商用消毒服務機器人造型設計研究

王 巖，閆吉輝，趙為民，黨安芳，王 俊

（山東魯檢科技有限公司，山東青島 266002）

1 商用消毒服務機器人的作用

1.1 提高衛生安全

在公共衛生事件時期，消毒服務機器人是不可或缺的工具，有助于減少病毒或細菌在環境中的傳播。通過使用紫外線（UV-C）、臭氧氣體、噴霧消毒劑或其他消毒技術，消毒服務機器人可迅速而有效地殺滅病原體，確保環境的衛生水平得到維持。這對于機場、火車站、醫院、養老院、學校、辦公室和其他公共場所來說至關重要，因為需提供一個安全、衛生的環境，以減少疾病傳播的風險。機器人還可定期執行消毒任務，無需休息，確保環境的衛生水平始終保持在最佳狀態。

1.2 節省人力資源

在傳統情況下，消毒工作通常需大量的人力和時間。人工消毒工作不僅費時費力，還存在一定的風險，因為人員需接觸有害的化學物質或病原體。消毒服務機器人的出現可大幅減輕人工消毒的負擔。這些機器人可在沒有人員直接參與的情況下執行任務，減少了感染的風險，并且可在非工作時間或低峰時段進行操作，不會干擾正常的運營。

此外，這些機器人通常具有智能感知和導航功能，可避開障礙物，精確地執行消毒任務，提高了效率和一致性。

1.3 提升工作效率

與人工消毒相比，消毒服務機器人能夠以更快的速度和更高的準確性完成消毒任務。由于機器人通常具備先進的感應技術和智能導航功能，能夠自動識別環境中的障礙物，并進行適當的規避，避免碰撞和意外[1]。此外，機器人還可通過預設路徑或程序來規劃和執行任務，從而提高作業效率。這對于需頻繁進行消毒的場所來說尤為重要，如醫院的手術室、酒店的客房、機場的安全檢查區等。通過機器人的快速而準確的操作，可節省時間和人力成本，實現高效的消毒工作。

1.4 降低人員風險

在傳統的消毒工作中，人員需接觸有害的化學物質或處于高風險環境中，可能導致健康或安全問題。而機器人則能夠在無需人員親自進行操作的情況下完成消毒任務，減少了人員的暴露風險。特別是在處理具有高風險傳染性的病原體時，機器人的使用可極大地減少人員接觸病原體的機會，保護消毒工作人員的健康和安全。此外，對于一些危險環境，如輻射區域或化學品泄漏的場景，機器人可代替人員進行消毒工作，確保不會將人類暴露于危險之中。

2 商用消毒服務機器人的外觀設計

2.1 具有專業外觀和標識

商用消毒服務機器人的外觀設計應突出其專業性和功能性。這可通過采用工業化外觀元素來實現，如堅固的外殼、金屬或工程塑料構造，以確保機器人在日常使用中能夠抵抗磨損和損壞。此外，機器人的外觀可與特定行業相關的標識和顏色相匹配，以突出其在醫療、餐飲、酒店等領域的應用。例如，在醫療環境中，機器人可采用白色或綠色，同時搭配醫院的標志和醫療交叉標志，以增加專業性和可辨識性。此外，機器人的外觀應包括用戶友好的界面，如觸摸屏、指示燈和按鈕，以方便操作和互動。專業的外觀設計應考慮到用戶體驗，使用戶能夠輕松地與機器人進行交互，了解其狀態和任務進度。這有助于提高機器人的可接受性，并確保用戶能夠有效地利用其功能。

2.2 考慮環境適應性

商用消毒服務機器人通常需在各種商業環境中執行任務，因此，外觀設計要素中的環境適應性至關重要。機器人應具有靈活性，以適應不同類型的地面、房間布局和環境條件。為實現這一目標，機器人可采用輪子或履帶等底盤設計，以應對不同地面的變化。此外，機器人的尺寸和形狀應經過精心考慮，以確保其能夠輕松通過門框、走廊和其他狹窄空間，以完成消毒任務。另一個重要的要素是機器人的感知技術和導航系統，其應具備高度的智能性，能夠識別障礙物、人員和其他動態因素，以避免碰撞和提高安全性。同時，機器人的外觀設計應考慮到安全標準，如應急停止按鈕和聲光警告系統，以應對突發情況。最后，機器人的外觀設計還應考慮到易維護性和清潔性，以便維修和保養。易于打開外殼、更換零部件和清潔表面是關鍵的設計要素，可確保機器人在長期使用中保持衛生和高效。

