仿生學在兒童醫療產品情感化設計中的應用研究

哈爾濱理工大學 機械動力工程學院 史耀軍 於 航 姚 佳 

摘要：目的 隨著時代的發展和科技的進步，工業產品的設計也在尋求突破與創新以滿足人類社會日益豐富的物質文化需要。現代醫學對醫療產品技術層面需求日益提高的同時，人們更加注重其中情感化的設計，冰冷機器的外表更要體現出人文關懷的精神，這亦是對現代醫學的最好詮釋。方法 仿生學的發展為醫療產品提供了新的設計理論和工程原理，提出了一種將仿生學概念融入到現代醫療產品的情感化設計之中的技術探討，相信它將極大地促進醫療產品的情感化設計發展。針對社會當中相對弱勢的兒童群體，闡述了兒童醫療產品的人文關懷設計分析方法，仿生學概念的情感化應用方法。結果 將所研究的方法運用到兒童醫用霧化器產品的設計中，完成了仿生學情感化設計的實踐。結論 通過對仿生學與兒童情感化設計的理論和實踐研究，可得出一種現代醫學產品的情感化設計方案，並就仿生學的運用給情感化設計的方法未來發展帶來了啟示。

關鍵詞：仿生學 情感化設計 兒童醫療產品

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2018）02-0034-02

Abstract：Objective With the development of the times and the progress of science and technology，the design of industrial products is also seeking breakthroughs and innovations to meet the increasingly rich material and cultural needs of human society. Modern medical technology level to increasing demand for medical products at the same time，people pay more attention to the emotional design in which the cold machine look more to reflect the spirit of humanism，which is also the best interpretation of modern medicine.Method With the development of bionics design theory and engineering principle for new medical products，puts forward a concept of bionics into the emotional design of modern medical products to the technology， I believe it will greatly promote the development of the emotional design of medical products. In view of the relatively vulnerable children in society，this paper expounds the humanistic care design and analysis methods of children's medical products， and the emotional APPlication of the concept of bionics.Result The research method was APPlied to the design of children's medical atomizer，and the practice of bionics emotion design was completed.Conclusion Through the research on the theory and practice of bionics and children's emotional design，emotional design scheme can be obtained for modern medical products，enlightenment and APPlication of bionics to the future development of the method of emotional design.

Keywords：Bionics Emotional design Children's medical products

引言

「物競天擇，適者生存」表達出達爾文進化論的核心思想，生活在地球數以萬計的生物在億萬年以來都是通過不斷遺傳變異來適應自然，完成由低級到高級、由簡單到複雜的進化繁衍過程。隨著人類社會的產生，為了更好地滿足自身生存法展需求，各種各樣的工業設計產品應運而生。追本溯源，人類各種先進技術、創新思維、工程原理以及給人類社會帶來便利的重大發明產生的靈感都來自於大自然。現今的人類社會也是一個自然交替的產物，作為一個生命的開始，兒童是能夠創造祖國未來的下一代，因此在當今科學進步帶來的人類社會對於兒童專屬產品的設計提出的更多的要求，個性設計、綠色設計以及人性化設計已成為兒童醫療產品設計發展的方向。如何進行創新設計，本文研究探索將仿生學設計充分應用到其中，創造出更多貼心的兒童醫療產品。

一、兒童醫療產品的人文關懷設計分析

在設計兒童醫療產品時，首先應從患病兒童的心理特徵及認知需求進行分析，再進一步得出兒童醫療產品的情感化設計原則，並為仿生學的應用提供了設計的參考範圍。

（一）患病兒童的心理特徵分析

1.分離性焦慮 ：兒童對父母有著很強的依賴性，由於生病入院需進行物理分離甚至隔離治療，極易產生分離性的焦慮症狀。由焦慮又可誘發其行為的退化，比如大聲哭鬧、拒絕進食，扔東西、發脾氣等，還會出現排斥反抗行為，甚至出現不配合治療、想要逃離醫院的行為。

2.恐懼心理 ：多數患病兒童在入院後容易產生恐懼心理，主要原因包括以下幾方面：

第一，由於感受到陌生、冰冷、寂靜的醫院環境，兒童難免產生緊張和不適的情緒。

第二，各種診療器械和診療的一些操作手法讓兒童感到害怕。

第三，本身患病的不適和治療中輸液、扎針所帶來的疼痛刺激兒童產生恐懼心理。

3.抑鬱自卑：由於長期住院治療，久治不愈也會使兒童產生抑鬱自卑的情緒，意識到疾病的嚴重程度和給家庭造成的負擔，因而出現悶悶不樂、消極治療的情緒。

（二）患病兒童對醫療產品的認知需求分析

1.康復需求：患病兒童到醫院就醫的最主要目的是緩解病痛、治癒疾病，通過治療能恢復身體健康早日出院。結合康復需求，醫院需要在提供治療方案同時為患病兒童營造一個舒適溫馨的醫療環境，這樣才能安撫兒童緊張害怕的情緒，幫助兒童積極配合醫生診療，早日恢復健康。

