设计中的人因：34个设计小故事

谈到人因学，一定要谈到一位12个孩子的母亲，美国*位获得心理学博士学位的妇女，莉莲•吉尔布雷思（Lillian Moller Gilbreth）女士。她和她的丈夫弗兰克•吉尔布雷斯（Frank Bunker Gilbreth）都是人因学研究专家。 他们的孩子写了一《设计中的人因：34个设计小故事》，专门讲述他们的父母如何教养12个孩子，并且把组织层面时间和动作相关研究用到日常家庭中。这也是*早的人因，如何把一个家庭经营得井井有条。其实，人因在我们生活中无处不在，从一把椅子的更舒适、更科学的设计，到核电站的安全性和高效性的规划，再到城市交通运输网络的科学性和人性化的布局。人因已经成为了设计师设计的基本准则，即以人为本，造福于人。在中国，随着科技的发展和人们生活水平的提高，消费者希望通过购买产品和布局环境，让自己生活得更舒适、更科学；设计者则需要更多地发现和关注消费者的行为并挖掘潜在需求。
《设计中的人因：34个设计小故事》希望通过34个小故事，带领大家了解设计中的人因。书中的小故事大都是*近十多年开展的设计和人因相关研究。我们对这些研究进行了重新整理和编排，希望通过这样一个方式，增加对自己和对人因学的了解，从科学的角度理解自己的需求和特征，也希望能够给未来产品设计者一个重要的设计参考。对于用户来讲，适合自己心理和生理特质的产品才是好的，对于设计者来说考虑和权衡多用户的生理和心理特征则是一门必修课。没有*好的设计，只有*适合的设计。希望你能从34个有趣的小故事中更加了解自己和他人。

饶培伦，清华大学工业工程系教授，博导，清华大学工业工程系人因与工效学研究所所长、清华信息技术可用性实验室负责人、国家自然科学基金“杰出青年基金”获得者。主要研究方向为人因工程，人机交互，跨文化设计，为老年人的设计，用户体验，移动设备交互，游戏研究，人与机器人交互，客户体验管理，服务设计与评估等。曾任ACM SIGCHI中国区副主席和美国人因工程学会中国分会主席。共发表专著4部：《人因工程：基础与实践》和《人机交互：以用户为中心的设计与评估》等，参与编撰 The Handbook of Human Factors and Ergonomics，Handbook of Standards and Guidelines in Ergonomics and Human Factors， Handbook of Human Factors in Web Design，The Universal Access Handbook，Ergonomics in Developing Regions: Needs and Applications， Cultural Factors in Systems Design: Decision Making and Action，Cognitive Robotics，发表国内外学术期刊论文近150篇，包含Human Factors, IJHCS等*期刊。在信息技术对不同人群的普适性，以及人对信息技术的认知模式等领域取得了许多具有创新性和影响力的成果，提出了“人机界面知识表征的跨文化差异理论”、“老龄人群的人机交互模式”等具有国际学术影响力的理论。曾多次主持国家自然科学基金项目，包括人因工程与决策行为分析（杰出青年科学基金），人与机器人交互研究、移动通信设备交互绩效框架的研究等，也曾参加欧盟第七框架的“可及的服务集成和标准的开放性架构”。同时，还在国际合作、产研结合、人才教育等方面进行了广泛的探索，曾获“英国人类工效学会主席奖章”等国际重要奖项。此外，人因所还曾与利宝互助、摩托罗拉、宝洁、三星、诺基亚、SAP、IBM、华为、NTT、欧洲宇航防务集团等国内外企业开展了大量人机交互主题的合作。 

本书收录了34个人因科学小故事，旨在通过简单化、生活化的解读，带领大家走进设计中的人因。
科技已经渗透到我们生活方方面面，而人因多种多样，人与科技如何互相影响？科技又如何为人类和谐和幸福服务？本书从生活中的人因、即将来临的老年社会、产品设计与评估、人工智能与机器人四个角度全面解读科技发展和人因对人们生活的影响。本书旨在帮助读者从科学的角度理解人类的差异化需求和特征，以及科技发展给产品设计带来的机遇和挑战。

目录

专题一生活中的人因

“嗅”得到的文化差异

你看见的预警，真的代表危险吗?

