人體工學(xué)的互動(dòng)式家具設(shè)計(jì)研究
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摘要：“互動(dòng)”不僅僅發(fā)生在人與人之間，也產(chǎn)生于人與家具及其設(shè)計(jì)之中。隨著科技的不斷進(jìn)步和人們需求的逐步提高，互動(dòng)設(shè)計(jì)逐漸成為各個(gè)行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一大熱點(diǎn)。本文嘗試將人體工學(xué)作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，結(jié)合互動(dòng)設(shè)計(jì)理念，以一套包含書架、桌、椅的互動(dòng)式家具為例，探討設(shè)計(jì)互動(dòng)式家具所需關(guān)注的問題，希望能對(duì)互動(dòng)式家具的設(shè)計(jì)起到拋磚引玉的的作用。
關(guān)鍵詞：人體工學(xué)；互動(dòng)家具；家具設(shè)計(jì)；短期互動(dòng)；長(zhǎng)期互動(dòng)
在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，互動(dòng)設(shè)計(jì)也叫做交互設(shè)計(jì)，大家常常認(rèn)為當(dāng)IDEO公司的一位創(chuàng)立者——比爾•莫格里奇在1984年提出了互動(dòng)設(shè)計(jì)的概念時(shí)，互動(dòng)設(shè)計(jì)擁有了正式的名稱[1]。本文將互動(dòng)分為短期互動(dòng)與長(zhǎng)期互動(dòng)來考慮互動(dòng)式家具的設(shè)計(jì)，使之為使用者提供更好的服務(wù)。
1前期準(zhǔn)備
1.1互動(dòng)設(shè)計(jì)所需遵守的原則
互動(dòng)設(shè)計(jì)必須遵循設(shè)計(jì)原則。包括易用性原則、可用性原則、可接受原則和可參與原則[2]。易用性原則：互動(dòng)設(shè)計(jì)應(yīng)該在各種情境下都適用，使大部分人群都能夠使用；可用性原則：產(chǎn)品必須既易學(xué)又好用；可接受原則：人、科技和相關(guān)情境下人的行為相和諧；可參與性原則：關(guān)注在交互系統(tǒng)中，用戶所產(chǎn)生的情感體驗(yàn)的質(zhì)量。
1.2家具所需具有的性能
在家具設(shè)計(jì)的過程中，我們需要關(guān)注家具的四個(gè)基本要素，分別為實(shí)用性、舒適性、美觀性、耐用性[2]。實(shí)用性：也就是家具的功能。家具的功能在很大程度上決定了產(chǎn)品傳送的產(chǎn)品語(yǔ)義，家具的功能必須反應(yīng)家具本身的價(jià)值；舒適性：舒適的家具確保家具與其他自然物體的物理特性不同；美觀性：家具形式的美麗往往會(huì)吸引消費(fèi)者的眼球，讓人感到舒適，美化人們的生活環(huán)境；耐用性：家具必須能夠承受一定的使用期限。
1.3互動(dòng)家具的概念
從廣義上講，家具指的是人們維持正常生活，從事勞動(dòng)生產(chǎn)和開展社會(huì)活動(dòng)必需的各種工具。從狹義上講，家具是人們?cè)谏?，工作和社?huì)交往活動(dòng)中供人們坐、臥、躺，或支持和儲(chǔ)存物品的一種器具和設(shè)備[3]。互動(dòng)家具是根據(jù)易用性、可用性、可接受、可參與原則的互動(dòng)設(shè)計(jì)原則來設(shè)計(jì)的，使家具在環(huán)境提供的空間和氛圍中滿足人的需求，人在適應(yīng)環(huán)境影響人的生理、心理狀態(tài)的同時(shí)使用家具，并使家具和人以及環(huán)境之間產(chǎn)生這種相互作用的關(guān)系，進(jìn)而使家具兼具實(shí)用性、舒適性、美觀性、耐用性，并且能呈現(xiàn)出所處時(shí)代的氣息的一種家具。
