儿童玩具的人机交互设计论文

摘要：伴随数字媒体技术发展，传统的平面设计与增强现实技术结合的实例愈来愈多。本文旨在梳理国内外增强现实技术与平面设计结合的实例，探索数字技术用于书籍设计的优势与前景，重点研究数字化可视书籍信息、数字化可听书籍信息、数字化人机交互等设计方法，从而探索增强现实技术应用于书籍设计的新方法，让读者得到全新的阅读体验，挖掘新的消费群体，激活现代纸质媒介。今天小编给大家找来了《儿童玩具的人机交互设计论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

儿童玩具的人机交互设计论文 篇1：

我国CMF研究热点主题与演进趋势

关键词：CMF 熱点主题 演进趋势 CiteSpace 文献计量

引言

CMF是英文 Colour，Material，Finish 的缩写，主要致力于设计和定义色彩、材料及表面处理工艺以此来支持产品的功能及情感属性，是一门属于设计领域的新兴学科[1] 。CMF作为专业术语出现的时间较短，相关论文中最早可以追溯到2009年仇媛发表的硕士论文[2] 。近年来，国内高校学者为CMF的发展做了不懈的努力，并取得了一定的成果。左恒峰[3] 提出从技术、文化和风格三个方面展开CMF创意设计。傅炯等[4] 将汽车CMF设计划分为CMF设计、样板开发、标准建立和品质控制四个阶段。王毅等[5] 在研究视觉重量感知的基础上，提出基于视觉重量感知的大型装备CMF设计方法。王金广等[6] 结合婴幼儿童的生理、心理特点，提出“CMF创新设计模型”，进一步提高儿童玩具产品的高情感设计。

研究相关论文发现，CMF在我国的发展时间较短，大多数研究主要集中在CMF探索、理论及应用等方面，分析CMF研究现状的论文比较匮乏。为了更深入地了解CMF研究现状、热点主题及演进趋势，需要对CMF现有研究成果进行系统性地分析。文章采用CiteSpace文献计量法进行定量分析的同时，结合文献研究法进行定性分析，通过对CNKI数据库中CMF相关文献进行分析，明确CMF发文趋势、期刊分布、机构分布、热点主题及演进趋势，为进行CMF理论研究与CMF实践应用提供借鉴和指导。

一、研究设计

（一）研究问题

文章内容主要围绕以下四个方面展开：

1.我国CMF发文趋势是什么？

2.我国CMF研究的期刊分布和研究机构分布现状如何？

3.我国CMF研究热点主题是什么？

4.我国CMF研究的演进趋势是怎样的？

（二）数据来源

文章以中国最具有代表性的文献检索数据库（CNKI）为文献检索平台，以SU=CMF为文献数据的检索式，以2005-2020年为时间跨度，对截止到2020年11月5日以内的国内期刊论文和博硕论文进行检索。检索文献共计1078篇，包括期刊论文822篇，博硕论文256篇，通过阅读标题和摘要进行人工识别，删除征稿通知、期刊声明、会议声明及不相关文献后，得到有效文献160篇，包括期刊论文95篇，博士论文3篇，硕士论文62篇。

（三）研究方法

陈超美教授开发的CiteSpace是进行文献计量分析的有效工具。学术界将基于CiteSpace分析的数据结果视为科学知识图谱，用来探索相关领域的研究热点和演进趋势。文章将160篇有效文献以Refworks格式从CNK I导出，并导入CiteSpa ce（5 .7 R 2）中进行分析。采用CiteSpace文献计量法进行定量分析的同时，同时结合文献研究法进行定性分析。

二、我国CMF领域研究分布状况

（一）我国CMF研究领域的发文量分析

发表论文的数量是显示相关领域研究成果的重要指标，可以反映相关研究是否是学术界的关注的热点[7] 。文章通过文献统计得到CMF文献的年度发文量，如图1。从时间分布来看，2009-2012年是我国CMF领域的探索阶段，这一阶段的发文量共计6篇，占据总文献量的3.75%，年度文献发表呈现出波动现象;2013-2016年是CMF领域稳步发展阶段，该阶段文献量共计23篇，占总文献量的14.38%;2017-2020年是CMF领域快速发展阶段，年平均发文量高达32.75篇的较高水平，截止到2020年11月5日，2020年度发文量高达39篇。从图中可知，我国CMF研究受到学者越来越多的重视，发文量呈现出持续上涨的趋势。

