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WILEY《包装科学技术》
人类包装交互
如你所愿：理解包装设计与无障碍之间的关系
阿拉斯特.约克瑟尔，英国谢菲尔德哈勒姆大学艺术与设计研究中心电子邮箱：a.yoxall@shu.ac.uk
随着老龄人口成为驱动设计行业的主要群体，无障碍包装也逐渐收到了越来越多的关注。随着年龄的增加，我们的力量，机体灵活性和一些认知功能都在退化。因此，简化日常生活中一些简单任务的操作便变得愈加重要。 国际标准化组织 ISO 17480“包装规范”中，将涉及包装和老龄化的能力问题概括为三部分， 即力量，灵活性和认知能力的问题。先前进行的许多重要的研究，都是针对无障碍包装的力量这一问题。相比之下，针对机体灵活性需求以及如何开启包装这二者之间的关系的研究却少得多。在先前的研究中，很少有研究会去量化能供性， 知觉信息以及象征学的影响，也很少去量化机体对于包装的需求以及这些需求与无障碍设计之间的联系。因此，本项探索性的研究尝试使用动作捕捉，一项灵活性测试以及一项感知需求测试，来探究先前提到的关系以及任何与年龄有关的变化。本项研究表明，对于一项任务，灵活性的需求与感知需求有关联,，进而能够理解包装，并且在产品的主题与包装有关时能更有效率地设计开发产品。
1. 引言
随着老龄人口成为驱动设计行业的主要群体，无障碍包装持续受到越来越多的关注。例如，据预测，截止到 2020 年，英国成年人口中的一半将超过 50 岁。随着年龄的增加，我们的身体机能自然地衰退，我们的认知功能也会有所比变化。
国际标准化组织 ISO 17480《包装规范》中，将涉及包装和老龄化的能力问题概括为三部分，即力量，灵活性和认知能力的问题。在这些宽泛的术语中也包含着诸如视觉能力，皮肤摩擦力以及运动控制等问题。
为了理解无障碍包装的问题，前人已经进行了大量的研究。Langley 等人开
发了一套方法，用来大体测量开口强度，以及探究老龄化及其对于设计的影响。约克瑟尔等人则阐述了在许多情况下，消费者是因为灵活性的问题而不是力量的问题在苦恼，这一点也同样很重要。而贝尔等人则在针对病人和医院取食的员工的研究中提出了“精巧”包装这一概念。
因此，前不久罗森等人也进行许多研究，目的是更深层次地理解灵活性对于无障碍包装的影响。而罗森等人的这项研究也开发了一套方法用来获得与灵活性相关的包装性能，随着用普度钉板来测试参与者的灵活性同包装开启次数建立联系，这套方法也会成为设计师和生产商们的有力工具。普度钉板测试是一项标准灵活性测试，用于手部治疗和康复。普度钉板是由若干置于洞中的钉子组成（或将垫圈和项圈放在预先插在洞中的钉子上），而在规定的时间内插入钉孔的钉子数则反映了参与者的灵活性。约克瑟尔等人随后的实验表明了参与者手指的移动与任务感知灵活性的要求有着显著的联系。因此，据研究，与手指分开的运动相比，手指同时以相似的模式运动的任务往往对灵活性的要求更低。研究还表明， 手指移动的速度和平滑度与参与者所感知到的灵巧度无关。
继强度和灵巧度的研究之后，无障碍包装的另一个主要研究领域是认知。认知涉及到感知，计划和准备，可定义为对于知识的获取和运用，经由感官与经验相结合的认知，理解与记忆。对产品和人机交互的感知和理解已在心理学和产品设计领域获得了大量的研究，且最近也催生了一个完整的人机交互（HCI）研究领域。
吉布森在 70 年代末首次提出了对观察者具有功能意义的物体这一概念。吉布森使用了“能供性”一词来描述物体与其使用者的关系。诺曼进一步发展了这个概念，他提出了一个狭义的“可感知能供性”的概念，即一个物体的形状、特征或触感具有让个体形成一个动作的能力，例如，酸奶盖上的一个拉环会提醒我们去揭开盖子等。
德拉丰特等人对包装领域的这一问题进行了一项重要研究，在研究中，研究者们探究用户在与包装交互时对于“可用性”这一概念的理解，并提供了一种方法，通过使用数据分析方法来改进包装设计，理解使用环境以及如何针对这种理解来提高包装的性能和使用性。
显然，包装的能供性和人群个体所理解的能供性是有一定关系的。西奥博尔德的研究曾被用于理解理解模型在设计过程中所扮演的角色。这项工作检查了心理模型在设计过程中的应用，在设计过程中，设计师会创建他们打算生产的产品的概念模型。这个概念模型最后会变为设计模型，并且代表了设计师对于设计对象所必须拥有的功能的理解。“据说设计模型是通过系统形象来传达的，而系统形象则是设计师工作的最终产品。”随后，产品的终端用户在使用和交互过程中也会创造出他自己的心理模型。在这项研究中，通过与包装设计专业人员的讨论， 每个包装的“设计模型”就会确定下来了。
Hsiao-Chen 和 Kuohsiang 在他们的研究中提出，为了成功开发出符合预期的产品，需要结合能供性，知觉信息以及象征学来研发，从而减少设计意图（设计模型）和用户行为（用户模型）之间的偏差。
