健康老齡化視角下智能家居產品交互設計研究

周莉 李秀

關鍵詞：健康老齡化 智能家居 無界面交互 情感交互 主動交互 健康養老

前言

全球人口出生率的降低以及整體壽命的延長，許多國家進入人口老齡化階段，人口老齡化將會從供給端和需求端兩個角度，對消費需求和產業結構都產生較大影響，人口老齡化的結構變革推動著產品設計痛點的轉變。在數字時代下，智能家居產品與老齡人之間人機交互的協同性成為設計與發展的趨勢。文章以健康老齡化為視角點，剖析智能家居產品的交互特性，結合智能家居設計現狀與案例，提出“健康養老”為主題的智能家居產品的交互設計策略，以提高老齡人在操作智能家居產品時交互過程的協同度，探求人機互動中以老齡人健康為導向的交互設計新范式。

一、研究背景

根據《2021年度國家老齡事業發展公報》可知，全國65周歲及以上老齡人口約2億，占總人口14.2%，老齡人口撫養比高達20.8% [1]。人口基數大、發展速度快是中國人口老齡化典型的特征。上個世紀末，世界衛生組織（World Health Organization，WHO）在《關于老齡化與健康的全球報告》提出“健康老齡化”（Successful Ageing）應對生理健康、心理健康、適應社會良好的人口老齡化問題[2] 。但目前健康老齡化的定義缺乏統一標準，單一、片面地以老年人是否患病為標準去評判其健康狀況是不客觀的，而應該從生理、心理、社會認知多層面進行研究。老齡用戶的內在功能（體力和腦力）以及功能發揮（功能和環境）進入復雜階段，其生理、心理以及社會范疇等相關功能下降以及產品的不適應意味著會遭受到生活挑戰，因此通過對老齡人使用的智能家居產品進行優化和升級，改善老齡人能力衰退問題、減少潛在的社會隔離風險是必要的，也是目前智能家居產品的發展趨勢。從健康老齡化的視角歸納老齡人使用智能家居產品的交互設計策略與方法，提高對老齡群體健康的關注度，設計老齡人需求相適應的產品，是促進老齡人應對這一系列挑戰的關鍵因素。

二、老齡人智能家居產品中交互設計形式與應用

（一）智能家居產品中交互設計形式：隨著時代發展，交互設計成為用戶體驗要素的集合，其定義了多個個體溝通的內容與結構，形成雙向信息的交流與互動，不再是以界面為單一研究對象。當前交互設計基于多維度跨界知識優化智能家居產品設計系統，主要體現在用戶指令輸入、輸出形式表達、多種模態信息傳達等。交互設計在智能家居產品中形式包括觸覺交互、語音信息傳達、大數據集合和生理信號交互等類型。此外，智能家居產品交互形式還可分類為接觸式交互與非接觸式交互[3]，觸控式需要用戶物理觸碰產品外界面通過手指或手的觸控來進行操作，由于其操作簡便，對環境要求不高，也不需接觸設備就可以進行控制和信息輸入，幫助老齡人群體獲得更加便利的操作體驗，所以得到廣泛應用。非接觸式交互是通過多傳感器融合的方式實現精準的感知，如動態捕捉、聲音識別和熱能量感知等。可以在不與老齡人直接接觸的情況下，實現高效的交互，但它們都存在一個共同的缺陷：感知精度低。

（二）交互設計在老齡人智能家居產品中的應用分析：老齡人智能家居其核心是圍繞著老齡人需求進行展開，數字技術的發展驅動智能家居產品量化與質化的再升級，如可自動調節燈光的窗簾電機、可自動調節空調溫度的空調伴侶、智能拐杖和智能血壓手表等，提高了老齡人生活品質。國內智能家居產品主要集中在華為、小米、美的等品牌的設計研發上，如華為的智慧家居系列，是一個集成了多個IoT品類的綜合平臺。華為全屋智能系統可以根據用戶所需設定安全防護功能，通過智能攝像頭24小時的監測照顧老齡人，面對老齡人突發意外進行手機彈窗提醒。子女通過華為手機、平板、 PC以及智慧屏等智能終端，與華為智能家居中的設備進行互聯，通過接觸式的觸控及語音的方式交互，讓老齡人和家人實現雙向互動，降低未知風險發生卻不能獲知的概率，并配合華為智慧生活 App 支持多種個性化場景的自定義，實現全屋智能控制，如圖1。

