適老化智能家用地毯清洗機的交互設計

引言

老年人在傳統的家居清潔過程中面臨操作復雜、體力負荷大等問題，適老化設計成為改善其生活質量的關鍵。與此同時，智能化浪潮推動家居產品向智能互聯轉型。人工智能、物聯網等技術的發展提升了家居清潔效率，但老年用戶在智能產品的使用中往往面臨“數字鴻溝”，傳統的地毯清潔設備缺乏適老化交互設計。在此背景下，本文聚焦老年用戶群體的家居清潔需求，通過智能化與適老化設計融合，開展適老化智能家用地毯清洗機交互設計研究，為老年人提供便捷的使用體驗，同時也為智能家居產品的適老化發展提供參考。

一、相關研究現狀

近年來，適老化智能家居產品設計逐漸引起研究人員關注，相關研究主要聚焦于老年人生理和心理特征、智能產品操作便捷性等核心問題。許曉萌等基于“用戶—環境—任務—設備”4 種情境模型，提出適老化設計需激活老年群體的經驗優勢與社交需求，推動智能家用產品從“機能補償工具”向“優勢賦能載體”轉變[1]。夏藍輝等從老年群體特征與交互設計結合的角度指出，老年用戶面臨生理機能衰退與心理狀態需求的雙重挑戰，提出通過簡化操作結構降低數字化產品操作復雜度，同時建議采用高對比度視覺標識和語音反饋系統增強信息可識別性[2]。Cho 等聚焦健康智能家居設備中老年人的交互設計，提出針對老年人的用戶界面設計框架，強調交互屬性和支持屬性，建議未來設計應關注老年人身體與認知能力下降的特殊需求，提升設備可用性與用戶體驗[3]。陶雨等從文獻計量學與智能技術應用角度指出，老年用戶在智能家居產品使用中面臨操作負荷與安全風險等問題，提出通過物聯網傳感器技術實時監測設備運行狀態并同步至家庭智能系統，實現異常預警與遠程操控以提升使用安全性[4]。Hsiao 等從自然交互與適老化界面設計角度指出，老年用戶因感知能力衰退、動作協調性下降，面臨操作復雜、功能識別困難等問題，提出通過手勢識別技術與解釋結構模型優化功能層級，降低認知負荷，同時建議融入直觀交互設計與符合人體工程學的設計[5]。陳潔等剖析當前智能家居適老化產品在設計理念、內容和方法方面存在的問題，針對老齡人群特性提出以儒家仁愛為內核的平衡設計策略[6]。謝淑麗等通過收集老年人的日常活動、移動模式等數據構建行為模型，提出智能家居適老化設計需注重個性化響應、智能界面、智能健康監測和緊急救援等關鍵元素[7]。謝海琴等分析適老化智能家居產品設計的必要性，從個體、群體和深度參與式設計需求剖析用戶需求，圍繞智能化健康監測、環境控制、輔助設計及智能一體化服務進行整體設計，并構建QFD/TRIZ 集成模型，以智能廚具為例闡述該模型的指導作用，推動適老化智能家居產品發展[8]。劉星豪等分析適老化智能家居現狀，提出未來需關注基于老年人身心因素的產品開發、基于行為特征的交互研究和空間智能化3 個方面 [9]。覃啟路等分析老年群體特征及適老化智能家居需求困境，從提高認同度、強化安全保障、豐富定制功能、建立多模態交互、提升產品質量等方面提出開發策略，以推動產品發展并提升老年人生活品質[10]。上述研究現狀分析能從多角度為本設計研究提供有價值的理論參考，為開展智能家居清潔角度的老年人用戶研究提供有效支持。

二、用戶研究

針對適老化智能家用地毯清洗機的用戶研究主要分為3個步驟。首先，通過設計調研分析用戶的需求；其次，建立用戶模型，凝練用戶群特征。而后，構建用戶體驗地圖，充分展示設計機會點。

