兒童互動機器人造型設計研究探析
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摘要:隨著社會的高速發(fā)展，同時伴隨著較于成人化的游戲過早的進入了兒童世界的現(xiàn)狀，兒童與父母、兒童和兒童之間越來越難交流互動，兒童對科技型玩具的需求也越來越高。為了應對這一系列的問題，需要設計一款智能型兒童產(chǎn)品，通過設計的力量使兒童的生活更加美好幸福。本設計主要采用的設計流程及設計方法是：針對現(xiàn)有智能機器人產(chǎn)品進行研究分析，如機器人的功能、造型、使用方式等；在對使用群體進行全方面的調(diào)研分析后，總結(jié)出在產(chǎn)品設計的功能和造型應該側(cè)重的方面；明確設計定位，針對兒童的色彩分析和造型設計確定一個最終可實現(xiàn)的成熟設計方案。
關鍵詞：產(chǎn)品造型設計;智能機器人;兒童玩具
隨著社會的高速發(fā)展和科技的不斷進步，機器人已經(jīng)作為人類生活的“好伙伴”逐漸進入人類的生活。智能語音互動機器人又因為其更容易進行良好的交互設計而具有更大的開發(fā)潛力，而針對兒童這一特殊人群進行設計的智能語音互動機器人尚屬于比較空白的階段，很多設計人群還沒有意識到其中的開發(fā)潛力與價值。同時，兒童這一特殊群體也面臨著諸多交流的、游戲的問題，而為其設計一款智能語音互動機器人也是一個很好的解決方案。所以設計一款針對6歲以上兒童的智能語音互動機器人是非常有必要的。
1兒童智能語音機器人設計應用實例
針對兒童的智能語音互動機器人的開發(fā)尚處于起步階段，只有少部分設計研究人員認識到可以運用智能語音互動機器人來彌補孩子和父母之間、兒童和兒童之間的溝通障礙，可以代替手機、平板滿足兒童對科技型產(chǎn)品的興趣。盡管有少量的創(chuàng)客已經(jīng)在研究開發(fā)相關產(chǎn)品，但交互性、趣味性、娛樂性仍有待提高，開發(fā)出的機器人產(chǎn)品也仍然屬于科研階段，沒有進行市場投放和推廣，智能語音互動機器人的開發(fā)整體上呈現(xiàn)出空白待發(fā)展的狀態(tài)。以下是對三款市場上的同類產(chǎn)品分析。
1.1BOXZ
BOXZ是一款利用Arduino板為小朋友設計的組裝、編程機器人。其外形看起來就是一個簡單的方盒子，內(nèi)部搭載傳感器和主控板，產(chǎn)品外部通過拼接的方式進行組合，還可以自主創(chuàng)新，搭配小手臂、小帽子等[1]。此外，小朋友可以自己動手制作機器人的外衣，可以創(chuàng)造性的利用圖形化編程，寓教于樂。優(yōu)點：具有圖形化編程的功能，可開發(fā)的游戲模式多，寓教于樂性高。缺點：交互應答性比較差，造型過于方正，給人的距離感比較強。
1.2騰訊微寶球形機器人
騰訊微寶球形機器人是一款采用APP操控移動的游戲型機器人[2]，其外形就是一個簡單的球體，其主要功能是搭配其公司的各種游戲平臺進行體感游戲；其主要原理是內(nèi)置傳感器和微型處理器，通過編程使其可感知外部環(huán)境，并自主地進行判斷。騰訊微寶智能機器人外觀炫酷，可以進行顏色變化。其主要特色是其整體完全封閉，采用無線充錢技術(shù)，可以在水中進行玩耍。優(yōu)點：造型炫酷，功能強大，有DIY功能，游戲模式帶入性強，個性強。缺點：這是一款絕對的游戲型機器人，沒有寓教于樂性，不適用于兒童。
1.3SpheroBB-8智能語音互動機器人
SpheroBB-8機器人是一款通過手機控制的智能語音互動機器人，這款機器人主要分為兩個部分，一部分是球形身體，另一部分是半球形腦袋，兩部分通過磁性進行連接。其主要原理是內(nèi)置傳感器進行識別方向和位置。其可以通過手機端控制其點頭、搖擺等動作。此外，這款機器人的一大特色就是融入了全息投影技術(shù)，其可以全息播放自己錄制的短片或電影。這款機器人已經(jīng)不僅是單單針對兒童的玩具，更是每一個科技愛好者的伙伴。優(yōu)點：科技性極強，交互性好，造型奇特。缺點：更趨向于定位于科技愛好者，對于兒童來說過于高級，售價高。
2兒童心理需求分析
智能語音互動機器人的使用人群為6歲以上兒童，通過訪談調(diào)研分析其心理需求如下。(1)喜愛科技型玩具。隨著社會的發(fā)展和科技的進步，手機、平板電腦變得隨處可見，也逐步的侵入兒童世界。手機、平板電腦逐漸成為玩具出現(xiàn)在兒童的生活中。但這樣的情況會帶來諸多的問題，例如，視力問題、內(nèi)容健康的問題等。相比于單純的傳統(tǒng)玩具，兒童越來越喜歡科技型玩具。雖然智能語音互動機器人本身就是科技型產(chǎn)品，但如何做到讓此科技型產(chǎn)品的娛樂性超過手機、平板電腦仍然是設計要解決的問題。(2)需要父母陪伴一起玩耍。人以個體的形式存在世界上，但卻需要社會關系的陪伴。父母是兒童自出生起最早開始陪伴兒童的人，兒童也在成長的過程中需要父母陪伴一起玩?！，F(xiàn)代社會兒童和父母之間、兒童和兒童之間的交流障礙已然逐漸增大，需要一款產(chǎn)品作為中間的調(diào)和來解決這個問題。