時(shí)間：2024-02-08 14:48:32
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人體工程學(xué)的重要性，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
摘要：人類總是離不開賴以生存的空間范圍，總是要去營(yíng)造適合于自身工作和學(xué)習(xí)的環(huán)境，制造出能夠滿足人們生活質(zhì)量和工作效能的物品，所以人體工程學(xué)是建筑、室內(nèi)、家具、產(chǎn)品等設(shè)計(jì)不可缺少的基礎(chǔ)學(xué)科。我們要充分利用人體工程學(xué)，以達(dá)到高效、安全、健康、舒適的設(shè)計(jì)目的。
關(guān)鍵詞：人體工程學(xué)；設(shè)計(jì)；舒適；健康
人體工程學(xué)主要研究科技和空間環(huán)境與人類之間的交互作用。在實(shí)際的工作、學(xué)習(xí)、生活環(huán)境中，人體工程學(xué)者應(yīng)用相關(guān)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到人類安全、舒適、健康、工作效率提高的目的。
在我們生活的周圍，無處不存在與人體工程學(xué)相關(guān)的東西。我們上下的樓梯、坐具、家具、電腦、鍵盤、筆、垃圾箱等等，很多都或多或少地體現(xiàn)著人體工程學(xué)的應(yīng)用。正因?yàn)檫@些運(yùn)用，才使得我們的生活如此的方便、舒適。沒有這種符合人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)，生活可能不堪設(shè)想。
比如這樣一些不符合人體工程學(xué)的例子：手機(jī)的開機(jī)鍵關(guān)機(jī)鍵設(shè)置不合理；座椅的靠背設(shè)計(jì)不符合人體脊椎曲線；有的樓梯臺(tái)階高度設(shè)計(jì)不合理，走起來很累；公共場(chǎng)地的面積與實(shí)際需容納的人數(shù)不匹配，造成人員擁堵；有的公交車上的扶手設(shè)計(jì)也不合理，沒有考慮乘客的身高因素，統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)為同一種高度，矮個(gè)子的人夠著很困難；兒童用的藥品藥盒沒有采用安全蓋，造成醫(yī)療事故；有的產(chǎn)品開啟不方便，鎖扣設(shè)計(jì)不合格，等等。
人體工程學(xué)有關(guān)于人體結(jié)構(gòu)的諸多數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)起到了很大的作用。了解了這些數(shù)據(jù)之后，我們做室內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)就能夠充分地考慮這些因素，做出合適的選擇，并考慮在不同空間與圍護(hù)的狀態(tài)下，人們動(dòng)作和活動(dòng)的安全，以及對(duì)大多數(shù)人的適宜尺寸，并強(qiáng)調(diào)其中以安全為前提。比如，家具的設(shè)計(jì)就要適合人體靜態(tài)和動(dòng)態(tài)時(shí)的特殊尺寸要求。同時(shí)，人們?yōu)榱耸褂眠@些家具和設(shè)施，其周圍必須留有活動(dòng)和使用的最小余地，這樣才不會(huì)使得活動(dòng)在其中的人感覺約束、拘謹(jǐn)。另外，顏色、色彩及其布置方式，都必須符合人體生理、心理尺度及人體各部分的活動(dòng)規(guī)律，以便達(dá)到安全、實(shí)用、方便、舒適、美觀之目的。人體工程學(xué)在家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，就是特別強(qiáng)調(diào)家具在使用過程中對(duì)人體的生理及心理反應(yīng)，并對(duì)此進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)和計(jì)測(cè)，在進(jìn)行大量分析的基礎(chǔ)上為家具設(shè)計(jì)提供科學(xué)的依據(jù)。同時(shí)，把人的工作、學(xué)習(xí)、休息等生活行為分解成各種姿勢(shì)模型，以此為研究家具設(shè)計(jì)，根據(jù)人的立位、坐位和臥位的基準(zhǔn)點(diǎn)來規(guī)范家具的基本尺度及家具間的相互關(guān)系，
坐具是日常生活中我們用到最多的用品。作為家具一員，其重要性不言而喻。因而，坐具中的人體工程學(xué)知識(shí)運(yùn)用則顯得格外重要。一旦椅子不符合人體要素，則會(huì)帶來很多麻煩。例如椅子的靠背如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，人坐在上面會(huì)感覺很累，后背很別扭，長(zhǎng)期下去，脊椎可能受到不同程度的損害。
居家生活中，勞動(dòng)量比較大的地方非廚房莫屬了，櫥柜的尺寸和各項(xiàng)家具的擺放及材料色彩的選用極大的影響了人們?cè)趶N房的工作效率，在新的廚房概念中，廚房不僅是燒菜的地方，還應(yīng)該是娛樂、休閑、朋友聚會(huì)、溝通情感的家庭場(chǎng)所。“廚房新生活”傳達(dá)了一個(gè)全新的生活概念。在選購(gòu)櫥柜時(shí)不僅要注意柜體面材的選擇，在進(jìn)行廚房設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)該考慮合理的作業(yè)流程和人體工程學(xué)設(shè)計(jì)。以清潔餐具為例，習(xí)慣上，在清潔水池上方吊柜存放餐具，如果沒有按科學(xué)的測(cè)量，操作起來的結(jié)果，就像漫畫里的人物，拿放物品非常費(fèi)勁。如果按人體工程學(xué)的原理加以設(shè)計(jì)，加寬水池的寬度，延展的寬度作為后操作臺(tái)，同時(shí)降低吊柜的高度，只是改變一點(diǎn)，就可以把工作的強(qiáng)度降到最低。以烹制食品為例，普通的操作臺(tái)與吊柜之間的高度設(shè)計(jì)不夠合理，操作起來，阻隔視線，一不小心，還有碰頭的危險(xiǎn)。當(dāng)人體工程學(xué)巧妙的融入櫥柜設(shè)計(jì)中，一切就不同了。以吊柜的開啟方式為例，吊柜是櫥柜中重要的組成部分，存放物品時(shí)，吊柜的開啟方式，直接影響使用是否方便。傳統(tǒng)的開啟方式占用空間，上掀柜門方便好用，也利于美觀。以柜子與大抽屜的類比為例。如果我們用柜子儲(chǔ)藏物品，取物時(shí)，要打開柜門，蹲下才可以拿到物品。如果用抽屜儲(chǔ)存物品，拉開抽屜，就可以看到全部的物品，輕松取物。一切都是那么輕松和舒適，人體工程學(xué)在櫥柜設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，讓舒適的生活在廚房中精彩上演。
同時(shí)，家具設(shè)計(jì)還要因人而異，因地適宜；家具的造型設(shè)計(jì)、材料的選用及搭配、裝飾紋樣、色彩圖案等則更多地考慮了人的心理需要。如老年人房間的家具造型端莊、典雅、色彩深沉、圖案豐富等；青年人房間的家具造型簡(jiǎn)潔、輕盈、色彩明快、裝飾美觀等；小孩房間的家具造型色彩跳躍、造型小巧圓潤(rùn)等。材質(zhì)的軟硬、色彩的冷暖、裝飾的繁簡(jiǎn)等都會(huì)引起人們強(qiáng)烈的心理反應(yīng)。由此，良好的家具設(shè)計(jì)可以減輕人的勞動(dòng)，節(jié)約時(shí)間，使人身體健康，心情愉悅，而良好的家具設(shè)計(jì)得益于正確地使用人體工程學(xué)原理。
人體工程學(xué)對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)的要求提出了新的高度、新的設(shè)計(jì)理念，我們只有認(rèn)真將人體工程學(xué)理論貫徹到生活的每個(gè)設(shè)計(jì)角落，才真正能滿足現(xiàn)代人的生活，才能讓這個(gè)世界更加舒適多彩。
一、環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)人體工程學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)
環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)涵蓋的內(nèi)容廣泛，既包括人們使用的家具、設(shè)施，又包括人們生活的室內(nèi)外環(huán)境。作為設(shè)計(jì)專業(yè)課程之一的人體工程學(xué)的學(xué)習(xí)應(yīng)該達(dá)到這樣幾個(gè)目標(biāo)：
首先，為確定空間場(chǎng)所范圍提供依據(jù)。最主要的因素是人的活動(dòng)范圍和設(shè)施的數(shù)量尺寸。
其次，為設(shè)計(jì)家具、設(shè)施等提供依據(jù)。家具、設(shè)施的主要功能是使用，因此，無論是人體家具還是儲(chǔ)存家具都要滿足使用要求。
最后，為確定感覺器官的適應(yīng)能力提供依據(jù)。人的感覺器官在什么情況下能夠感覺到刺激物，什么刺激可以接受，什么刺激不能接受，這是人體工程學(xué)的一大重要課題。
二、環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)人體工程學(xué)課程的現(xiàn)狀分析
在實(shí)踐教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題，分析如下：
1.學(xué)生
（1）學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性不夠，被動(dòng)學(xué)習(xí)的情緒明顯。因?yàn)閷W(xué)生對(duì)人體工程學(xué)在環(huán)境設(shè)計(jì)實(shí)踐中的重要性缺乏切身體會(huì)。
（2）實(shí)踐中運(yùn)用人體工程學(xué)時(shí)，各種因素的復(fù)雜性會(huì)給學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)設(shè)置思想障礙。即便在教師的引導(dǎo)下，從學(xué)生日常接觸的繪圖桌椅、餐廳桌椅、會(huì)議室桌椅、學(xué)生寢室臥具、學(xué)生寢室環(huán)境、洗漱間環(huán)境、教室環(huán)境、餐廳環(huán)境等典型的室內(nèi)，外環(huán)境入手，引導(dǎo)學(xué)生思考并討論這些家具和環(huán)境在使用中造成種種不便的原因，也會(huì)因?yàn)閱栴}的復(fù)雜性造成積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的障礙。
（3）環(huán)境設(shè)計(jì)類學(xué)生大都為藝術(shù)類考生，邏輯思維能力較差，思維方式比較注重感官而缺乏理性。在實(shí)例講解中，大量的尺寸分析，除考慮各種人體靜態(tài)尺寸、動(dòng)態(tài)功能尺寸外，還要考慮一定的使用狀態(tài)、使用方式等，這些因素之間的相互作用，最終會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果的不同。因此，只有嚴(yán)密的邏輯思維能力、精益求精的設(shè)計(jì)態(tài)度，才能設(shè)計(jì)出真正符合人體工程學(xué)需要的家具或環(huán)境。
2.教師
（1）大部分教師注重理論教學(xué)，而不是以提高學(xué)生的興趣、培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思維為教學(xué)目標(biāo)。目前的人體工程學(xué)教材內(nèi)容偏重理論、原理、公式、數(shù)據(jù)，較為枯燥，使藝術(shù)類學(xué)生容易產(chǎn)生厭學(xué)心理。這就要求教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和專業(yè)的重心適時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉他們的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)思維。
（2）注重理論的全面性，忽略解決單個(gè)實(shí)際設(shè)計(jì)問題的精確性。大量的理論教學(xué)使學(xué)生有了一些人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)意識(shí)，但針對(duì)實(shí)際問題時(shí)，學(xué)生往往手足無措，教師應(yīng)注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐的指導(dǎo)。
三、教學(xué)改革的主要思路
1.教學(xué)模式上
（1）以案例教學(xué)為主，拋磚引玉。課程各章節(jié)內(nèi)容的安排應(yīng)以經(jīng)典案例空間為切入點(diǎn)，提出案例，先讓學(xué)生討論如果自己遇到這樣一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，應(yīng)考慮人體工程學(xué)的哪些因素、應(yīng)如何設(shè)計(jì)？讓學(xué)生充分討論，各抒己見，既能活躍課堂氣氛又能加深學(xué)生的印象。將學(xué)生的討論結(jié)論歸納一下并一一列出，同時(shí)記錄學(xué)生疑惑的內(nèi)容，讓學(xué)生帶著疑問去聽課，并要求課程之后讓學(xué)生自己解決遇到的問題，不明白之處教師再給予指點(diǎn)和糾正。
（2）以實(shí)踐教學(xué)為目的，理論指導(dǎo)實(shí)踐。環(huán)境設(shè)計(jì)是一項(xiàng)實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)，所有的理論都是為了使學(xué)生在日后面臨實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)能有法可依、有據(jù)可循。人體工程學(xué)課程是直接服務(wù)于環(huán)境的使用者――人的，因此，環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)人體工程學(xué)課程應(yīng)以面向?qū)嵺`為主要目的。課堂上教師講解的各種案例，學(xué)生可能會(huì)感覺離自己很遙遠(yuǎn)。針對(duì)這樣的情況，教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生走出課堂，面向真實(shí)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，親身體驗(yàn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)面臨的種種問題，這樣才會(huì)有更迫切的解決問題的愿望和沖動(dòng)，上課時(shí)才能積極思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)，取得事半功倍之效。
2.教學(xué)方法上
（1）納入豐富的多媒體手段。現(xiàn)在的多媒體已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到學(xué)校課堂中了，教師上課不再是傳統(tǒng)的言傳身教，而是集言、聲、樂、動(dòng)畫、媒體剪輯為一體的生動(dòng)有趣的視、聲覺盛宴，眾多高校每年一次的多媒體課件比賽，也證明了高校對(duì)教師多媒體技術(shù)的重視。為了削弱人體工程學(xué)給學(xué)生帶來的枯燥感，教師在多媒體制作上應(yīng)花一番心思，不僅僅加入圖片和文字，也可以加入一些視頻，如國(guó)內(nèi)外著名設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思想、某款著名家具的設(shè)計(jì)思路等，以拓寬學(xué)生的視野，增強(qiáng)他們對(duì)設(shè)計(jì)專業(yè)的喜愛。
關(guān)鍵詞:人機(jī)工程學(xué);機(jī)械工程;人性化設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):F8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3198(2010)06-0314-02
0 前言
人機(jī)工程學(xué)是一門運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)理論和方法,正確處理人、機(jī)、環(huán)境之間的關(guān)系,研究人――機(jī)――環(huán)境系統(tǒng)相互作用及最優(yōu)組合的工程技術(shù)科學(xué)。其研究的對(duì)象是人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的各種因素;其研究的內(nèi)容是人和機(jī)器及環(huán)境之間的相互作用;其研究的目的是提高工作效率,保證人的健康、安全和舒適性等問題。
