爾濱 150040）

在過去的近二十年，交互系統(tǒng)、產(chǎn)品和服務(wù)顯著發(fā)展。技術(shù)越來越接近用戶在家庭生活中的自然行為。設(shè)計(jì)需要從傳統(tǒng)的以材料產(chǎn)品為中心的設(shè)計(jì)思路做出轉(zhuǎn)變。隨著智能化家居這一概念的引入，在設(shè)計(jì)這些信息豐富具有創(chuàng)意的產(chǎn)品時(shí)，需要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的物理特性和互動(dòng)性。近年來，新的技術(shù)的爆炸式增長，智能設(shè)備和服務(wù)的交互式行為導(dǎo)向特性為滿足人們身體和精神上的需求而開發(fā)更好的系統(tǒng)和服務(wù)提供了可能性。

一、實(shí)體交互架構(gòu)理論概述

實(shí)體交互是一個(gè)源于計(jì)算機(jī)科學(xué)的術(shù)語，是人機(jī)交互中的一個(gè)研究領(lǐng)域，描述了一種以數(shù)據(jù)為中心的方法來繪制物理和數(shù)字世界的地圖。實(shí)體交互主要關(guān)注有實(shí)體界面。設(shè)計(jì)師可以通過創(chuàng)造性地交流信息、創(chuàng)造性地整合實(shí)物，創(chuàng)造性地集成任何物理介質(zhì)作為界面，從而在智能設(shè)備中實(shí)現(xiàn)實(shí)體交互。廚具產(chǎn)品具有實(shí)體用戶界面（TUI）的特性，可以作為與系統(tǒng)交互的對象。與其他用戶界面相比，實(shí)體交互以實(shí)物為界面，顯示數(shù)字信息，因此，用戶對使用更加熟悉和直觀，不需要重新學(xué)習(xí)如何操作新設(shè)備或新系統(tǒng)。具有更短的認(rèn)知?jiǎng)幼鲿r(shí)間和增強(qiáng)學(xué)習(xí)的好處，實(shí)物還具有娛樂性、真實(shí)性和豐富的反饋性，同時(shí)也方便多用戶使用，這意味著實(shí)體交互有助于合作工作和社交互動(dòng)。

1.實(shí)體交互框架

不少學(xué)者都對實(shí)體交互的框架進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)，其中Eva Hornecker和Jacob Buur提出的實(shí)體交互框架更具代表性，實(shí)體交互框架緊緊圍繞實(shí)體操作、空間交互、具體化便利化、表現(xiàn)力表征四個(gè)大主題，為實(shí)體交互的研究提供了不同的視角。

（1）實(shí)體操作：是用戶身體與物理空間中物體的互動(dòng)，這些物理空間實(shí)體與數(shù)字媒體計(jì)算資源耦合，允許用戶控制計(jì)算。

（2）空間交互：實(shí)體界面的基本屬性是空間性。它們嵌入在空間中，占據(jù)真實(shí)的空間。用戶在互動(dòng)時(shí)需要在真實(shí)的空間中移動(dòng)。用戶的互動(dòng)方式和介質(zhì)不僅僅局限于觸摸和移動(dòng)空間中的物體，也可以依賴于移動(dòng)的身體。

（3）具體化便利化：突出顯示材質(zhì)對象和空間的配置如何影響和指導(dǎo)新興的群體行為。[1]在實(shí)體交互中用戶可以在真實(shí)的物理空間內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)，并且在軟件空間中隱喻。

（4）表達(dá)性表征：實(shí)體交互是關(guān)于數(shù)字功能和數(shù)據(jù)或其他物理對象的物理表示。[1]通常結(jié)合材料和數(shù)字元素，每一種都有不同的表征特性，例如投射到有形物體或空間聲音上。

2.實(shí)體交互的分類

“實(shí)體用戶界面”作為術(shù)語，被定義為一種新型的人機(jī)交互，將數(shù)字信息與日常物理對象和環(huán)境耦合起來。Mazalek和Hoven總結(jié)了實(shí)體互動(dòng)在不同的領(lǐng)域的不同內(nèi)涵，建議將實(shí)體交互分為三類，分別是計(jì)算機(jī)科學(xué)人機(jī)交互；工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)交互；藝術(shù)與建筑交互。[2]

計(jì)算機(jī)科學(xué)人機(jī)交互是以數(shù)據(jù)為中心的一種實(shí)體交互形式。在計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度上進(jìn)行交互行為，探索數(shù)字與物理環(huán)境之間互動(dòng)耦合的可能性。