從交互設計的角度分析，在技術上，華為智能家居的交互方式操作方式簡單，減輕老齡人在操作過程中的負擔感；在硬件上，華為智慧家居通過軟硬件結合，通過人工智能識別實現對老齡人的需求服務，從而讓老齡人體驗到更加人性化的服務。但是華為智能產品目前還處于被動交互層面，老齡人復雜的機能因素致使少有設計師能設計出符合老齡人需求的產品。

三、老齡人智能家居產品用戶畫像分析

隨著新興技術的發展和互聯網技術的廣泛普及，老齡人的生活也發生了很大改變，對智能化產品的需求與接受度也不斷增長，老齡人的智能家居產品成為新的消費熱點。但老年群體存在一定特殊性，如記憶力下降，行動力明顯降低、社會活動參與少和情緒起伏不定等。這些問題直接或者間接地影響著老年人，導致老年人與健康老齡生活脫軌。因此，文章針對老齡群體進行用戶畫像分析，將從生理特征、心理狀態、社會認知三個角度進行闡述。

（一）生理特征：老齡人生理機能多方面衰退，如五感衰弱、免疫下降、肌肉萎縮等。

1.五感系統 老齡人的聽覺、視覺、觸覺、嗅覺和味覺相比較青年大大降低，其衰退的主要原因是中樞神經的合成代謝減退，導致感知能力下降。2.身體機能 老齡人肢體活動性較差、骨質易疏松，身體上容易出現多發疾病，如肩周炎、關節炎等。同時老齡人體力差、易疲勞，不能從事過長的體力勞動。3.神經系統 由于老齡人腦細胞的合成更新速率慢，導致老齡人接受新事物能力差且記憶力衰退，因此老齡人容易產生抵觸心理。

老齡人在身體控制方面的精確性逐年下降，面對基本的居家生活操作，老齡人有獨自一人難以處理的困境。生活方式中好壞因素也影響著老齡人的健康體貌，如飲食是否規律、吃藥是否準時、生活環境與作息是否健康等。身體機能的衰退影響著老齡人對智能家居的使用，在進行智能家居產品交互設計時，基礎要素應當考慮老齡人的生理所需。

（二）心理特征：老齡人隨著時間變遷心理特征也從結構上產生了轉變，易出現孤獨感和失落感。

1.孤獨心理，老齡人經過社會崗位的退離、配偶親人好友等的離世且子女無時間陪伴，容易產品孤獨感，大量表現為精神上的萎靡、自我封閉等狀態，使老齡人的思考能力與判斷能力反應遲鈍，加速衰老，患上老年癡呆。2.抑郁心理，老齡人得心理狀態由于生活上得困難，引起心理上得變化，如對社交沒有興趣、認為自我沒有價值等悲觀看法。

身體機能的退化和部分認知功能的下降使的老齡人的個人存在需求價值削弱，至此容易誘發精神疾病如抑郁癥、焦慮癥等，影響著老齡人得生活狀態。研究結果表明，老齡人積極得心理狀態，會幫助老齡人獲得健康得生活方式，對于新事物的接納度也會更高。[4]

（三）社會認知：老齡人在社會屬性的地位上與社會發展接軌認知上表現為面對新的事物接受慢、社會活動參與少等，老齡人認知加工的特點有：

（1）知覺速度減慢，信息加工速度減慢，導致注意不容易集中。（2）推理能力下降，隨著年齡增長，老齡人對新知識、新概念的理解力不斷下降，學習變得更加困難。（3）認知能力下降：表現為對社會新信息的分析、綜合、推理和判斷能力下降，由于老化過程中各種神經退行性疾病等原因，因而接受社會能力衰弱，對事物的把握能力不足。

