基于聚類分析在老年易用性產品設計中的應用

張靜 顏妗真

關鍵詞：聚類分析 老年 易用性 設計 產品

引言

截止到2015年底，我國60歲以上人口大約有2.2億，65歲以上老齡人口有1.44億，分別占總人口的16.1%和10.40%，隨著我國人口老齡化的逐年增加，老年人群普遍對自身的生活質量和健康也越來越重視，老年產品逐漸成為社會關注的熱點。老年人群使用的家庭血壓儀作為一種家庭醫療儀器類產品，可以有效提高老年人群預防突發疾病的能力，所以老年人群對血壓儀的使用也越來越頻繁。但是目前市場上的血壓儀基本都是通用的設計，沒有專門針對老年人群的使用需求，致使使用有一定困難。因此，本文采用人性化的易用性設計理念，通過調研問卷和聚類分析方法，收集老年人群對血壓儀產品的需求信息，把老年用戶的需求參數轉化為以“用戶為中心”進行設計，同時考慮產品易性用與使用者的情感的關系，達到人在使用產品時完美的體驗。

一、產品易用性需求

產品的易用性功能，從心理學的角度來說，通過觀察與使用，讓消費者感覺到簡單易用的特點，沒有使用的壓力，使產品對用戶來說具有高度的“透明性”，[1]這也是當前產品設計中的重點之一，并逐漸成為設計發展的主流。目前，隨著生活水平的普遍提高，老年消費人群對產品的人性化功能也在不斷提高，主要體現在對產品的易用功能方面。因為對于現代的老年人群來說，大多都是獨居，子女忙于工作，沒有太多的時間陪伴老人，老人也不想給子女添麻煩，很多事情都希望自己可以獨立操作完成，而且隨著年齡的增長，老年人群身體的各個部分變得不是很靈活，反映遲緩，適應環境的能力也有所下降，對外界的刺激反應也不夠靈敏，視力下降且眼花，對色彩的識別度不敏銳，聽覺也在下降等等的一切問題的存在，都會影響到對現有產品的使用體現。而易用性產品的設計可以使老人在簡單的引導下，快速領會產品的使用方法，避免繁冗復雜的操作流程，滿足老年消費者簡單、高效的使用需求和零負擔情感需求，產生一種愉悅的情感。（圖1）

二、用戶需求分析

針對老年人群生活習慣及行為的調查，發現老年人群對于智能產品使用有一定的恐懼心理。以血壓儀為例，總體來講老年人群對現有血壓儀的操作使用不是很滿意，普遍認為產品組件有的太復雜，按鍵多不易辨識，操作過程相對也比較復雜，容易造成操作失誤，顯示的屏幕界面和數字都比較小，不便讀取，產品的體積比較大，不好外出攜帶等問題。因此，針對現有老年人群使用存在的問題，主要從老年人的易用功能出發，提出血壓儀設計新思路，首先，在設計時考慮產品使用人群的便捷性和體驗性，使老年人看到產品不會產生麻煩和恐懼的心理，需要具有操作簡單、安全、高效的使用方法。其次，產品的操作過程應該簡潔易懂。由于老年人群的行為緩慢，應盡可能減少較大動作的扭轉與動態，盡量避免重復性操作，并提供產品界面足夠大的空間和尺寸，最大可能地提供使用者適當的操作空間，而且盡量消除不同使用者的差異性。最后，使用產品的同時會產生體驗心理，進行優劣評價，也就是價值體驗。（圖2）

三、研究方法

血壓儀易用功能需要從老年人群現使用產品所出現的矛盾與困難來解決問題。本文采用聚類分析方法，按照現有市場產品相似性的特征，把近似產品的特征劃分為相同的一類，并把易用性詞匯按照表現風格歸類到不同簇中，同簇類群中的特征表達基本相似，不同簇群的特征差異性比較大，[2]這也是產品易用造型分類的依據，通過量化用戶的易用性詞匯的設計需求，有助于設計師挖掘產品易用特征和其獨特性，有效避免在傳統產品設計中，單獨依靠設計師個人喜好而進行的設計創造，可能會對產品設計和用戶需求分析有一定的判斷誤差，導致產品設計失敗。