這就要求智能語音互動機器人既滿足兒童的需求，又不會讓父母覺得無聊，只有這樣才能讓智能語音互動機器人彌補兒童和父母之間的交流鴻溝。(3)需要多種多樣的交互方式。雖然希望家長可以陪伴兒童一起玩耍，但現(xiàn)實中由于父母忙碌的原因還是兒童自己獨自一人玩耍的時間比較多，所以兒童需要智能語音互動機器人具有良好的交互性，甚至是多種多樣的交互性。除了語音應答外，希望具有表情變換等功能，可以讓兒童一個人玩耍時也不寂寞。(4)喜歡個性的、獨一無二的。智能語音互動機器人以玩具的身份出現(xiàn)在兒童的世界里。對于兒童來說，他們希望自己的玩具是獨一無二的、是特別的。但大工業(yè)批量化生產(chǎn)的背景下，無論任何產(chǎn)品一模一樣是不可避免的，所以這要求智能語音互動機器人在設計時從小方面著手，來區(qū)分產(chǎn)品做到個性化。(5)喜歡新鮮的、不同的。兒童對于新鮮的事物總是好奇的，這就導致兒童很容易厭倦手中舊的玩具而去喜歡新的玩具。這就導致智能語音互動機器人作為玩具要長久的存在于兒童手里是困難的，所以需要智能語音互動機器人具有多種多樣的游戲模式，且可以不斷地進行創(chuàng)新與更新，以此來延長兒童對智能語音互動機器人的喜愛，從而也延長了產(chǎn)品的壽命。
3設計實例
通過實例和用戶需求分析，我們明確了設計定位：一款針對6～12歲兒童使用的具有語音應答、表情變化、APP控制運動、圖形化編程功能的兒童陪伴語音互動機器人。我們將用戶對于產(chǎn)品的需求融入到該產(chǎn)品的設計中，研究其在兒童陪伴機器人方面的方法和思路。
3.1針對兒童的色彩分析
色彩是人對于事物的本能感知，人們利用色彩并賦予色彩不同的象征意義，例如紅色代表血液，代表熱情，象征生命；黃色代表快樂、代表明亮，象征收貨；藍色代表科技、代表安寧，象征藍天和大海等。而對于目標定位的使用人群6歲以上兒童來說，他們也許對色彩的象征意義沒有明確的感知，但他們已經(jīng)可以明確的區(qū)分所有的色相，可以感知到顏色明度、純度的些許不同。隨著年齡的不斷增長，兒童將逐漸有自己喜歡的顏色，相對于明度、純度較高的鮮亮的顏色，他們會逐漸趨向于調(diào)和色，更加趨近于成人的審美。智能語音互動機器人的配色采用了現(xiàn)今最為流行的馬卡龍系列顏色，馬卡龍顏色和白色的組合讓產(chǎn)品整體造型更加可愛、俏皮。馬卡龍顏色本身就是一種甜美的顏色，恰當?shù)纳式M合可以給使用者愉快、美好的心理暗示。智能語音互動機器人的色彩其實是可以根據(jù)當下的流行趨勢進行不同顏色的設計配比，理論上不應該固定某種顏色配比，應該給予產(chǎn)品更大的創(chuàng)造可能。
3.2造型設計
針對兒童使用的智能語音互動機器人的造型設計，是一個機器人設計是否成功的外在表現(xiàn)。智能機器人既要符合兒童審美需求，又要考慮到設計的造型要配合內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且要考慮到材料工藝等方面的內(nèi)容。綜合以上，配合現(xiàn)有的產(chǎn)品部件后，我們提出了現(xiàn)有的設計方案，此設計方案可以充分考慮方案的可實現(xiàn)性。在方案可實現(xiàn)的基礎上充分考慮了設計的美觀性，并兼顧了人機方面的設計。此方案在設計上采用了可愛的球形造型，綜合了市面上同類產(chǎn)品的功能進行的設計，其具有了語音應答功能、眼部表情變換功能、APP控制行進功能，同時在設計中加入了LCD運動提示的顯示屏，在機構(gòu)的基礎上完善了造型的設計。為了滿足兒童對于玩具希望有個性、希望自己的玩具是獨一無二的心理，進行了個性貼紙的設計。同時，個性化的設計也滿足了在游戲中區(qū)別個體的需要。通過設計機械結(jié)構(gòu)來完成表情的變化，表情變化的結(jié)構(gòu)主要是由上層板和中層板之間的表情結(jié)構(gòu)、按動開關和彈簧組成，當按動開關時，通過彈簧的壓縮和反彈帶動輪軸轉(zhuǎn)動，從而帶動表情結(jié)構(gòu)變換。
4結(jié)語
本次設計提出了定位于兒童的智能語音互動機器人的概念，設計的智能語音互動機器人有語音應答、眼部表情變換、APP控制運動、圖形化編程等功能，所有的功能設置很大程度上提高了產(chǎn)品的趣味性和交互性。對于產(chǎn)品的整體設計和細節(jié)設計基本滿足了消費人群即家長對于此類產(chǎn)品的要求，也滿足了使用者即兒童的心理需求。通過智能語音互動機器人的設計開發(fā)，可以解決手機、平板電腦逐漸作為玩具進入兒童世界的問題，也可以解決兒童與父母之間、兒童和兒童之間逐漸形成的交流障礙問題。配合多種的交互方式和游戲模式，可以使機器人產(chǎn)品成為兒童生活中的好伙伴，減緩兒童在日常生活中的孤單感。
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作者:郭秦逸 張鐵成 單位:大連大學機械工程學院