退休、身體素質下降等因素讓老齡人獲取更多可支配時間與精力去追求夢想與享受慢節奏生活等，與此同時，老齡人與社會接連的中斷讓老齡人失去生活重心，失去生活的奮斗目標。在未設置新目標前，過多的自由分配時間也會讓老齡人陷入自我價值懷疑與低迷的狀態中。穩定社會關系逐漸消磨，社會帶來的個人價值也逐漸瓦解，易導致老齡人陷入社會隔離困境，誘發老齡人身心疾病形成惡性循環。由于衰老帶來的認知退化，如信息處理速度下降和記憶力衰退等，致使老齡人在接受社會公眾信息與反饋時往往呈現負相關。因此在老齡人家居生活中急需外界手段輔助老齡人保持社會接連黏性，建立新型社會關系，從而達到動態平衡的健康老齡化狀態。同時研究表明，積極的社會參與是延緩認知老化、維護老年人認知功能的重要因素之一，較高的社會參與度可以多角度的提高老齡人健康狀態。[5]

四、“健康養老”智能家居交互設計策略構建

老齡人生理衰退、心理轉變與社會認知的不接洽，容易誘發老齡人多方面的疾病。KUIJER L認為，鼓勵老齡人干活會增強身體素質、心理狀態以及社交能力，獲得健康的生活狀態有助于減緩衰老。[6] 基于此幫助老齡人以健康的狀態適應社會變化，維持晚年生活至關重要。老齡人用戶需求的結構特征驅動著智能家居產品中交互設計策略的建構，通過多角度了解老齡人用戶特征，探索智能家居產品交互設計賦能老齡人健康生活品質的可行性，如圖2。

文章基于健康老齡化視角，分析老齡人用戶畫像，提出通過老齡人需求特征與智能家居產品的交互關系，從無界面交互、情感交互以及主動交互上展開對老齡化智能家居產品的探索，首先，基于老齡人身體技能的衰退，五感的弱化，融合無界面設計，從提高老齡人操作效率，降低老齡人投入度來補償老齡人的生活能力。其次，針對于老齡人心理特征，在無界面交互設計的基礎上，注入情感識別交互設計理念，幫助老齡人克服孤獨感，形成一定的情感代償。最后，面對老齡人和社會層面脫軌因素，提升智能體的交互設計中主動交互的設計理念，設定社區模塊，根據用戶需求主動推送社會實時熱點來提升老齡人與社會黏合度等。基于此，讓智能家居產品從操作、陪伴與信息輸出三個角度給予老齡人健康生活狀態與方式，如圖3。

需要注意的是，這些策略并不是完全獨立的，且具有一定重疊性。在運用的時候，可以將其分為單一的，也可以將其組合在一起。此設計策略僅為設計師提供設計思路，需要具體問題具體分析。

（一）智生補償性——無界面交互設計策略：生理上五感的變化致使老齡人在智能家居交互中往往會有“力不能及”的感受，目前，大部分智能家居產品設計通過圖形用戶界面（ Graphical User Interface，GUI）與設備交互傳遞信息。Golden Krishna在《無界面交互——潛移默化的UX設計方略》提出Zero UI交互設計理念，其設計原則為：不讓用戶手動輸入信息（如填寫表單字段和瀏覽網站導航），而是采用自動的、感官的、基于信號的機器輸入方式。[7]其設計理念不在扁平化或者擬物化，也不在于網頁應用或者移動應用，致力于追求無界面解決方案的最佳結果，不分散用戶的注意力，聚焦信息的傳達。