對于產品的消費群體而言，不同消費者在對待產品的認知和需求，有著較大的差異。所以，需要針對產品使用的目標用戶群的滿意度和需求層次進行調研，歸納用戶群體對產品設計特征感受并進行分析。以60-70歲老年人為主，采用調研問卷的方式，從目前市場上現有的血壓儀產品的形態、色彩、功能需求為主進行調查，收集信息，問卷內容包括感知體驗、行為體驗和價值體驗三方面的問題。共發放問卷100分，回收100份。（表1）按照Kano的方式進行用戶的需求統計分析，從使用人群對血壓儀的使用進行設置問題。問題主要涉及到產品設計易用性的14個詞匯，包括外觀造型、開關按鍵、整體尺寸、色彩、材質、使用方式等方面設置相關因素，具體包括：X1曲線;X2直線;X3材料;X4明亮;X5暗淡;X6文化;X7字體大;X8尺寸小;X9耗電量;X10按鍵方式;X11使用體驗;X12操作簡單;X13安全性;X14質保服務等。（表2）

三、聚類分析過程

（一）提取方法

根據調研得到的數據，提取血壓儀使用需求的涉及到的詞匯X1-X14，建立老年消費人群對血壓儀易用性特征元素的集合X= {X1，X2，…X14 }，利用極好到極差的方法，選取設計詞匯集合中的特征元素進行數據化處理。利用公式如下：[3-4]

公式（1）中Xij為第i個元素的第j個特征的評價值，對同一特征因素的取值采用消費者最喜歡的最大值（max）和最不喜歡的最小值（min）進行同步計算，形成兩級之間的數據，便于數據分化聚類。

（二）構建產品聚類

根據上述的調研數據及各個需求項分別對應的Kano模型中消費者反映的使用需求，采用5點評價量方式，將造型設計14個詞匯進行用戶評價量化，最低級的需求項為X1，最高層為X14，項數為14個，將數據取值壓縮在到0和1之間，[5-6]利用Matlab軟件進行數據標準化，形成一個五維的（Xi1，Xi2，Xi3，Xi4，Xi5）的模型數據。

公式（2）中：rij表示元素的相似系數，在本設計中，i或j等于1、2、3… 14個選項，m為Kano模型中屬性類別，m等于1至5，c代表修正系數，取值在0到1之間，r的數值越大，表明第i項造型情感需求與第j項情感需求的相似度越高。針對表3的數據進行計算，得出相似的矩陣數據表。（表3）

（三）建立聚類圖表

按照數據表把接近的詞匯數據值進行歸類，按照產品特征的代碼對應的數字，對產品易用的造型詞匯閾值進行聚類，[7]選取不同的數值，得到的分類也不同，產生的聚類形式和結果也就不同。[8]根據度量對象之間的相似程度，將研究對象分成不同的類別，可以直觀地對產品特點進行聚類，形成聚類圖表（圖3）。

四、聚類分類與分析

（一）聚類分類

老年人身體各項機能會隨著年齡的增大會出現衰老和退化等現象，最普遍的特征就是視力衰退、聽力下降、反應遲鈍、記憶力下降等因素，基于老年人群的以上的生理與行為特征，通過圖5和圖6的圖表分析，當聚類取值為c=0.7552232時，把產品設計中的14個需求特征元素按照老年人群需求，可以分成四類不同的產品設計要素，以最大化的滿足老年人群的易用使用特征。具體分類如下：第一類要素包含有{X1-X4，X11}等要素，有直線、曲線，色彩等顏色特征，是產品的外觀形態詞匯。第二類包含有{X5，X6，X7，X8，X10，X12 }等要素，在這一類要素中含有字體、大小、人機等操作體驗方面的詞匯，是產品易用性的關鍵部分。第三類包含{X13，X14 }等數字，是關于產品的質保與售后等詞匯，是產品購買后的問題，在設計部占主要地位。第四類僅有{X9}的數據，是產品的省電詞匯表達，與第三類的問題基本類似，可以不予考慮。

