應(yīng)用K-MEANS聚類的數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新模型研究

李月恩 張舒青 張伽誠

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品創(chuàng)新 數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計(jì) 創(chuàng)新模型 K-Means聚類 陪伴機(jī)器人設(shè)計(jì)

引言

隨著時(shí)代的發(fā)展與市場的快節(jié)奏化，產(chǎn)品創(chuàng)新的方法也在與時(shí)俱進(jìn)。自進(jìn)入信息時(shí)代后，每時(shí)每刻都有龐大的數(shù)據(jù)注入到計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之中，數(shù)據(jù)已成為新型的生產(chǎn)資料和連接人與物之間信息傳遞的橋梁。將數(shù)據(jù)應(yīng)用于產(chǎn)品創(chuàng)新領(lǐng)域，應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)過程，已成為產(chǎn)品創(chuàng)新轉(zhuǎn)型突破的新方向。

在數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新領(lǐng)域，已有許多國內(nèi)外的專家和學(xué)者進(jìn)行研究，并且取得了一定的成果。湖南大學(xué)余從剛、趙江洪研究團(tuán)隊(duì)[1]根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)輸入模式，建立了基于具體數(shù)據(jù)和抽象數(shù)據(jù)的兩種不同的數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式。浙江大學(xué)南方電網(wǎng)人工智能創(chuàng)新聯(lián)合研究中心的劉宣慧、郗宇凡等[2]通過文獻(xiàn)綜述等方法應(yīng)用數(shù)據(jù)思維探究產(chǎn)品生命全周期數(shù)據(jù)對設(shè)計(jì)的驅(qū)動作用，指出了產(chǎn)品數(shù)據(jù)在指導(dǎo)設(shè)計(jì)創(chuàng)新中的重要作用。南京工程學(xué)院藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院的閆勝昝、韓志天[3]認(rèn)為產(chǎn)品創(chuàng)新從各個(gè)方面吸收大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，有助于更好地理解用戶對產(chǎn)品的本質(zhì)需求，在表現(xiàn)手段、設(shè)計(jì)方法、產(chǎn)品功能的角度設(shè)計(jì)更多高質(zhì)量的產(chǎn)品。綜合來看，使用數(shù)據(jù)方式驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新已經(jīng)成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，是產(chǎn)品創(chuàng)新的一種新方法。

在數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新的研究中，文章引入K-Means聚類方法作為主要數(shù)據(jù)處理方法，以此完善數(shù)據(jù)方式在產(chǎn)品創(chuàng)新領(lǐng)域的應(yīng)用。K-Means聚類的數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新研究的本質(zhì)是，在用戶需求信息條件下，挖掘產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)，對挖掘得到的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析后得到設(shè)計(jì)特征，并用來指導(dǎo)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)，是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新的新方法。

一、數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新的基本特征

（一）數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新的概念

數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一種應(yīng)用大數(shù)據(jù)思維，使用大數(shù)據(jù)手段如數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)的分析，輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行舊產(chǎn)品改進(jìn)和新產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計(jì)方式。其中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)指的是，在產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到實(shí)際生產(chǎn)再到用戶使用反饋這整個(gè)生命周期中由人、物、環(huán)境三者共同作用產(chǎn)生的各種信息數(shù)據(jù)，蘊(yùn)含了大量有價(jià)值的產(chǎn)品反饋、用戶偏好和市場需求等信息，這些信息蘊(yùn)含了對指導(dǎo)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)有重要作用。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息與數(shù)據(jù)技術(shù)逐漸更新?lián)Q代，數(shù)據(jù)量在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)上不斷增加，數(shù)據(jù)的獲取和儲存方式也逐漸增多，目前的數(shù)據(jù)處理方式不僅僅是進(jìn)行淺層次的數(shù)據(jù)處理如瀏覽等，并且可以對大量數(shù)據(jù)之間的聯(lián)結(jié)進(jìn)行處理，對已有數(shù)據(jù)分析進(jìn)行設(shè)計(jì)指導(dǎo)。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動創(chuàng)新，就需要應(yīng)用數(shù)據(jù)技術(shù)對潛在的各種有價(jià)值數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理。