智能體對生理機能補償性交互設計策略，主要是探索無界面交互設計對老齡人生理機能代償，幫助老齡人提升智能家居交互中的體驗。老齡人在目前的智能家居產品中易于產生畏難心理，主要原因在于智能屏的圖標符號新穎、文字較小不明顯與操作流程復雜等。而面對這些困難，基于無界面設計理念，在老齡人設計過程中可以通過對文字特征（字號大小、加粗、有無下劃線）、圖形符號（簡潔、色彩高飽和）的設計來加強視覺信息的輸出。而面對操作流程，可以采用多信息渠道代替單一信息渠道進行傳達，如同時通過語音指導和箭頭指向圖標變大等形式與老齡人交互。為老年人提供適老化的智能家居服務。在智能家居設備上，以“AI+ IoT”技術為基礎，依托人工智能、大數據等技術，讓老年人可以通過語音、觸控等方式進行控制，并可以通過語音和手勢的交互方式與家中的家電設備進行互動。例如在餐廳就餐時，可以通過語音指令控制燈光、空調等設備的開關；在浴室洗澡時，可以通過語音指令控制熱水器等設備。

基于老齡人的痛點，無界面交互改變了傳統的用戶界面交互方式，規避了老齡人不會操作智能家居的弊端，這種方式的交互比傳統圖形用戶界面更加自然。總的來說，智生補償性交互設計策略設計原則為通過優化產品功能從而促進老齡人獲得健康正向的生活狀態，見圖4。

（二）智心陪伴性——情感交互設計策略：根據《中國大城市城區70 歲及以上獨居老人狀況和需求調查》可知，約60%以上的老齡人感覺孤獨[8]。老齡人擁有一個健康的心理狀態，會直接影響到其身體機能以及社會信息的接納效率，如配合治療、積極接納生理行動不便與社會發展帶來的影響等，選擇運用情感交互設計理念，設計具有陪伴性功能的智能家居，提高老齡人獨處時的良好情感體驗。

在2022年“第二屆中國情感計算大會”（The Second ChineseConference on Affective Computing，CCAC 2022）上，山世光研究員介紹了在后人臉識別時代下計算機視覺為測量或評估人類生理和心理信號相關任務帶來的新機遇[9]，情感計算是人機交互的墊腳石，情感交互通過計算機從語音、圖文、視頻等大數據捕捉、識別與分析人類情感，促進人機協調交互信息傳達。當前基于情感交互設計的研究正在逐步發展，基于此，針對老齡人心理需求耦合情感交互設計理念，從三個層面進行設定。

（1）情感＋大數據，應用大數據技術收集老齡人心理需求調查報告，對部分老齡人進行實際訪談，分別從質性與量性上收集老齡人的產生孤獨情感的原因，分析老齡人群體孤獨因素數據，精確得出老齡人所需陪伴的需求，從數據驅動智能家居交互設計思維，切合老齡人生活習慣，讓智能體與老齡人互動陪伴達到情感補償。（2）情感+仿生學，基于生理信息的情感識別技術是切實可行，可設定智能家居仿生人體的基本形態，識別老齡人表情與語氣既而感知老齡人的情感，再生成與之對應的表情與人進行生動交互溝通，如設置舞蹈程序、主動問候等板塊，從形態與傳達方式上使老齡人產生溝通親切感。（3）情感+多模態，單一聽覺或視覺識別難以捕捉老齡人情緒，依托AI多模態自然交互和多場景學習兩方面技術，從多種感官與動態上捕捉老齡人狀態，獲取信息表達數據。通過智能機器人，精準定位老齡人生活習慣，設計符合其生活需求的模式，面對老齡人獨自在家，可以通過動態識別、溫度識別、語音識別等多模態信息收集，準確獲取老齡人意圖與老齡人溝通交互，緩解老齡人孤獨情緒。

考慮到老齡人情感的復雜性，了解老齡人的產生孤獨感原因，從情感交互角度，設定智心陪伴性設計策略，從大數據分析、多模態信息融合以及仿生形態與傳達形式上提供陪伴性的智能型家居產品。