2.3 用戶友好性和互動性

商用消毒服務機器人的外觀設計還應注重用戶友好性和互動性，這對于提高用戶接受度和客戶滿意度至關重要。機器人的外觀應與人類用戶建立連接，通過友好的外觀和交互元素傳達出一種親和力。這可通過在機器人的外觀中加入人性化的元素來實現，如具有“面部表情”的屏幕，以便機器人能夠顯示情感和狀態，或添加聲音和語音識別系統，以便用戶能夠與機器人進行語音互動。另外，機器人的外觀應考慮到易于操作性。按鈕、屏幕和指示燈應設計得易于理解和使用，以便用戶能夠輕松地與機器人互動，監控任務進度，或在需要時干預操作[2]。友好的外觀設計可消除用戶對技術復雜性的擔憂，使機器人在商業環境中更易被接受。

2.4 可定制性和品牌表達

商用消毒服務機器人的外觀設計還應允許定制，以滿足不同客戶和企業的需求，這可通過外殼的可更換性或個性化定制選項來實現。機器人的外觀應允許客戶在其表面添加自己的品牌標志、標識或顏色，以突出其企業身份和價值觀。這有助于提高品牌認知度和市場競爭力，同時滿足客戶對獨特性的需求。

2.5 可移動性和靈活性

商用消毒服務機器人的外觀設計還應考慮到其可移動性和靈活性。機器人需能夠在不同的場所和環境中自由移動，以完成消毒任務，因此，機器人的外觀設計應具備輕便、緊湊的特點，便于攜帶和操控。輕量化的材料和緊湊的尺寸能夠使機器人更易適應狹窄的走廊、樓梯和其他限制性空間。此外，機器人的外觀還應具備易于搬運和儲存的特點，以便在不同場所間進行快速遷移。靈活性是另一個重要的外觀設計要素。機器人的外觀應具備多樣化的功能區域或組件，以適應不同消毒任務的需求。例如，機器人可能需配備不同類型的噴霧裝置、UV-C 發射器或臭氧消毒系統，以適應不同類型的表面和環境條件。此外，機器人的外觀應具備可調節高度、旋轉能力或可拆卸部件的特點，以便在不同的空間中靈活操作和執行任務。此外，機器人的外觀設計也應允許企業將其定制為特定行業和應用的需求。例如，醫療機構可能需機器人配備特殊的儲物柜來存放醫療工具，而餐飲業可能需機器人具有食品級外殼和容器。因此，外觀設計要素應具有足夠的靈活性，以滿足各種商業需求。

2.6 高可視性和安全性

商用消毒服務機器人的外觀設計還應具備高可視性和安全性。機器人在工作期間應能夠吸引用戶的注意力，以便用戶與其保持安全距離和避免干擾，因此，機器人的外觀設計應充分利用明亮的顏色、標志和燈光等元素，以在繁忙的場所中突出其存在。這有助于提高機器人的可檢測性，減少人員與機器人之間的碰撞風險，并確保機器人的安全性和有效性。機器人的外觀設計還應具備防護和安全性能[3]。在公共場所中工作時，機器人可能會面臨各種潛在的障礙和安全風險，因此，機器人的外觀設計應考慮到防護外殼、傳感器和防撞結構等安全性要素，以保護機器人免受損壞和干擾。此外，外觀設計還可加入安全警示標識和聲光警報系統，提醒周圍人員注意機器人的存在和運行狀態。

2.7 耐酸堿性和高可用性

商用消毒服務機器人的外觀設計還應具備耐酸堿性，以確保其高可用性。商用消毒機器人噴出的消毒劑一般具有腐蝕性，如消毒常用的二氧化氯可腐蝕不銹鋼等金屬，因此，選擇一種能夠抵抗化學腐蝕的材料非常重要。同時也可考慮使用特殊的防腐蝕涂料處理機器人外殼，如噴涂防腐蝕涂層等。另外，避免開放式的接口和提供適當的密封材料，以減少機器人零部件與腐蝕物質的接觸。酸堿環境通常也是高濕度環境，因此，確保機器人外殼具有良好的防潮性能是非常重要的，可通過使用防水材料、設計防水接口等來實現。