工業(yè)產(chǎn)品交互是以表達(dá)和運(yùn)動(dòng)為中心的一種實(shí)體交互形式。不局限于產(chǎn)品的外觀而是圍繞交互本身的概念，突出人、產(chǎn)品和物理環(huán)境之間的交互。

藝術(shù)與建筑交互是以空間為中心的一種實(shí)體交互形式。通過在空間中設(shè)置藝術(shù)互動(dòng)裝置，帶給人們多方位的視聽體驗(yàn)。

二、廚具產(chǎn)品的用戶交互設(shè)計(jì)

近十年來，人機(jī)交互研究者的關(guān)注不僅僅局限于單人群體，他們開始關(guān)注多用戶，如朋友、家人、夫妻等過去很少被討論的目標(biāo)群體。廚房的多用戶任務(wù)是常見且必要的，因?yàn)樯鐣?huì)活動(dòng)有助于增強(qiáng)人們的關(guān)系。

1.用戶行為交互

交互行為主要指在交互系統(tǒng)中人與產(chǎn)品之間通過一些行為來起到互動(dòng)的作用。交互行為包括用戶在使用產(chǎn)品時(shí)所進(jìn)行的輸入、選擇、操控、搜索等。在廚房環(huán)境中，由于其特殊的環(huán)境特性，相較于其他的家庭室內(nèi)空間往往更多的關(guān)系到用戶行為操作。用戶通過不同的行為方式和操作過程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對廚具產(chǎn)品的控制。

作用于產(chǎn)品的用戶的行為，是由一系列不同的動(dòng)作組成，并且按照時(shí)間順序依次進(jìn)行，產(chǎn)品因用戶的行為而產(chǎn)生相應(yīng)的變化，如結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、大小的變化。廚具產(chǎn)品的使用過程中，不同的使用時(shí)段用戶的操作步驟以及使用目的都是不同的，要熟悉用戶的操作流程以及影響因素，針對性的分析用戶的動(dòng)態(tài)操作情況對廚具產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)。使廚具產(chǎn)品的使用過程更加便捷、易于學(xué)習(xí)，廚房烹飪工作更加輕松。

用戶行為操作可以根據(jù)不同身體區(qū)域的操作分為以下幾種，如表1所示，針對人在廚房環(huán)境使用廚具產(chǎn)品時(shí)的行為模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，規(guī)避不符合實(shí)體交互框架的行為，減少用戶使用產(chǎn)品過程中不必要的運(yùn)動(dòng)，提高操作的便利性。更有利于在生活節(jié)奏愈來愈快的現(xiàn)代家庭環(huán)境中，提高用戶的使用效率。

表1 廚房環(huán)境下的用戶行為操作

2.思維情感交互

在交互的整個(gè)過程中，一般只有用戶的主觀行為具有可見性，但人是受大腦控制的，在大腦意識(shí)中思維占據(jù)運(yùn)作方式的主要地位。[3]在廚房多用戶的場景下，用戶對情感體驗(yàn)的需求變得尤為突出。用戶對廚具產(chǎn)品的情感交互設(shè)計(jì)以人機(jī)交互為主要設(shè)計(jì)因素，用戶與廚具產(chǎn)品在各個(gè)階段中進(jìn)行互動(dòng)并產(chǎn)生情感共鳴，用戶的行為方式也會(huì)隨之受到影響。

在廚房相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中情感交互主要體現(xiàn)在從單人操作向多人操作的轉(zhuǎn)變，很大程度上降低了廚房烹飪的復(fù)雜性和繁重性。用戶可以與親朋一起輕松烹飪，進(jìn)而增加人與人之間的溝通，增進(jìn)彼此的感情。用戶在與產(chǎn)品互動(dòng)的過程中，人們也可以通過產(chǎn)品的外部形態(tài)、互動(dòng)引導(dǎo)，快速地了解產(chǎn)品的基本使用方式，并在使用產(chǎn)品的過程中在情感上獲得共鳴。

廚具產(chǎn)品設(shè)計(jì)中除了需要滿足基本功能需求外，還需要考慮到產(chǎn)品的顏色、外觀造型、材質(zhì)等對人的影響，滿足用戶與產(chǎn)品進(jìn)行交流的目的，通過情感上的互動(dòng)，使產(chǎn)品與人產(chǎn)生共鳴。

三、基于實(shí)體交互的廚具產(chǎn)品設(shè)計(jì)策略

1.產(chǎn)品的安全性

廚房相較于其他的居住環(huán)境，常伴有用電、明火、水汽等，對廚房產(chǎn)品的設(shè)計(jì)具有一定的安全性要求。家電設(shè)備、天然氣、電路等主要都集中在廚房環(huán)境中，廚房環(huán)境下的實(shí)體交互設(shè)計(jì)需要充分考慮到規(guī)避操作過程中可能會(huì)產(chǎn)生的燙傷問題，規(guī)避廚房環(huán)境中的水汽明火，安全安置廚具產(chǎn)品。