（一）設計調研

適老化智能家用地毯清洗機是需要高頻人機交互的智能產品，其設計需符合老年人使用習慣和心理需求。調研采用訪談方法，面向4 名老年用戶展開半結構化訪談。訪談主要圍繞地毯使用與清潔現狀、智能地毯清洗機的功能期待、交互與操作偏好、情感與安全需求4 個部分展開。具體的訪談大綱如表1 所示。

通過深度訪談，提煉核心內容如下：

（1）在地毯使用與清潔現狀方面，受訪用戶均在客廳鋪設了大面積的地毯，深度清潔頻率為1-2 次/ 月，清潔工具包含吸塵器、掃地機器人和手動刷洗。其中，有3 名用戶存在彎腰操作引發的腰背勞損，暴露了傳統清潔工具的人體工學適配缺陷；有兩名用戶認為使用吸塵器僅能清除表面灰塵，頑固污漬仍需使用化學清潔劑，凸顯清潔效能的物理- 化學協同不足。

（2）在智能地毯清洗機的功能期待方面，有用戶對智能設備存在“認知排斥”；有3 位用戶關注洗烘一體、深層除菌、自清潔等核心功能的智能化，認為細菌檢測功能冗余；有兩位用戶提出一鍵式全流程自動化的需求，反映出對操作簡化的訴求。

（3）在交互與操作偏好方面，兩名用戶傾向觸控屏的操作方式，兩名用戶選擇實體按鍵配合語音控制的操作方式，體現出多通道操作方式的必要性；對于功能區分方式，3 位用戶依賴文字標識，一位偏好圖案識別，反映了老年用戶對語義化交互的強需求。受訪用戶均要求設備工作時的實時狀態反饋。

（4）在安全與情感需求方面，兩名用戶將“漏電風險”列為首要安全擔憂，均要求自動斷電的安全保護；對于操作習慣，一名用戶傾向直立操作，兩名用戶選擇微彎腰，并且均需要機器的高度可調節，對于外觀設計，3 位用戶偏好極簡幾何造型，一位用戶提出新中式元素的設計風格。同時所有用戶強調“邊角圓潤化”處理，提升使用安全感。

通過上述訪談分析，用戶可歸納為傳統依賴型和有限智能型兩類，前者強調純物理操作，后者需構建核心功能智能化的系統，兩類用戶在安全防護與健康清潔上達成共識。總體而言，老年群體對輕量化機身、極簡交互、智能清潔及多重安全保障存在迫切需求，為該產品交互設計提供了依據。

（二）用戶模型構建

用戶模型是基于用戶群體的行為特征、使用習慣等而構建出的虛擬角色，能夠有效幫助產品設計并精準鎖定目標用戶。根據上述調研結果發現，目標用戶群體通常呈現注重家庭衛生、生理機能衰退和交互界面誤觸率高的特征，大多對現有清洗工具的效能存在不滿，對適老化智能地毯清洗機具有功能期待。