機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工程,在設(shè)計(jì)過程中不僅需要設(shè)計(jì)人員考慮機(jī)械的材料、力學(xué)、溫度、工作環(huán)境、工作強(qiáng)度和頻率等因素外,還要求充分考慮人 ――機(jī)――環(huán)境之間的關(guān)系。因而人機(jī)工程學(xué)在機(jī)械工程領(lǐng)域,扮演著非常重要的角色。人們?cè)谠O(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的時(shí)候會(huì)因?yàn)樗O(shè)計(jì)的作業(yè)空間的不同,顏色、溫度、亮度等因素考慮角度的不同,對(duì)人的作業(yè)效能和作業(yè)疲勞等方面考慮的不同,使同一種機(jī)械產(chǎn)品在工作中產(chǎn)生不同的效果。這些效果可能表現(xiàn)在工作效率的不同,工作者安全的保障與否,工作者工作時(shí)間的長(zhǎng)短差異等等。因此,在機(jī)械工程中,我們一定要綜合考慮人、機(jī)、環(huán)境三者之間的關(guān)系,不僅要注重工作效率,還要注重作業(yè)人以及環(huán)境。
1 人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用技術(shù)
人機(jī)工程學(xué)是一門新興的邊緣學(xué)科。它是運(yùn)用人體測(cè)量學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)和生物力學(xué)及工程學(xué)等學(xué)科的研究方法和手段,綜合地進(jìn)行人體結(jié)構(gòu)、功能、心理以及力學(xué)等問題研究的學(xué)科。通過人機(jī)工程學(xué)的研究與應(yīng)用,可為機(jī)械設(shè)計(jì)中考慮“人”的因素提供人體尺寸參數(shù);為機(jī)械設(shè)計(jì)中考慮“物”的功能合理性提供科學(xué)依據(jù);為機(jī)械設(shè)計(jì)中考慮“環(huán)境”因素提供設(shè)計(jì)準(zhǔn)則;為進(jìn)行人、 機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
1.1 人體尺度在機(jī)械工程中的應(yīng)用
為了使各種與人體尺度有關(guān)的設(shè)計(jì)對(duì)象能符合人的生理特點(diǎn),讓人在使用時(shí)處于舒適的狀態(tài)和適宜的環(huán)境之中,就必須在設(shè)計(jì)中充分考慮人體的各種尺度。在進(jìn)行各種機(jī)械、設(shè)備、設(shè)施和工具等的設(shè)計(jì)時(shí),首先要考慮的問題就是如何使它們適合于人的形態(tài)和功能的范圍的限度。例如,所有的作業(yè)動(dòng)作都必須在人的肢體活動(dòng)所能及的范圍之類,其高低位置必須與人體相應(yīng)部位的高度位置相適應(yīng);同時(shí)還要考慮將其布置在人操作方便,反應(yīng)最靈敏的范圍之內(nèi)。其目的是為了提高設(shè)計(jì)對(duì)象的宜人性,讓使用者能夠安全、健康、舒適、高效率的工作,從而有利于減少人體的疲勞和提高人機(jī)系統(tǒng)的效率。
人體不同部位的尺寸在機(jī)械設(shè)計(jì)中扮演著不同的角色,現(xiàn)舉一些人體主要尺寸的應(yīng)用原則:
(1)肘部高度:對(duì)于確定柜臺(tái)、梳妝臺(tái)、廚房案臺(tái)、工作臺(tái)、以及其他站著使用的工作表面的舒適高度,肘部高度數(shù)據(jù)是必不可少的。通過科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),最舒適的高度是低于人的肘部高度7.6cm。休息平面的高度大約應(yīng)該低于肘部高度的2.5-3.8cm。
(2)大腿厚度:這是設(shè)計(jì)柜臺(tái)、書桌、會(huì)議桌、課桌、家具及其他一些室內(nèi)設(shè)備和為人們提供座位的設(shè)備的關(guān)鍵尺寸。要是大腿和大腿上方的物體有一定間隙。
(3)立姿垂直手握高度:可用于確定開關(guān)、控制器、拉桿、把手、書架以及衣帽架等等的高度。
以上只是列舉了一部分。在設(shè)計(jì)過程中要充分考慮人體的各種尺寸,使設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品讓人用著舒服,并盡量減輕人的疲勞感;同時(shí)還要注重工作效率的提高。
1.2 人體機(jī)能的應(yīng)用
人主要有9個(gè)子系統(tǒng),其中與外界直接發(fā)生聯(lián)系的主要有三個(gè)系統(tǒng),即感覺系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。人在人機(jī)系統(tǒng)中作用過程大致如圖1。
圖1由圖可知,要使系統(tǒng)有效運(yùn)行,要求人體各部位協(xié)調(diào)工作。感覺器官感受外界的信息;大腦理解和決策信息;運(yùn)動(dòng)器官執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。
1.2.1 感覺系統(tǒng)
不同的感覺通道有不同的適應(yīng)場(chǎng)合。例如視覺通道適合傳遞比較復(fù)雜或抽象的信息,比較長(zhǎng)或需要延遲的信息,與空間方位、空間位置有關(guān)的信息等;聽覺通道傳遞比較復(fù)雜的信息,短的或無需延遲的信息,與時(shí)間無關(guān)的信息,快速響應(yīng)的信息等;觸覺通道適合非常簡(jiǎn)明的、需要快速傳遞的信息,經(jīng)常用受觸摸的機(jī)器或裝置的場(chǎng)合等。
當(dāng)我們的信息用視覺通道傳遞時(shí),我們?cè)O(shè)計(jì)機(jī)械裝置時(shí),要綜合考慮人的視角與視力,視野與視距,中央視覺和周圍視覺,色覺與色視野,暗適應(yīng)和明適應(yīng)等各方面的因素。例如眼睛沿水平方向運(yùn)動(dòng)比沿豎直方向運(yùn)動(dòng)快而且不宜疲勞;視線的變化習(xí)慣從左到右,從上到下;顏色對(duì)比與人眼也有一定關(guān)系,所以危險(xiǎn)等信號(hào)標(biāo)志都用紅色。
當(dāng)信息用聽覺通道傳遞時(shí),要綜合考慮聲音的頻率,動(dòng)態(tài)范圍,人耳的方向敏感度,掩蔽效應(yīng)等。同時(shí),還要注意考慮人耳的安全。
1.2.2 神經(jīng)系統(tǒng)
通過感覺通道傳入的信息,在大腦中樞進(jìn)行復(fù)雜的處理。大腦處理信息的速度以及對(duì)信息的記憶活動(dòng)等都具有很重要的意義。對(duì)于人腦反應(yīng)的速度,我們?cè)谠O(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程中不能使之快于人腦的速度。同時(shí),我們又要充分利用人腦的記憶功能,進(jìn)行復(fù)雜只能活動(dòng)的能力,來合理設(shè)計(jì),從而提高效率,創(chuàng)造價(jià)值。
1.2.3 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)
運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是人體完成各種動(dòng)作和從事生產(chǎn)勞動(dòng)的器官系統(tǒng)。骨的功能,各種關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍,肌肉的強(qiáng)度與力度等,都是我們?cè)O(shè)計(jì)機(jī)械器件時(shí)應(yīng)該考慮的。例如關(guān)節(jié)必須處在一定的舒適調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。對(duì)于肢體的運(yùn)動(dòng),要考慮肢體的出力范圍,運(yùn)動(dòng)范圍,動(dòng)作速度與頻率等。
因此為了使操作者可以靈活、方便、快捷地執(zhí)行動(dòng)作,我們要考慮作對(duì)象的空間與操作者肢體所能及的范圍的關(guān)系,完成工作所需要的力與操作者可以提供的力之間的關(guān)系等。
2 環(huán)境因素的影響
在機(jī)械設(shè)計(jì)中經(jīng)常要考慮的環(huán)境因素很多,如溫度、濕度、照明、噪聲、振動(dòng)、粉塵、風(fēng)力及有毒物質(zhì)等;隨著人類生產(chǎn)活動(dòng)領(lǐng)域的擴(kuò)大,影響因素還有失重、超重、異常氣壓、加速度及電離輻射等。設(shè)計(jì)者必須全面考慮各種條件和要求,將環(huán)境因素和人的因素與機(jī)器的所要達(dá)到的要求結(jié)合起來進(jìn)行綜合分析和決策,求得正確的解決方案。
3 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,現(xiàn)代機(jī)械工程的設(shè)計(jì)階段要充分考慮人機(jī)工程學(xué)原理,進(jìn)行人性化的設(shè)計(jì)。綜合考慮環(huán)境因素,人的因素在設(shè)計(jì)中的影響。在保證工作者舒適、安全、健康、方便、快捷、靈活工作的同時(shí),保證工作效率,尋求更優(yōu)更高效的方法,找到人――機(jī)――環(huán)境間的最佳組合。
參考文獻(xiàn)
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關(guān) 鍵 詞：圖像處理類軟件 人機(jī)工程 軟件界面 交互設(shè)計(jì)
1.界面設(shè)計(jì)中的研究方法
1.1人機(jī)工程學(xué)簡(jiǎn)介
人機(jī)工程學(xué)（Er g o n o m i c s），在美國(guó)有人稱之為人類工程學(xué)（Human Engineering），在歐洲有人稱之為人類工效學(xué)（Engonomics），日本稱之為人間工學(xué)，其他國(guó)家大多引用西歐的名稱。人機(jī)工程學(xué)不同的命名充分的體現(xiàn)了人機(jī)工程是“人體科學(xué)”與“工程技術(shù)”的結(jié)合。從科學(xué)性和技術(shù)性方面，人機(jī)工程學(xué)可以這樣定義：人機(jī)工程學(xué)是研究“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)中人、機(jī)、環(huán)境三大要素之間的關(guān)系，為解決系統(tǒng)中人的效能、健康問題提供理論與方法的科學(xué)。[1]
現(xiàn)代人機(jī)工程學(xué)研究的方向是：把人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)作為系統(tǒng)來整體研究，以創(chuàng)造最適合于人操作的機(jī)械設(shè)備和作業(yè)環(huán)境，使人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，從而獲得系統(tǒng)的最高綜合效能。隨著時(shí)代的發(fā)展，人機(jī)工程學(xué)也將緊隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，與其他學(xué)科的相互交錯(cuò)相互滲透更加深入。[1]軟件界面設(shè)計(jì)中也普遍運(yùn)用到人機(jī)工程學(xué)，其中的人是用戶，機(jī)是指軟件，而環(huán)境則是界面。如何處理好人-機(jī)-環(huán)境的關(guān)系，是設(shè)計(jì)人員需要著重考慮的。
1.2人機(jī)工程學(xué)在軟件界面設(shè)計(jì)中運(yùn)用的重要性
以用戶為中心（user centered）是一種設(shè)計(jì)思想，而不是具體的設(shè)計(jì)方法"它來源于以人為本的設(shè)計(jì)價(jià)值觀，認(rèn)為機(jī)器應(yīng)該適應(yīng)人，減輕人的體力和腦力負(fù)擔(dān)，成為人的輔助者。[3]運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理去研究軟件界面設(shè)計(jì)，真正的將一款軟件設(shè)計(jì)成為用戶服務(wù)的軟件，與未考慮以用戶為中心的軟件界面設(shè)計(jì)相比，其優(yōu)勢(shì)在于以下幾個(gè)方面：1.讓用戶獲得更加高級(jí)的使用感受。人機(jī)工程學(xué)可以為界面設(shè)計(jì)提供大量的數(shù)據(jù)，以優(yōu)化界面排布、色彩、圖形文字大小等。讓用戶在使用過程中更加愉悅，軟件的交互感更強(qiáng)。2.提高軟件工作效率。以用戶為中心的設(shè)計(jì)可以研究用戶在使用過程中最關(guān)注的地方，著重將用戶使用和頻率高的部分優(yōu)化，進(jìn)而提高工作效率。3.提升軟件自身價(jià)值。如今軟件市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，圖像處理類軟件更是是如此。一款軟件能夠從眾多軟件中脫穎而出，被大眾所認(rèn)可，在豐富完善軟件功能的同時(shí)，也需要有一個(gè)讓用戶滿意的界面。
1.3人機(jī)交互特點(diǎn)
人機(jī)交互（Human Computer Interaction）是指人與機(jī)器之間的信息交互，故可稱為人機(jī)對(duì)話或人機(jī)通信。為和研究的內(nèi)容靠近，本文的人機(jī)交互僅限于人與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的交互。這里所說的“交互”指的是信息交換，即計(jì)算機(jī)用戶與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（如軟件、硬件）之間的信息交換。[1]
人機(jī)交互的特點(diǎn)主要有兩個(gè)：第一是人與機(jī)交互是雙向的，即人傳達(dá)給機(jī)器一個(gè)信息，同時(shí)機(jī)器還會(huì)反饋給人一個(gè)信息，這樣人和機(jī)器就實(shí)現(xiàn)了對(duì)話，這種對(duì)話語(yǔ)言就叫做交互。第二是交互手段的多樣性。早前人機(jī)對(duì)話僅僅是通過鼠標(biāo)、鍵盤來實(shí)現(xiàn)的，但是隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，這種對(duì)話語(yǔ)言呈現(xiàn)多種形式，例如聲音、觸摸。交互手段的增加意味著人與機(jī)器對(duì)話更加便利、準(zhǔn)確，進(jìn)而增強(qiáng)了用戶體驗(yàn)。
2.圖像處理軟件簡(jiǎn)介和特點(diǎn)分析
計(jì)算機(jī)軟件大體分為兩大類，一類是系統(tǒng)軟件，另一類是應(yīng)用軟件。其中操作系統(tǒng)就是最基本的系統(tǒng)軟件，比如Windows、Linux、Mac等；應(yīng)用程序則十分豐富，可以細(xì)分成許多小的類別，其中圖像處理軟件就是其中重要的一個(gè)類別。
照片處理軟件是一類對(duì)數(shù)碼照片進(jìn)行分析、修復(fù)、美化、合成等處理的軟件，在圖形圖像處理領(lǐng)域，照片處理軟件屬于圖像處理軟件的分支，是專門針對(duì)數(shù)碼照片工作的軟件。[2]
2.1 圖像處理軟件特點(diǎn)
軟件呈系列性。現(xiàn)在許多大公司都將自身的軟件群組成系列，共同進(jìn)行推出、更新以及維護(hù)，這樣做的好處在于公司橫向產(chǎn)品線較長(zhǎng)，為方便管理這些軟件，推出了系列產(chǎn)品來。
操作區(qū)域最合理化。圖像處理類軟件屬于工作軟件，在使用過程中，用戶需要使用大量不同類型的工具，并且盡可能觀察到更多圖片的細(xì)節(jié)。
用戶需求不同。對(duì)于普通用戶來講，需求層次較低，僅僅需要簡(jiǎn)單的圖像處理功能。對(duì)于設(shè)計(jì)師來說，則需要更加強(qiáng)大的圖像處理功能，滿足復(fù)雜作圖的需求。
應(yīng)用領(lǐng)域范圍廣。許多行業(yè)都有對(duì)于圖片處理的需求，典型的行業(yè)有：平面設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)類：包括網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)，軟件界面設(shè)計(jì)，交互設(shè)計(jì)等等、攝影。隨著軟件功能的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)在的圖像處理軟件還可以制作簡(jiǎn)單的動(dòng)畫和三維效果的圖像，因此還可以應(yīng)用于影視、建模等領(lǐng)域。
3.圖像處理類軟件界面設(shè)計(jì)中人機(jī)交互的詳細(xì)研究
目前主流圖像處理軟件數(shù)量較多，同時(shí)不同軟件定位也各不相同。專業(yè)的圖像處理軟件有Adobe的photoshop系列；基于應(yīng)用的處理管理、處理軟件picasa等，還有國(guó)內(nèi)很實(shí)用的大眾型光影魔術(shù)手，非主流軟件有美圖秀秀，動(dòng)態(tài)圖片處理軟件有Ulead GIF Animator，gif movie gear等。[2]通過幾款有代表性軟件的界面進(jìn)行分析，得到了一些規(guī)律，并且加以人機(jī)工程學(xué)原理分析。