然而，在这之前的工作，很少有研究会去量化能供性，知觉信息以及象征学的影响，也很少去量化机体对于包装的需求以及这些需求与无障碍设计之间的联系。因此，本项探索性的研究尝试使用动作捕捉，一项灵活性测试以及一项感知需求测试，来探究先前提到的关系以及任何与年龄有关的变化。
2 |方法
七名健康的受试者(四名女性和三名男性，年龄在20到70岁之间)参与了这项初步的可行性研究，参与者是从研究人员熟悉的网络中挑选出来的。女性参与者的年龄分布很广，其中一名20岁，一名34岁，两名70岁以上，而男性参与者的年龄都在20到22岁之间。虽然是一个小的队列，这些数字是研究涉及运动捕捉的典型人口范围，它是上述和未来工作的研究方向，这项研究是探索性的，我们希望在未来的研究样本有更大的人口。此外，虽然人们认识到男性在名义上不那么灵巧(Desrosiers等人)，但我们的看法是有所不同的。
这项研究的参与者是女性，因为女性通常比男性更容易打开包装。由于研究的探索性，样本的选择是基于获得足够的数据来检验方法的可行性和有效性。这项研究得到了英国谢菲尔德大学伦理委员会的批准。参与者被告知该协议，并在采集会议之前签署了一份同意书。
实验协议包含一系列子任务，如图1所示。在每个部分，要求受试者坐在办公桌前的椅子上完成任务。为了在行为和能力之间形成真正的联系，在整个测试中使用真实的包装例子是很重要的。随后，该协议的不同方面用于寻求基准能力(阶段1)，然后衡量以下方面:认知需求(阶段2a)和感知(阶段2b)和灵巧性能(阶段3)。
2.1 |第一阶段:Purdue Pegboard测试(PPT)
PPT的目的是比较不同学科的熟练程度，并得出一个简单的分数。每个受试者都被要求用惯用手从左到右挑选并放置钉子，并将它们放在相应的孔中。普渡钉板测试(PPT)是一种应用最广泛的手功能测试，用于治疗、康复和治疗评估。1948年，普渡大学(Purdue University)的工业心理学家约瑟夫bull;蒂芬博士(Dr Joseph Tiffin)开发了这项技术，最初的目的是评估流水线工人的熟练程度。
当人们完成一项任务时，PBT测试手的质量和速度。更准确地说，它评估了一种特定抓取模式的熟练程度，即精确抓取的能力。
2.2 | 2a期:认知干扰测试(CDT)
认知干扰测试(CDT)是一种评估与各种包装交互过程中认知负荷的方法。选择了六种不同型式的包装，它们开启方式不一，包装直观印象不同(强启示和弱启示)，有隐/显能供性之分，视觉表现也各异，如图2所示。因为巧克力是一种新型包装，上市不到一年，所以被试者对巧克力和外国包装不熟悉。这项测试的目的是建立各种包装在分散用户对于次要任务注意力的能力。该测试源于美国汽车医学促进会(AAAM)使用的类似测试
注意力分散可以大致分为视觉需求和认知需求。CDT的设置使这两种元素的测量成为可能，通过测试以便构建打开每个不同包装所需的脑力劳动水平的图像。在一个类似于美国科学促进会(AAAM)所使用的设置中，视觉任务负载和包装的视觉需求是通过眼球追踪设备来测量的。
在实验方案中，在受试者面前放置一个屏幕，1到10之间的随机数以1.5秒的间隔出现在屏幕上。首先，研究人员完成了一项对照测试，并要求受试者在屏幕上显示数字时立刻进行口头复述。这并不涉及打开任何包装。他们的语言反应和反应时间(从电脑屏幕出现数字到他们口头复述数字的时间)被测量出来，以了解他们的反应有多快以及反应与真实情况的一致性。
接下来重复测试，在双任务场景中将打开包装作为主要任务。数字在屏幕显示的同时受试者也要完成测试者描述的任务，所以受试者需要尝试打开包装，同时也尝试口头重复数字。此外，通过跟踪视线的数据，从而测量用户偏离屏幕的次数和他们花在各种包装上的时间，眼动跟踪设备能对包装的视觉需求做出更好的解释，见图3。使用的眼球追踪设备是Tobii眼球追踪眼镜2.0版和Tobii Pro玻璃分析仪。 结合响应时间和响应率，这些测量有助于构建各种包装的认知需求，和在每种情况下受测者所付出的脑力水平的图像。
2.3 |阶段2b:问卷调查
从CDT开始，受试者完成了一份问卷，对不同的包装进行评级，他们自己的打开习惯，以及他们认为设计师觉得他们该如何开启包装以及这么认为的原因。问卷中展示了不同包装的图片，作为每个包装的例子，并询问用户是否曾与这种类型的包装打过交道。接下来，受测者被要求使用5分李克特量表对以下问题进行评分，该量表与国际标准化组织ISO17480包装中使用的标准相似。
无障碍的指导原则，附件D(选择这个量表是因为它在这个标准中被使用过，并且对参与者来说是熟悉的，在这个例子中，评分等级分为很好，有些好，有些不好，有些不好，非常不好):
bull;打开包装时，你感觉包装的形状如何?