（三）智識連接性——主動交互設計策略：2021年，《中共中央國務院關于加強新時代老齡工作的意見》正式將“老有所為”融入政策實施，其強調，要把積極老齡觀、健康老齡化理念融入經濟社會發展全過程，并將“促進老年人的社會參與”單獨作為一部分內容。[10]研究表明，積極參加社會活動對老齡人認知衰退有明顯的緩解效應。[11]針對老齡人行為特征如反應能力、記憶能力和學習能力等的降低，可以通過提供老齡人與社會活動黏合性，促使老齡人獲得健康且積極的精神面貌。

智能體主動與用戶交流與溝通是人機交互的發展趨勢。安索帕指出，主動交互技術即通過讀取用戶感受和生理特征，給予人性化反饋和預測，即滿足用戶需求判斷和意圖預測為目標。如2020年底，百度發布了在小度機器人上開展了一項關于主動交互技術革新的研究成果，讓消毒機器人能理解當前場景發掘用戶潛在意圖，主動發起第一步交互，引導機器人主動發出包含表情、動作、豐富話術的反饋，帶給用戶更加舒適自然友好的體驗。

老齡人的社會認知適應能力是影響健康老齡化的關鍵因素之一，而老齡人社會認知適應能力又取決于老齡人與外部環境之間的關系。當老齡人與外部環境之間缺乏聯系時，他們的社會認知適應能力就會減弱，從而增加老齡人的健康風險。例如，患有阿爾茨海默病的老齡人可能會與家人和朋友疏遠，并且失去社交和參與社會活動的意愿；獨居或以家庭為中心的老年人會缺乏與他人互動的機會，從而導致他們的社交能力降低等。因此我們需要增強老齡群體的社會互動，如增加與家人、朋友、鄰居之間的交流和互動，鼓勵老年人與其他群體進行合作和互助，從而實現老年人自身與社會環境之間的良好互動。基于老齡人的弱社交特性，設計老齡人智能家居交互時，必須關注到這種社會連接和自治性，包括人際信任、社會關系網絡以及社會關系資源。

基于主動交互連接性設計策略來建立“社區+智能家居+公共服務”的新型養老主動服務體系。隨著老年群體的增多，老年人的社交需求也隨之增多，對于智能家居產品來說，不僅要考慮到老齡人對智能化產品的需求，更要關注到老齡人在智能家居產品上的社交需求。主動交互設計策略即根據用戶所在區域，以社區為平臺、以居家為基礎、以大數據為支撐、建立智慧健康管理為紐帶的綜合型社區居家養老主動服務體系模塊，社區居民通過大數據獲取根據個人需求所推送服務信息，實現精細化、人性化的養老服務，通過“一鍵呼叫”功能，主動推送社區周邊信息，如在疫情下，社區每日核酸檢測時間與地點，生活用品采購的折扣產品和附近文體活動場所等，提升智能家居主動交互設計社區模塊的養老服務效率和質量，同時主動引導老齡人進行價值評判，改善老年人的精神文化生活匱乏現狀，如智能家居產品可根據老齡人興趣愛好的圖片、文字和視頻等內容，集合與精簡后，通過語音定時輸出干貨內容，引導其進行學習，且通過正向的鼓勵與有效的反饋，通過設計不同的場景來引導老齡人進行主動互動交流，增加老齡人參與活動來獲得理解功能的成就感，避免社會信息封閉與社會脫層，實現老有所享、老有所樂。

結語

人口老齡化結構的出現意味著社會產品的受眾群體的轉變，在老年人群體中，由于身體機能的衰弱以及無人照料的居住特性，致使老年人對高交互性、高輔助性的智能產品產生一定需求。然而部分智能家居產品只是注重到形式與功能需求，但是心理需求與認知層面的產品還有所欠缺。因此對智能家居產品交互設計策略的探索，智能家居產品與老齡人介于交互理念耦合，以“健康老齡化”為需求進行的智能家居交互設計開發與研究注入新興動能，相互制約相互影響推進螺旋式上升交互結構，大數據獲取老齡人生理局限性、心理接納度和社會認知能力設計合理化智能家居產品的功能與形式的交互特征。解決老齡人對日常生活的部分需求，讓老齡人減輕生理衰退帶來的挫敗感，以及獲得關注注入情感補償。