（二）我国CMF研究领域的期刊分布及机构分布

从期刊分布来看，如表1，我国收录CMF文献排名前三的期刊分别是《设计》《工业设计》《家具》，其中收录CMF期刊论文排名第一的《设计》，涵盖了CMF研究的多数成果（95篇期刊论文中，设计占据21篇），具有极高的参考价值。从CMF研究机构分布来看，发表CMF文献排名靠前的机构分别是湖南大学、哈尔滨理工大学、清华大学。总体来看，CMF年度发文量近年来呈现出明显的上升趋势，并已获得国内高校一定程度的重视。

三、我国CMF研究知识图谱绘制

（一）关键词共现知识图谱

文献的关键词是对研究内容的精炼概括，能够有效反映特定领域的研究热点[8] 。文章使用CiteSpace，设置时间跨度为2009-2020年，时间切片为1年，阀值选择TOP50，节点类型为

运行软件后得到由220个关键词节点和377条连线组成的CMF研究的关键词共现知识图谱，如图2。关键词共现图谱中的节点（圆圈）大小代表关键词出现频次的大小，节点越大说明该关键词与其他关键词共现次数的总和越大。节点之间连线的粗细代表两者关联性的大小，连线越粗，关联性越大。线条的颜色显示关键词首次建立连接的时间[9] 。从图2可以看出，CMF领域的关键词共现知识图谱以“CMF”和“CMF设计”关键词为核心，呈放射型发散状，研究分支较多。进一步分析发现，CMF关键词共现图谱中节点关键词之间的关联度较低。从图2 所呈现的信息来看，CMF研究的重要节点有CMF、CMF设计、产品设计、工业设计、色彩、材料、感性工学、感性意象等。CMF研究涉及等诸多领域，并以此不断扩展CMF研究的外延。

（二）CMF研究关键词分布

通过频次与中心度的分析，明确CMF研究热点。从量化的角度分析，CMF领域关键词共计218个。这些关键词揭示了众多研究者在研究CMF过程中涉及到的研究对象、研究方法及相关理论。由于篇幅所限，文章仅列出频次≥3的关键词，并将其按出现频次的高低进行排列，如表2。排名前五的分别为CMF设计>CMF>产品设计>工业设计>色彩。

中心度能够反映热点的重要性，中心度越大，其重要性也越大。一般认为中心度超过0.1的节点为关键节点[10] 。从中心度来看，CMF研究超过0.1的关键词有7个，从高到低分别是，CMF>CMF设计>产品设计>工业设计>感性工学>感性意象=材料。需要注意的是，关键词的频次与中心度并不完全一致，如CMF的频次为51，中心度为0.63，高于CMF设计的0.62。

有些关键词的频次和中心度都很高，如CMF设计、CMF、产品设计、工业设计以及材料等是CMF领域的研究重点与研究热点。感性工学、创新设计、感性意象尽管频次不是很高，但对CMF研究的框架与思路也有很大的影响，也是CMF领域的研究热点。

（三）关键词时区视图

关键词时区视图，将关键词与时间联系起来，用来展示CMF研究领域的关键词随时间的演进情况，以此发现关键词出现时间及关键词之间的相互关系[8] 。文章设置时间跨度2009-2020年，时间切片为1年，选择时区视图（Timezone View），绘制关键词时区视图，用来解释CMF领域的演进趋势，如图3。

四、我国CMF热点主题与演化趋势分析

（一）我国CMF热点主题辨识

参考何厚建等[11] 将关键词进行分类研究，文章结合定量分析得到的关键词共现知识图谱、关键词分布表，在CMF语境下，进行相关文献定性分析，以此将我国CMF研究热点主题归纳为三个不同的层面：（1）CMF设计方法研究，主要包括感性工学、感性意象、趋势研究以及用户研究等关键词;（2）CMF基础研究，主要包括色彩、材料以及表面处理工艺等关键词;（3）CMF应用研究，主要包括创新设计、用户体验、工业设计以及产品设计等关键词，如表3。