在中国，是颜值还是身材对异性更有吸引力呢？

“智能手环”和“发朋友圈”，哪个是女性健身的好伙伴？

今天，你“多任务交互”了吗？

智能设备多任务交互： 你中毒有多深？

在多任务的时代，你还能保持专注吗？

线上和线下的结合？AR眼镜在服装零售中的应用

中国珠算运算的认知过程

参考文献

专题二即将来临的老年社会

广场舞背后的故事

网络真的是无障碍的吗？

“互联网 ”时代，高科技如何加上老年人？

智能手机时代，老年人和年轻人的需求有什么不同？

如何为慢性病患者设计个人可穿戴设备？

会有一种工具能帮助高血压患者更好地自我管理吗？

中国农村用户对手机娱乐功能的接受度受什么影响？

参考文献

专题三产品设计与评估

地铁标识里的大学问

手机尺寸真的会影响用户购买手机吗？

小屏幕上的汉字显示要如何优化？

德国老司机和中国老司机使用V2V会有哪些区别？

如何为游牧维修工人设计一款经验管理智能手机应用

手指属性和中文特性如何影响中文手写输入？

拿什么拯救你，手写输入法？

如何设计一款好的汉字手写输入法？

参考文献

专题四人工智能与机器人

人工智能时代来了，你准备好了吗？

如何打造可以帮助用户养成节能习惯的智能环境？

人工智能可以帮我们突破外语阅读的障碍吗？

智能助手时代来了，如何选择自动化的“度”？

机器人的社会身份如何影响我们决策？

不同文化下，我们如何看待机器人的建议？

机器人用不用“入乡随俗”？

智能家居那么火，你为什么不用？

饮水机向您发出一条好友申请

购买智能电视，你更看重哪些功能？

参考文献

前言
近年以人为中心设计（HumanCentered Design）的概念和实践在国内飞速成长，一方面得益于经济和科技的发展，另一方面源自人们对美好生活的追求与渴望。相对于以用户为中心(UserCentered)，尽管方法共通，但二者之间最大的不同是动机，以人为中心更强调考虑所有人的福祉，而不只是满足人群中目标用户群体的某些需要。比如有的互联网游戏或服务的确成功吸引到了众多用户，却也让自制能力弱的未成年人沉迷其中，这样的例子不胜枚举，而且仍是现在进行时与未来时。因科研工作之故，我们对于在众多实验室中发展的新技术，还有大小创新创业团队如火如荼开发的产品与服务略有所知，这让我们对未来充满期待却也难免忧心忡忡。这并不代表我们应该从负面角度看待，科技带来的改变既是挑战也是机会，是以人为中心的概念和实践的挑战与机会。
以人为中心设计需要考虑所有人的因素和需求，即人因（Human Factors）学。 人因学是一个多学科交叉的领域，与工程、设计、社会和人文等都紧密相关。科技和经济的进步让人们对美好生活的需要日益增长，人们不仅要将合适的人引入已有的机器和系统，更多的是开始关注如何通过以人为中心的设计来开发产品和系统以提升效率和幸福感。以人为中心设计的实践无处不在，从一把椅子的更舒适和更科学的设计，到车辆的安全性和智能性的升级，再到城市交通网络的科学性和人性化的布局。以人为中心设计已经成为设计中的基本准则，即以人为本，造福于人，并指导更多产品进入我们的生活。
本书希望通过34个有趣的故事带领读者了解以人为中心设计的概念。书中的故事大都是近年开展的设计和人因学相关研究，我们对这些研究进行了重新整理和组织。对用户来说，从科学的角度了解自己并选择适合自己心理和生理特质的产品是生活中的必修课； 对设计者来说，在设计中考虑和权衡用户的特质和需求则是设计的基础课。没有最好的设计，只有最适合的设计，希望你也能从34个有趣的小故事中体会以人为中心设计的意义和乐趣。
编者2019年3月

专题三产品设计与评估

科技的不断发展带来各种各样的新产品，而这些新产品的工作原理与使用方式往往有别于以往的产品，因此会带来很多新的问题。这些问题往往与用户直接相关，关系用户操作使用新技术的体验，更影响未来产品设计的方向。设计师在设计前需要了解已有的产品特点和类型，在新产品设计后需要做好产品的评估和迭代。
“地铁标识里的大学问”以北京地铁为例，综合考虑北京市的情况和北京地铁的现状，指出北京地铁标识设计中存在的问题，为未来北京地铁标识的改进提供了借鉴。“手机尺寸真的会影响用户购买手机吗？”研究了手机尺寸和文化对于用户使用偏好的影响。在屏幕尺寸一定的情况下，汉字要如何有效地显示和优化，“小屏幕上的汉字显示要如何优化？”揭示了小屏幕下的汉字显示问题。车对车（Vehicle to Vehicle Communication System，V2V）不仅是各大汽车公司所关注的重点领域，也是未来汽车发展的一个方向。“德国老司机和中国老司机使用V2V会有哪些区别？”在考虑文化背景的情况下，带你了解司机对V2V的看法。“如何为游牧维修工人设计一款经验管理智能手机应用”以游牧维修工人作为切入点，探讨了如何为这类群体有效地管理知识和经验。一直以来，中文的输入方式是一个非常重要的研究主题，“手指属性和中文特性如何影响中文手写输入？”“拿什么拯救你，手写输入法？”“如何设计一款好的汉字手写输入法？”从多个维度对手机输入的设计进行了评估，并给出了相应的建议和参考。
需要指出的是，科技的发展也通常伴随着旧技术的更迭与淘汰。这个专题一部分主题虽然随着时代的发展所关注的技术可能并不是特别新，但所涉及的方法在我们面对新问题的时候，仍可为今后探索新的产品设计与评估提供参考和思路。