3 商用消毒服務機器人的人機交互界面設計

3.1 直觀的用戶界面

人機交互頁面的設計應以直觀性為原則，確保用戶能夠輕松理解和操作機器人。這可通過簡潔、清晰的界面布局和易于理解的圖標和標簽來實現。用戶應能夠快速找到所需的功能和選項，而無需進行繁瑣的學習過程。直觀的用戶界面可通過以下方式來設計：①界面應具備簡單的導航結構，用戶能夠快速切換不同的功能頁面或菜單。使用明確的按鈕或標簽來表示不同的操作選項，以便用戶可快速找到他們需要的功能。②按鈕、滑塊、輸入框等控件應具備足夠大的點擊區域，以確保用戶可輕松點擊或觸摸。③控件的響應速度應迅速，以減少用戶等待時間。④用戶操作后，機器人應提供清晰的反饋，以告知用戶操作是否成功。這可通過彈出消息、狀態指示燈或聲音提示來實現，以幫助用戶了解機器人的狀態和任務進展。

3.2 個性化和自定義選項

人機交互頁面的設計應考慮到用戶的個性化需求和操作習慣。不同用戶可能有不同的需求，因此，界面應具備一定的自定義選項，以滿足用戶的特定需求。界面應允許用戶自定義一些參數和設置，如消毒時間、消毒劑類型、路徑規劃等，這有助于滿足不同場所和任務的需求。如果機器人將用于多語言環境，界面應提供多語言選項，以確保用戶能夠以自己熟悉的語言與機器人互動。界面可提供用戶賬戶功能，允許用戶保存自己的偏好和設置，以便在下次使用時快速恢復。對于初次使用的用戶，界面可提供學習模式或教程，以幫助他們了解機器人的功能和操作步驟。個性化和自定義選項有助于提高用戶滿意度和用戶體驗，使用戶能夠更好地適應機器人的操作和控制。

3.3 實時監控和反饋

商用消毒服務機器人的人機交互頁面設計還應包括實時監控和反饋功能，以幫助用戶全面了解機器人的狀態和任務進展。這對于用戶和操作員來說非常重要，因為他們需隨時跟蹤機器人的工作情況，以確保任務的完成和衛生安全。界面可顯示機器人在環境中的實時位置，以及其已完成的區域。這有助于用戶了解機器人的運行軌跡和任務進度，確保沒有遺漏的區域。用戶應能夠查看機器人的任務日志和歷史記錄，包括完成的任務、使用的消毒方法和時間等信息，這有助于監控任務的質量和效率。如果機器人配備了相機和傳感器，界面可顯示實時的圖像和數據，以使用戶更好地了解機器人的周圍環境和障礙物。界面應能夠發送警報和通知，以通知用戶和操作員有關機器人狀態的任何重要信息，如故障、障礙物檢測、完成任務等。

3.4 遠程控制和協作

商用消毒服務機器人的人機交互頁面設計還應考慮到遠程控制和協作功能，以滿足不同使用情境的需求。這對于多任務和多機器人協同工作非常重要。相關的設計要素如下：界面應允許操作員從遠程位置控制機器人，以便在需要時進行干預或修改任務，這可通過云連接和遙控功能來實現；如果存在多臺機器人，界面應允許用戶同時監控和控制多臺機器人，以確保協同工作的衛生效果；界面可包括任務分配和調度功能，允許操作員將不同任務分配給不同的機器人，以最大程度地提高效率；界面應具備實時通信功能，以便用戶和操作員之間進行交流和協作，解決問題和傳達任務要求。

3.5 可視化數據分析和報告

商用消毒服務機器人的人機交互頁面設計還應包含可視化數據分析和報告功能，以幫助用戶了解機器人的表現和衛生狀況，這對于評估消毒任務的質量和效果非常重要。界面可通過圖表、圖形和指標等方式可視化顯示機器人的工作數據，如消毒次數、耗時、消毒率等。這有助于用戶對機器人的表現有直觀的認識，并進行數據分析和比較。同時界面應具備生成消毒任務報告的功能，用戶可從界面中生成詳細的報告，包括任務描述、執行情況、消毒效果等，這方便用戶進行管理、監督和驗收。此外，應保存機器人執行的消毒任務的歷史記錄，以便用戶可查閱以往的數據和報告。這有助于追溯和分析機器人的工作記錄，發現潛在問題和改進機器人的性能，并可提供數據分享和導出功能，以便用戶可分享機器人的工作數據和報告給相關方。這有助于建立透明和信任的工作關系，同時提高機器人在業界的口碑和認可度。

4 結束語

總之，商用消毒服務機器人的造型設計研究是一項具有重要意義的課題。通過綜合運用設計理論、人機工程和商業思維，有望打造出更加出色、適用和創新的商用消毒服務機器人，為商用消毒市場帶來巨大的價值。