1.CMF设计方法研究

把CMF作为研究的对象，结合不同的理论或者方法，在具体的研究过程中提出CMF的设计流程与方法。CMF设计研究方法在理想的情形下应该是定性与定量结合的、主观与客观结合的，除了常用到的问卷调查法、焦点访谈、专家评估法、竞品分析法等，目前较为热门的研究方法包括四个方面：（1）感性意象。感性意象能充分传达消费者的情感需求，通过感性意象研究进行符合用户感觉期望的产品设计。韩飞鸿[12] 在研究感性意象的基础上，将其应用到白色家电CMF设计中，并且提出了白色家电CMF的设计方法;（2）感性工学。感性工学是一种探讨“人”与“物”的关系的理论和方法，将感性工学理论应用到CMF设计中，满足用户感性需求。孙新竹[13] 通过分析色彩、材质与感性之间的对应关系，在感性工学研究的基础上，创新地构建消费电子产品CMF设计研究方法与流程;（3）趋势研究。趋势研究立足于当下从而对未来进行预测，对设计领域有重要意义。程婉琳[14] 从用户情感、市场、上游、流行等角度出发，展开对设计趋势的研究，并以此输出趋势主题，进行渐变色智能手机CMF提案;（4）用户研究。近年来，以老年人、儿童、残疾人为目标人群的CMF设计研究逐渐增加，体现出对弱势群体的关注。杨文博等[15]以学龄前儿童为目标用户，通过生理、心理、行为特征分析，以益智桌为载体，阐述学龄前儿童益智桌的CMF设计方法，并将其应用到实践中。

2.CMF基础研究

CMF作为设计学的一个新兴学科，对CMF概念的研究有利于把握CMF的本质和内涵。CMF包括色彩、材料、表面处理工艺三个元素，每一个部分若分开来单独讲，其理论体系都是很庞大的，对于CMF各个元素的深入分析，有利于深扩展CMF知识体系的深度和广度。国内有很多学者分别围绕着CMF的不同层面进行研究：（1）概念研究。色彩、材料、工艺涉及多个学科的知识领域如材料学、设计学、心理学等。左恒峰[1] 明确了设计领域CMF的研究内容，并提出设计学领域的CMF概念，对于CMF理论体系的构建起到积极推进作用;（2）色彩研究。色彩研究通常指色彩的情感，色彩的创意设计，色彩的语义等的研究。宋文雯[16]从色彩理论入手，对色彩情感及象征意义进行分析，展开对室内空间的色彩设计的研究;（3）材料研究。材料研究主要指材料质感的研究。陈橙等[17] 采用用户实证研究方法，以质感感性语义词为实验语义词，以市场调研而来的材料为具体实验测量对象，对实验材料样本进行感官语义词测量，并用SD法分析实验数据，提出品质感提升的搭配设计方案;（4）表面处理工艺研究。表面处理工艺相对材料而言更易于创新设计，能够为色彩和材料质感带来明显的变化效果，但是表面处理工艺需要以材料为载体，难以脱离材料单独进行研究。

3.CMF应用研究

CMF以相对较低的成本，赋予产品功能属性和情感属性，受到学者的广泛关注。目前，已有不少学者通过CMF理论研究，将其应用到不同行业中，进行相应的工业设计和产品设计研究，从而实现创新设计提升用户体验。我国有很多学者围绕着工业设计、产品设计、创新设计、用户体验等不同层面，展開CMF应用研究的探索：（1）工业设计和产品设计研究。不同行业的设计在功能、美学、人机交互等方面会有差别，使用的CMF设计元素也会有所不同。因此，有必要对不同行业的CMF设计进行研究。仇媛，通过探索色彩、材料、工艺在手机设计开发中的作用，阐述CMF在手机行业开发流程中的应用[2] ;（2）创新设计研究。在产品同质化严重的背景下，通过CMF以相对较低的成本实现产品创新性表达是提升产品竞争力的有效方式。王佳丽等[18] 提出通过运用相同或相似逻辑的色彩设计、材质设计、图案纹理、处理工艺等，形成系列化产品的创新性表达;（3）用户体验研究。CMF作为用户直接感知的部分，是提升用户体验的重要方式。鲁晓涛等[19] 明确用户对CMF的感知途径，将其应用到设计实践中，以此提升用户体验，并提出色彩、材料和表面处理工艺是提升感官体验的有效方式，用户乘坐体验的升级离不开CMF在交通工具领域的研究和应用。