3.1 軟件界面設(shè)計(jì)內(nèi)容
軟件用戶界面作為計(jì)算機(jī)軟件與用戶之間的交流橋梁，應(yīng)具備美觀、易懂易操作、易學(xué)習(xí)、用戶友好等特點(diǎn)，因此軟件界面設(shè)計(jì)越來越受到重視。軟件界面設(shè)計(jì)具體包括啟動(dòng)界面的設(shè)計(jì)、軟件整體框架風(fēng)格設(shè)計(jì)、按鈕控件設(shè)計(jì)、窗體面板設(shè)計(jì)、菜單界面設(shè)計(jì)、圖標(biāo)設(shè)計(jì)、軟件產(chǎn)品包裝等多領(lǐng)域設(shè)計(jì)。
用戶能夠直接接觸到軟件的地方即是設(shè)計(jì)人員需要考慮的地方，界面設(shè)計(jì)具體包括以下幾個(gè)內(nèi)容：?jiǎn)?dòng)界面設(shè)計(jì)、整體框架界面風(fēng)格設(shè)計(jì)、工具面板設(shè)計(jì)、菜單欄設(shè)計(jì)、圖標(biāo)設(shè)計(jì)等。啟動(dòng)界面：?jiǎn)?dòng)界面是用戶使用軟件必然見到的一個(gè)畫面，由于很多圖像處理軟件啟動(dòng)過程中需要加載大量的程序以及插件，往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間，同時(shí)啟動(dòng)速度也與用戶電腦的硬件配置有關(guān)系，因此有時(shí)用戶會(huì)長(zhǎng)時(shí)間面對(duì)這個(gè)畫面。整體框架界面風(fēng)格設(shè)計(jì)：軟件框架界面的風(fēng)格可以傳達(dá)出軟件的定位。或者說框架設(shè)計(jì)是一款軟件界面的靈魂，它決定了整個(gè)軟件的風(fēng)格走向。工具面板設(shè)計(jì)：工具面板是使用者接觸最多的部分，因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)具有更好的交互感，簡(jiǎn)單易用則是它的設(shè)計(jì)原則。菜單欄設(shè)計(jì)：菜單欄是每款軟件都保留的部分，軟件的所有功能都能在菜單欄里找到。圖標(biāo)設(shè)計(jì)：圖標(biāo)廣泛存在于軟件界面之中，圖形語(yǔ)言的信息傳達(dá)是通過圖形的視覺形態(tài)傳達(dá)圖形的指涉含義，是形義共同作用的結(jié)果。圖形與圖像的直觀性和通識(shí)性克服了文字語(yǔ)言交流中的障礙、準(zhǔn)確快速地傳遞著信息。
3.2 人機(jī)工程學(xué)在其中的應(yīng)用
前文總結(jié)了圖像處理類軟件在界面上的特點(diǎn)以及人機(jī)工程學(xué)方法運(yùn)用到軟件界面設(shè)計(jì)中的重要性，因此在軟件設(shè)計(jì)中必然加入人機(jī)工程學(xué)研究理論和研究方法。以下從人機(jī)工程學(xué)的三個(gè)方面來探究圖像類軟件界面設(shè)計(jì)規(guī)律。
3.2.1 設(shè)計(jì)心理學(xué)在其中的運(yùn)用
圖像處理類軟件的用戶基本可分為兩大類，一類是專業(yè)用戶，另一類是非專業(yè)用戶。兩類用戶對(duì)于軟件的功能需求基本相同，都是處理圖像，但是不同點(diǎn)在于需求程度不同，專業(yè)用戶需要對(duì)圖像進(jìn)行更高級(jí)更復(fù)雜的處理，而非專業(yè)用戶則需要快速簡(jiǎn)單有效的處理。根據(jù)不同種類用戶的需求，軟件在自身界面設(shè)計(jì)上也進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，分成了許多模塊，讓不同用戶都享有自己的使用空間，進(jìn)行高效的操作。
用戶使用感受也是設(shè)計(jì)心理學(xué)研究的一大方向，不同軟件可以傳達(dá)給用戶不同的使用感受。軟件在設(shè)計(jì)過程中注重用戶的使用感受，這就是人性化設(shè)計(jì)。人性化設(shè)計(jì)是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中充分考慮使用者生理和心理結(jié)構(gòu)、思維方式等，使人的生活更加方便、舒適，是科學(xué)和技術(shù)在藝術(shù)與人性處的契合點(diǎn)[3]。人性化設(shè)計(jì)最核心最本質(zhì)的理念是“以人為本”。軟件界面中的“以人為本”設(shè)計(jì)體現(xiàn)在：界面的視覺效果“賞心悅目”，界面的布局合理以及界面的層次邏輯清晰。
3.2.2 人體測(cè)量學(xué)在其中的應(yīng)用
一個(gè)軟件界面中的信息交錯(cuò)復(fù)雜，在界面設(shè)計(jì)時(shí)要考慮不同信息的布局。根據(jù)人體尺寸中人轉(zhuǎn)動(dòng)眼睛和頭部時(shí)的能見度圖像可知，要把最重要和最經(jīng)常使用的信息盡可能設(shè)置在視野中心3°范圍內(nèi)，一般性的信息在20°～40°內(nèi)，次要信息設(shè)在40°～60°范圍內(nèi)，對(duì)于80°以外的視野范圍，因視覺認(rèn)讀效率低一般不宜顯示信息。[4] 人眼的水平運(yùn)動(dòng)比垂直運(yùn)動(dòng)的速度快而且幅度寬，因而顯示信息排列的水平范圍應(yīng)大于垂直范圍。[4]
在圖像處理類軟件界面中，圖像的顯示是最重要的部分，因此設(shè)置在界面中心位置，操作工具顯示信息為次要信息，設(shè)置在圖像兩側(cè)。界面的上部和下部則顯示不重要的信息和一些使用頻率低的按鈕。
3.2.3 認(rèn)知心理學(xué)在其中的應(yīng)用
認(rèn)知心理學(xué)的應(yīng)用主要是兩個(gè)方面，1.對(duì)界面進(jìn)行信息結(jié)構(gòu)劃分。按心理學(xué)要求，用戶界面中信息的排列應(yīng)當(dāng)符合操作信息的邏輯性，因此應(yīng)該把顯示根據(jù)所傳遞的信息或功能進(jìn)行分組排列。這就涉及到了信息結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在人機(jī)工程學(xué)中可以運(yùn)用卡片分類法和集簇分析法對(duì)信息結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析，最后以樹狀圖表達(dá)出來以供設(shè)計(jì)人員參考。2.提醒提示的運(yùn)用。人的記憶是不完善的，經(jīng)常會(huì)有遺忘的情況發(fā)生。因此在界面設(shè)計(jì)中對(duì)于需要注意的重要信息應(yīng)設(shè)置取樣提醒裝置，提醒操作著對(duì)某個(gè)特別的信息源進(jìn)行取樣。根據(jù)人的知覺特性，可以采取亮的、彩色的及變化的特征來引導(dǎo)人的視覺注意。 [4]
4.結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)如今軟件界面設(shè)計(jì)倡導(dǎo)“人性化”，“以用戶為中心”的理念，因此在軟件界面設(shè)計(jì)中加入了人機(jī)工程學(xué)原理，使得軟件界面在用戶使用過程中更加順暢，提高工作效率。同時(shí)根據(jù)圖像處理類軟件的特點(diǎn)，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)研究方法，為圖像處理類軟件界面的設(shè)計(jì)提供參考。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：人機(jī)系統(tǒng)；環(huán)境條件；人因工學(xué)
0 概述
人機(jī)工程學(xué)和環(huán)境心理學(xué)都是近數(shù)十年發(fā)展起來的新興綜合性學(xué)科。過去人們研究探討問題，經(jīng)常會(huì)把人和物、人和環(huán)境割裂開來，孤立地對(duì)待，認(rèn)為人就是人，物就是物，環(huán)境也就是環(huán)境，或者是單純地以人去適應(yīng)物和環(huán)境對(duì)人們提出要求。而現(xiàn)代室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)日益重視人與物和環(huán)境間以人為主體的具有科學(xué)依據(jù)的協(xié)調(diào)。因此，室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)除了依然十分重視視覺環(huán)境的設(shè)計(jì)外，對(duì)物理環(huán)境、生理環(huán)境以及心理環(huán)境的研究和設(shè)計(jì)也已予以高度重視，并開始運(yùn)用到設(shè)計(jì)實(shí)踐中去。
人機(jī)工程學(xué)是研究人的特性及工作環(huán)境與機(jī)器相匹配的科學(xué)。在室內(nèi)環(huán)境中，它把人和室內(nèi)視為一個(gè)有機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)，指出室內(nèi)環(huán)境應(yīng)該具有什么樣的條件才能使人付出適宜的代價(jià)后可獲得整個(gè)系統(tǒng)的最佳效益。人機(jī)工程學(xué)不僅涉及室內(nèi)工程技術(shù)理論，還涉及人體解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)以及勞動(dòng)衛(wèi)生學(xué)等。認(rèn)真研究這門科學(xué)，可以創(chuàng)造出最佳設(shè)計(jì)和最適宜的條件，使人機(jī)實(shí)現(xiàn)高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一，形成高效、經(jīng)濟(jì)、安全的有機(jī)系統(tǒng)。
如何讓機(jī)器及室內(nèi)工作環(huán)境的設(shè)計(jì)，能更適合人的生理、心理特點(diǎn)，讓人在作業(yè)當(dāng)中，能夠感受到舒適和便捷，以至融洽和滿足？這些問題，由于會(huì)讓您覺得新奇而又全無頭緒，或者說天真而又脫離實(shí)際，或者過于簡(jiǎn)單和平易近人，因而覺得是無須專門來研究和思考的問題。但是就這個(gè)問題在發(fā)達(dá)國(guó)家已發(fā)展出了一個(gè)影響巨大的現(xiàn)代學(xué)科――人機(jī)工程學(xué)，我國(guó)也已在近20年取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。
1 什么是人機(jī)工程學(xué)
人體工程學(xué)（Human Engineering），也稱人類工程學(xué)、人因工學(xué)或工效學(xué)（Ergonomics）。其為一門多學(xué)科的交叉學(xué)科，研究的核心問題是不同的作業(yè)中人、機(jī)器及環(huán)境三者間的協(xié)調(diào)，研究方法和評(píng)價(jià)手段涉及心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、人體測(cè)量學(xué)、美學(xué)和工程技術(shù)的多個(gè)領(lǐng)域，研究的目的則是通過各學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用，來指導(dǎo)工作器具、工作方式和工作環(huán)境的設(shè)計(jì)和改造，使得作業(yè)在效率、安全、健康、舒適等幾個(gè)方面的特性得以提高。
人機(jī)工程學(xué)從不同的學(xué)科、不同的領(lǐng)域發(fā)源，又面向更廣泛領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，是因?yàn)槿藱C(jī)環(huán)境問題是人類生產(chǎn)和生活中普遍性的問題。聯(lián)系到室內(nèi)設(shè)計(jì)，其含義是：以人為主體，運(yùn)用人體計(jì)測(cè)、生理、心理計(jì)測(cè)等手段和方法，研究人體結(jié)構(gòu)功能、心理、力學(xué)等方面與室內(nèi)環(huán)境之間的合理協(xié)調(diào)關(guān)系，以適合人的身心活動(dòng)要求，取得最佳的使用效能，其目標(biāo)應(yīng)是安全、健康、高效能和舒適。人體工程學(xué)與有關(guān)學(xué)科以及人體工程學(xué)中人、室內(nèi)環(huán)境和設(shè)施的相互關(guān)系。
2 人機(jī)工程學(xué)與室內(nèi)環(huán)境研究的迅速發(fā)展
人機(jī)工程學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科的研究，都在一定程度上具有人機(jī)工程學(xué)研究的性質(zhì)。所有這些思想和方法經(jīng)過長(zhǎng)期和零散的醞釀，在二戰(zhàn)時(shí)期獲得了突破性的進(jìn)展，從此也奠定了人機(jī)工程學(xué)被視為成熟的現(xiàn)代學(xué)科的地位，在世界范圍受到重視并被視為工業(yè)的推動(dòng)力之一。這種情形的發(fā)生，是因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)中復(fù)雜武器的發(fā)展，使得人機(jī)協(xié)調(diào)問題的突然激化。例如，空戰(zhàn)和殲擊機(jī)提出對(duì)飛行員的體能和智能要求，使得人員的選拔和培訓(xùn)難度不斷增大，促使在飛機(jī)的儀表顯示、操縱工具和飛行員座椅及周圍環(huán)境等部件的設(shè)計(jì)中，不得不加大對(duì)人的因素的考慮，進(jìn)而帶動(dòng)了有關(guān)的技術(shù)和方法的迅速發(fā)展。
人機(jī)工程學(xué)作為一個(gè)工程學(xué)科，其研究常常是圍繞具體的現(xiàn)實(shí)問題而展開。例如，由于航空航天活動(dòng)對(duì)人類生理適應(yīng)性和工作能力的挑戰(zhàn)，促進(jìn)了航空航天醫(yī)學(xué)的發(fā)展，在北京航空航天大學(xué)飛行器設(shè)計(jì)與應(yīng)用力學(xué)系，也較早設(shè)立了人機(jī)環(huán)境專業(yè)的教學(xué)和科研；由于工業(yè)生產(chǎn)中職業(yè)病的廣泛危害，在北京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院也開展了包括坐姿作業(yè)導(dǎo)致的肌肉骨骼勞損、粉塵污染致癌等職業(yè)病學(xué)的研究，同時(shí)也就涉及作業(yè)姿勢(shì)、作業(yè)環(huán)境評(píng)價(jià)等方面的人機(jī)工程學(xué)的研究。
人體工程學(xué)在室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用目前已開展有如下方面的應(yīng)用：
（1）確定人和人際交往在室內(nèi)活動(dòng)中所需空間的主要依據(jù)根據(jù)人體工程學(xué)中的有關(guān)計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)，從人的尺度、動(dòng)作域、心理空間以及人際交往的空間等，以確定空間范圍。
（2）確定家具、設(shè)施的形體、尺度及其使用范圍的主要依據(jù)家具設(shè)施為人所使用，因而它們的形體、尺度必須以人體尺度為主要依據(jù)；同時(shí)，人們?yōu)榱耸褂眠@些家具和設(shè)施，其周圍必須留有活動(dòng)和使用的最小余地，這些要求都由人體工程科學(xué)地予以解決。室內(nèi)空間大小，停留時(shí)間長(zhǎng)短，對(duì)這方面內(nèi)容測(cè)試的要求也越高，如車廂、船艙、機(jī)艙等交通工具內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)。
（3）提供適應(yīng)人體的室內(nèi)物理環(huán)境的最佳參數(shù)室內(nèi)物理環(huán)境主要有室內(nèi)熱環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境、重力環(huán)境、輻射環(huán)境等，室內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)有了上述要求的科學(xué)參數(shù)后，在設(shè)計(jì)時(shí)就有可能有正確的決策。
（4）對(duì)視覺要素的計(jì)測(cè)為室內(nèi)視覺環(huán)境設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)人眼的視力、視野、光覺、色覺是視覺的要素，人體工程學(xué)通過計(jì)測(cè)得到的數(shù)據(jù)，對(duì)室內(nèi)光照設(shè)計(jì)、室內(nèi)色彩設(shè)計(jì)、視覺最佳區(qū)域等提供了科學(xué)的依據(jù)。
3 人機(jī)工程學(xué)與室內(nèi)設(shè)計(jì)的情感和審美體驗(yàn)――環(huán)境心理學(xué)①與室內(nèi)設(shè)計(jì)