1.4互動(dòng)家具發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)的室外互動(dòng)家具在城市家具中有很深刻的體現(xiàn)；國(guó)內(nèi)對(duì)室內(nèi)互動(dòng)家具的研究主要集中在兒童家具和親子家具上，而國(guó)內(nèi)的互動(dòng)家具設(shè)計(jì)理論研究也取得了很好的進(jìn)展。國(guó)外的室外互動(dòng)家具更多的關(guān)注戶外家具在人的行為互動(dòng)方面的影響；國(guó)外的室內(nèi)互動(dòng)家具的設(shè)計(jì)在留給使用者一部分再次設(shè)計(jì)創(chuàng)造的空間的同時(shí)，也在使用者與家具交流時(shí)所獲得的使用反饋方面多下了些功夫。此外，國(guó)外許多設(shè)計(jì)師還提出在家具中附加寵物的專有空間，以此來促進(jìn)人與環(huán)境的互動(dòng)。當(dāng)然，新創(chuàng)意提出的同時(shí)也意味著還有許多實(shí)際問題還未仔細(xì)考慮。衛(wèi)生清潔等問題還需細(xì)細(xì)思考，互動(dòng)家具未來還有廣闊的發(fā)展空間。
1.5互動(dòng)家具發(fā)展趨勢(shì)
隨著科技的不斷進(jìn)步和人們需求的逐步提高，交互設(shè)計(jì)從一個(gè)毫不起眼的小學(xué)科逐漸滲透到各行各業(yè)，如今甚至成為各個(gè)行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一大熱點(diǎn)。而家具——這一人們生活、工作、娛樂中所有行為活動(dòng)的承載物，也在默默履行本身功能要求的同時(shí)，不斷渴望互動(dòng)設(shè)計(jì)能在它身上煥發(fā)出新的光彩。
1.6目標(biāo)用戶定位及需求分析
只為一個(gè)人設(shè)計(jì)是讓大眾滿意的最有效辦法[4]。本課題將目標(biāo)用戶初步設(shè)定為年齡處于20至39歲的青年[5]。處于這一年齡段的用戶，日?；顒?dòng)主要是坐著學(xué)習(xí)或工作，用戶需求則主要為以下幾點(diǎn)：減緩疲勞，提高工作效率；改善不良工作姿勢(shì)而形成的頭頸前傾、猥瑣駝背等糟糕體態(tài)，進(jìn)而提升自信；及時(shí)提醒物品存放位置；促進(jìn)工作面的整潔歸置；擁有合適的與寵物相處的空間……
2互動(dòng)式書架的設(shè)計(jì)
互動(dòng)式書架以簡(jiǎn)潔舒暢的硬直線條為主要造型，佐以多種尺寸面積組合的面元素，首先與用戶的視覺形成良好的短期互動(dòng)。極少的遮擋設(shè)計(jì)使人、書架與辦公情境下人的行為相和諧，不突兀的強(qiáng)調(diào)人在繁忙的工作條件下，裸露的物品順其自然的提醒著使用者自身位置，形成良好的長(zhǎng)期互動(dòng)。根據(jù)人體工學(xué)建議的尺寸范圍，這款互動(dòng)式書架的組合擺放能起到空間隔斷的作用[6]。坐在椅子上的使用者視線高度正好在1480mm以下，身邊擺上這款書架可以營(yíng)造有效的私密空間；而當(dāng)使用者站起來時(shí)，視線目光又在1480mm以上，又可以進(jìn)行有效及時(shí)的交流。這款書架不論是擺在辦公室還是家里都能充分發(fā)揮出它的功能。遵守著易用性互動(dòng)設(shè)計(jì)原則。書架的每一層高度都不小于300mm，所以都可以整齊放滿不大于A4規(guī)格（高度為297mm）的書籍與文件，提供了最基本的收納功能。界面功能布局合理、使用效率高，遵守著可用性互動(dòng)設(shè)計(jì)原則。
3互動(dòng)式桌的設(shè)計(jì)