bull;你觉得包装的质地和材料有助于打开吗?
bull;打开包装时，你觉得颜色和图案怎么样?
参与者被问及在看包装时是否阅读了任何说明和图示，然后再次被要求使用5分李克特量表对以下问题进行评分:
bull;对于每个箱子，你觉得说明书帮助打开的效果如何?
bull;对于每个案例，你觉得图示打开的效果如何?
这与一个定性的访谈一起，建立了一幅用户如何感知包装和用户生成的定性心理模型的图像。
2.4 |第三阶段:动作捕捉研究
通过对手部关节屈曲角度的运动学分析和手指运动的相关性分析，研究人员对不同包装的灵巧性需求进行了运动捕捉研究。数据是通过10‐camera Vicon T‐160系统(英国牛津矩阵有限公司)的运动捕捉系统收集的，这个设备是通过记录一组反光标记的运动来捕捉动作的，而这些标记则放置在手的解剖模型的关节处。根据You和Chen，在惯用手的特定区域放置标记，如图4所示。这些标记物的位置可以根据不同关节之间的相关性计算出每个手指和拇指的屈曲角度。
2.5 |阶段4:任务分析
使用任务分析方法可以确定对包装处理的评估和理解。虽然有许多不同的任务分析方法，一个简单的层次任务分析(HTA)(Annett amp; Stanton,Stanton,2005)可以用来探究人与包装交互的过程。有了这项工作，就可以对测试的各种包装进行分析，通过观察来识别和比较包装的设计模型、指定的包装说明或方法，通过用户模型，我们也可以知道受试者在实际接触包装时做了什么。
3 |数据处理
3.1 |第一阶段:Purdue Pegboard测试数据
结果被整理成一个简单的图表，显示受试者的年龄和性别，以及他们三次尝试的平均灵巧度得分。所有参与者的数据均符合年龄和性别的标准规范数据。
3.2 | 2a期:认知干扰测试数据(CDT)
使用WavePad声音编辑器将屏幕上对刺激的响应时间记录到最近的毫秒。然后将这些数据与眼动跟踪视频结合起来进行分析，以确定缺失值(如果有的话)的数量，并计算响应率。最后，计算标准偏差，以了解响应时间如何从控制变化。
通过逐帧跟踪的方法，对使用眼动仪记录的注视数据和眼动视频进行分析。这就确定了受试者偏离屏幕的次数，以及他们看包装和打开包装的时间。视频分析也被用来确认在记录响应率时遗漏的值的数量。此外，凝视数据被自动映射到打开的不同阶段的快照图像上，以了解受试者在何处以及在多长时间内查看包装，参见图5。
3.3 |阶段2b:问卷访谈数据
其主要目的是提供一种与能供性有关的包装直觉性的度量标准。但是，它还用于协助开发每个程序包的任务分析，并由眼动跟踪视频和运动捕捉数据来做支持。
3.4 |第三阶段:动作捕捉研究
首先，使用关节角度来确定每个包裹所需的灵巧程度。包装的灵巧性要求是通过观察弯曲角的严重程度来确定的。Tagliabue等人的一项研究表明，精确的夹紧握把伴随着超过50°的关节角度。 因此，为了达到本研究的目的，关节角度超过这个值被认为是与微灵巧相关的精细手指运动。
敏
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