（二）聚類分析

1.按照前面圖3的數據調研數據分析，以及聚類分析，發現第二聚類的簇群選擇人數較多，居于首位。包含有簡單操作，字體大、屏幕大等詞匯，這些表達基本都是實用、易用和可靠性的一些描述，通常都和設計因素結合在一起，是老年人群對產品易用性功能的基本需求，也是對血壓儀產品的使用功能的體驗，換句話說，就是這個產品給老年人群使用的第一直覺感受是易用還是難用，這點應該是目前老年人群對產品設計中最注重的問題。因此，在產品設計中，設計人員應該特別重視，使產品的設計直接影響老年用戶對產品的認知和操作，減少產品給用戶帶來的陌生感，同時也降低了老年人群使用的心理壓力，以體現對老年人群的重視與尊重。[9]

2.產品的造型、色彩、材質等外觀視覺要素，在所有要素中所占的比重排列第二。由于老年群體的特殊性，不太愿意學習新事物，更喜歡易用性的產品，而且對審美也有一定能的要求。也正好符合了唐納德A諾曼（Donald A. Norman）曾經說過的話，即“美觀的物品更好用”。[10]就是說，可以從產品的形態、色彩、人機等方面使產品的易用性體現。通過外觀使人產生易用的視覺效果，獲得絕大部分人的喜歡。因此，在設計中，通常會把易用操作和外觀造型這兩類進行融合設計，讓老年人群有一個良好的視覺審美，也會自然聯想到美的產品的方便性和易用性，使老年人群不在產生丑陋的或者恐懼心理。

3.第三簇類和第四簇類分別是產品的售后和電源問題。這兩類因素在設計中所占比重最小。對于售后問題，主要是從技術方面考慮，屬于產品的質量問題。老年群體雖然對產品的質量比較關心，但不是外觀產品設計的主要因素，可以忽略不考慮在產品設計之內。通過老年群體對產品的的打分以及聚類原因的具體分析，總結出老年人群關于易用性產品的設計，排列順序依次為：第2類>第1類>第3類>第4類。

五、實踐設計

通過上述的聚類樹狀與排列順序的分析，發現老年人對產品的易用性功能比較關心，按照產品設計的原則，除去產品內在的技術功能，產品設計首先可以通過產品的外在表現，多種細節表現去傳達產品易用性功能，主要滿足老年特殊人群的需求。

（一）設計定位1.形態的易用性設計。對于老年群體而言，對后現代風格和奇形怪狀的形態不感興趣，因此血壓儀的造型盡量簡潔，不需要用復雜的色彩搭配，配色也要簡單，讓老年使用者感受到平和與容易使用的心態，在產品的形態結構上一定要符合老年人的生理需求，本著舒適、方便的設計理念。使產品的外觀形狀、尺寸大小、顏色等方面設計因素，在易用功能方面都要明確、顯而易見，操作按鍵的顏色也要相對鮮明，界面要簡潔，一目了然等，同時注重材質的選擇，因老年身體機能的變化，會比較注重產品的用戶心理的人性化關懷，這些因素的設計表達可以將產品的操作難度降到最低，使老年人用的得心應手，就容易產生一種愉悅的心理。[11]同時外觀設計的文化性，也要符合老年人群的審美語義。

2.結構設計的容錯性設計。產品的外觀設計無論是在功能方面還是在材質方面以及其他一些細節方面都要注重產品的容錯性設計，這些設計可以幫助老人減少錯誤操作。因為老年人群固執的心態、以及身體各項機能都在不斷下降，容易在產品的具體操作中出現一些操作失誤，從而導致產品的功能性錯誤出現。因此，在設計中應盡量簡化產品的操作過程，將復雜的界面簡單化，按鍵盡量減少，并可以通過不同的色彩來引導老年人對產品按鍵的使用，以提高產品使用的方便性。

（二）設計實踐針對老年人群的血壓儀設計定位為功能性產品設計，是通過簡單、易學的操作滿足老年人使用產品的需要，隨時了解自身的血壓，從而保持身體健康，體現產品對老年人群的人性化設計理念，降低產品在操作中的錯誤，快速、高效實現產品的使用目標。主要可以從產品形態、界面、色彩以及產品附加文化的表現等進行設計。