互動(dòng)式桌除了運(yùn)用硬朗的直線條之外，還同時(shí)搭配了流暢的曲線。包含曲線元素的桌面形狀反映了柔和，動(dòng)態(tài)的視覺效果。造型設(shè)計(jì)靈感來源于樓房拆除后留下的斷壁殘?jiān)?。破碎斷裂的墻壁零落一地，但卻并不是完全分離，混凝土之間顯露出來銹跡斑斑的鋼筋，看似早已脆弱的不堪一擊，但實(shí)際上仍舊牢牢的把大家聯(lián)系在一起，體現(xiàn)了家具的形式美[7]。富有趣味的設(shè)計(jì)不僅僅在使用初期引起使用者的興趣[8]，形成最初的短期情感互動(dòng)，更再今后長(zhǎng)期的互動(dòng)中引起使用者反復(fù)的思考回味，邁入更深層次的情感互動(dòng)。這款互動(dòng)式桌的弧線設(shè)計(jì)給中規(guī)中矩的桌面一角留出了空隙，除了打破一成不變的桌面固有設(shè)計(jì)之外，還為有寵物的使用者提供了一個(gè)合適的與寵物相處的空間及距離，也方便清潔打掃。關(guān)注在交互系統(tǒng)中，用戶所產(chǎn)生的情感體驗(yàn)的質(zhì)量。這款互動(dòng)式桌的抽屜以及插座蓋板打開和關(guān)閉時(shí)，連接件帶來的阻尼感給予使用者一個(gè)短時(shí)間的互動(dòng)反饋，也與使用者的觸覺形成短期互動(dòng)。桌面右上角有一塊隱藏的區(qū)域可以打開，多個(gè)插座以及USB接口，能滿足使用者基本的用電需求。靠近使用者一側(cè)的立面可以被抽開，而成為鍵盤抽屜。桌腳內(nèi)側(cè)同樣還有一塊隱藏的儲(chǔ)物空間，可以收納一些較隱私的物品。根據(jù)人體工學(xué)建議的尺寸范圍，設(shè)定桌面長(zhǎng)度為1200mm，桌面寬度為800mm。使用者在桌面進(jìn)行作業(yè)時(shí)，有足夠的的空間進(jìn)行操作[9]。由于最小容腿空間應(yīng)該取H>600mm[10]，而設(shè)定桌面高度為760mm，桌面厚度為120mm。
4互動(dòng)式椅的設(shè)計(jì)
這款互動(dòng)式椅在扶手部分添加了一塊觸摸板。這塊觸摸板是通過藍(lán)牙連接的，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)操控，類似于筆記本電腦的觸摸板。這項(xiàng)互動(dòng)功能的設(shè)計(jì)可有效促使使用者的上半身與椅背貼合，手臂也可以放松的倚靠在扶手上。從短期來看，這項(xiàng)互動(dòng)設(shè)計(jì)幫助減輕了使用者工作時(shí)的產(chǎn)生的疲勞；從長(zhǎng)期來看，這項(xiàng)互動(dòng)設(shè)計(jì)可以有效的幫助使用者改掉工作時(shí)上半身趴向電腦并且頭頸還往前傾的壞習(xí)慣，改善了使用者的體態(tài)，還有間接增強(qiáng)使用者日常生活中的自信心的好處，滿足了精神與人格層次的情感互動(dòng)[11]。這款互動(dòng)式椅扶手上所設(shè)置的觸摸板具有短暫的壓感反饋功能，即點(diǎn)擊的同時(shí)產(chǎn)生短暫的微小震動(dòng)，與使用者的觸覺產(chǎn)生互動(dòng)，這也是一項(xiàng)短期的互動(dòng)設(shè)計(jì)。這款互動(dòng)式椅以人體工學(xué)為基礎(chǔ)，將座高、扶手高度、腰部支撐高度都設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)的，力求座椅能適合不同身材的用戶，希望這款互動(dòng)式椅能出色的完成它的支撐功能。使大部分人群都能夠使用，遵守著互動(dòng)設(shè)計(jì)原則中的易用性原則。由于坐面應(yīng)為400～450mm寬，380～420mm長(zhǎng)，坐面中部稍微下凹，前緣呈弧曲面[12]。