（二）數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新的意義

1.傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式的局限性

傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程一般為：對用戶與市場進(jìn)行調(diào)研總結(jié)得到用戶需求；分析用戶需求得到產(chǎn)品設(shè)計(jì)特征；根據(jù)設(shè)計(jì)特征進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)；改進(jìn)完善概念設(shè)計(jì)方案得到產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案；根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行生產(chǎn)投入市場。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖如圖1所示：

在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程之中，設(shè)計(jì)人員需要人工收集用戶的反饋的信息，并且根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)特征總結(jié)分析，最終設(shè)計(jì)出產(chǎn)品。在需求采集過程中設(shè)計(jì)人員采取的手段有限，分析設(shè)計(jì)特征過程中對設(shè)計(jì)人員存在依賴并且主觀性較強(qiáng)，傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中人力、物力耗費(fèi)巨大?？偟膩碚f，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法存在（1）對專家的依賴性強(qiáng)；（2）設(shè)計(jì)方案主觀性強(qiáng)；（3）實(shí)時(shí)性差；（4）調(diào)研數(shù)據(jù)少和范圍小等局限性。

2.數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計(jì)的優(yōu)勢

數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計(jì)相比于傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于（1）應(yīng)用數(shù)據(jù)技術(shù)能夠采集得到遠(yuǎn)超于人工收集數(shù)量的產(chǎn)品數(shù)據(jù)（2）應(yīng)用大數(shù)據(jù)手段能夠分析遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)方式研究的樣本數(shù)量（3）在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、分析結(jié)果可視化各個(gè)階段都能夠更深入地探索潛在的有價(jià)值信息，從而對產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程造成影響。

數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計(jì)流程如圖2所示：

將數(shù)據(jù)手段應(yīng)用于產(chǎn)品創(chuàng)新領(lǐng)域，打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中過于依賴設(shè)計(jì)者主觀判斷的局面；把產(chǎn)品整個(gè)生命周期產(chǎn)生的數(shù)據(jù)全部整合到產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程中，可以減少干擾設(shè)計(jì)結(jié)果的虛假、混亂信息，更加明確用戶的復(fù)雜需求；構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的設(shè)計(jì)創(chuàng)新方法模型理論上可以減少設(shè)計(jì)師個(gè)人判斷對設(shè)計(jì)結(jié)果的影響，使設(shè)計(jì)結(jié)果波動在較小范圍內(nèi)，能對未來產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)起到引導(dǎo)作用?？梢哉f大數(shù)據(jù)的應(yīng)用幫助了解用戶與市場的需求發(fā)展趨勢，明確更優(yōu)決策信息，能夠快速準(zhǔn)確地響應(yīng)用戶的需求，抓住新興的機(jī)會，提高競爭能力。

二、K-Means 聚類的數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新模型

（一）模型構(gòu)建

K-Means 聚類算法是根據(jù)已知分類規(guī)則與給定數(shù)據(jù)群組數(shù)，對數(shù)據(jù)集進(jìn)行多次數(shù)據(jù)歸類，直到各群組內(nèi)具有相似特征的數(shù)據(jù)穩(wěn)定在該群組內(nèi)不再變化，其具有原理簡單、操作簡單、易于實(shí)現(xiàn)和處理數(shù)據(jù)量大等優(yōu)點(diǎn)。

在應(yīng)用K-Means聚類的數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新模型構(gòu)建上，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)層面分為用戶需求獲取、需求總結(jié)和設(shè)計(jì)特征分析三個(gè)階段；將數(shù)據(jù)驅(qū)動層面分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)分析三個(gè)階段；在技術(shù)層次上，利用Python程序與網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)完成數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)清洗，利用K-Means聚類方法作為數(shù)據(jù)處理手段分析、挖掘滿足需求的設(shè)計(jì)特征。將設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)驅(qū)動層次、技術(shù)層次一一對應(yīng)，構(gòu)建應(yīng)用K-Means聚類的數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新方法模型。

K-Means聚類算法驅(qū)動的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)模型，如圖3所示：