2.情感需求：由於疾病給患病兒童帶來的痛苦，在患病階段，兒童的心理更為敏感脆弱，也更加依賴父母，尋求情感陪伴。醫院在診療過程中除了關注兒童疾病的治癒，也應關注兒童的情感需求，通過各種方式對兒童進行人文關懷。醫護人員的舉止行為是一個方面，而帶有情感化設計的醫療產品和生活用品也可以從另一方面帶給患病兒童以撫慰。

3.社交需求：雖然因患病入院，但是兒童喜歡玩耍、結交新朋友的天性不會因此而改變。在入院之初，可能會因為接觸到醫護工作者嚴肅的面孔和醫院來來往往的人群而感到緊張，同時也會因為中斷了與外界的聯繫感到不安，但如果能及時地提供給患病兒童一個能夠玩耍和結識其他小夥伴的空間，那麼這種緊張不安就會漸漸消失。因此，在醫院兒童病房的設計使用中，可以對空間加以改造，並通過設計一些情感化醫療產品，幫助患病兒童之間溝通交流、愉快玩耍。

二、仿生學視閾下兒童醫療產品情感化設計分析與實踐

（一）仿生學的兒童情感化設計原理

仿生學在生物學中屬於「應用生物學」的分支，針對其應用特性，結合兒童患者的情感化原則，仿生學可以為兒童醫療新產品的研發提供新的設計理念和工作原理。仿生學是基於人類社會的發展進步而出現，其學科發展的目的也是為了服務於人類社會，將仿生學運用到特殊群體，尤其是弱勢群體的產品設計中，可提供更為靈活高效、便捷安全、綠色環保的技術產品。在醫療產品設計領域，仿生學的運用也往往產生了意想不到的治療效果，同時也隨著生活水平的提高，社會對孕婦老人兒童這些特殊群體的產品設計提出了更高要求，這些弱勢群體迫切地希望能夠使用到更為人性化的、適合自己的產品，而通過仿生學的嘗試能得到更為新鮮、充滿活力的創新方法，這也使仿生學成為了一種設計創作中追求人性、回歸自然的可行方法，在兒童醫療產品研發過程中形成新亮點。

（二）仿生學在兒童醫療產品的情感化設計原則

在醫療產品領域，落實到具體設計方法可以體現出仿生學自身的特性，以生物系統特徵為切入點，根據兒童患者不同的設計目的，仿生學的劃分方法也各有不同，以下加以簡要說明。

1.兒童醫療產品形態仿生情感化設計：形態仿生設計，就是以自然界的所有生物進行外部形態觀察為基礎進行產品設計。形態仿生設計也是工業設計中較為常見的仿生方法，包括對動物、植物、微生物以及人類自身各種特徵的全面認知，從而模擬研發出新型設計產品[1]。目前，以微生物形態仿生設計為代表的微觀形態仿生設計正逐漸成為當下具有現實意義的新興研究方向。

在形態仿生設計中，又可以根據仿生對象的逼真程度劃分為具體形態仿生和抽象形態仿生，這也表現出設計過程中更注重了對產品形態美與購買者審美需求的協調統一。具體形態仿生，就是指設計產品的外部形態與被模仿對象形態高度相似[2]。基於具體形態仿生出的產品往往在外形上具有較高的辨識度，為產品外觀增加了趣味性和親和力，因此多用在兒童產品設計中。抽象形態仿生，則是指設計產品是由被模仿對象的形態經過加工提煉而成的，最具代表性的特徵用以外形的設計和裝飾。因此，抽象形態仿生設計往往都具有一定的設計理念和象徵意義。

2.兒童醫療產品結構仿生情感化設計：結構仿生設計，主要是指通過觀察研究生物體結構，模仿學習自然界各種生物內外結構、運動模式、生長態勢，從而創造出設計產品。隨著地球環境億萬年的變遷，存在於自然界的生物為了適應不斷變化使外部環境也進行著進化演變，這種進化演變主要由生物體日趨精巧合理、實用完整的結構表現出來。通過對生物體結構的研究，在結構仿生設計中所體現的也將是產品需求與自然表徵的有機統一、和諧共生。

圖1 兒童醫用霧化器仿生設計樣品

3.兒童醫療產品功能仿生情感化設計：功能仿生設計，具體是指通過研究自然生物的客觀功能，觀察其原理與特殊，而後進行的對設計產品功能改良、新產品功能的創新研發[3]。生活在自然界的動植物通過自身器官和形體進化，逐步適應了外界複雜多變的環境，有些物種甚至將自身近乎完美地與自然融為一體。現代工業設計過程中，產品能否滿足消費者在物質功能上的訴求也應作為一條重要標準來衡量產品成功與否。因此，在仿生學研究中應將借鑑學習生物系統的優良功能作為技術創新的方向，推動工業設計的發展，研發出更多能夠滿足人們日常生活的新產品。