在闡述環(huán)境心理學(xué)之前，我們先對(duì)“環(huán)境”和“心理學(xué)”的概念簡(jiǎn)要地了解一下。環(huán)境即為“周圍的境況”，相對(duì)于人而言，環(huán)境可以說是圍繞著人們，并對(duì)人們的行為產(chǎn)生一定影響的外界事物。環(huán)境本身具有一定的秩序、模式和結(jié)構(gòu)，可以認(rèn)為環(huán)境是一系列有關(guān)的多種元素和人的關(guān)系的綜合。人們既可以使外界事物產(chǎn)生變化，而這些變化了的事物，又會(huì)反過來對(duì)行為主體的人產(chǎn)生影響。
關(guān)于環(huán)境心理學(xué)與室內(nèi)設(shè)計(jì)的關(guān)系，《環(huán)境心理學(xué)》一書中譯文前言內(nèi)的話很能說明一些問題：“不少建筑師很自信，以為建筑將決定人的行為”，但他們“往往忽視人工環(huán)境會(huì)給人們帶來什么樣的損害，也很少考慮到什么樣的環(huán)境適合于人類的生存與活動(dòng)”。以往的心理學(xué)“其注意力僅僅放在解釋人類的行為上，對(duì)于環(huán)境與人類的關(guān)系未加重視。環(huán)境心理學(xué)則是以心理學(xué)的方法對(duì)環(huán)境進(jìn)行探討”，即是在人與環(huán)境之間是“以人為本”，從人的心理特征來考慮研究問題，從而使我們對(duì)人與環(huán)境的關(guān)系、對(duì)怎樣創(chuàng)造室內(nèi)人工環(huán)境，都應(yīng)具有新的更為深刻的認(rèn)識(shí)。
環(huán)境心理學(xué)是研究環(huán)境與人的行為之間相互關(guān)系的學(xué)科，它著重從心理學(xué)和行為的角度，探討人與環(huán)境的最優(yōu)化，即怎樣的環(huán)境是最符合人們心愿的。環(huán)境心理學(xué)是一門新興的綜合性學(xué)科，環(huán)境心理學(xué)與多門學(xué)科，如醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、環(huán)境保護(hù)學(xué)、社會(huì)學(xué)、人體工程學(xué)、人類學(xué)、生態(tài)學(xué)以及城市規(guī)劃學(xué)、建筑學(xué)、室內(nèi)環(huán)境學(xué)等學(xué)科關(guān)系密不可分。環(huán)境心理學(xué)非常重視生活于人工環(huán)境中人們的心理傾向，把選擇環(huán)境與創(chuàng)建環(huán)境相結(jié)合，著重研究下列問題：第一，環(huán)境和行為的關(guān)系。第二，怎樣進(jìn)行環(huán)境的認(rèn)知。第三，環(huán)境和空間的利用。第四，怎樣感知和評(píng)價(jià)環(huán)境。第五，在已有環(huán)境中人的行為和感覺。
對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)來說，上述各項(xiàng)問題的基本點(diǎn)即是如何組織空間，設(shè)計(jì)好界面、色彩和光照，處理好室內(nèi)環(huán)境，使之符合人們的心愿。
設(shè)計(jì)必須是服務(wù)于人的，否則它便不能被稱作設(shè)計(jì)。人機(jī)工程學(xué)以人為本、從人的特點(diǎn)出發(fā)展開研究，這正符合了設(shè)計(jì)的訴求。現(xiàn)在設(shè)計(jì)師呼吁“人情味”的設(shè)計(jì)，其實(shí)這便是在產(chǎn)品的功能之外尋求最舒適宜人的產(chǎn)品表現(xiàn)方法，人機(jī)工程學(xué)為此提供了必要而日益充分的條件。我們可以從椅子靠背形狀的變化上看到人機(jī)工程學(xué)在設(shè)計(jì)“人情化”中的作用。椅背一度是筆直垂直于凳面的，無論靠背是高還是矮，人稍坐久了便會(huì)感到腰背部疲勞酸痛，常坐這種椅子還會(huì)影響骨骼的生長(zhǎng)。隨后出現(xiàn)了斜背椅，椅背由外向內(nèi)收，坐者可有依后而靠的動(dòng)作，疲勞不適有所減輕，但坐久了仍會(huì)有不舒服的感覺。今天的設(shè)計(jì)師們依照人機(jī)工程學(xué)提供的人體數(shù)據(jù)和生理力學(xué)數(shù)據(jù)將靠背設(shè)計(jì)成適合大多數(shù)人背部形狀和無能無力態(tài)勢(shì)的曲線形，使人的背部有了充裕的活動(dòng)空間而不乏承靠感，而椅背下半截的斜直線又對(duì)腰部起了隨托作用，可避免坐者久坐駝背的現(xiàn)象。在滿足椅子的結(jié)構(gòu)與功能巧妙結(jié)合的前提下，設(shè)計(jì)師們又依據(jù)人機(jī)工程學(xué)中對(duì)審美的適應(yīng)部分的內(nèi)容，發(fā)揮聰明才智，用不同材質(zhì)為椅子創(chuàng)造了千姿百態(tài)的美妙外觀，使椅子更大程度地滿足大眾的“幸福”要求。
再看看設(shè)計(jì)者們通過對(duì)人機(jī)工程學(xué)的掌握而作的色彩設(shè)計(jì)的成功范例。民用客機(jī)多因載客量大而體積龐大，巨型的客機(jī)雖然隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而有較高的安全系數(shù)，但其外觀上的笨重總給人不夠輕巧、安全的感覺。設(shè)計(jì)師們用巧妙的色彩搭配很好地解決了這個(gè)問題，白色和銀白色是看起來最輕的顏色，人們由它們可以聯(lián)想矯捷的海鷗、輕盈的云朵等，而且白色和銀白色都能很好地反向陽(yáng)光，抵御強(qiáng)光的侵蝕。依據(jù)這樣的色彩特征，設(shè)計(jì)師們把客機(jī)設(shè)計(jì)成白色或銀白色，使巨大的機(jī)體瞬間輕盈起來。而飛機(jī)的起落架相對(duì)于巨大的機(jī)體顯得過于弱小，設(shè)計(jì)師們用厚重的黑色包裹它，讓它顯得堅(jiān)硬而富支撐力。通過這樣的色彩設(shè)置，再大機(jī)型的飛機(jī)都如靈巧的鳥兒，讓人能夠放心乘坐。
3.1 室內(nèi)環(huán)境中人的心理與行為
人在室內(nèi)環(huán)境中，其心理與行為盡管有個(gè)體之間的差異，但從總體上分析仍然具有共性，仍然具有以相同或類似的方式做出反應(yīng)的特點(diǎn)，這也正是我們進(jìn)行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。下面我們列舉幾項(xiàng)室內(nèi)環(huán)境中人們的心理與行為方面的情況：
（1）領(lǐng)域性與人際距離。領(lǐng)域性原是動(dòng)物在環(huán)境中為取得食物、繁衍生息等的一種適應(yīng)生存的行為方式。人與動(dòng)物畢竟在語(yǔ)言表達(dá)、理性思考、意志決策與社會(huì)性等方面有本質(zhì)的區(qū)別，但人在室內(nèi)環(huán)境中的生活、生產(chǎn)活動(dòng)，也總是力求其活動(dòng)不被外界干擾或妨礙。不同的活動(dòng)有其必需的生理和心理范圍與領(lǐng)域，人們不希望輕易地被外來的人與物所打破。室內(nèi)環(huán)境中個(gè)人空間常需與人際交流、接觸時(shí)所需的距離通盤考慮。人際接觸實(shí)際上根據(jù)不同的接觸對(duì)象和在不同的場(chǎng)合，在距離上各有差異。赫爾以動(dòng)物的環(huán)境和行為的研究經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，提出了人際距離的概念，根據(jù)人際關(guān)系的密切程度、行為特征確定人際距離，即分為密切距離、人體距離、社會(huì)距離、公眾距離。
（2）私密性與盡端趨向。如果說領(lǐng)域性主要在于空間范圍，則私密性更涉及在相應(yīng)空間范圍內(nèi)包括視線、聲音等方面的隔絕要求。私密性在居住類室內(nèi)空間中要求更為突出。日常生活中人們還會(huì)非常明顯地觀察到，集體宿舍里先進(jìn)入宿舍的人，如果允許自己挑選床位，他們總愿意挑選在房間盡端的床鋪，可能是由于生活、就寢時(shí)相對(duì)地較少受干擾。同樣情況也見之于就餐人對(duì)餐廳中餐桌座位的挑選，相對(duì)地人們最不愿意選擇近門處及人流頻繁通過處的座位，餐廳中靠墻卡座的設(shè)置，由于在室內(nèi)空間中形成更多的“盡端”，也就更符合散客就餐時(shí)“盡端趨向”的心理要求。
（3）依托的安全感。生活活動(dòng)在室內(nèi)空間的人們，從心理感受來說，并不是越開闊、越寬廣越好，人們通常在大型室內(nèi)空間中更愿意有所“依托”物體。在火車站和地鐵車站的候車廳或站臺(tái)上，人們并不較多地停留在最容易上車的地方，而是愿意待在柱子邊，人群相對(duì)散落地匯集在廳內(nèi)、站臺(tái)上的柱子附近，適當(dāng)?shù)嘏c人流通道保持距離。在柱邊人們感到有了“依托”，更具安全感。
（4）從眾與趨光心理。從一些公共場(chǎng)所內(nèi)發(fā)生的非常事故中觀察到，緊急情況時(shí)人們往往會(huì)盲目跟從人群中領(lǐng)頭幾個(gè)急速跑動(dòng)的人的去向，不管其去向是否是安全疏散口。當(dāng)火警或煙霧開始彌漫時(shí)，人們無心注視標(biāo)志及文字的內(nèi)容，甚至對(duì)此缺乏信賴，往往是更為直覺地跟著領(lǐng)頭的幾個(gè)人跑動(dòng)，以致成為整個(gè)人群的流向。上述情況即屬?gòu)谋娦睦怼Ｍ瑫r(shí)，人們?cè)谑覂?nèi)空間中流動(dòng)時(shí)，具有從暗處往較明亮處流動(dòng)的趨向，緊急情況時(shí)語(yǔ)言引導(dǎo)會(huì)優(yōu)于文字的引導(dǎo)。上述心理和行為現(xiàn)象提示設(shè)計(jì)者在創(chuàng)造公共場(chǎng)所室內(nèi)環(huán)境時(shí)，首先應(yīng)注意空間與照明等的導(dǎo)向，標(biāo)志與文字的引導(dǎo)固然也很重要，但從緊急情況時(shí)的心理與行為來看，對(duì)空間、照明、音響等，須予以高度重視。
（5）空間形狀的心理感受。由各個(gè)界面圍合而成的室內(nèi)空間，其形狀特征常會(huì)使活動(dòng)于其中的人們產(chǎn)生不同的心理感受。著名建筑師貝聿銘先生曾對(duì)他的作品――具有三角形斜向空間的華盛頓藝術(shù)館新館有很好的論述，他認(rèn)為三角形、多滅點(diǎn)的斜向空間常給人以動(dòng)態(tài)和富有變化的心理感受。
3.2 環(huán)境心理學(xué)在室內(nèi)中的應(yīng)用
環(huán)境心理學(xué)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用面極廣，其應(yīng)用應(yīng)注意：室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)符合人們的行為模式和心理特征；認(rèn)知環(huán)境和心理行為模式對(duì)組織室內(nèi)空間的提示；室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)考慮使用者的個(gè)性與環(huán)境的相互關(guān)系。
4 人機(jī)工程學(xué)對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)發(fā)展的作用
人機(jī)工程學(xué)使設(shè)計(jì)更多地獲得經(jīng)濟(jì)效益。人機(jī)工程學(xué)步入興盛階段的標(biāo)志之一是環(huán)境（包括當(dāng)下環(huán)境和未來動(dòng)作環(huán)境）被納入了“人―機(jī)”系統(tǒng)。與此相適應(yīng)，設(shè)計(jì)把環(huán)境也納入了自己的內(nèi)容。人機(jī)工程學(xué)提出了適宜于人的種種環(huán)境參數(shù)，包括溫度的、濕度的、噪聲的、色彩的、光線的等，為宜人環(huán)境的設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。生產(chǎn)操作者處于宜人環(huán)境中的生產(chǎn)效率比往有大幅度提高，這直接指向經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)有關(guān)資料，工廠車間在其他條件不變的情況下，僅對(duì)原來不適宜的門窗做些改進(jìn)，使自然光線照明比較合適并加以變化，涂上悅目而適當(dāng)?shù)纳剩湍芴岣呱a(chǎn)效率2%～4%，同時(shí)工作者的疲勞程度相應(yīng)降低。另外，人機(jī)工程學(xué)在人體測(cè)量學(xué)和人的生理、心理學(xué)適應(yīng)方面為藝術(shù)設(shè)計(jì)者對(duì)工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外形的合理設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)，生產(chǎn)者和使用者在操縱機(jī)器時(shí)不會(huì)遇到太多的困難，這也在一定程度上提高了生產(chǎn)效率。
人機(jī)工程學(xué)致力于人與室內(nèi)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)，分開來講，則有室內(nèi)設(shè)計(jì)的人性化和人的技術(shù)化兩個(gè)方面。
隨著工業(yè)生產(chǎn)智能化的發(fā)展，人機(jī)工程學(xué)在這基本意義上有了更貼近人的要求的變化。現(xiàn)在的人機(jī)工程學(xué)的目標(biāo)是建立最安全適宜的外部條件，使人在工作過程中達(dá)到高效的同時(shí)，獲得舒適和精神上的愉悅。簡(jiǎn)言之，就是做到舒適+有效+美。
最近，國(guó)際上工藝先進(jìn)國(guó)家的室內(nèi)設(shè)計(jì)正在向高技術(shù)、高情感方向發(fā)展，這兩者相結(jié)合，既重視科技，又強(qiáng)調(diào)人情味。在藝術(shù)風(fēng)格上追求頻繁變化，新手法、新理論層出不窮，呈現(xiàn)五彩繽紛，不斷探索創(chuàng)新的局面。
歸根結(jié)底，人機(jī)工程學(xué)的在室內(nèi)設(shè)計(jì)最終目的是“一切以人為本”，使“物”的功能與形式更好地實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，從而獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益、最大的情感效益和審美效益，強(qiáng)調(diào)“人”這個(gè)主體，讓消費(fèi)者滿意，方便為目的。
注釋：①環(huán)境心理學(xué)現(xiàn)為一門相對(duì)獨(dú)立的學(xué)科，但由于與“人”相關(guān)，本人覺得其也應(yīng)納入人機(jī)工學(xué)研究范疇。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué)；情感設(shè)計(jì)；人工智能
中圖分類號(hào)：TP18文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-2945（2018）09-0136-02
近年來，人工智能從工程領(lǐng)域逐漸滲透到社會(huì)生活的各個(gè)角落，其重要性和廣泛性逐漸成為共識(shí)。如果回歸科研角度，如何合理構(gòu)建人工智能的學(xué)科體系以促進(jìn)其發(fā)展，就顯得更為重要。由于人工智能技術(shù)的研究正處于不斷的深入與拓展階段，其學(xué)科體系也應(yīng)在發(fā)展的過程中得以完善和確立，所以本文僅對(duì)人機(jī)工程學(xué)在體系中的位置及作用做相關(guān)論述。
縱觀人工智能的研究歷史及發(fā)展前沿，人工智能與思維科學(xué)的聯(lián)系越來越緊密，一般認(rèn)為二者之間關(guān)系是實(shí)踐和理論的關(guān)系，人工智能是思維科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用分支。從思維科學(xué)的角度來看，知、情、意是人類三種基本的思維形式，如果把相當(dāng)長(zhǎng)一段歷史時(shí)期的人工智能的發(fā)展視作人工認(rèn)知，那么人工情感和人工意志兩個(gè)方面將是兩個(gè)重要的研究熱點(diǎn)。而人工情感顯然在兩個(gè)發(fā)展階段中起著承上啟下的重要作用。當(dāng)前，人工情感研究主要包括三個(gè)方面：情感識(shí)別、情感表達(dá)與情感理解，而且在情感識(shí)別與情感表達(dá)兩個(gè)方面取得的非常顯著的成果，但在情感理解方面仍有待進(jìn)一步研究。