地铁标识里的大学问

世界各大城市为解决市民出行问题，积极建设交通设施与公共运输工具，而城市轨道交通系统（地铁）因其运量大、可靠性高、污染低等特点，已成为改善大城市交通问题的首选。地铁标识带来的用户体验，则是与人们日常出行密不可分的话题。目前全世界地铁规模前三位依次为上海、北京与伦敦，让我们以北京地铁为例，看看应该如何设计地铁标识。
北京市在2014年的人口统计数约2152万，每年接待国内旅游人数约4000万，海外入境旅游人数超过300万，地铁系统负责重大的运输工作。北京市在2008年奥运会之前只有三条地铁线，而到2015年已开通了18条路线，运行里程数达527km。北京地铁建设规划预计2021年的总里程将达到近1000km，规模将再扩充一倍。根据统计，地铁每日平均客运量在1000万人次以上，以1%估计,外地人使用地铁也有约10万人次。
由于北京市面积大、人口多，地铁系统共设有318座车站，并以绵密的交错网络提供不同路线的换乘衔接，庞大数量的旅客散布或聚集在车站、站台、衔接的联络道、车厢中。如何让旅客快速顺利地找到对的路线及方向，除了需要依靠硬件设施的动线规划外，更需要清楚易懂的标识指引。事实上，北京地铁的标识设计存在一些缺陷，尚有较大改进空间。
第一是指示标识违背习惯。在很多地铁站中，站内的标识与站外的标识不一致，容易对约在出口见面的人造成困扰。另外各车站内的楼梯、电梯的方向也是因站而异，虽然依据经验人们都会靠右行走。
第二是指示标识的可见性差。许多地铁车站是换乘站，旅客须在不同路线的联络道中穿梭。很多地面上的行进方向标识符号与旅客的行进方向相反。是标识的可见性差，旅客没有注意到标识符号，还是旅客看到符号后却未依规定行走? 无论是哪个原因，可以确定的是在交通高峰期人满为患，双向旅客在冲撞闪避中通过，这些行进方向标识显然没有发挥预期的作用。
第三是列车行驶方向标识混乱。在站台上，我们往往会发现行车方向标识图摆放地点和排列方式各不相同。有些在站台上，有些放在轨道后的墙上，站名的陈列方式以水平方向为主，但有部分路线使用垂直方向呈现。最后，有些具有圆柱的车站站台，圆柱背面标识下一站，面对的对象只能是列车上的旅客，因为站台上的旅客是看不见的。
第四是指示标识不统一。不同地铁的车厢内的行驶站名标识图各不相同。经过简单的分类，我们发现，站点路线的指示方式由颜色（红、绿、红绿）、灯号（亮、熄、闪烁）、方向指示符号（没有、一个尾端的方向符号、夹在站名的方向符号）等组成，因此可以组成27 1种不同的标识方式。事实上，北京地铁内部站点地图的标识风格非常混乱，容易让旅客产生混淆，形成较差的用户体验。
标识或指引看似是一件极为平常的工作，但要做到清晰易懂并不像想象中那么容易，首先，地铁系统的用户包罗万象，文化素质也参差不齐，另外更有众多外地和国际游客，因此需要考虑用户的全面性； 其次，地铁系统将旅客聚集在近似封闭的空间中，关于动线设计与标识指引，不仅要便利旅客，更要优先考虑公共的安全性； 最后，地铁系统在未来几年将再扩张一倍运行里程数，旅客可以去得更远、换乘次数更多，指示标识的一致性显得更为重要。
交通系统关系公众的切身利益，本书仅就地铁系统的标识或指引提出观点，前述的全面性、安全性、一致性，可以通过用户体验进行检验与改良。值得一提的是，用户体验不宜由体制内人员自行模拟，正如同软件的成品测试不能由开发人员进行，而必须由第三方机构及一般用户来测试，因为不熟悉产品的人更容易发现真正的问题。北京地铁在数量上已达到世界级水平，现在正是提升内涵质量的最好时机。