（二）模型實(shí)現(xiàn)過程

K-Means聚類算法驅(qū)動的產(chǎn)品創(chuàng)新模型具體實(shí)現(xiàn)過程如下：

1.數(shù)據(jù)采集

實(shí)現(xiàn)過程中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的第一步是要進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取。數(shù)據(jù)來源選擇天貓、京東、Amazon等知名度較高、產(chǎn)品屬性完整、日活用戶較多的線上電商平臺。來源于線上購物平臺的數(shù)據(jù)具有數(shù)量龐大、采集方式簡單、數(shù)據(jù)維度全面、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)勢。在K-Means聚類的數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計(jì)創(chuàng)新模型中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)數(shù)量越多、維度越廣、實(shí)時(shí)性越強(qiáng)就越能分析出最符合用戶需求的產(chǎn)品特征。

在數(shù)據(jù)獲取階段，使用的技術(shù)路線為網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)，用來完成產(chǎn)品屬性信息數(shù)據(jù)與用戶評論信息數(shù)據(jù)采集。網(wǎng)絡(luò)爬蟲是一種常用于采集網(wǎng)絡(luò)平臺數(shù)據(jù)的工具，有著易操作、易理解、功能強(qiáng)的特點(diǎn)，其中常用于獲取產(chǎn)品數(shù)據(jù)的Python程序語言可以使用許多軟件包，操作簡單，在數(shù)據(jù)獲取中有著重要的作用。

2.數(shù)據(jù)清洗

經(jīng)過前一個(gè)步驟的數(shù)據(jù)獲取階段，已經(jīng)得到了大量的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，不過現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)是沒有規(guī)律、雜亂無章的。此階段的任務(wù)就是通過Python程序語言檢查排除產(chǎn)品數(shù)據(jù)集之中的錯誤數(shù)據(jù)、不完整數(shù)據(jù)和明顯異常數(shù)據(jù)，再清洗后得到數(shù)據(jù)量少、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高的有效數(shù)據(jù)。這種經(jīng)過清洗后的數(shù)據(jù)才能保證模型的質(zhì)量，保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)清洗是進(jìn)行數(shù)據(jù)分析前必不可少的一步。

數(shù)據(jù)清洗后得到的數(shù)據(jù)集變化特征如圖4所示：

3.數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析主要包括數(shù)據(jù)探索、目標(biāo)分析與提出建議幾個(gè)部分。數(shù)據(jù)分析的特點(diǎn)是：可以通過圖片與表格等可視化手段來更清晰、更有條理地分析數(shù)據(jù)中隱藏的規(guī)律與價(jià)值。數(shù)據(jù)分析可以幫助設(shè)計(jì)人員找到產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)律，例如某個(gè)受歡迎產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例之中可借鑒的設(shè)計(jì)因素有哪些、不受歡迎的案例中沒有考慮到的設(shè)計(jì)因素是什么，并且可通過本次設(shè)計(jì)成功和失敗的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)指導(dǎo)下一步的設(shè)計(jì)實(shí)踐工作，如圖5。

對清洗后的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行K-Means聚類分析時(shí)，產(chǎn)品特征可以選擇對創(chuàng)新設(shè)計(jì)影響較大的，比如產(chǎn)品風(fēng)格、產(chǎn)品配色和產(chǎn)品造型。經(jīng)過K-Means聚類之后，可以得到用戶對不同產(chǎn)品特征的喜愛程度，根據(jù)產(chǎn)品的受歡迎特征對產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通過K-Means聚類分析的結(jié)果可以找到該產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

三、實(shí)際設(shè)計(jì)案例研究——一款兒童陪伴機(jī)器人的設(shè)計(jì)

本節(jié)采用案例研究法，應(yīng)用構(gòu)建的K-Means 聚類驅(qū)動的產(chǎn)品創(chuàng)新模型設(shè)計(jì)一款針對3-6歲學(xué)齡前兒童的陪伴機(jī)器人，并根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)證這一模型的可行性、先進(jìn)性。