考察生物智能的發(fā)展過程，進(jìn)而考察情感表達(dá)的表現(xiàn)形式，這些都會(huì)給人工智能的研究帶來豐富的啟示。從橫向來看，各類生物智能都在并行進(jìn)化；從縱向來看，某一類生物智能無論作為種群還是個(gè)體，也是不斷地在進(jìn)化和發(fā)展。因此，人工智能及其情感表達(dá)也應(yīng)是這樣一個(gè)相似過程，所有后發(fā)的科學(xué)技術(shù)都是在前期知識(shí)積累的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，盡管速度和形式可能會(huì)有區(qū)別。所以，在人工智能的觀念和知識(shí)體系在不斷地深入研究和建立起來的過程中，原本看似與人工智能無關(guān)的傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及其自動(dòng)化技術(shù)，現(xiàn)在從并行發(fā)展的角度來回看，卻在發(fā)展軌跡的某一節(jié)點(diǎn)處殊途同歸。按照思維科學(xué)的知、情、意三個(gè)階段來劃分，傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)知識(shí)絕大部分均可以作為人工認(rèn)知層面的基本組成部分，而與人工智能研究相交叉的與情感有關(guān)的領(lǐng)域則可作為人工情感和人工意志的組成部分，如人機(jī)工程學(xué)即可歸結(jié)到人工情感設(shè)計(jì)的體系下進(jìn)行重新審視。
對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言，傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)主要集中在功能性設(shè)計(jì)上，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、可靠性、結(jié)構(gòu)工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化的有機(jī)結(jié)合，完成產(chǎn)品的使用功能設(shè)計(jì)，以力學(xué)、電學(xué)等工程技術(shù)為設(shè)計(jì)要點(diǎn)。但是隨著將人和機(jī)看成一個(gè)系統(tǒng)，人機(jī)一體化越來越強(qiáng)調(diào)和諧統(tǒng)一，在不斷研究和摸索的進(jìn)程中，諸如人體測(cè)量、心理學(xué)等學(xué)科不斷的交叉、匯聚一起，從而構(gòu)建完成人機(jī)工程學(xué)的基本學(xué)科體系，產(chǎn)品設(shè)計(jì)中改善勞動(dòng)條件和提高勞動(dòng)效率的關(guān)注度逐漸加強(qiáng)。顯然，在早期人機(jī)工程學(xué)發(fā)展過程中，無論是“讓人適應(yīng)機(jī)器”，還是“讓機(jī)器適應(yīng)人”，始終是將機(jī)器看作是一個(gè)從屬的、非智能的個(gè)體，當(dāng)然也無真正的、普遍的感情交流與融合。但是隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，大量與人類關(guān)系密切的機(jī)器開始智能化進(jìn)程，我們不但需要而且也可能在機(jī)器冰冷的外殼里注入智能的靈魂，從而使人、機(jī)、環(huán)境從智能的角度真正做到和諧統(tǒng)一。如果在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)上做人工智能方面的延伸設(shè)計(jì)，則必須構(gòu)建其人工情感的外在表達(dá)方式。正如人類的情感表達(dá)，人工情感表達(dá)既有其內(nèi)在一面，同時(shí)也應(yīng)有其外在的一面。人類的情感可以通過表情、聲音、肢體、服飾、色彩搭配等外在形式來表達(dá)，人工智能亦應(yīng)如是。
人機(jī)工程學(xué)是構(gòu)建情感設(shè)計(jì)的一塊基石，也是眾多模塊中的一個(gè)。如同人類自身由于生理和心理等方面的要求而注重自己的服飾、形體一樣，在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中人們?cè)诮鉀Q完機(jī)械內(nèi)在的功能性要求后，自然產(chǎn)生提高機(jī)械外部適應(yīng)性的要求。如果我們把一臺(tái)機(jī)械看成是一個(gè)智能體，盡管它可能處于智能的不同階段，但它也總會(huì)或最終也由于“心理”或“生理”的需求而要完成其與周圍環(huán)境的相互適應(yīng)的任務(wù)。我們說人類的情感是對(duì)客觀事物的態(tài)度，反映著客觀事物與人的需要之間的關(guān)系。人機(jī)工程學(xué)則是研究人、機(jī)械及其工作環(huán)境之間相互作用的學(xué)科。人類的情感是以“我”為主，反映著“我”對(duì)客觀事物的需求關(guān)系；而人機(jī)工程學(xué)則是從操作者的角度，來調(diào)整機(jī)器、人類、環(huán)境三者之間的關(guān)系。從表面上看，似乎并沒有機(jī)械的自主參與，但是人機(jī)工程學(xué)的任務(wù)就是先行代替機(jī)械完成其表情、聲音、肢體、服飾、色彩搭配等的適應(yīng)性設(shè)計(jì)，有朝一日實(shí)現(xiàn)了機(jī)械的自主思維，如同一個(gè)失憶的人清醒過來，他就能夠迅速的找回自己。所以。如同傳統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)都可以集成、貯存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，成為人工智能知識(shí)層面上的基本構(gòu)成一樣，人機(jī)工程學(xué)也必將是重復(fù)這樣一個(gè)過程。
如果把人工智能個(gè)體看作是一個(gè)類人智能體，那么最終他的情感即是“他”對(duì)客觀事物的一種態(tài)度，反映著客觀事物與“他”之間的關(guān)系。而人機(jī)工程學(xué)亦應(yīng)是研究“他”與人、周圍環(huán)境之間相互作用的學(xué)科。當(dāng)“他”意識(shí)到自己生活和工作在人類和周圍環(huán)境之間，如果“他”要適應(yīng)人類和周圍環(huán)境，“他”就必須學(xué)會(huì)控制自己、調(diào)整自己、改造自己。當(dāng)前階段，人類如同其“形象設(shè)計(jì)師”，這種控制、調(diào)整、改造基本上是出于人類的一己之需；但從客觀上，又不可能不影響到自己與“他”之間的情感協(xié)調(diào)。我們規(guī)劃人工智能體，人工智能體也同時(shí)在規(guī)劃我們。從目前人機(jī)工程學(xué)研究情況來看，主要是人體測(cè)量、人體感知與運(yùn)動(dòng)輸出、顯示裝置設(shè)計(jì)、操縱裝置設(shè)計(jì)、工作臺(tái)椅與手握工具設(shè)計(jì)、工作崗位與作業(yè)空間設(shè)計(jì)、事故分析與安全設(shè)計(jì)、作業(yè)環(huán)境的分析與評(píng)價(jià)。上述內(nèi)容基本上由人來主導(dǎo)。如果從“他”的角度來看，即變成是自己如何去適應(yīng)人類和周圍環(huán)境。“我”要了解人類的構(gòu)造，“我”的外表（顯示裝置）要能夠得到人類的認(rèn)可；“我”的舉手抬足（操縱裝置、手握工具等）要與人類的生理習(xí)慣相一致；“我”的行止范圍要滿足人類的心理和生理要求；“我”的存在不能給人類帶來危脅和隱患。這些非語(yǔ)言因素是機(jī)械表達(dá)情感的表層方式，并幫助類人智能體更好地融入人類和周圍環(huán)境，這些都將是情感表達(dá)最直觀、最感性的一面。所以，人機(jī)工程學(xué)對(duì)人工智能的情感設(shè)計(jì)具有重要的意義。
從當(dāng)前人工智能研究現(xiàn)狀來看，人工情感設(shè)計(jì)的內(nèi)在形式和外在形式依然還是一個(gè)熱點(diǎn)，在情感識(shí)別與情感表達(dá)方面取得的成果不應(yīng)僅僅局限在語(yǔ)音、面部、肢體運(yùn)動(dòng)等方面，還應(yīng)在更廣泛的意義上加入人機(jī)工程學(xué)等學(xué)科做更深入的研究。畢竟，傳統(tǒng)的工程技術(shù)造就了一大批和人類生活密切相關(guān)的機(jī)械產(chǎn)品，如何讓他們以智能化的形式更好地與人、環(huán)境相互適應(yīng)并和諧發(fā)展更具有現(xiàn)實(shí)意義。從情感理解方面的進(jìn)一步研究看，比較研究人類的情感理解可知，脫離溝通對(duì)象的外在表現(xiàn)形式而純粹談?wù)撉楦欣斫庖щy得多，利用人類的思維規(guī)律去重新認(rèn)識(shí)人機(jī)工程學(xué)，合理的規(guī)劃?rùn)C(jī)械的情感設(shè)計(jì)，可能會(huì)為人工情感理解的研究另辟蹊徑。
在室內(nèi)設(shè)計(jì)中，人既是設(shè)計(jì)作品的使用者，又是設(shè)計(jì)作品的欣賞者。家居空間設(shè)計(jì)是室內(nèi)設(shè)計(jì)中最貼近人們生活的重要部分。居住者對(duì)家居空間的要求，從滿足日常生活、休息、安全到人際交往、自我實(shí)現(xiàn)步步遞進(jìn)，所以居家空間的設(shè)計(jì)必須注重生活，注重人們的切實(shí)需要，關(guān)注人類的情感，并能在設(shè)計(jì)中考慮到人的價(jià)值、人的文化、歷史、傳統(tǒng)及人性等意義，這樣才能塑造完整而鮮活的空間生命。
人文關(guān)懷在家居空間規(guī)劃中的實(shí)現(xiàn)
在一個(gè)家居空間中，居住空間與居住者是其中的兩大因素，這二者相互決定、相互影響，而人文關(guān)懷則是對(duì)居住者對(duì)家居空間提出的要求，這需要設(shè)計(jì)師來完成。如何實(shí)現(xiàn)在家居空間規(guī)劃中的人文關(guān)懷，這需要設(shè)計(jì)師和居住者有充分的溝通和了解，更需要設(shè)計(jì)師有豐富的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備和靈活的頭腦。
1.人文關(guān)懷在家居空間規(guī)劃中的重要性
居住者由于所處地域、生活習(xí)慣、文化傳統(tǒng)、、政治觀念、經(jīng)濟(jì)文化水平、個(gè)人愛好等方面的差異，人們?cè)u(píng)價(jià)家居空間好壞美丑的標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，但是基本的需求是具有共性的。這種共性，就是設(shè)計(jì)師在做居家空間規(guī)劃時(shí)應(yīng)該牢牢把握的。空間因人而活化，同時(shí)人在對(duì)家居空間的體驗(yàn)過程中，獲得全部的心理感受。居住者是家居空間最終服務(wù)的對(duì)象，所以將人文關(guān)懷考慮在內(nèi)是家居空間規(guī)劃需要滿足的重要方面。
2.人文關(guān)懷在家居空間規(guī)劃中的體現(xiàn)
人對(duì)空間距離，大小的判斷，憑視覺就能解決，但是人的雙眼有一定間距，左、右眼視網(wǎng)膜上映出的同一對(duì)象的兩個(gè)映像稍有差異，這樣看到的對(duì)象才有立體感。人們?cè)谟^察和判斷對(duì)象的空間位置時(shí)，生活中積累的經(jīng)驗(yàn)也起一定作用，如透視的消失規(guī)律、對(duì)象輪廓的清晰程度、遠(yuǎn)近物體重疊而產(chǎn)生的遮擋效應(yīng)等，這些都會(huì)影響人們對(duì)空間的知覺和判斷。在家居空間規(guī)劃的過程中，設(shè)計(jì)師要充分利用最佳視區(qū)，考慮人的視線和心理感受。
（1）家居空間的形狀
首先，空間的形狀由平面決定。平面規(guī)則的空間，令人感到形體明確，肯定，并有一種安穩(wěn)感。這類空間適合表達(dá)規(guī)整、平衡、嚴(yán)肅的感覺；而平面不規(guī)則的空間，如常見的弧形窗，令人感到柔和，這類空間適合表達(dá)優(yōu)雅、休閑、活潑的感覺。其次，空間的形狀取決于層高。過高令人感覺嚴(yán)肅、神圣，甚至有恐懼感，過低則令人有壓迫感，適中的層高才能令人感覺舒適和安全。所以在家居空間規(guī)劃中，設(shè)計(jì)師需要根據(jù)居住者的個(gè)性化需要充分利用現(xiàn)有的空間形狀，必要時(shí)加以改造。
（2）家居空間的容積
從空間的容積來分析，容積大的家居空間給人寬敞、自由、通透之感，而容積小的家居空間則給人安全、包容、拘束之感。設(shè)計(jì)師可以根據(jù)居住者的個(gè)性化需求對(duì)空間進(jìn)行軟性的改變，即通過運(yùn)用燈光、隔斷以及不同的墻面材料進(jìn)行視覺上的調(diào)整，以接近不同家居空間不同居住者理想的空間效果。
（3）家居空間的流動(dòng)性
家居空間最大的特點(diǎn)是具有極強(qiáng)的流動(dòng)性，這是由家居空間的性質(zhì)和人的因素決定的，所以在空間規(guī)劃上應(yīng)多采用動(dòng)態(tài)的以及序列化的交通動(dòng)線。人是家居空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)主體，并在運(yùn)動(dòng)中感知空間，而空間規(guī)劃就是處理空間序列的動(dòng)態(tài)關(guān)系。在空間規(guī)劃中由于層次和過程相對(duì)較多，如只是以活動(dòng)過程為依據(jù)，僅僅滿足行為活動(dòng)的物質(zhì)需要是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，除了把各個(gè)空間作為彼此相互聯(lián)系的整體來考慮外，還應(yīng)該將人的精神需要考慮在內(nèi)，以便更充分地發(fā)揮家居空間對(duì)人心理上和精神上的影響。
（4）家居空間規(guī)劃中的人體工程學(xué)
人體工程學(xué)在家居空間規(guī)劃中主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：從人的尺度、動(dòng)作域、心理空間和人際交往的空間等確定活動(dòng)的空間范圍；確定家具的形體、尺度及其適用范圍的主要依據(jù)；提供適應(yīng)人體的室內(nèi)物理環(huán)境的最佳參數(shù)，如室內(nèi)熱環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境、重力環(huán)境、輻射環(huán)境等；對(duì)視覺要素的計(jì)測(cè)為室內(nèi)視覺環(huán)境。
設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)仔細(xì)地分析居住者的活動(dòng)行為并在設(shè)計(jì)中以科學(xué)的態(tài)度對(duì)人機(jī)工程學(xué)予以充分的重視，使空間的形狀，尺寸與人體尺度之間有恰當(dāng)?shù)呐浜希箍臻g內(nèi)各部分的比例尺度與人們?cè)诳臻g中行動(dòng)和感知的方式配合得適宜、協(xié)調(diào)。
（5）小結(jié)
空間氣氛的形成除了包括體室內(nèi)空間的體量大小還包括許多因素，如材料、色彩、燈光、裝飾效果等等。因?yàn)槿说目臻g感受是一種綜合的心理活動(dòng)，不是簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)或物理量的疊加，空間感又常常因人而異，不同的居住者會(huì)有不同的心理特點(diǎn)。因此，在對(duì)家居空間進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，往往要具體情況具體分析，設(shè)計(jì)師需要充分了解居住者的生理和心理特點(diǎn)，做到以人為本，因地制宜，這樣才能真正體現(xiàn)家居空間規(guī)劃中的人文關(guān)懷。
結(jié)論
北歐家具設(shè)計(jì)著眼未來,發(fā)展出獨(dú)特流線風(fēng)格。這個(gè)地區(qū)的設(shè)計(jì)家們比較著重傳統(tǒng)風(fēng)格,強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代主義的功能主義原則。但是同時(shí)也強(qiáng)調(diào)圖案裝飾性,傳統(tǒng)與自然形態(tài)的重要性。采用自然材料,加上高度重視人體工程學(xué)因素的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),注意舒適性、安全性、方便性,良好的功能性,簡(jiǎn)單明確和傳統(tǒng)的美感是現(xiàn)代與傳統(tǒng)結(jié)合的典范。芬蘭設(shè)計(jì)如今已經(jīng)成為北歐設(shè)計(jì)的重要分支。
1.1注重新材料、新技術(shù)的運(yùn)用
新材料玻璃鋼的出現(xiàn)直接導(dǎo)致了庫(kù)卡波羅Karuselli 和Saturnus家具系列的產(chǎn)生。從50到60年代的這10年間,玻璃鋼或增強(qiáng)型塑料是所有新材料中得到最廣泛認(rèn)可的材料。它幾乎是那時(shí)唯一的可彎曲材料,彎曲特征以及符合人的生理系統(tǒng)需要是庫(kù)卡波羅在設(shè)計(jì)塑料家具時(shí)考慮的首要問題。人體構(gòu)造和人體美是庫(kù)卡波羅首件Karuselli系列外形設(shè)計(jì)的靈感所在。
在Karuselli系列之后,庫(kù)卡波羅著手開發(fā)另一系列的塑料坐椅Saturnus系列。Saturnus系列的設(shè)計(jì)很好地反映了60年代波普藝術(shù)的信息。隨意、放松甚至有點(diǎn)模棱兩可的形式語(yǔ)言逐漸被更為嚴(yán)格、精確的形式語(yǔ)言所代替。