4.兒童醫療產品肌理仿生情感化設計：肌理仿生設計，就是指模擬利用生物體表面的自然屬性，設計出表面紋理、質感、紋路、視覺效果相似的產品[4]。使用者對一款產品的認知往往先從視覺、觸覺開始進行最初的直覺評判，產品的肌理就是直覺評判的最重要依據。產品不同的質感和肌理傳遞出不同的心理體驗，光滑的肌理給人高端精緻的體驗，粗糙的肌理給人結實厚重的體驗，柔軟的肌理給人舒適安全的體驗，堅硬的肌理給人牢固耐用的體驗。由此不難發現，肌理的應用往往是產品最為直觀的物質基礎，更有甚者已經超出直觀評判的範圍，帶來的是更多功能和特性的提升。因此，在產品設計過程中肌理的應用也是重要一環。

5.兒童醫療產品色彩仿生情感化設計：色彩仿生設計，就是通過對自然生物自身絢麗繽紛而又獨樹一幟的色彩的借鑑和使用，設計出色彩多元化的產品。大自然為我們提供了最為豐富多樣的色彩，不同的色彩對視覺產生的影響也不盡相同，紅色帶給人熱情、溫暖、樂觀的視覺感受，藍色帶給人寧靜、清新、自由的視覺感受，黃色帶給人燦爛、尊貴、優雅的視覺感受，視覺一旦受到外在色彩的影響也會產生情緒的波動[5]。在追求個性時尚的現代社會，產品的色彩運用也越來越受到消費者的重視。因此，在選擇色彩時若利用自然界本身就存在的動植物色彩，就會帶給人親切、自然、和諧的感受，給人以回歸自然的舒適體驗。

（三）仿生學的兒童情感化設計實踐

為了更好地將理論與實際應用相結合，努力探索更佳的情感化產品體驗，針對兒童醫用霧化器產品研究並提出設計方案。首先，對目前霧化器的國內外研究現狀及市場上存在的兒童醫用結合霧化器產品進行調研，比較各種醫學霧化器的優缺點[6]。其次，運用情感化設計中的問卷調查法，設計一項調查問卷，向具有代表性的群體，如兒童、家長、醫生等發放並回收有效問卷，意在用來從產品形態仿生的情感化角度出發，選擇一些比較受歡迎的霧化器仿生學形態，選擇比率最大的就是動植物的仿生形態。再次，確定仿生形態範圍後，根據資料查閱以及設計製作，列出幾種優秀的兒童醫用霧化器效果圖，並利用情感化設計工具語意差分法，羅列出描述產品情感化語意的詞彙來，再次發放調查問卷，評價出幾種效果圖的語意數據，進行多維數據的統計分析，得出一項融入了仿生學形態的兒童醫用霧化器產品的樣本。最後，通過建模軟體設計建模，形成產品的立體模型（如圖1）。產品白色主體形狀符合醫療產品的簡潔、穩定、嚴謹，同時在產品上端結合向日葵花的仿生形象設計出醫用霧化器的娛樂功能，增加了兒童產品的趣味性，並添加了卡通風格，使得產品更加靈活生動，滿足治療使用的同時，增加了與兒童的新鮮感和親和力。向日葵花又被熟稱為「向陽花」，取其內涵，能給予兒童更大的能量與信心，戰勝病魔早日康復。

結語

古希臘哲學家亞里斯多德曾說過，大自然中的每一個領域都是美妙絕倫的。人類產生於自然，人類的生存發展離不開自然，當工業步伐加快、都市樓宇林立時，遠離了自然的人們將更迫切地尋求回歸自然。對於自然的情感訴求在仿生設計中得到了最好的展現，再通過仿生學在兒童醫療產品情感化設計的應用研究，自然與醫學人文關懷設計將更好地有機結合，通過對自然生物形態、功能、結構、肌理、色彩的模擬借鑑，不斷增強兒童醫療產品的人性化功能，實現人與自然的和諧共生。針對仿生學理論和實踐研究與兒童情感化設計的融入，提出現代兒童醫療產品的情感化設計方案，為仿生學在醫學人文設計情感化的方法研究方面產生了重要影響。但這種多元化設計相融合的運用不止於此，隨著科技的發展進步，更具有生物技術的醫療產品市場需求日益強烈，將仿生學理念融入情感化設計之中，必將帶來一個嶄新的設計時代。

參考文獻

[1] 趙振華 . 仿生設計在兒童食品包裝中的應用 [J]. 大眾文藝，2015，（03）：104.

[2] 羅一墩，尹影 . 仿生設計在工業產品設計中的應用及前景 [J]. 企業導報，2016，（11）：55-56.

[3] 錢皓，姜範圭，陳虹儒 . 仿生設計在沙發設計中的應用研究 [J]. 藝術研究，2014，（04）：168-169.

[4] 劉芳芳 . 仿生設計在室內家居用品設計中的應用方法 [J]. 藝術科技，2013，26（05）：228.

[5] 黃歆 .兒童醫療產品情感化設計探究 [J]. 設計，2016，29（17）：108-109.

[6] 李中望 . 基於霧化器的室內溫溼度自動控制系統設計 [D]. 合肥工業大學，2013.

[7] 王豔豔 . 寧波市兒童醫療環境色彩設計對策研究 [J]. 設計，2016，29（11）：26-28.

 

摘自《設計》雜誌2018年2月刊（上半月）

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