（二）CMF研究演进趋势

参考李细珍等[20] 采用关键词演进趋势图进行研究主题的演化路径分析，文章结合定量分析得到的关键词演进趋势图、关键词分布表，对CMF相关文献进行定性分析，进一步梳理出我国CMF研究的演变路径。

1.探索阶段（2009-2012年）：在此阶段中，CMF、色彩、材料、工业设计是CMF研究重点。仇媛，通过探索色彩、材料、工艺在手机设计开发中的作用，阐述CMF在产品开发流程中所起到的作用[2] 。高校关于CMF的教学刚刚起步，少量学术文献开始对CMF有所涉略，主要涉及CMF理论及基础应用。

2.稳步发展阶段（2013-2016年）：此阶段中，产品设计、CMF设计、感性意象、感性工学是CMF研究重点。韩飞鸿[12] 在研究感性意象的基础上，将其应用到白色家电CMF设计中，并且提出了白色家电CMF的设计方法，辅助白色家电CMF的规范性设计，借助感性意象进行设计方案测评，探究方案是否满足用户需求。由于清华大学、哈尔滨理工大学、北京服装学院等高校的加入，CMF研究稳步发展，主要涉及是CMF设计方法及设计实践。

3.快速发展阶段（2017-2020年）：在此阶段中，趋势研究、儿童家具是CMF研究的重点。杨文博等[15] 以学龄前儿童为目标用户，通过生理、心理、行为特征分析，以益智桌为载体，阐述学龄前儿童益智桌的CMF设计方法，并将其应用到实践中。由于江南大学、南京理工大学等高校加大了对于CMF的研究和CMF设计的教学，以及企业为高校人员在实践中发现问题并提出相应的解决方法提供良好的平台，CMF研究快速发展且研究内容不断深入。由关键词演进趋势图可知，该阶段虽没有较大的节点，但研究内容涉及更加广泛，研究视角更加细化，众多学者从应用行业、研究方法、用户群体等不同层面展开对CMF的深入研究。

自2009年以来，我国学者对CMF的文献研究逐渐从理论层面转向设计实践层面。CMF、工业设计、材料、色彩、产品设计、CMF设计、感性意象、创新设计、感性工学、趋势研究、儿童家具陆续成为我国CMF研究学者关注的热点，形成CMF领域的演进趋势。

结论与启示

（一）结论：文章采用CiteSpace文献计量法进行定量分析的同时，结合文献研究法进行定性分析，对2009-2020年CNKI数据库中以SU=CMF为检索式获取的160篇有关CMF的期刊论文和博硕论文进行统计分析，得出以下结论：

1.通过我国CMF研究年度发文量分析可知，CMF研究受到学者越来越多的重视，发文量呈现出持续上涨的趋势。

2.关于我国CMF研究，期刊收录文献量排名前三的分别是《设计》《工业设计》《家具》，研究机构发表论文数量排名靠前的分别是湖南大学、哈尔滨理工大学、清华大学，CMF研究并已获得国内高校一定程度的重视。

3.我国CMF研究热点主题主要分为三个层面：（1）CMF设计方法研究，主要包括感性工学、感性意象、趋势研究以及用户研究等关键词;（2）CMF基础研究，主要包括色彩、材料以及表面处理工艺等关键词;（3）CMF应用研究，主要包括工业设计、产品设计、创新设计及用户体验等关键词。

4.自2009年以来，我国CMF演变路径分为三个阶段：（1）探索阶段（2009-2012年）;（2）稳步发展阶段（2013-2016年）;（3）快速发展阶段（2017-2020年）。在此过程中，CMF、工業设计、材料、色彩、产品设计、CMF设计、感性意象、创新设计、感性工学、趋势研究、儿童家具陆续成为我国CMF研究学者关注的热点，形成CMF领域的演进趋势。

（二）启示：通过对CMF文献计量分析的结果可以看出，我国的CMF研究工作起步较晚，对CMF的理论和方法的研究仍需要进一步完善。在CMF研究内容和研究方向上，相关研究者在结合研究热点、研究主题、演进趋势的基础上，要勇于探索，不断扩展研究领域，形成跨学科、多分支的研究体系，要在完善CMF理论研究的同时，将理论转化为具体的设计实践，从而推动我国CMF研究的进一步发展与完善。