（一）陪伴機(jī)器人產(chǎn)品分析

隨著生活的快節(jié)奏化，年輕一代各方面壓力日漸增大，難以在工作與家庭之中找到平衡，面對需要家長看護(hù)的兒童，考慮使用智能產(chǎn)品輔助家長進(jìn)行陪護(hù)。陪伴機(jī)器人屬于家用智能機(jī)器人的一種，目前兒童陪伴機(jī)器人產(chǎn)品功能主要包括看護(hù)、陪伴兒童；機(jī)器人玩具；家長監(jiān)控、即時(shí)通訊以及教育輔導(dǎo)等功能。[4]其中兒童陪伴機(jī)器人基本功能是看護(hù)、陪伴兒童，附加價(jià)值是對使用者起到一定的教育作用，引導(dǎo)兒童學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識與增強(qiáng)交流能力。

選擇兒童智能機(jī)器人作為案例進(jìn)行研究的原因，一是隨著智能制造技術(shù)發(fā)展與智能兒童產(chǎn)品開發(fā)熱潮，機(jī)器人玩具在兒童產(chǎn)品中已成為流行趨勢，用戶對兒童機(jī)器人需求逐漸擴(kuò)大，智能兒童機(jī)器人的市場規(guī)模逐漸擴(kuò)大；二是相較于傳統(tǒng)產(chǎn)品創(chuàng)新方法，智能機(jī)器人的產(chǎn)品數(shù)據(jù)在電商平臺數(shù)量更多、屬性更全，可以滿足使用數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新模型的要求，體現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動手段的先進(jìn)性。本次案例設(shè)計(jì)的研究目的在于驗(yàn)證K-Means聚類的數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新模型的可行性并設(shè)計(jì)一款新的產(chǎn)品。

（二）兒童用戶分析

1.生理特征分析

（1）語言能力快速提升：兒童階段是人體生理變化速度最快的階段，3-6 歲兒童的大腦重量已趨近于成人大腦。左腦負(fù)責(zé)的語言技能逐漸發(fā)展，因此這個(gè)時(shí)期的兒童交流能力穩(wěn)定增長[5]。因此，陪伴機(jī)器人的設(shè)計(jì)應(yīng)強(qiáng)調(diào)互動性，以培養(yǎng)兒童的交往能力和語言能力。

（2）色彩認(rèn)知逐漸全面：3-6歲的兒童處于感官發(fā)展最快的時(shí)期，這個(gè)時(shí)期的兒童已經(jīng)對色彩產(chǎn)生了知覺，不同的色彩可以刺激兒童的視覺神經(jīng)，影響兒童的和情緒、智力和個(gè)性的發(fā)展。3-6歲的兒童比較喜歡鮮亮艷麗、對比度強(qiáng)的顏色[6]，在對兒童陪伴機(jī)器人進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要采用讓兒童偏愛的親切、愉快的顏色。

2.心理特征分析

（1）對陪伴的需求：3-6歲的兒童正是心理迅速發(fā)展的時(shí)期，在此階段的兒童對自我的認(rèn)知不斷提高，渴望得到父母的更多關(guān)注，對父母表現(xiàn)出強(qiáng)烈的依戀的情感。[7]但由于兒童心理并不穩(wěn)定，若是沒有給兒童及時(shí)的陪伴容易導(dǎo)致兒童負(fù)面情緒的產(chǎn)生。（2）對交流的需求：兒童在此階段語言表達(dá)能力有了不小的提升，與家長的交流過程中可以發(fā)展兒童情感和認(rèn)知能力，積極、愉悅的交流對兒童性格發(fā)展有著積極作用。（3）通過模仿學(xué)習(xí)：3-6歲的兒童由于認(rèn)知能力與動作逐步提高，模仿對象逐漸增多，模仿內(nèi)容也從表面現(xiàn)象隨著年齡增大逐漸內(nèi)化，兒童看通過模仿進(jìn)行學(xué)習(xí)、掌握成人的經(jīng)驗(yàn)。