因此，從關鍵差異、健康狀況、居住狀況、痛點、目標、使用動機和與產品相關的個人喜好7 個方面構建用戶模型如圖1 所示，并分別描述如下：

（1）用戶的關鍵差異體現在具有輕度行動不便、注重家庭衛生、對交互設備具有簡單依賴性和注重設備的安全保障。

（2）健康狀況方面通常存在關節、視力等生理機能衰退。

（3）居住狀況方面，用戶家庭室內通常配備大面積的地毯，家居清潔仍依賴刷子、吸塵器傳統工具。

（4）痛點主要表現在傳統工具清潔深度不足、設備誤觸率高、缺乏實時反饋、頑固污漬化學清潔殘留、彎腰導致腰背酸痛、設備安全防護缺失。

（5）目標主要包括深層清潔、洗烘一體化、避免長時間彎腰、高度可調節、外觀簡潔、緊急狀態自動斷電、以觸控屏和實體按鍵為主的控制方式、大字體界面和高度自動化。

（6）使用動機包括深層清潔、簡便和情感，其中，核心為智能家用地毯清洗機的深層清潔功能，其次為易于使用，最后是能夠維系獨立輕松清潔帶來的尊嚴感。

（7）與產品相關的個人喜好表現在，用戶更加喜歡清潔效果顯著、能夠一鍵式操作、清潔功能全面且操作安全有保障的機器。

（三）用戶體驗地圖

用戶體驗地圖能幫助設計師以用戶的視角來審視各個階段的產品體驗[11]。基于前期構建的用戶模型，以老年用戶的視角進行用戶體驗流程的分析，時間線涵蓋地毯清洗的完整流程，依次梳理出各環節的用戶目標、用戶行為、接觸點和情緒曲線，進而分析出用戶的使用痛點和機會點，如圖2 所示。其中，清洗地毯的完整流程可分為準備清潔階段、啟動清潔階段、清潔過程、結束清潔和日常維護5 個階段。

三、適老化智能家用地毯清洗機的設計策略

（一）功能定義

通過文獻綜述與用戶分析，適老化智能家用地毯清洗機的功能設計應以輕量化設計、極簡交互、高效智能清潔和安全保障為目標，集成機器操作、App 交互和語音交互，解決體力負荷、操作復雜度與健康風險問題，為老年群體提供兼具效率與安全的家居清潔體驗。

1. 輕量化設計

采用可伸縮調節的操作桿，適配不同身高用戶的操作姿態；采用ABS 塑料、鋁合金等輕質材料；去除冗余部件從而精簡結構。

2. 極簡交互

以物理按鍵和觸控屏操作為主、語音控制為輔的交互模式，以滿足老年人的心理安全感和舒適要求。App 界面需簡化交互架構、采用大字體、大尺寸以及高對比度的形式以便于老年人輕松閱讀。反饋機制方面，采用語音交互提供實時操作反饋，并采用視聽覺結合方式呈現多重信息以提升操作正確率。

3. 高效智能清潔

構建集清潔、烘干功能于一體的全流程智能化體系，支持一鍵啟動。用戶可通過App 查看相關清洗狀態和歷史清洗記錄。在清洗結束后，清洗機還可以自動清洗刷盤、水箱等部件，為老年用戶節省沖刷清洗機的精力。設備內置故障診斷系統，異常時會通過語音、App、指示燈推送三重警報。

4. 安全保障

為避免長時間彎腰對老年人健康的影響，采用立式操作型結構，使老年用戶可站立推動機器操作；采用防傾倒的外觀和無銳邊的形態，并具有一鍵斷電功能，從形態和功能角度為老年人提供安全感。

（二）信息架構設計

信息架構負責合理安排內容元素以促進理解[12]。在本設計中，構建以清洗機操作為主，App 操作為輔的信息架構體系。結合上述功能定義分析，提出適老化智能家用地毯清洗機產品端和App 端的信息架構如圖3 所示。其中，產品端主要功能層級包括信息節點為開關、機器調節、功能模式和安全保護，App 端主要功能層級包括信息節點為首頁、清潔記錄、“我的”。

（三）尺寸分析

在產品的開發過程中，產品的尺寸設計應依據人體運動特征展開，這是實現 “以用戶為中心” 設計理念的核心路徑，尤其在適老化智能家用地毯清洗機這類需要高頻人機交互的產品中，精準適配老年人運動特征是降低操作負荷、提升使用安全性的關鍵。通過查閱《中國成年人人體尺寸》并結合相關人機工程學原理，將清洗機的可調節高度范圍設置在900mm ～ 1200mm，這一高度范圍符合大部分老年用戶使用。

四、適老化智能家用地毯清洗機的設計實踐

設計實踐應充分考慮老年用戶群體的主體性，基于老年人普遍行為與心理特征展開設計，增強產品和App 的適老化體驗[13]。結合前期的調研分析以及產品的設計策略，設計實踐分為適老化智能家用地毯清洗機產品設計和App 設計兩部分，設計方案見圖4。

（一）適老化智能家用地毯清洗機產品設計

方案采用現代簡約設計風格， 整體尺寸為480mm×340mm×1300mm， 觸控屏的尺寸為120mm×160mm。分別從CMF 設計、結構細節設計和操作系統優化角度闡述設計理念。