作者：刘建军 徐娟 孙彪

儿童玩具的人机交互设计论文 篇2：

增强现实技术在书籍创新设计中的研究

摘要：伴随数字媒体技术发展，传统的平面设计与增强现实技术结合的实例愈来愈多。本文旨在梳理国内外增强现实技术与平面设计结合的实例，探索数字技术用于书籍设计的优势与前景，重点研究数字化可视书籍信息、数字化可听书籍信息、数字化人机交互等设计方法，从而探索增强现实技术应用于书籍设计的新方法，让读者得到全新的阅读体验，挖掘新的消费群体，激活现代纸质媒介。

关键词：增强现实技术 书籍创新 数字化 互动

随着数字媒体体验式阅读新形式普及市场，传统书籍阅读形式每况愈下。而新的数字媒体技术与传统媒介结合，激活了传统的书籍行业。一方面提升了传统印刷品的传播力，另一方面提升了读者的阅读感受。例如增强现实（简称AR），是基于虚拟现实发展的新技术。因20世纪90年代初期，波音公司设计了一套辅助布线系统专门用于训练机械师，AR概念由此定义。此技术不仅能够对周围客观事物“增加”虚拟的数字化信息语言，使虚拟数字信息与客观事物融合，还能带给受众一种新的场景视觉体验。如将增强现实技术运用在书籍设计中，将为书籍设计提供一定的参考。

一、增强现实技术在现代设计中的应用现状

增强现实是在虚拟现实（VR）的发展过程中应运而生的，它的诞生一方面顺应了时代的发展，另一方面弥补了虚拟现实的不足。自1990年波音公司研究员创造增强现实以来，愈来愈多的研究所、高校、企业相继对此技术进行研究，且取得了不少科研成绩。目前，哥伦比亚大学的设计团队研发了一套激光打印机维修系统，维修过程与AR技术相结合，使用户能通过系统中的操作指示对打印机进行维护。

在过去几年中，国内增强现实技术主要出现在纸质少儿读物以及一部分儿童玩具、游戏中。如2014年，国内许多儿童读物出版社推出AR读本，其具备的数字化交互特点增强了传统儿童读本的趣味性，为儿童构建了一个看得见的童话世界，也为未来童书提供了核心的竞争力。随着AR技术的普及，该技术还出现在包装、直邮单、海报、画册、名片等多种纸质印刷品上。

二、增强现实技术用于书籍设计的优势与前景

（一）AR 技术和纸质媒介形成优势互补

纸质媒介在信息传播时只能展现二维空间效果，主要强调视觉体验，而与AR结合的图书可以在与读者进行互动的同时，营造虚拟的三维效果。不仅强调了视觉体验，还提供了听觉、触觉、嗅觉等感官形式，最终将虚拟现实叠加于纸质媒介内容中。例如在儿童读本里，与AR结合的书籍页面，会有可爱的卡通人物由静态到动态变化；再比如课本上枯燥的天文、地理等学科知识不再以单纯的文字描述呈现，而是用可互动的三维模型进行知识点讲解。总之，加入增强现实技术的书籍，能实现虚拟场景与传统纸质文字、图画内容相结合，满足读者可读性和互动性的双重购买要求。

（二）增强现实技术的书籍能提高阅读互动性

AR书籍设计以多层次、多空间的数字化内容展现，能表达多种符号语言，体现交互式设计特点。在吸引读者享受书籍阅读的同时，还促进读者积极主动理解书籍晦涩的内容，让阅读具有趣味性和参与感。如果读者与书籍之间没有频繁的互动，那么读者对书籍枯燥的信息就容易忽视，许多信息在传播的过程中就容易丢失。而AR技术则可以带给消费者更多的听觉、视觉、触觉上的互动。如CANDY BOOK软件上发布《那些年那座城》——可交互式糖果书，浓缩了20世纪80年代的大众文化符号，设计公司运用AR技术让书本上的符号跃然纸上，将读者真正带入作者笔下的绘本环境中，创造了极其丰富的视觉与听觉效果，设计为配合书本故事还加入了嗅觉体验，增加读者阅读感官。这一过程中，不仅让读者体会到了阅读的趣味性，而且巩固了传统书籍在消费者心中的地位。