（三）數(shù)據(jù)分析

1.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)獲取

（1）使用基于P y thon編寫的網(wǎng)絡(luò)爬蟲程序?qū)υ诰€電商平臺Amazon（中國）的兒童陪伴機(jī)器人的產(chǎn)品屬性數(shù)據(jù)和用戶評論信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集內(nèi)容主要包括產(chǎn)品標(biāo)題、產(chǎn)品顏色、產(chǎn)品材質(zhì)、產(chǎn)品價(jià)格、銷量、用戶定性評價(jià)、用戶定量評價(jià)等。（2）對采集的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，刪去無意義數(shù)據(jù)、并補(bǔ)全缺失的數(shù)據(jù)值，例如將沒有顏色信息的數(shù)據(jù)刪除。對得到的有價(jià)值數(shù)據(jù)進(jìn)行K-Means聚類分析。

2.設(shè)計(jì)特征分析

對兒童陪伴機(jī)器人的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行K-Means聚類分析，得到的結(jié)果可視化如圖6所示，得到影響用戶購買產(chǎn)品的因素。由圖可知，對于“兒童陪伴機(jī)器人”這一產(chǎn)品，消費(fèi)者最看重產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)，其次是產(chǎn)品顏色，購物網(wǎng)站的用戶評分和價(jià)格也是消費(fèi)者關(guān)注的。根據(jù)可視化分析結(jié)果同樣可以判斷出“兒童陪伴機(jī)器人”創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，產(chǎn)品特征要滿足：產(chǎn)品形態(tài)要具備親和、有趣、造型簡潔、公仔造型等設(shè)計(jì)特點(diǎn)；產(chǎn)品顏色要滿足素雅、柔和。

對兒童智能機(jī)器人的用戶評論數(shù)據(jù)中的文本特征信息使用Python程序段進(jìn)行詞云分析，得到的結(jié)果如圖7所示。根據(jù)以上分析結(jié)果判斷出“兒童陪伴機(jī)器人”創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，產(chǎn)品特征要滿足：符合玩具機(jī)器人的智能玩具定位；同時(shí)滿足男孩與女孩兩種性別兒童的喜愛；適當(dāng)?shù)墓?、仿生造型；起到陪伴玩耍的作用；趣味性?qiáng)等特征。

（四）功能設(shè)計(jì)

根據(jù)對兒童用戶與機(jī)器人產(chǎn)品的分析，得到產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求并結(jié)合數(shù)據(jù)分析的結(jié)果得出主要產(chǎn)品功能：

1.看護(hù)陪伴功能：機(jī)器人可以讓家長外出時(shí)遠(yuǎn)程觀察兒童情況，或者與兒童視頻交流；當(dāng)機(jī)器人觀察到兒童的姿勢或動作有危險(xiǎn)性或者兒童步入危險(xiǎn)區(qū)域，智能機(jī)器人會開啟危險(xiǎn)預(yù)警提示家長，以防止危險(xiǎn)情況發(fā)生。此功能可通過在智能機(jī)器人增加可調(diào)整角度的攝像頭來實(shí)現(xiàn)，在監(jiān)控范圍內(nèi)捕捉兒童動作。

2.交流對話功能：智能機(jī)器人可根據(jù)設(shè)定的兒童年齡進(jìn)行對話問答、視頻早教和智能點(diǎn)播等，鍛煉兒童語言能力，機(jī)器人不僅能起到功能上的交互，還能給兒童帶來感情上的陪伴，有交流對話功能的機(jī)器人是陪伴兒童玩耍的伙伴。此功能通過屏幕與使用者兒童互動來實(shí)現(xiàn)。

3.輔助功能：考慮到機(jī)器人夜晚的陪伴功能，可通過智能機(jī)器人增加無線人體感應(yīng)夜燈，在夜晚為使用者照明，散發(fā)柔光呵護(hù)兒童。

（五）外觀設(shè)計(jì)

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，兒童陪伴機(jī)器人的設(shè)計(jì)要根據(jù)數(shù)據(jù)分析得到的產(chǎn)品設(shè)計(jì)特征，在滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本原則如安全性、實(shí)用性等的條件下進(jìn)行，并且還要考慮兒童的生理心理發(fā)展特征，全方面考慮使用過程中的體驗(yàn)感。綜合考慮分析結(jié)果與使用者的特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終的“兒童陪伴機(jī)器人”產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果圖如圖8所示，產(chǎn)品兼顧智能玩具的科技感和兒童玩具的親和力。