插图作者： 王静

手机尺寸真的会影响用户购买手机吗？

手机几乎已经成为人们生活中离不开的工具，除了满足人们通信、游戏、照相、录制视频等越来越多的需求以外，手机的外形也在不停地变化，尤其是屏幕的尺寸，从4英寸到6英寸，人们逐渐倾向于买更大屏的手机。然而，2016年3月21日苹果公司在春季发布会上却一反常态地发布了一款尺寸重新回归到4英寸的iPhone SE。那么，手机尺寸真的会影响用户购买手机吗？这就是本书要与大家讨论的话题。
随着近几年手机屏幕尺寸的不断增大，越来越多的研究者开始关注手机尺寸对用户购买手机的影响，并通过生理和心理两个角度相结合的科学研究方法，探究用户对于不同屏幕尺寸的手机接受程度，其中生理方面指的是手持手机时的舒适度； 心理层面指的是用户偏好和社交心理。同时研究者们也考虑到文化差异，将中国和德国用户进行了对比，希望了解用户究竟为什么会购买大屏手机。《程序制造》（Procedia Manufacturing）期刊刊登了一篇文章，对手机尺寸的相关研究进行了整理，得出以下几条结论：
(1) 人的手部尺寸与屏幕的尺寸之间存在明显的匹配和对应关系，如果偏离这种对应关系，用户的操作会变慢，拇指的疲劳程度会增加。随着手机屏幕的增大，这种偏离现象越来越严重。
(2) 专注于网上消费者行为研究的市场研究公司GlobalWebIndex（GWI）指出，用户使用最多的是社交功能（主要包含阅读和写字）。屏幕增大后显示的信息量增加，有利于阅读； 而且大屏幕意味着大的键盘，可以减少输入错误。对于娱乐视频等，屏幕越大，用户的观看体验越好。所以，屏幕增大的趋势与用户的常用功能是紧密相关的。
(3) 从文化差异上，西方国家用户（如英国、美国）最喜欢的尺寸是4.5英寸，而中国用户则喜欢4.7英寸。
因此从以往的文献中我们可以推测，手机尺寸确实对用户使用手机产生影响，并且用户对手机尺寸的选择存在着文化差异。然而前人的研究并没有解释这个现象，因此该研究团队决定探究产生这些现象的原因。他们开发了一套问卷，问卷收集了性别、国籍、手机型号、使用时间、常用任务和对应的持续使用时间、生理舒适度、购买时尺寸的重要度、购买手机的关注点等问题。在清华大学的学生范围内收集到了70份有效问卷数据，其中包括38位德国用户和32位中国用户。通过对收回的有效问卷进行分析，他们得到了几点有趣的新发现：
(1) 中国用户与德国用户在手部尺寸上并没有显著区别。而用户选择的手机尺寸与他们的手部尺寸之间也不存在相关性。但是，中国用户喜欢的手机尺寸平均值是4.23英寸，略大于德国用户（4.04英寸）。这个结论与前人发现的趋势（中国用户4.7英寸，略大于西方英美国家的用户4.5英寸）是一致的。
(2) 手部尺寸与手机屏幕尺寸的比值，与用户感受到的舒适度之间也没有相关性。但是我们并不能说尺寸不会影响用户的舒适度。因为有可能用户在购买时考虑了这个因素，所以用户的手机尺寸与手的尺寸匹配度都处于相对舒适的范围内，并没有偏离太远。另外也可能因为可以使用双手握和操作手机，减少了尺寸过大带来的不舒适感。
(3) 常用的持机操作姿势有三种，中国和德国用户都更喜欢第一种（单手持机操作）姿势，而且德国的比例（71%）高于中国（53%）。而剩下的两种姿势里，中国和德国的偏好则相反： 中国用户更倾向于第二种（单手持机、另一只手操作），而德国用户更倾向于第三种（双手持机操作）。
(4) 影响用户购买手机的因素存在文化差异。对中国用户来说，三个最主要因素是价格、运算性能、设计与外观； 而德国用户则主要考虑电池寿命、运算性能、材料质量。差异最突出的是中国用户更看重名誉因素（如社会地位的象征、品牌形象、潮流的象征），而德国用户更看重实用因素（如材料质量、电池寿命、操作系统）。
因此从以上的研究，我们可以发现一个有趣的现象： 用户往往并不会根据手部的尺寸选择手机尺寸的大小，也不会根据舒适度选择手机尺寸的大小。此外中国用户更看重的是手机彰显的名誉和地位，而德国用户更看重的是手机的硬件质量。德国人购买大屏手机的趋势很稳定，主要因素是电池寿命，大屏意味着需要更长的电池寿命和更快的设备支持。而在中国，购买大屏手机的趋势不一定，一方面价格占主导地位； 另一方面，名誉和地位又很大程度影响了决策。也就是说中国人更希望花较少的钱买一个能显示自己社会地位的手机，大屏比起小屏手机更突出，更有优越感，所以中国人更喜欢大屏手机。而且千元机在中国很流行，就是因为同时满足了大屏凸显地位和价格很便宜这两个需求。