1.CMF 優化

（1）色彩設計

采用米白色作為基礎色，低飽和度特性減少視覺疲勞。暖棕色用于按鍵區和刷盤區，通過色彩傳遞溫暖、可靠的情感暗示，緩解老年用戶對科技產品的疏離感。灰色用于手柄、水箱和蓋板，適配結構的功能特性。

（2）材料設計

機身主體采用ABS 塑料，兼具高強度與輕質化的特性；可伸縮桿采用鋁合金，實現輕量化；手柄采用防滑橡膠材質，提升握持摩擦力；水箱采用PC 塑料，耐溫差且抗沖擊，且透明材質支持查看水量；刷盤刷毛采用PET 材質，可回收再造。

（3）表面處理

機身表面覆蓋亞光UV 涂層降低清潔頻率；伸縮桿表面通過陽極氧化處理提升耐磨性。

2. 結構優化

產品結構是實現產品功能的核心載體。在地毯清洗機設計中，手柄、按鍵、可伸縮操作桿、水箱及刷盤等關鍵部件結構會影響產品的人機適配性、操作安全性和清潔效能。本設計方案的結構細節體現了其功能的設計表達，結構細節如圖5。

（1）手柄設計

采用“蝴蝶式”手柄設計，對稱式特征貼合人體手部自然握持狀態。手柄集成防滑處理和“出水”“緊急停止”的大尺寸實體按鍵，從而提升使用安全、便捷程度。

（2）按鍵設計

物理按鍵融入機身整體設計，覆蓋高頻操作。其中，高度調節按鍵和水箱按鍵遵循就近原則，烘干按鍵采用撥動式設計，踏板上配備機器開啟按鍵和角度調整按鍵，通過腳踩踏板的方式觸發。

（3）水箱設計

采用雙箱模式，呈左右分布，可平衡機器中心和提升操作安全性。配備卡扣快拆結構，方便用戶拆卸及更換。

（4）刷盤設計

刷盤采用圓形旋轉式結構，用戶可根據地毯材質靈活切換軟硬毛刷。軟毛適用于精細材質，硬毛增強去污能力，去除頑固污漬。刷盤支持轉速調節，在烘干模式下可轉換為吸水口，快速抽離地毯水分。

3. 操作系統

遵循單任務流和一鍵式操作原則，將地毯清潔全周期拆解為清洗、烘干、自潔3 個階段，并增設故障應急處理機制，通過硬件按鍵與觸控交互，配合多模態反饋系統，實現流程可視化與操作簡潔化。

（1）清洗階段

用戶輕踩右踏板快速開機，并調整伸縮桿高度適配身高需求；再輕踩左踏板調整機身傾角。啟動后，按下手柄上的出水按鍵，推動清洗機清潔地毯，并根據機身指示燈和語音播報掌握實時清潔狀態。

（2）烘干階段

完成清洗后，用戶撥下機身的烘干按鍵，通過觸控屏或App 設置風速和烘干溫度，推動機器緩慢移動烘干地毯，根據語音信息和觸摸感知的方式確保地毯有效烘干。

（3）自潔階段

洗烘流程結束后，用戶使用觸控屏或App 一鍵啟動自潔功能。待系統自動執行全流程維護后，用戶僅需拆除水箱和刷盤，放置通風處自然風干。

（4）故障階段

出現漏電風險時，用戶根據指示燈閃爍、語音警報、手機App提醒接收到事故信息，直接遠離設備等待檢修；發生刷盤毛發纏繞或污水箱滿溢等常規故障時，用戶根據語音提示了解到具體故障，通過簡單的拆卸清理或傾倒污水箱操作，輕松解決問題。

（二）適老化智能家用地毯清洗機的App 設計

App 設計界面尺寸為375×812px，風格上與清洗機相適配，采用大字體與高對比度配色方案，如圖4b 所示。App 用于輔助工作和信息呈遞，實現設備狀態實時同步、清潔數據記錄查詢及個性化功能設置。