1.造型設(shè)計(jì)

在兒童陪伴機(jī)器人外觀設(shè)計(jì)方面，采用了底部較大頂部較小的圓臺造型，下大上小更有穩(wěn)定性，減少兒童在使用過程中推倒機(jī)器人對產(chǎn)品造成的損壞；在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)上采用了小貓與小老鼠的形象進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)，貓、鼠形象多被兒童熟知并且仿生造型趣味性強(qiáng)，對兒童吸引力強(qiáng)；產(chǎn)品中部增加“腰帶”設(shè)計(jì)，一是作為環(huán)形防滑條使兒童手持更加安全牢固，二是增加童趣，并且使產(chǎn)品造型更有設(shè)計(jì)感；貓耳造型線條簡單且轉(zhuǎn)折分明，能夠體現(xiàn)智能陪伴機(jī)器人的科技感，鼠耳造型圓潤擁有兒童產(chǎn)品的親和力；線條柔和的機(jī)器人身體給使用的兒童帶來親切的感覺，可以增進(jìn)機(jī)器人與使用者之間的友好關(guān)系。

2.顏色設(shè)計(jì)

在兒童陪伴機(jī)器人色彩設(shè)計(jì)方面，根據(jù)兒童生理心理發(fā)展特征，兒童對鮮艷的色彩喜愛度較高，對灰暗的色彩喜愛度較低。根據(jù)上一階段設(shè)計(jì)特征分析結(jié)果與兒童色彩喜好，采用柔和的白色與鮮艷的黃色搭配，同時(shí)滿足顏色素雅柔和與兒童喜愛鮮艷色彩的要求，得到兩個(gè)兒童智能機(jī)器人的配色方案。白色為主體的顏色方案為：白、黃，顏色素雅且有亮色點(diǎn)綴，不失活潑；黃色為主體的配色方案為：白、黃、深黃，顏色鮮艷更易抓住兒童的眼球。

3.材質(zhì)選擇

在兒童陪伴機(jī)器人材質(zhì)選擇方面，要采用使用安全、對兒童無傷害的材質(zhì)。機(jī)器人主體部分選用性能良好、易加工易上色的ABS塑料作為外殼；充電底座使用ABS 磨砂面增加與地面的摩擦，使智能機(jī)器人更具穩(wěn)定性；“腰帶”防滑條選擇柔軟的硅膠材質(zhì)，兒童使用舒適親膚。

結(jié)論

本次研究通過理論研究與模型建構(gòu)、案例研究等方法，介紹了一種應(yīng)用K-Means聚類算法驅(qū)動的產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新的新方法，并且利用該方法對兒童陪伴機(jī)器人進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，該產(chǎn)品創(chuàng)新方法將在用戶需求數(shù)據(jù)采集與用戶需求分析階段有效減少了設(shè)計(jì)者的主觀性、縮短了調(diào)研時(shí)間，并且對所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析能對用戶需求進(jìn)行深層次的挖掘，具有減少產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間、減少設(shè)計(jì)人力與物力投入、有效響應(yīng)用戶需求、提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率等優(yōu)點(diǎn)。

雖然數(shù)據(jù)驅(qū)動創(chuàng)新的設(shè)計(jì)模式與傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)相比發(fā)生了變化，但設(shè)計(jì)的目的仍然是為了滿足人的需求。隨著時(shí)代發(fā)展，設(shè)計(jì)方式方法也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，在大數(shù)據(jù)思維與大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)入到設(shè)計(jì)領(lǐng)域之后，產(chǎn)品創(chuàng)新的設(shè)計(jì)范圍、設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)方法有了深層次的變革與創(chuàng)新，給產(chǎn)品創(chuàng)新領(lǐng)域的發(fā)展帶來了更加優(yōu)質(zhì)的路徑，給產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)帶來了深刻的影響，也對設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)能力與設(shè)計(jì)素養(yǎng)提出了更高的要求。