1.2注重人體工程學(xué)在設(shè)計(jì)中的運(yùn)用
早在50年代后期,當(dāng)庫(kù)卡波羅開始創(chuàng)作他的塑料家具的時(shí)候,他深信“椅子的造型應(yīng)該盡可能體現(xiàn)出人體的形狀,應(yīng)該像人的身體一樣柔軟,如果可能,每一個(gè)部分都應(yīng)該非常優(yōu)美。”在這一信念的指導(dǎo)下,他設(shè)計(jì)出了Fysio辦公椅。
與庫(kù)卡波羅60年代設(shè)計(jì)的塑料椅相比,Fysio系列更為簡(jiǎn)樸、更符合人體工學(xué)。它的尺度是根據(jù)中等身材人體的尺寸設(shè)計(jì)的。通過改變坐位的高度和頭枕位置,身高介于150cm和190cm之間的使用者都可以獲得合理健康的坐姿。
1.3注重人文主義和有機(jī)性的結(jié)合
作為功能主義的代表人物和座椅人體工學(xué)的設(shè)計(jì)專家,庫(kù)卡波羅認(rèn)為如果一件家具在適應(yīng)生理需求的同時(shí)能滿足人的精神需求,那么它一定會(huì)更具吸引力,功能上也因此更加全面。
像庫(kù)卡波羅設(shè)計(jì)的其他家具一樣,實(shí)驗(yàn)系列使用起來非常舒適,但其簡(jiǎn)潔的形式得到了新的發(fā)展,在一些膠合板做成的結(jié)構(gòu)部件和扶手中運(yùn)用了歡快的色彩和造型。他力圖彌補(bǔ)純粹功能主義和懷舊的浪漫主義之間的隔閡。這些新的作品可以被視作庫(kù)卡波羅探討后現(xiàn)代主義的一種嘗試。
1.4注重民族傳統(tǒng)文化和外來文化的和諧交融
庫(kù)卡波羅長(zhǎng)期以來一直對(duì)中國(guó)的設(shè)計(jì)傳統(tǒng)很感興趣,在遇到方海先生以后,這種興趣變得更為強(qiáng)烈。
“東西方系列椅”顧名思義就是指東西方設(shè)計(jì)思想的結(jié)合,具體講,就是庫(kù)卡波羅設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與中國(guó)傳統(tǒng)家具設(shè)計(jì)元素與制作工藝的結(jié)合。從設(shè)計(jì)形態(tài),一眼就能看出體現(xiàn)其上的西方和東方的影子。椅子的原型來自庫(kù)卡波羅前些年設(shè)計(jì)的“博物館椅”,但其中圈椅的形式又代表了中國(guó)傳統(tǒng)家具的一個(gè)重要門類。從細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)上講,椅子采用了西方家具中常用的鐵件連接和中國(guó)傳統(tǒng)的榫卯連接。在設(shè)計(jì)和制作過程中,庫(kù)卡波羅也非常重視制作者的直接參與。他給制作者極大的創(chuàng)作自由,在制作中,他反復(fù)強(qiáng)調(diào)根據(jù)中國(guó)的傳統(tǒng)做法,將其中的圈椅同時(shí)也用全榫卯結(jié)構(gòu)做出模型,椅背及扶手的圖案和形狀也由制作者自行決定,這些真正體現(xiàn)了雙方的協(xié)作精神。
2.約里奧?庫(kù)卡波羅的家具設(shè)計(jì)對(duì)中國(guó)家具設(shè)計(jì)發(fā)展方向的指導(dǎo)意義
芬蘭作為現(xiàn)代家具發(fā)展中的佼佼者,在民族文化背景、自然環(huán)境等等方面與我國(guó)有很多相似之處。庫(kù)卡波羅作為芬蘭當(dāng)代家具設(shè)計(jì)的代表人物,其設(shè)計(jì)思想值得我們?cè)O(shè)計(jì)工作者悉心揣摩。
設(shè)計(jì)工作者應(yīng)將本土優(yōu)秀文化納入現(xiàn)代設(shè)計(jì)中,并吸取現(xiàn)代設(shè)計(jì)的創(chuàng)作理念,在繼承中創(chuàng)新,在創(chuàng)新中發(fā)展。對(duì)傳統(tǒng)文化深刻理解、對(duì)傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的設(shè)計(jì)規(guī)律熟練掌握、對(duì)設(shè)計(jì)的意圖與構(gòu)思完整地表達(dá),從而積累和發(fā)揚(yáng)有中國(guó)民族特色的現(xiàn)代設(shè)計(jì)文化,這是我們應(yīng)當(dāng)深入思考并為之行動(dòng)的。
3.結(jié)論
從嬰兒車發(fā)明至今，逐漸成為現(xiàn)代家庭不可或缺的重要育兒工具之一。隨著科技水平的不斷提高和新材料的廣泛使用，嬰兒車的設(shè)計(jì)發(fā)生巨大改變。人們不僅滿足于其基本的使用功能，孩子往往是家庭的中心，基于此對(duì)嬰兒車的設(shè)計(jì)不斷提出新的要求。嬰兒車的設(shè)計(jì)不僅要有助于嬰兒的健康成長(zhǎng)，同時(shí)也要兼顧家長(zhǎng)省心省力。本文以人機(jī)工程學(xué)為入口，通過對(duì)國(guó)內(nèi)手推嬰兒車行業(yè)發(fā)展的狀況進(jìn)行分析，提出手推嬰兒車改進(jìn)目前存在的普遍問題，并具體闡述嬰兒車設(shè)計(jì)的相關(guān)改進(jìn)辦法，對(duì)國(guó)內(nèi)手推嬰兒車進(jìn)行詳盡的設(shè)計(jì)研究。
關(guān)鍵詞：
人機(jī)工程 嬰兒車 問題 改進(jìn)
一、國(guó)內(nèi)手推嬰兒車行業(yè)的現(xiàn)狀
隨著二十世紀(jì)七八十年代獨(dú)生子女普遍進(jìn)入適齡生育期，我國(guó)開始進(jìn)入又一次持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的生育高峰階段，迎來第四波嬰兒潮，時(shí)間將持續(xù)到2018年。在社會(huì)事件、人文觀念和巨大的人口基數(shù)等多重效應(yīng)的影響下，這股嬰兒潮將極大促進(jìn)容量巨大的中國(guó)嬰兒車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)，形成一個(gè)0-6歲嬰幼兒嬰兒車產(chǎn)業(yè)的迅猛突起。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)嬰兒車的設(shè)計(jì)技術(shù)水平要求越來越高。比如消費(fèi)者會(huì)希望嬰兒車能夠最大可能地模仿父母的操作，讓孩子的生活環(huán)境更加舒適、安全，更加健康、美好。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，從中國(guó)近幾年新生嬰兒的數(shù)量來看，中國(guó)0-3歲嬰兒約六千萬，孕婦數(shù)量達(dá)兩千萬，嬰兒車消費(fèi)可以說正迎來黃金時(shí)代。而按現(xiàn)有人口推算，中國(guó)新生嬰兒高峰期大約出現(xiàn)在2016年，屆時(shí)將迎來第五輪嬰兒潮，預(yù)計(jì)市場(chǎng)嬰兒車銷售額將達(dá)到兩百億元人民幣。換句話說，持續(xù)增長(zhǎng)的嬰兒車消費(fèi)群體，加上全新的現(xiàn)代科學(xué)消費(fèi)意識(shí)、育兒理念等所帶來的消費(fèi)觀念提升，將促成中國(guó)嬰兒用品市場(chǎng)迎來二十年的大好發(fā)展前景。
二、人機(jī)工程領(lǐng)域概況
（一）人機(jī)工程學(xué)的特點(diǎn)
人機(jī)工程學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)是認(rèn)真研究人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素本身特性的基礎(chǔ)上，不單純著眼于個(gè)別要素的優(yōu)良與否，而將使用物的人和所設(shè)計(jì)的物，以及人與物所共處的環(huán)境作為一個(gè)系統(tǒng)來綜合研究。在人機(jī)工程學(xué)中將這個(gè)系統(tǒng)稱為“人――機(jī)――環(huán)境”系統(tǒng)。人機(jī)工程學(xué)是一個(gè)不斷創(chuàng)新不斷發(fā)展的學(xué)科，人的研究不斷完善，新的事物不斷涌現(xiàn)。
（二）人機(jī)工程學(xué)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
人機(jī)工程技術(shù)是二十一世紀(jì)信息領(lǐng)域需要突破的重大課題。美國(guó)二十一世紀(jì)信息技術(shù)計(jì)劃中的基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容有四項(xiàng)：軟件、人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算機(jī)。其中，人機(jī)建模研究在信息技術(shù)中被列為與軟件技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等并列的六項(xiàng)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)之一，并被認(rèn)為“對(duì)于計(jì)算機(jī)工業(yè)有著突出的重要性，對(duì)其他工業(yè)也很重要”。美國(guó)國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)計(jì)劃不僅把人機(jī)交互列為軟件技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一，而且還專門增加了與軟件技術(shù)并列的人機(jī)界面這項(xiàng)內(nèi)容。日本也提出了FPIEND21計(jì)劃，其目標(biāo)就是要開發(fā)二十一世紀(jì)個(gè)性化的信息環(huán)境。我國(guó)的973、S-863、十五計(jì)劃以及十均將人機(jī)交互列為主要內(nèi)容。在中國(guó)，人機(jī)工程學(xué)的研究在二十世紀(jì)三十年代開始即有少量和零星的開展，但系統(tǒng)和深入的開展則是在之后。1980年4月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局成立了全國(guó)人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，統(tǒng)一規(guī)劃、研究和審議全國(guó)有關(guān)人類工效學(xué)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的制定。1984年，國(guó)防科工委成立了國(guó)家軍用人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。這兩個(gè)技術(shù)委員會(huì)的建立，有力地推動(dòng)了我國(guó)人機(jī)工程學(xué)研究的發(fā)展。此后在1989年又成立了中國(guó)人類工效學(xué)學(xué)會(huì)，又在1995年9月創(chuàng)刊了學(xué)會(huì)會(huì)刊《人類工效學(xué)》季刊。二十世紀(jì)九十年代初，北京航空航天大學(xué)首先成立了我國(guó)該專業(yè)的第一個(gè)博士學(xué)科點(diǎn)，隨后南京航空航天大學(xué)、西北工大、北京理工大學(xué)、北大醫(yī)學(xué)部等大學(xué)也先后成立了相應(yīng)的專業(yè)。當(dāng)前，隨著我國(guó)科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)工作條件、生活品質(zhì)的要求正逐步提高，對(duì)產(chǎn)品的人機(jī)工程特性也會(huì)日益重視。一些廠商把“以人為本”、“人體工學(xué)”的設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品的賣點(diǎn)，也正是出于對(duì)這種新的需求取向的意識(shí)。
三、嬰兒車改進(jìn)的問題與分析
（一）成人的彎腰幅度
嬰兒車的位置普遍偏低，因此成人需要進(jìn)行較大幅度的彎腰才能與嬰兒進(jìn)行交流活動(dòng)。這并沒有充分地滿足人機(jī)工程學(xué)的要求。
（二）嬰兒的視野
一般成人的視野在1m-2m之間，于是很多的環(huán)境設(shè)施都是在此視野范圍內(nèi)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的。但是嬰兒的視野卻在1m以下，大部分時(shí)候嬰兒并沒能如愿地看到廣闊的世界。這不僅影響嬰兒的視覺發(fā)育，也會(huì)影響嬰兒的情緒。
（三）污濁的空氣
由于比重的原因，位于1m以下的是空氣質(zhì)量最差、細(xì)菌最密集、環(huán)境鉛污染最為嚴(yán)重的地帶。但往往絕大部分的嬰兒車嬰兒座位設(shè)置都在較低的位置，這對(duì)嬰兒的呼吸非常不利。
（四）爬樓梯的問題
在一般樓梯上或扶手電梯上使用嬰兒車都會(huì)很不方便，嬰兒車體積較龐大，有些成人懶得拆卸，把小孩與車一同乘坐梯式手扶電梯，這種情況相當(dāng)危險(xiǎn)。目前的大部分嬰兒車都未能很好地解決該問題，只有在坡式的手扶電梯中使用嬰兒車最為安全。
（五）存物空間的問題
時(shí)下有相當(dāng)一部分的嬰兒車已經(jīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)存物平臺(tái)給成人們放置各類物品。但很多時(shí)候，存物的空間仍然不夠，如果是外出旅游則會(huì)表現(xiàn)得更為明顯。設(shè)想如果嬰兒座位得到相應(yīng)的提高，那么座位以下的離地面的位置都能作為存物空間來考慮。
（六）孩子間的交流
據(jù)調(diào)查表明，大多數(shù)兩歲及以下的孩子都處獨(dú)自玩耍狀態(tài)，而兩歲以上的孩子通常與其他同齡兒童的接觸更多。零到六個(gè)月的新生嬰兒并不適合使用嬰兒車，所以嬰兒車實(shí)際上要更多考慮超過一歲的嬰兒使用需求，即交流的需求，因此造型不宜設(shè)計(jì)得龐大和復(fù)雜。
（七）輕便
有不少嬰兒車功能非常豐富，造型也很華麗。但是卻稱得上是重量級(jí)的車子，這樣并不適合攜帶外出，可以多采用輕質(zhì)材料。
四、針對(duì)嬰兒車的人機(jī)工程改進(jìn)措施
（一）嬰兒的生理特點(diǎn)分析
幼兒在生活上逐漸脫離對(duì)母親的依賴，生長(zhǎng)速度比嬰兒期緩慢，但四肢的活動(dòng)能力卻變得越來越靈活熟練，能獨(dú)立活動(dòng)，學(xué)會(huì)了行走，其活動(dòng)范圍也增大，接觸周圍事物的機(jī)會(huì)更多，這一變化使幼兒的世界豁然開朗。幼兒期階段，智力發(fā)育比較快，語(yǔ)言、思維和溝通能力有所增強(qiáng)，在幼兒前期階段，語(yǔ)言表達(dá)能力尚不足，發(fā)音不太準(zhǔn)確，也只會(huì)一些單音節(jié)的詞，溝通的方式多為莫名其妙的語(yǔ)言及手舞足蹈的比畫姿態(tài)；幼兒后期階段，幼兒能清楚表達(dá)自己的意愿，對(duì)活動(dòng)的物體有極大的興趣，喜歡角色扮演，喜歡模仿成人，并且漸漸產(chǎn)生了一定的獨(dú)立意識(shí)，喜歡獨(dú)自玩耍。在思維方面，此階段的孩子總的來說，對(duì)新事物有濃厚的興趣，具備學(xué)習(xí)的能力，充滿了求知的欲望，但對(duì)同一事物的注意力不會(huì)太持久，對(duì)各種危險(xiǎn)識(shí)別的能力不足等（見下表）。
（二）嬰幼兒的身體與車內(nèi)結(jié)構(gòu)的關(guān)系
嬰幼兒的身體柔軟，骨骼發(fā)育還不完全，嬰兒車必須在較小的空間條件里提供嬰幼兒舒適的空間需求。嬰幼兒的生理構(gòu)造決定了他們比一般人更容易受到傷害，由于其正處于身體發(fā)育的時(shí)期，必須要保持嬰兒平躺時(shí)睡得舒服，幼兒坐態(tài)保持良好，使其脊椎不受到損害，保持自然的、本身的脊椎彎曲度，坐臥時(shí)受壓面分布合理，身體肌肉松弛，血液循環(huán)狀態(tài)良好。下圖表達(dá)的就是嬰幼兒坐臥時(shí)的體態(tài)特點(diǎn)，左圖說明的是嬰兒平躺時(shí)脊椎形態(tài)和受壓分布點(diǎn)，右圖說明的是幼兒平躺或稍微坐起時(shí)的脊椎彎曲形態(tài)和受壓分布情況。
從圖中可以看出嬰兒平躺時(shí)，脊椎基本成平直狀，體壓分布在臀部、背部和頭部，幼兒脊椎發(fā)育較嬰兒時(shí)成熟，可以坐起，脊椎成自然彎曲，體壓分布遍及整個(gè)軀干和頭部。母親平抱小孩的時(shí)候，正確的懷抱姿勢(shì)就是一只手托起嬰兒的背部，頭部處于臂彎中，另一只手托起嬰兒的臀部，讓其緊貼母親的身體，這樣的姿勢(shì)能讓熟睡的嬰兒不會(huì)因?yàn)榧ち业倪\(yùn)動(dòng)而被吵醒，也不會(huì)傷害到未發(fā)育成熟的脊椎，因此嬰兒車的座墊要具有腰部防護(hù)功能，使腰部具有依托感，能減少或隔離路面不平帶來的震動(dòng)傷害腰椎，就像母親溫暖的懷抱一樣。除了脊椎，頭部也是嬰幼兒需要保護(hù)的部位，嬰兒車內(nèi)最好有頭枕設(shè)計(jì)，無論是正常推行還是突發(fā)事故，都能強(qiáng)有力的保護(hù)嬰幼兒的頭部。嬰幼兒的頭部大約相當(dāng)于自身體重的百分之十八，在緊急情況下會(huì)造成頸部脊椎的折斷，當(dāng)母親抱嬰兒時(shí)，首先就是用手托住嬰兒的頭部，而頭枕如同母親的臂彎牢牢把嬰幼兒的頭部固定住，并且在頭部障礙檢查測(cè)試中，發(fā)現(xiàn)橫臥角度要大于水平線150°。頭枕就是這種能起到防止嬰幼兒的頭相對(duì)與身體做相反運(yùn)動(dòng)的彈性裝置，當(dāng)發(fā)生沖撞時(shí)，能把吸收這種沖擊力而對(duì)嬰幼兒頭部起到保護(hù)作用。