廚具作為廚房環(huán)境中重要產(chǎn)品類型之一，在烹飪的操作流程中起到主要的作用，廚具類產(chǎn)品與明火、油煙、蒸汽等相關(guān)，極易發(fā)生安全隱患。廚具產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮自身的安全性和對用戶的安全性，考慮如何有效防止用戶直接接觸熱源，防止用戶的誤操作，成為用戶直接接觸熱源、電源之前的堅(jiān)固防線。

2.產(chǎn)品的空間互動(dòng)性

空間互動(dòng)就是指有形的互動(dòng)行為在真實(shí)空間中存在，通過有形的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。空間性作為實(shí)體交互的固有屬性，物質(zhì)對象往往存在于真實(shí)的空間中，占據(jù)著一定量的真實(shí)空間體積，有具體的位置，用戶與其互動(dòng)時(shí)需要在真實(shí)空間內(nèi)移動(dòng)。用戶可以通過觸摸、移動(dòng)物體或者移動(dòng)自己的身體來實(shí)現(xiàn)與裝置對象之間的互動(dòng)。

現(xiàn)實(shí)空間為人們提供了一個(gè)巨大的三維環(huán)境，讓動(dòng)作可以被識(shí)別，并即時(shí)給予反饋，人們可以跟隨反饋或者指示無縫操作。提供流暢的畫面感，產(chǎn)品的空間互動(dòng)讓用戶的一舉一動(dòng)都可以被識(shí)別、被感知、被觀察。用戶移動(dòng)物體或者移動(dòng)自身來達(dá)到參與空間互動(dòng)的目的，讓空間互動(dòng)具有可配置性。通過對物質(zhì)對象和空間環(huán)境的配置，讓用戶對空間環(huán)境進(jìn)行探索和控制。

空間環(huán)境為全身互動(dòng)的實(shí)現(xiàn)提供了可能，全身互動(dòng)需要基于大量且豐富的身體動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)，通過實(shí)體交互系統(tǒng)建立橋梁，讓用戶的動(dòng)作可以被識(shí)別和理解。用戶的動(dòng)作具有交流功能，通過肢體語言表達(dá)用戶的使用目的。

3.用戶行為的實(shí)體操作性

實(shí)體操作是指用戶在物理環(huán)境中與物體進(jìn)行的互動(dòng)，允許用戶對產(chǎn)品的直接或間接控制，主要通過用戶的觸覺直接操作數(shù)字信息的物質(zhì)載體。通過用戶與物質(zhì)對象之間的觸覺接觸，達(dá)到進(jìn)行互動(dòng)的目的，用戶可以依靠觸覺感知產(chǎn)品的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)獲得觸覺反饋。作為交互載體的物理實(shí)體也可以吸引用戶的觸覺感官系統(tǒng)，邀請人們進(jìn)行互動(dòng)行為，為用戶提供愉悅的感官體驗(yàn)。

在與廚具產(chǎn)品的相關(guān)操作互動(dòng)中，可以分為單人操作和多人操作。單人操作需要涉及廚具產(chǎn)品的功能特性，用戶的使用習(xí)慣和常用的操作模式，用戶在不同功能需求的場景下的肢體行為方式。多人操作往往在單人操作的基礎(chǔ)上，用戶的行為不僅僅局限于“人-機(jī)器-環(huán)境”，還要涉及人與人的交流，廚具產(chǎn)品設(shè)計(jì)中對單人及多人操作平臺(tái)的構(gòu)建。

4.對用戶的行為引導(dǎo)

通過物理實(shí)體和空間配置對用戶進(jìn)行為引導(dǎo)的方式突出產(chǎn)品的便利性和易用性。實(shí)體化的互動(dòng)形式，表面上是用戶在物理空間的操作與移動(dòng)，隱喻上是在數(shù)字虛擬環(huán)境互動(dòng)。形成促進(jìn)、禁止和阻礙的行為體系，在允許用戶行為的基礎(chǔ)上，同時(shí)對用戶的行為進(jìn)行指導(dǎo)和限制。