（三）增强现实技术的书籍能开拓新的出版市场

如今 ，“阅读”不仅是出版方的市场 ，也是以阅读内容与多种传媒为载体的联合产物。随着传统出版行业的淡化，如何能创造既实用又创新的阅读方式 ，成为不少出版方的难题。《哈利·波特》作者JK·罗琳与索尼公司合作，用AR技术展现新的“魔法故事”。读者可以在阅读书本的同时，配合书籍内容挥动虚拟魔杖，让故事中对应的角色“活”过来。这种体验式阅读创新，提升了读者的阅读体验，也为作者提供更多的创作空间，更为传统纸质出版物开拓新的市场、新的商机。

三、增强现实技术用于书籍创新设计的方法

（一）改变书籍内页翻阅形式

在传统書籍内页设计上，可视设计元素有：文本、二维静态图形等。随着书籍设计的发展，书籍内页不再是以普通翻页形式存在。如马歇尔设计的一本名为《花愿》的书，作者将插画工艺与书本内容相结合，充分调动了阅读者的动手能力，读者只要打开书本便可以体会到三维的立体花艺形态，形成了一本移动的“掌上花园”。设计师用动感的互动方式将形式和内容结合，这种内页设计方法不仅使书籍的空间层次丰富，还实现了书籍与读者的沟通，同时让读者产生了情感共鸣。

（二）加入数字化可听书籍信息

“感觉是客观事物在人脑中的直接反映。它是由外界的刺激直接作用于人的感觉器官而引起的，基本分为视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等。”在书籍设计中的增强现实技术听觉元素有：互动音效、内容背景声效、文字说明声音，甚至在安排音效的同时可以遵循多普勒效应。例如目前的宣传册，部分设计者依托手机平台将产品品牌理念、故事等通过硬件处理，与纸质载体相结合，直接用音效的形式感染受众；再比如苏州博物馆文物简介手册，只需要扫描相应内容的二维码即可视听相关信息以及物件发展历史。如此，将AR技术与纸质媒介，甚至书籍设计相结合，与多种音效进行叠加，可使文字信息生动化，避免读者阅读时的枯燥感。

（三）创造数字化人机交互

交互设计是建立在人与产品以及服务之上的，成功的交互设计具备良好的对话机制，能够满足不同用户的需求。增强现实是连接现实世界与虚拟世界的纽带，书籍增强现实应用的交互本质是读者通过智能移动设备与书籍进行交流。良好的AR书籍设计能够在整个交互过程中，让用户无障碍地与书本内容进行沟通。因此，AR书籍设计若要与读者保持沟通顺畅的对话，需要非常匹配的硬件与软件。例如智能手机和平板电脑具有便携性与实用性，能提供读者与机器自然交流的环境，同时达到理想的人机互动效果，将读者带入到数字化阅读环境中进行感受，也能将读者带入到实际生活中体验文字的真实性。

四、结语

AR书籍的设计打破了传统书籍设计方法，它是在数字媒体发展下的一种必然结果，也为传统纸质媒介转型提供一种创新思路。AR 技术和书籍设计结合不仅可以形成优势互补，能使增强现实技术的书籍提高阅读互动性，还能开拓新的出版市场。在设计方法上可尝试改变书籍内页翻阅形式或加入数字化可听书籍信息，最终创造数字化人机交互形式，提供给读者全新的阅读体验。但我国现有的AR技术还处于发展阶段，没有完全普及各类书籍，在今后的应用空间上还有待进一步提升。

参考文献：

[1][美]鲁道夫·阿恩海姆.艺术与视知觉[M].孟沛欣，译.长沙：湖南美术出版社，2008.

[2][美]普利斯.交互设计——超越人机交互[M].北京：电子工业出版社，2003.

[3] 徐灵.增强现实广告技术的创新扩散研究[D].长沙：湖南大学，2012.

[4] 张岸.基于增强现实技术的纸质地图增强表达与交互[J].热带地理，2012（09）.

[5] 张超.基于自然特征识别的纸面媒体移动增强现实系统[J].数字通信，2012（04）.