（三）嬰兒車的人機(jī)工程
根據(jù)以上嬰兒生理，身體與車內(nèi)結(jié)構(gòu)關(guān)系的分析，嬰兒的視野在一米以下，位于一米以下的是空氣質(zhì)量最差、細(xì)菌最密集的地帶，所以嬰兒座椅高度定為一千毫米。嬰兒車體積如果較龐大，用于一般樓梯上或扶手電梯上使用就會(huì)出現(xiàn)很不方便的弊病，所以最好設(shè)計(jì)成折疊的方式。提升相應(yīng)的高度，可以把座位以下的位置設(shè)計(jì)成存物空間，通過此方式增大存物空間，童車的位置提升也可以方便成人和嬰兒雙方向交流。
另外需要重點(diǎn)考慮的還有：
（一）座位方向
研究表明孩子在乘坐嬰兒車時(shí)臉朝向父母，會(huì)對(duì)他們的成長(zhǎng)產(chǎn)生許多的積極的影響，能提供親近感和交互性。
（二）嬰兒親子心理
長(zhǎng)期使用嬰兒車，會(huì)自然地減少嬰兒與母親身體接觸的頻率，將造成嬰兒或多或少的“感覺剝奪”。嬰兒車中應(yīng)考慮“擬態(tài)補(bǔ)充”，例如采用充氣坐墊的座椅，柔軟和溫暖可以讓兒童感覺像是父母的懷抱。
（三）外觀
嬰兒喜歡夸張的形態(tài)，外形的設(shè)計(jì)要新奇吸引人，也要與生活密切相關(guān)。比如仿生學(xué)，可以把生活中常見的物品或者是動(dòng)物作為主形態(tài)，加以夸張。但是不要過于夸張，過于夸張會(huì)引起嬰兒的恐懼心理，感覺陌生。
【關(guān)鍵詞】公交車氣動(dòng)門；內(nèi)燃機(jī)活塞桿；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；坐立結(jié)合椅；UG；MATLAB
Sit-Stand Integrated Chair Based on Slider-crank Mechanism
LI Jia-hui XU Qi-rong ZHOU Jie-yu LI Jin-cheng ZHAN Guo-xiang CHEN Nan-kai
（Beijing Institute of Technology，Zhuhai，Department of Machine and Vehicle Engineering，Zhuhai Guangdong 519088， China）
【Abstract】The article firstly makes a analysis of illustrations on the pneumatic door of bus and the piston rod of diesel ， after that extract the model of regular motion which is called slider-crank mechanism from them. Based on the common point of slider-crank mechanism under the instance application， so that making an assumption and design a sit-stand integrated chair which can be re-gulated the sloping angle. By 3D- model building in UG and MATLAB emulation of mechanism dynamic condition， as well as trying out the material composition， the practicability of innovative assumption is proved out ultimately.
【Key words】Pneumatic door of bus；Piston rod of diesel；Slider-crank mechanism；Sit-stand integrated chair；UG；MATLAB
0 引言
隨著社會(huì)的發(fā)展，高等院校的教學(xué)設(shè)備也在不斷地完善。然而，對(duì)于機(jī)械專業(yè)的學(xué)生來說，工程制圖無疑是一件令人身心疲憊的事情。畢竟在繪圖時(shí)不僅需要十分專注同時(shí)還得長(zhǎng)時(shí)間站立，故為了減輕學(xué)生在制圖過程中的勞累，從而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)制圖的興趣，激發(fā)學(xué)生對(duì)機(jī)械課程的熱情，設(shè)計(jì)出能夠滿足坐立結(jié)合的制圖椅，對(duì)全日制本科日的常教學(xué)有著相當(dāng)?shù)闹匾浴?/p>
1 坐立結(jié)合椅的設(shè)想
1.1 坐立結(jié)合椅的市場(chǎng)需求
除了上述所說的制圖室之外，坐立結(jié)合椅還具有更為廣闊的市場(chǎng)。鑒于市面上提供的辦公椅，大多數(shù)是為了保證靠背的舒適度而采取凳面向后傾斜，然而像制圖、繪畫、發(fā)廊、前臺(tái)服務(wù)、個(gè)人工作室等需要在站與坐之間頻繁切換動(dòng)作的工作環(huán)境里，一張凳面可向前傾斜的坐立結(jié)合椅定能讓人倍感舒適。
1.2 坐立結(jié)合椅的功能設(shè)想
要對(duì)一件產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該做的就是明確設(shè)計(jì)目的。說白了就是將該產(chǎn)品必須滿足功能一一羅列出來，然后為了實(shí)現(xiàn)這些所謂的功能要求再做進(jìn)一步的思考。
對(duì)于假想中的坐立結(jié)合椅，為了適合不同類別人群的使用，并且考慮到人機(jī)結(jié)合的實(shí)用性，故要求所設(shè)計(jì)的椅子不僅需要滿足實(shí)際使用要求，而且還要結(jié)合人機(jī)工程學(xué)[1]來滿足更多的使用人群。最終對(duì)坐立結(jié)合椅總結(jié)出如下幾點(diǎn)要求：（1）能夠輕松實(shí)現(xiàn)升降功能，高度范圍620～700mm；（2）可以將凳面向前傾斜，板面傾斜角度范圍0～40°；（3）升降跟傾斜功能通過兩個(gè)完全不同的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)最佳。
1.3 坐立結(jié)合椅的設(shè)計(jì)
為了實(shí)現(xiàn)上述三個(gè)功能要求，下面來具體分析：
（1）實(shí)現(xiàn)升高降采用市面上廣泛運(yùn)用的氣壓桿，至于高度，用特定長(zhǎng)度的支撐架足以滿足相應(yīng)的要求。
（2）要滿足凳面傾斜，必須要解決的問題是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力來源，由于在設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的平面四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用極為廣泛，為此，可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
（3）坐立結(jié)合椅采取雙氣壓桿，分別對(duì)凳面上升和凳面傾斜提供自鎖力。為了讓使用者更容易操作椅子的升降與凳面的傾斜，故對(duì)升降氣壓桿采取腳踏的形式讓針閥上頂，而對(duì)傾斜角度氣壓桿則采用省力杠桿的手拉形式讓針閥下壓。這樣便滿足用戶習(xí)慣去操作椅子而對(duì)升降與傾斜。
2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的原理與運(yùn)用
運(yùn)用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)凳面傾斜功能時(shí)，必須考慮到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力來源這兩方面的因素，故下面通過兩個(gè)實(shí)例應(yīng)用來說明其工作原理，并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步作創(chuàng)新性運(yùn)用。
2.1 公交車氣動(dòng)門的實(shí)例分析
2.2 內(nèi)燃機(jī)活塞桿的實(shí)例分析
單活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作原理[2]是通過曲軸的旋轉(zhuǎn)，用連桿給予活塞動(dòng)力，使得活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終把熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。
在壓縮沖程時(shí)，切換曲軸為主動(dòng)件，通過連桿活塞向上運(yùn)動(dòng)，燃油和空氣的混和氣體被壓縮，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
在做功沖程時(shí)，活塞再次成為主動(dòng)件下行，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
在排氣沖程時(shí)，活塞向上運(yùn)動(dòng)將燃燒后的廢氣排出，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)至最頂部時(shí)，排氣閥關(guān)閉。
同理，將曲軸作為凳面，模仿單活塞桿內(nèi)燃機(jī)的工作模式（即四沖程），間歇地切換曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件，從而實(shí)現(xiàn)曲軸不停的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。
2.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新運(yùn)用
經(jīng)討論過的兩個(gè)實(shí)例運(yùn)用進(jìn)行仔細(xì)比較，不難發(fā)現(xiàn)兩例實(shí)例有一個(gè)共同點(diǎn)：曲柄在一定的條件下充當(dāng)主動(dòng)件，借助連桿把動(dòng)力傳到滑塊上，而滑塊由始至終做的因此，我們可以利用這點(diǎn)，做出一個(gè)假想：將凳面的傾斜看作是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將水平方向上凳面的轉(zhuǎn)動(dòng)巧妙地轉(zhuǎn)化為豎直方向上的移當(dāng)人坐上凳板的時(shí)候，借助人體的重力給曲柄滑塊機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力來源，通過連桿2的傳動(dòng)，帶動(dòng)滑塊3沿凳面支撐桿作豎直方向上的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)凳面向下傾斜的功能。
若想將凳面復(fù)位，則必須在滑塊3下方添置一根氣壓桿，通過手拉省力杠桿將氣桿里的針閥頂入，氣桿便能提供動(dòng)力讓滑塊3向上移動(dòng)（前提是要保證閥內(nèi)氣體壓力大于使用者本身的重力），即使得滑塊3成為主動(dòng)件，通過連桿2傳動(dòng)將曲柄1（凳面）恢復(fù)水平位置。
通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與氣壓桿的巧妙結(jié)合，在調(diào)節(jié)凳面傾斜度的過程中間歇地切換曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件，實(shí)現(xiàn)凳面的無障礙自由傾斜功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了“無極鎖”的功能，滿足人機(jī)工程學(xué)的理論要求。如此一來，凳面傾斜的功能得以實(shí)現(xiàn)。
3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的仿真與校驗(yàn)
4 坐立結(jié)合椅的三維建模與實(shí)物
4.1 坐立結(jié)合椅的三維建模
圖8 凳面曲柄滑塊機(jī)構(gòu)三維圖
對(duì)坐立結(jié)合椅在UG8.0中進(jìn)行三維建模，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，建模結(jié)構(gòu)如圖8所示。
4.2 坐立結(jié)合椅的加工實(shí)物圖
對(duì)三維建模后的坐立結(jié)合椅進(jìn)行渲染，并用AutoCAD繪制零件與裝配的工程圖，對(duì)各部分零件進(jìn)行加工，在團(tuán)隊(duì)協(xié)作下，歷時(shí)兩個(gè)多月，該作品的得以完成，如圖9所示。經(jīng)過對(duì)實(shí)物成品作試驗(yàn)，證實(shí)了該設(shè)想的可行性，在實(shí)際中檢驗(yàn)了理論知識(shí)。
5 結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過本次對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新應(yīng)用，從理論到實(shí)際上，切實(shí)地驗(yàn)證了一種新型坐立結(jié)合椅的可行性，從客觀上也能看出其必要性和重要性。除此之外，當(dāng)中的推廣價(jià)值也尤其可觀，出于解決學(xué)生制圖舒圖9 坐立結(jié)合椅實(shí)物圖
適度而設(shè)計(jì)的坐立結(jié)合椅，不僅適用于日常教學(xué)的機(jī)械制圖室里，還能用在以站立姿態(tài)進(jìn)行作業(yè)的場(chǎng)合以及各種休閑活動(dòng)集于一體的娛樂場(chǎng)所中。故該作品有著較強(qiáng)的實(shí)用性與推廣性。
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關(guān)鍵詞：人體尺寸 室外健身器材 人機(jī)工程學(xué) 設(shè)計(jì)原則
中國(guó)分類號(hào)：G818.3 文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A 文章編號(hào)：1003―0069（2014）09―0037―02
室外健身器材是在室外設(shè)立專門供居民進(jìn)行鍛煉的健身器材，為居民提供健身、休閑和娛樂的需求。隨著人們對(duì)自身健康重視程度的加深，室外的小區(qū)健身設(shè)施越來越受到人們的喜愛。通過鍛煉可以促進(jìn)人體內(nèi)部血液循環(huán)，增強(qiáng)心肺功能，在鍛煉的同時(shí)更能消耗人體脂肪，所以小區(qū)的健身器材受到了居民的普遍歡迎。
設(shè)計(jì)不合理的健身器材不能達(dá)到鍛煉身體的目的，還會(huì)加重身體的疲憊感，所以小區(qū)的健身器材設(shè)計(jì)尤為重要。
1 常見的室外健身器材的分類
根據(jù)健身器材的使用人數(shù)對(duì)健身器材進(jìn)行分類，包括單人健身器材和雙人或多人健身器材。根據(jù)健身器材鍛煉部位進(jìn)行分類，包括運(yùn)動(dòng)型健身器材和休閑型健身器材。使用者需要通過對(duì)身體各個(gè)部位進(jìn)行活動(dòng)，達(dá)到健身的目的。
2 健身器材在現(xiàn)代生活中的重要性
2.1 滿足人們的健身的需求
在鍛煉的過程中，在操作不同種類健身器材的過程中，所采取的運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)各不相同，在操作中人體的各部分肌肉和活動(dòng)關(guān)節(jié)得到運(yùn)動(dòng)，通過血管和心肌的收縮增強(qiáng)心臟的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)機(jī)能的適應(yīng)能力，通過血液循環(huán)，減少身體內(nèi)靜脈的淤血，預(yù)防各種血栓等疾病。通過鍛煉可以達(dá)到保持身體健康，控制人體體重的效果，是現(xiàn)代人們健身休閑娛樂的首要選擇。
2.2 滿足人們的娛樂需求
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)谙硎芙?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)改善生活方式的同時(shí)，也在面臨著越來越大的精神壓力，因此在休息的時(shí)候適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行鍛煉，可以達(dá)到緩解壓力、放松身心的目的。小區(qū)的健身設(shè)施一般的使用人群為成年人和中老年人，尤其以老年人為主，晚上和街坊鄰里一起進(jìn)行鍛煉，下棋，既增進(jìn)了鄰里之間的情感交流，也滿足了自己的身心愉悅。