對用戶的行為引導(dǎo)就是對空間和物理實(shí)體的基礎(chǔ)配置系統(tǒng)給予約束，約束包含被約束對象的體積大小、位置、互動(dòng)形式，從而達(dá)到對用戶行為上的引導(dǎo)作用，約束了用戶操作的軌跡和順序流程。在多點(diǎn)互動(dòng)的系統(tǒng)環(huán)境下，用戶仍可有意識(shí)地對產(chǎn)品進(jìn)行操作。多接入點(diǎn)分配控制權(quán)，有效避免了使用者的全權(quán)控制，降低了初次使用產(chǎn)品的用戶門檻。

針對不同知識(shí)技能層次的人群，提供不同層次的交互操作，可以吸引更多的用戶。基礎(chǔ)層面的簡單交互對于第一次使用產(chǎn)品的人群十分友好，新用戶可以快速探索出基本的交互方式。對于多次使用者和更高知識(shí)技能層級(jí)的人群，也可在基礎(chǔ)的交互方式下有更多的互動(dòng)體驗(yàn)。

四、設(shè)計(jì)實(shí)踐

1.設(shè)計(jì)定位與構(gòu)思

基于實(shí)體交互理論框架設(shè)計(jì)符合用戶行為習(xí)慣和情感需求的廚具產(chǎn)品，設(shè)計(jì)考慮到產(chǎn)品的安全性、產(chǎn)品的空間互動(dòng)性、實(shí)體操作性、對用戶的行為引導(dǎo)，將數(shù)字信息通過實(shí)體互動(dòng)的方式輸入并得到反饋。通過用戶訪談和實(shí)地調(diào)研將設(shè)計(jì)目標(biāo)定位在人們在廚房環(huán)境中最常用的廚房用具——炊具上。思考如何有效地達(dá)到廚房炊具產(chǎn)品的安全性要求，同時(shí)提高產(chǎn)品的可互動(dòng)程度，通過簡單易學(xué)的互動(dòng)方式為烹飪活動(dòng)帶來趣味性。

用戶在烹飪過程中往往需要對火力進(jìn)行精準(zhǔn)的把控，火力的大小影響著每一道菜品的口感與色澤，針對這一痛點(diǎn)對實(shí)體交互廚具進(jìn)行設(shè)計(jì)。考慮到用戶在烹飪時(shí)更多的是身體上肢操作炊具，與產(chǎn)品之間形成互動(dòng)，手部和胳膊與產(chǎn)品進(jìn)行互動(dòng)更符合用戶的行為習(xí)慣。

2.設(shè)計(jì)表現(xiàn)

設(shè)計(jì)廚具產(chǎn)品主要由上部的鍋具與下部的加熱爐具組成，通過鍋具把手和加熱爐具內(nèi)置的紅外感應(yīng)裝置實(shí)現(xiàn)用戶對產(chǎn)品的實(shí)體交互設(shè)計(jì)，如圖1所示。

圖1 廚具產(chǎn)品整體圖、爐具圖、鍋具圖

加熱爐具正面的按鈕控制整個(gè)廚具產(chǎn)品實(shí)體交互裝置的總開關(guān)，繼承了傳統(tǒng)爐具的旋鈕式調(diào)節(jié)大致的火力大小。考慮到安全性要求，爐具的加熱方式不采用明火，而是使用通電加熱的加熱盤，為了解決用戶在烹飪過程中鍋具會(huì)因?yàn)闋t具面板過于光滑而產(chǎn)生不必要的位移，加熱盤設(shè)計(jì)成向爐具內(nèi)凹陷的形態(tài)，既保證不會(huì)因?yàn)橛脩粽`觸加熱盤引起的燙傷等風(fēng)險(xiǎn)，也保證鍋具不會(huì)在烹飪的過程中產(chǎn)生不必要的位移。

用戶在烹飪時(shí)通過按動(dòng)鍋具把手上的紅色按鈕并左右轉(zhuǎn)動(dòng)鍋具來實(shí)現(xiàn)對火力的微調(diào)，鍋具把手上的紅外線發(fā)射裝置和爐灶內(nèi)置的紅外線接收裝置的組合，讓紅外技術(shù)可以用來實(shí)現(xiàn)廚具產(chǎn)品的實(shí)體交互設(shè)計(jì)。

結(jié)語

實(shí)體交互運(yùn)用在廚房相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的探索是有意義的，為廚具產(chǎn)品的交互方式設(shè)計(jì)提供了一個(gè)可供參考的方向。通過對用戶的行為和情感的研究與分析，融合實(shí)體交互理論框架，構(gòu)建出廚具產(chǎn)品的實(shí)體交互設(shè)計(jì)策略，讓用戶使用廚具產(chǎn)品時(shí)操作更加人性化，符合用戶的功能需求和情感需求，提升產(chǎn)品的趣味性和吸引力。