★基金项目：本文系湖南科技学院2017年校级课题“增强现实技术在书籍创新设计中的研究”（项目编号：17XKY057，课题负责人：左文）。

（作者简介：左文，女，硕士，湖南科技学院美术与艺术设计学院，讲师，研究方向：视觉传达）（责任编辑 刘月娇）

作者：左文

儿童玩具的人机交互设计论文 篇3：

人机交互在儿童智能玩具中的应用研究

摘 要：随着电子设备在人们生活中的应用越来越广泛，如何实现电子产品与用户之间的交互成为电子产品设计中的一个关键性问题。人机交互的设计被广泛的应用于产品的人机界面设计方面。本文主要针对儿童智能玩具的人机交互进行研究，并且通过对人机交互及其交互界面设计的分析，以期更好的改善目前的儿童智能玩具中的人机交互界面设计。

关键词：儿童智能玩具；人机交互设计；以儿童为中心

随着经济社会的快速发展，电子类产品进入了人们的生活，并且发挥着越来越重要的作用。儿童玩具的应用能够促进儿童的想象力以及思维的发展，并且能够在很多方面唤起儿童对于运用、知觉、想象以及好奇心等。儿童智能玩具的设计指的是以语言信息的识别、肢体的碰触、图像以及文字等信息的交互为手段，发挥智能玩具在儿童阶段成长中发挥的作用，实现对儿童发展潜移默化的影响。在实现机器与用户的交互过程中，良好的交互界面设计能够起到十分关键的作用，良好的交互界面设计能够在很大程度上改善用户的产品体验，对于提升产品的整体客户影响力也有着十分重要的意义。人机交互界面的设计目的是为了实现儿童智能玩具与儿童之间的互动，从用户的角度入手，采用较为简便的界面交互方式取代传统的机械式操作方式，带给用户以全新的产品使用体验，能够充分的发挥智能产品在儿童成长过程中的作用。

1 人机交互与儿童智能玩具设计

1.1 人机交互设计

在人类漫长的进化和生存过程中，人们不断的对所需要的工具进行着不同的改造，并且在使用的过程中也存在着工具适应人类社会发展的变化趋势，这也正是当今人机工程学的来源。人机交互设计的根本出发点是通过实现一种人与机器相互交流的机制，通过改善用户产品体验效果，让用户更加快捷、方便的体验到产品中所蕴含的技术。人机交互设计起源于美国，并且随着以后经济社会的发展取得了迅速的发展，通过设计一种全新的人机交互界面设计方式为用户带来了全新的产品体验。人机交互设计的目的是为了更大程度的增强人们在日常的生活、工作以及通信过程中的方式。并且随着计算机和网络、电子技术的快速发展，人们对于人机交互技术提出了更高的要求，在产品的设计过程中也越来越注重人机交互的设计以及用户体验的考虑。在人机交互的过程中主要包括对象识别、对象理解、对象把握以及信息反馈四个阶段。交互技术的应用是目前产品设计中能够大幅度的改善用户的体验，其根本的出发点就是扩展和增强用户在生活、工作以及通信的方式，并且更加注重用户的交互方面以及用户体验的考虑。

1.2 “以儿童为中心”的交互式儿童玩具

人机交互技术的一个重要研究方向就是自然人机交互技术，强调以人为中心的交互方式。由于儿童的生理特征及心理特征的发展，设计符合儿童使用的交互式玩具显得尤为重要。国内外对面向儿童的人机交互技术已经做了大量的研究，并开发了许多儿童交互式的益智游戏。根据皮亚杰的儿童心理理论，儿童的生理和认方面的能力随着身体的发育而不断的提高，在这个发展过程中，儿童的身体和心理都十分的敏感，“以儿童为中心”的益智玩具能够促进儿童的生长发展。将儿童玩具与自然人机交互技术相结合不但有助于提高儿童的认知发展，还能提高语言发展、身体发展和情感发展。

2 儿童智能玩具中交互设计的应用

目前在儿童玩具设计中应用的人机交互设计方式主要包括肢体碰触、语音控制以及图像交互等，其具体的应用需要根据儿童玩具设计需要进行选择，可以采取多种人机交互方式并存的方式，以更好的改善儿童智能玩具中人机交互界面的设计。