人們?cè)谑褂脮r(shí)主要的目的是健身、娛樂，在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該增加一些設(shè)施的娛樂性，比如很多小區(qū)的健身設(shè)施中有象棋和算盤等設(shè)施，人們?cè)谶\(yùn)動(dòng)健身之后，可以進(jìn)行象棋、圍棋等娛樂項(xiàng)目，滿足人們?cè)谶\(yùn)動(dòng)健身的同時(shí)，滿足了人們娛樂方面的要求，使人們心情得到充分的放松、保持心情愉悅，為使用者創(chuàng)造出輕松的健身環(huán)境。
3 結(jié)合人機(jī)工程學(xué)分析健身器材設(shè)計(jì)的原則：
3.1 安全性原則
基于人們使用健身器材的目的是為了鍛煉身體、保持身體健康，所以在健身器材的設(shè)計(jì)中首先要考慮其安全性。在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該考慮到使用的人群，包括老人和小孩所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮的安全問題，在器械設(shè)施的設(shè)計(jì)中考慮人在做各種動(dòng)作時(shí)的尺寸，盡量避免高難度的健身器材的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)將依據(jù)人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)的相應(yīng)尺寸作為理論支撐，要充分考慮人的因素，分析人體在進(jìn)行各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的尺寸、受力情況和極限尺寸等相應(yīng)數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)人體極限尺寸，避免在運(yùn)動(dòng)的過程中出現(xiàn)肌肉拉傷等醫(yī)療事故。例如在轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)工程中，應(yīng)該充分考慮，人體站姿時(shí)手臂的推力和雙手最大的活動(dòng)范圍，結(jié)合人體相應(yīng)的尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣在鍛煉身體的時(shí)候可以避免手臂活動(dòng)范圍過大，引起的肌肉拉傷，關(guān)節(jié)炎等病癥。
對(duì)于存在危險(xiǎn)的一些運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)進(jìn)行極限位置限定，避免在使用時(shí)因?yàn)閼T性或者沖力而導(dǎo)致的安全事故。例如在活動(dòng)式健身器材太空漫步機(jī)的使用過程中，人們可以在器材上進(jìn)行走步、慢跑等動(dòng)作，能鍛煉人體的腿部肌肉和手臂力量，但是很多使用者在使用時(shí)將其當(dāng)做劈腿練習(xí)的機(jī)器，容易造成腿部肌肉拉傷等疾病，達(dá)不到健身的效果的同時(shí)還有害健康。還有一部分老人喜歡雙腿朝一個(gè)方向一起運(yùn)動(dòng)，易造成重心不穩(wěn)，一旦失手摔下，首先受傷部位就是后腦。所以在對(duì)太空漫步等健身器材進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行極限位置的設(shè)定，使踏板在分開到一定角度時(shí)，不能再繼續(xù)增大角度，防止適用人群發(fā)生肌肉拉傷等事故。通過人體尺寸的極限值分析，當(dāng)腳踏板離開器材中心軸線的最大角度為55°時(shí)為極限值，所以將極限位置設(shè)定在55°最為適合。
健身器材的制作材料大多為金屬材質(zhì)，多數(shù)南方城市和沿海城市的氣候潮濕或陰雨天氣過多，健身器材涂層容易產(chǎn)生腐蝕或者褪色，不僅影響美觀，而且容易造成使用者手部磨破和劃傷。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意健身器材的材料選擇，必須選擇安全、環(huán)保的材料。
此外，健身器材的造型設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)單且倒角圓滑，盡量不用復(fù)雜的零部件，避免人們?cè)谑褂玫倪^程中被劃傷。
3.2 通用性原則
在對(duì)室外健身器材進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮各個(gè)地區(qū)人口在人體尺寸上的差別，不同地區(qū)的人體尺寸由于種族、生活習(xí)慣和飲食的不同，每個(gè)地區(qū)的人體基本尺寸存在著很大的差異。所以健身器材在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)參考各地區(qū)相應(yīng)的人體尺寸特點(diǎn)做為尺寸設(shè)計(jì)的依據(jù)。
室外的健身器材經(jīng)常設(shè)置在小區(qū)內(nèi)，面向廣大居民，使用者主要是小區(qū)全體居民，所以對(duì)于健身器材在尺寸方面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)國(guó)標(biāo)中人體水平尺寸、立姿人體尺寸、坐姿人體尺寸等相應(yīng)尺寸，選取第五十百分位數(shù)的人體尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，做到滿足大多數(shù)人的使用要求。
3.3 舒適性原則
健身器材的使用過程中，使用者即使施力也是受力者，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，尤為注意把手、扶手、拉環(huán)、座椅等部位符合人機(jī)尺寸和人體的各種自然曲線，使鍛煉者感到舒適的同時(shí)減少健身器材對(duì)身體的損傷，例如在伸背架的設(shè)計(jì)中，人體背部與健身器材相接觸的部分，采用的形狀曲線與人體脊柱曲線的形態(tài)相似，當(dāng)使用者在進(jìn)行鍛煉時(shí)，脊柱的整體受力均勻，不存在受力不均勻或過激的情況。這種設(shè)計(jì)增加了使用者進(jìn)行背部拉伸訓(xùn)練的效率，既增加鍛煉時(shí)的舒適性，同時(shí)增加使用者在進(jìn)行鍛煉時(shí)的安全性。
3.4 統(tǒng)一性原則
健身器材作為產(chǎn)品與使用場(chǎng)所組成了一個(gè)整體，在設(shè)計(jì)的時(shí)候要將健身設(shè)施的設(shè)計(jì)要與周圍的環(huán)境統(tǒng)一起來，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于健身器材使用地面的鋪裝應(yīng)該注意其色彩、尺度、質(zhì)感及拼接等外觀效果。這些因素對(duì)健身器材的使用環(huán)境有很大的影響。很多小區(qū)的健身器材在安裝時(shí)并沒有考慮到其所使用的環(huán)境，將其隨意安裝在水泥地面上，水泥地硬度較大，危險(xiǎn)性較大且不美觀。室外健身器作為人機(jī)系統(tǒng)中的機(jī)器，與使用環(huán)境存在著直接的關(guān)系，在設(shè)計(jì)時(shí)將健身器材和使用環(huán)境看成一個(gè)整體，有利于將健身器材等設(shè)施更好的融入到相對(duì)應(yīng)環(huán)境中，使健身器材和使用環(huán)境形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。
3.5 維修性原則
健身器材的維修性設(shè)計(jì)原則包括兩方面，一是日常使用運(yùn)行中的保養(yǎng)維護(hù)，二是定期的或出現(xiàn)故障時(shí)的檢查維修。在室外健身器材中大部分健身器材都有擺動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等功能，如扭腰器、健騎機(jī)、牽引器、雙人轉(zhuǎn)輪、漫步機(jī)等，這些健身器材的零件相對(duì)靈活，容易產(chǎn)生磨損、松動(dòng)，所以在使用的過程中應(yīng)該定時(shí)進(jìn)行檢查和維護(hù)。此外，在健身器材設(shè)計(jì)時(shí)，盡量避免整體化的設(shè)計(jì)當(dāng)健身器材損壞或遭到破壞時(shí)可以及時(shí)更換零件，避免健身器材在遭到破壞后，無去更換損壞零件從而無法使用，避免資源浪費(fèi)。
一、提高生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生“雙能力”的迫切性與必要性
生物科學(xué)是目前國(guó)際上發(fā)展最迅速、最熱門的學(xué)科之一，美國(guó)科研隊(duì)伍中有50%都在研究生物科學(xué)，不管是國(guó)際還是國(guó)內(nèi)，國(guó)家對(duì)于生物科學(xué)的投入非常多，因此生物科學(xué)的發(fā)展前景十分樂觀。生物科學(xué)的重要性不言而喻。從基礎(chǔ)科學(xué)方面，它可以幫助人類加深對(duì)自然的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)對(duì)自然規(guī)律和生命活動(dòng)規(guī)律的探索；從人類生活方面，生物科學(xué)與之最息息相關(guān)的領(lǐng)域有兩個(gè)方面，即醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)。醫(yī)學(xué)可以幫助人類根據(jù)人體生命活動(dòng)規(guī)律，研究發(fā)病機(jī)理，從分子層面定向設(shè)計(jì)藥物，幫助人類克服癌癥、心臟病、糖尿病等頑疾，農(nóng)業(yè)可以實(shí)現(xiàn)定向育種，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物及動(dòng)物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、抗病。同時(shí)，生物科學(xué)的研究成果還可以轉(zhuǎn)化到非生物科學(xué)上去，例如DNA芯片等，進(jìn)一步造福人類。目前，我國(guó)的生物科學(xué)和技術(shù)產(chǎn)業(yè)正迅猛發(fā)展，社會(huì)急需大量具有實(shí)踐工程能力和創(chuàng)新能力，并能很快投入到生物制造、生物能源、生物環(huán)保等一批新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才。高校作為人才培養(yǎng)基地，必須通過教學(xué)改革和創(chuàng)新，全面提高學(xué)生的“雙能力”，承擔(dān)起為社會(huì)培養(yǎng)具有高素質(zhì)高技能且具備創(chuàng)新能力的技能型生物專業(yè)人才的責(zé)任。
二、提高生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生“雙能力”的改革措施
1、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)模式實(shí)踐教學(xué)是鍛煉學(xué)生能力，發(fā)展學(xué)生思維和進(jìn)行創(chuàng)新教育的重要手段。通過改變傳統(tǒng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置依附于理論課程的模式，整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，超越單門課程的范圍，建立實(shí)驗(yàn)課程之間的系統(tǒng)聯(lián)系，促進(jìn)知識(shí)內(nèi)容的相互滲透和融合，避免不同課程中的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)課程綜合化，將原有相對(duì)獨(dú)立縱向聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)課程，形成縱橫交叉的網(wǎng)狀實(shí)驗(yàn)課程體系，以提高和實(shí)現(xiàn)學(xué)生“雙能力”的培養(yǎng)。
2、開展校內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的模擬訓(xùn)練生物科學(xué)專業(yè)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容較多，主要有《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)》、《基因工程實(shí)驗(yàn)》、《蛋白質(zhì)與酶工程實(shí)驗(yàn)》、《發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)》、《分子工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)》等，通過發(fā)揮校內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性、研究性等多樣化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過生物科學(xué)專業(yè)學(xué)年論文、畢業(yè)論文、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目、參與教師的項(xiàng)目研究等實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在校內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上獲得初步的生物類實(shí)踐工程能力和創(chuàng)新能力的鍛煉，逐步掌握研究探索問題的思路和方法，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)揮最好效果，提高教學(xué)質(zhì)量。
3、實(shí)習(xí)模式的調(diào)整與完善徹底改變以往的實(shí)習(xí)模式，將課程實(shí)習(xí)與實(shí)踐、認(rèn)知實(shí)習(xí)與實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)習(xí)與實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)與實(shí)踐等專業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)間統(tǒng)一集中，將學(xué)生分成若干個(gè)小組，直接參與到相關(guān)生物類合作單位的工程項(xiàng)目中。學(xué)生通過參與實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的操作與實(shí)施以及相關(guān)生物過程的控制與調(diào)整等工作，培養(yǎng)學(xué)生整體、系統(tǒng)全局的觀念，并借助企業(yè)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)條件及技術(shù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練培養(yǎng)，提高學(xué)生站在系統(tǒng)的高度上發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，進(jìn)而加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才開創(chuàng)良好局面。同時(shí)，這也可以拓展學(xué)生的就業(yè)渠道，為企業(yè)提供一個(gè)選拔工程人才的平臺(tái)，最終使雙方達(dá)到“共贏”的局面。
三、結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐教學(xué)的探索是一個(gè)復(fù)雜的過程，有很多的模式需要不斷的調(diào)整與改進(jìn)。通過“兩平臺(tái)雙能力”專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的改革，建立課內(nèi)外及校內(nèi)外的互動(dòng)，為學(xué)生培養(yǎng)分析解決問題的能力、實(shí)際動(dòng)手能力、自學(xué)能力、新技術(shù)應(yīng)用能力、開拓創(chuàng)新能力等搭建了很好的平臺(tái)，有效的提高了學(xué)生的實(shí)踐工程能力和創(chuàng)新能力。通過了解，實(shí)踐改革成效還是可以的。因此，“兩平臺(tái)雙能力”專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系無疑是提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、增強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用能力的有效途徑。
作者：王莉衡 單位：西安文理學(xué)院生物與環(huán)境工程學(xué)院