1.易用性造型設計。優美的造型和色彩會吸引用戶的注意力，[12]這是用戶易用情感產生的第一步。針對上述聚類分析的排列結果，具體從以下幾個方面進行設計。

第一，首要設計要素是產品的易用性操作表達。由于產品的第一視覺要素非常重要，第一要素給消費者的感覺也決定了產品的市場。

在產品設計中，易用這類要素通常與造型表現的第二聚類緊密聯系在一起。因此，在設計血壓儀時，會把外觀造型和易用功能人性化結合在一起。由于老年人群需要簡潔的造型和易用的功能性，血壓儀的造型選擇簡潔的幾何形態和圓潤的曲線相結合的方式，方中帶圓，簡單大方，扁平化設計，特別是曲線的輔助設計，避免尖銳的直角設計，有效地改變了方形的粗狂的感覺，使整體造型具有細膩，親和的情感要素，適當緩解老年使用者的心理壓力，從使用方面也最大化滿足了產品儀器操作界面較大的空間應用。同時，產品整體造型還體現了中國傳統文化中“方中帶圓，柔中帶剛”情感表達，使消費者與產品產生一定的情感共鳴。

第二，易用性細節設計。因為老年人對物體識別度的退化，為了老人的方便操作，在產品界面上要盡量簡潔，避免過多復雜的裝飾，使老人操作方便。按鍵也不宜過多，如果產品按鍵較多，在操作中容易造成錯誤按壓，產生錯誤的讀數，也容易給老年人群造成緊張的心理。鑒于此，本血壓儀界面設計僅三個按鍵，分別是高壓、低壓和脈搏，并且按鍵的尺寸也略大一些，保證老年人群的認知與使用，并且每個按鍵具有血壓的歷史記憶功能，便于老人比較。同時顯示數字的界面屏幕比較大，是老年人群因視力下降因素，可以清楚地看到屏幕上的數字顯示，了解自身的健康情況。為了區別操作按鍵，把血壓儀的整體通電開關設計與操作按鍵分離，設計在產品的背面，可以使老人清楚地認知和區分使用。血壓儀細節設計簡潔，功能易用，操作一目了然，很容易激發老年消費群體的愉快的情緒。

2.易用性色彩設計。色彩可以表達產品不同的使用功能外，還會給使用者不同的心里感受。對血壓儀的色彩設計，也遵循這個原則，每個按鍵設計成不同的色調，老年人因視覺退化問題，對于色彩的冷暖認知有很大的區別，一般情況下，對于冷色調的認知是高于暖色調的。因此，在設計中，采用主體色彩是白色的冷色調。而且從色彩的色相來說，白色還屬于無色相的顏色，可以與其他任何色彩搭配，白色色調還具有平靜的視覺效應，有利用老年人群產生情緒的穩定。為了避免血壓儀色調的單調，對血壓儀局部按鍵的色彩采用較高純度的紅色、橙色和藍色，按鍵造型也較大，具有醒目的提示作用，便于清楚地發現并操作按鍵，降低了老年人群使用的困難，同時也豐富了產品的色彩，便面單一的視覺感受。紅藍互為補色，但是黃色色調作為紅和藍的中間色調，有效地調節了紅藍色相的對比，使老年人群容易看到按鍵的提示，同時也緩解了看到紅色時緊張、壓力等情緒。

3.易用性人機工程設計。產品的人機表現主要需要表現的是使用過程的舒適性以及產生的愉快心理。對于老年人而言，由于身體機能原因，無法完成連續的復雜操作，因此在程序設計上和操作上與醫用的需要有些區別。在整體尺寸上，一般是按照手握的大小形態來設計，使老人拿在手里，便可以直接利用拇指進行操作，比較方便。由于老年人群的視力較弱，為了數值顯示得清晰，觀看視線與血壓儀的顯示角度也需要有一個20度的角度，因此，在血壓儀背面設計有支架，放置在桌面時，可以使顯示面成為一個斜面，不會產生界面的放光，使老人準確地進行讀數。血壓儀的材質采用了磨砂質感的外觀，保證老年人在使用時，手與產品表面有一定的摩擦力，不容易滑落。（圖7）

結語

本文采用聚類分析方法，分析老年人的生理、心理需求，提出老年用戶對血壓儀的易用使用需求，依次從產品功能、造型、人機工程學等方面入手，具體分析了老年人群在產品設計中的易用使用需求與產品設計元素的匹配關系，按照分析的數據，以理論指導實踐進行了血壓儀的易用性設計實踐，使優化后的血壓儀更加符合老年人群的使用行為，真正做到實際為老年用戶的易用性設計，同時也驗證了聚類分析方法在產品的易用性功能設計中的可行性，完全可以作為產品設計的一種新方法。