2.1 肢体碰触在儿童智能玩具人机交互设计中的应用。肢体碰触的方式是一种全新的交互方式，它成功的扩展了人机交互的设计范围。采用肢体碰触的交互方式可以不需要语音控制就可以实现人机交互，而且通过在玩具上的触摸屏幕，一旦儿童碰触到屏幕就会发出声音或者产生机械震动。这些都会在无形中加大了儿童对于玩具的兴趣，同时也可以让儿童学习到一定的日常交际用户和知识，起到了很好的人机交互的效果。在交互式设计的益智类玩具中，具有较高的科技含量，通常在玩具的内部会发布有若干个传感器。分别处于不同的位置，在接触到使用者的碰触以后就会给出反应。

2.2 语音控制在儿童智能玩具人机交互设计中的应用。由于性别以及年龄阶段等存在的差异，使得儿童玩具的设计具有更大的多样性。因此在儿童智能玩具的设计过程中要更多的考虑到设计的安全性以及适龄性。语音识别技术主要包括连续性的词汇语音识别，即通过借助计算机平台实现对于听写功能的识别，同时还包括将语音查询系统运用于小型化的机器中进行应用，其主要通过一些特殊的硬件载体来实现，包括智能玩具、智能家居以及汽车电子设备等。在儿童智能玩具的设计过程中，为了更好的改善儿童智能玩具的教育和娱乐功能，大量的应用了语音控制以及肢体碰触等创新型交互方式，受到了儿童和家长的青睐。儿童阶段对于玩具有着巨大的需求，也是成长过程中不可缺少的部分，因此在儿童智能玩具的设计过程中就需要更加注重对儿童本身特点的考虑，既要充分发挥儿童智能玩具娱乐的功能，同时还需要考虑到对儿童的身心健康和智力发育的影响，因此儿童玩具中的人机交互设计是极其关键的。首先儿童玩具的设计要更加明确其设计的性质以及玩具的特点，在对玩具本身的形象刻画方面要起到增加儿童眼界、促进儿童智力提高的目的，同时还可以通过智能玩具的设计帮助儿童获得一些日常生活中的常识，培养儿童的性格，而且智能玩具交互界面的设计对于提升儿童的社会交际能力也有着很大程度的帮助。儿童智能玩具的设计具有十分严格的限制，这主要是由于儿童对于事物具有较高的模仿能力，却缺少足够的长时间情趣，因此对于儿童智能玩具的设计需要具有更高的人机交互设计考虑。传统的玩具在进行设计时只是简单的从外观上进行设计，缺少必要的人机交互，而采用全新人机交互功能设计的智能玩具具有较高的交互功能，能够实现语言对话控制，这些新型的人机交互功能对于提升儿童的兴趣有着较大的影响，能够在很大程度上改善儿童对于玩具兴趣持续时间短的特点，而且还可以在儿童与智能玩具的交互过程中学到一些基本的常识，对于提升儿童的语言表达能力有着十分重要的帮助。

2.3 图像交互在儿童智能玩具人机交互设计中的应用。与传统的普通玩具不同，儿童智能玩具主要用于对处于儿童阶段的使用者进行智力、记忆力以及语言表达能力的锻炼。拼图游戏等吸引着越来越多儿童的兴趣，并且能够在游戏的过程中提高儿童的逻辑思维能力和对玩具的兴趣。通常情况下，在儿童智能玩具的开发过程中选择的是多种交互方式相互结合的方式，以在更大程度上提升智能玩具的体验效果。因此，基于图像交互的儿童智能玩具更加满足提升儿童智力和思维能力的需求，提升儿童的思维能力和动手动脑的能力以及相关的眼手协调能力。同时图像交互还能够培养儿童对于事物和色彩的辨别能力，提升儿童的智力发育水平。

参考文献：

[1]王震亚，刘和山.谈人机交互原理在产品设计中的应用[J].包装工程，2009，2.

[2]吴国荣，王微.儿童智能玩具中人机交互设计的研究[J].包装工程，2012，18.

[3]姚力宁.儿童智能玩具的设计策略模型[J].包装工程，2009，09.

作者简介：申璐（1986-），女，陕西西安人，硕士，学生，研究方向：景观与动画技术。

作者单位：北京林业大学，北京 100083

作者：申璐