（1）“主頁”界面的視覺中心為用戶所使用的地毯清洗機，清洗機的下方是開關按鈕，可供一鍵開啟機器。右側分為連接狀態、電量顯示、模式切換和定時四大功能。“主頁”頁面主要供用戶實時查看并控制設備的狀態。

（2）“記錄”版塊主要記錄用戶的每次清洗狀況和充電狀況并生成詳細的報告。考慮到老年人記憶能力減退可能會遺忘清洗日期及時長，“記錄”版塊可為下次清洗提供數據依據。

（3）“我的”界面主要包含和設備相關的信息、App 設置和幫助中心，用戶可以查看并設置設備的相關清潔參數，對App 進行設置，同時還可以看見常見問題的解答或向客服進行咨詢。

（三）產品特色

1. 情感化形態設計

方案以情感化形態設計構建親和的交互體驗。采用刷盤邊緣倒角、機身曲面過渡及手柄圓弧握區的設計，配合米白、暖棕、雅灰的低飽和度色系，使其自然融入家居場景。

2. 全維度適老優化

從老年人生理心理特征出發，產品實現姿態、力量、認知全維度適配。姿態適配上，采用立式操作方式、雙手握持和雙輪設計，降低用戶彎腰頻率；采用自主調節的伸縮桿以適配不同身高的手部自然狀態。力量維度中采用輕質材料、精簡結構降低用戶體力消耗，并通過腳踩鍵設計調控觸發力以適配老年用戶的肌肉力量。認知維度方面構建了視聽覺信息反饋，指示燈顏色變化、語音場景播報、電子屏和App 狀態變化可以同步提醒從而降低用戶操作時的焦慮。

3. 高度智能化

以單任務流邏輯重塑操作步驟，聚焦一鍵式極簡交互，實現全場景智能化覆蓋。清洗場景中，按下出水按鍵后，洗滌劑盒、水箱及刷盤聯動配合清潔地毯；烘干模式下，撥動烘干按鍵，用戶僅需推動機器移動即可完成烘干；自潔流程下，用戶一鍵啟動后，只需等待設備自動完成部件清潔后拆除水箱與刷盤通風；故障場景中，用戶僅需根據語音提示的信息，直接遠離設備或進行簡單處理，徹底降低老年用戶的操作門檻和記憶負擔。

（四）設計評估

通過設計模糊評價方法對設計方案的可行性進行評估，結合用戶需求，將評估因素設置為外觀時尚、操作簡便、清洗方便、功能滿意和安全可靠5 個方面，評估采用5 級量表，等級分別為好、較好、一般、不太好和不好。通過10 名評估參與者的評價得出結果，如表2 所示。采用二元擇優法進行評價因素的對比，并計算權重分配，如表3 所示。

采用模糊評價法得到最終歸一數據為B=（0.225，0.382，0.281，0.112，0），按最大隸屬原則，設計方案的綜合評價結果為“較好”。隸屬于“好”的程度為22.5%，“較好”的程度為38.2%，“一般”的程度為28.1%，“不太好”和“不好”的程度為11.2%。由此可見，此產品的總體評價為“較好”，方案仍需要改進。如表2 所示，產品在功能滿意和安全可靠兩個因素上評分不高，表明這兩個方面還需多加改進。如表3 所示，參與者更看重產品的安全可靠、功能滿意和操作簡便，產品還可以在情感安全、功能設置和操作流程簡化上進行優化。

結語

文章通過設計調研、用戶模型和用戶體驗地圖構建深入分析老年人對智能家用地毯清洗機的需求，并開展了方案設計和評估。設計實踐中展示的立式操作、多模態交互、智能清潔與安全保障等要點，既能為適老化智能家用地毯清洗機產品交互設計以及相關設計研究提供可借鑒的參考，也有助于從設計學角度為積極應對老齡化的研究提供可探索路徑。后續的研究將從功能設置、操作流程簡化和安全保障角度開展迭代優化，進一步提升該類產品交互設計的用戶體驗。