所以這款互動(dòng)式椅的座寬設(shè)定為450mm，座深設(shè)定為350mm。由于小腿得到穩(wěn)定支持，所以不管是身材矮小的人還是人高馬大的使用者坐著都不容易疲勞。因?yàn)樽伪砻嫣撸瑫?huì)導(dǎo)致小腿懸掛，使大腿受椅面前緣的壓迫；太低則使正常的腰椎曲線被拉直，也會(huì)致使腰酸背痛。而適合我國(guó)成年男女使用的座椅的座高的范圍在350mm至460mm之間。所以將座高設(shè)定為可調(diào)節(jié)的380mm至450mm之間。在數(shù)值上，一般取扶手的高度略小于坐姿下人體的肘高，推薦的高度范圍在230mm±20mm。所以將扶手高度設(shè)定為可調(diào)節(jié)的210mm至220mm。讓手臂有可以依靠的地方使人體處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。同時(shí)，扶手也可以用作站立或變換坐姿的受力點(diǎn)。這款互動(dòng)式椅的腰靠高度設(shè)定為230mm至260mm，可調(diào)節(jié)。靠背的寬度設(shè)定為450mm。因?yàn)槿梭w的背部在自然形態(tài)時(shí)最舒適，此時(shí)，腰椎部分凸出，并且應(yīng)該保證座椅設(shè)計(jì)要從座椅表面和靠背之間的角度以及適當(dāng)?shù)难抵С?。成年人腰椎中心位置位于座位上?30mm至260mm處。合理的座椅的座面傾角推薦值為3°至4°。所以本設(shè)計(jì)的座面傾角選定為3°。從脊柱的正常形態(tài)來看，靠背傾角為115°較為合適，在實(shí)際應(yīng)用中，為了保持腰椎正常的曲線，保持一種放松的姿勢(shì)，工作用椅一般建議取101°至104°。所以本設(shè)計(jì)的靠背傾角選定為103°[13]。這款互動(dòng)式椅主要的結(jié)構(gòu)部件用材為鋼結(jié)構(gòu)，所以主要用到的連接方式為螺栓接合以及活動(dòng)套管接合。①腰部支撐的活動(dòng)結(jié)構(gòu)與扶手調(diào)節(jié)部件采用活動(dòng)套管接合?；顒?dòng)套管接合有利于互動(dòng)式家具的局部尺寸調(diào)節(jié)，使之更貼合使用者的個(gè)體需求。②腰部支撐調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要支撐桿上下兩個(gè)孔通過螺栓接合將靠背板與支撐桿連接，中間的可調(diào)節(jié)腰部支撐則用活動(dòng)套管接合方式。
5結(jié)語(yǔ)
本次課題為以人體工學(xué)為基礎(chǔ)的互動(dòng)式家具設(shè)計(jì)，通過閱讀和分析了大量的與人體工學(xué)、交互設(shè)計(jì)、家具設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)相關(guān)的資料之后，在合理的探討和研究之后，結(jié)合自己的體驗(yàn)實(shí)踐，設(shè)計(jì)了這一套包含了書架、桌、椅三件家具的互動(dòng)式家具，并得出以下思考：①互動(dòng)式家具的設(shè)計(jì)在追求創(chuàng)新的同時(shí)，應(yīng)以人體工學(xué)為基礎(chǔ)，合理利用現(xiàn)在可以查找到的學(xué)術(shù)成果。進(jìn)行創(chuàng)造、設(shè)計(jì)，也許每次只有一點(diǎn)點(diǎn)的新意，但聚沙成塔，終有成果；（2）互動(dòng)式家具的設(shè)計(jì)不僅要考慮外在的客觀因素，更應(yīng)該注意到內(nèi)在主觀的情感因素，用戶的情感體驗(yàn)是需要著重考慮的設(shè)計(jì)要素；（3）互動(dòng)式家具的設(shè)計(jì)要在家具的結(jié)構(gòu)框架及材料工藝的可實(shí)現(xiàn)范圍內(nèi)，來實(shí)現(xiàn)家具的互動(dòng)設(shè)計(jì)。最后，由于本人能力有限，所設(shè)計(jì)的以人體工學(xué)為基礎(chǔ)的互動(dòng)式家具存在著很多的不足之處，希望日后通過繼續(xù)學(xué)習(xí)加以改進(jìn)。
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作者:汪麗麗 魏新莉 單位：中南林業(yè)科技大學(xué)