智慧厨房系统的适老化设计研究

程功 刘玮

关键词：智慧厨房 适老化 用户研究 用户需求 设计策略

引言

根据2000年第5次人口普查结果显示，我国60岁以上人口有1.3亿人，占总人口比例达10.33%[1]。根据国家统计局统计数据，2019年60周岁及以上人口为2.5亿人，占总人口的比重为18.1%。目前我国社会呈现老龄人口数量越来越多，老龄化速度越来越快的趋势，社会老龄化已经成为我国的一个基本国情[2]。新的时代背景下如何解决社会老龄化问题成为一个社会热点。

人口老龄化势必使得老年群体的消费占比不断提升，这给智能设备的适老化带来了一定的市场机会。信息社会背景下老年人身边出现了越来越多的智能设备，这些设备功能更丰富，在一定程度上便利了人们的生活，但同时操作方式也更为复杂[3]对用户的操作要求也更高。目前针对厨房的智能产品仍然很少，老年人作为厨房中最常见的使用者，依然面临着厨房产品适老化设计缺失的问题。

一、智慧厨房系统

（一）智慧厨房系统的概念

智慧厨房系统是针对用户在厨房环境内的整体需求，通过数据信息在智能设备间的互联互通，实现厨房的智慧操作、智慧功能、智慧服务的系统性建设。数据时代背景下掀起了物联网、大数据、人工智能、区块链等高科技发展浪潮，应用终端从人与人之间的信息交互与通信到拓展到了人与物、物与人、物与物之间的沟通连接[4]。厨房作为家居环境中的饮食烹饪场所，也开始朝着自动化、智能化的方向发展，给人们在家居产品的体验上带来前所未有的变革。

（二）智慧厨房系统的构成

1.硬件系统：根据烹饪流程厨房可以分为储存子系统、清洗子系统和烹饪子系统，这不仅是传统厨房核心构成部分，也是智慧厨房系统最基础的功能。除了储存、清洗、烹饪这三大子系统外，智慧厨房中还要有良好的照明子系统、通风子系统。图1中展示了厨房系统中常见的硬件产品，厨房环境中所有硬件产品组成了厨房内的硬件系统。烹饪系统中硬件产品有燃气灶、油烟机、炊具等;储存系统主要有冰箱、橱柜、置物架等;清洗系统主要有水槽、热水器、水龙头等。智慧厨房与传统厨房的产品系统有着明显的延续性，厨电类硬件产品数量明显增加，厨房产品的设计应从用户需求、功能创新角度展开研究，提升智慧厨房硬件系统的适老化设计质量。

为了获得更好的用户使用体验，一方面需要考量厨房系统在功能与人机交互上是否满足了用户的基础需求，保证用户能够顺利地完成每日的烹饪工作。另一方面则要研究这些产品是否需要智能化以及智能化到何种程度以实现资源利用的最优解，提升住户幸福感。因此相对传统厨房，在智慧厨房中智能化的硬件使得厨房系统功能更齐全，操作更方便，能耗更节约。

2.软件系统：传统厨电产品正向智能厨电的方向发展，软件犹如大脑驱动着这些产品正常运行。电饭锅、油烟机是典型的传统厨电产品，用户通过操作集成在硬件上的控制面板向硬件发送工作指令。而在智能化产品中，产品功能更复杂，命令更多样，集成式的控制面板已经不足以容纳所有的命令按键，通过屏幕与用户交流的软件系统应运而生。经过整合功能按键、梳理运行逻辑、简化操作流程，用户便可以在小小的屏幕中通过点击图标发布多功能、多应用、远距离、多时间段的命令。软件系统根据承载客体的不同区分为基于产品的软件与基于移动终端的软件。

（1）基于产品的软件：基于产品的软件指产品本身配备了屏幕与处理器，用户可以通过屏幕操作产品内置的软件，实时实地地操控产品。

例如智能冰箱上安装了触控屏幕，用户操作產品自带的软件实现冰箱的温度调节、储物信息查询、能耗检测等功能。这与传统电气产品集成的功能面板有些许类似之处，都是直接接触产品发布命令，但软件系统内使用逻辑深度规划、功能按键合理布局，而不是简单的将其在产品表面上逐一陈列。

（2）基于移动终端的软件：移动终端可以理解为手机、平板电脑、车载电脑等具备信息处理功能的电子产品。在智能家居系统的整体架构下，终端设计需要实现最基本的功能目标，满足用户对其行为、性能、设计等方面的期望，并在此基础上满足可用性、实用性以及便捷性[5]。智能移动终端实现了用户对产品在远距离、多时间段的控制。用户可以在外通过移动终端软件发布命令，实现对智能硬件的远程控制，移动终端软件还可以作为控制中枢，集成多个智能产品的控制命令，通过单个软件实现对整个智慧场所的诸多产品控制。

目前已经有许多智能家居产品通过软件辅助运行，此外智慧厨房的垃圾处理、安全监测系统、个性化服务等各种功能都可以通过软件与用户建立远程联系，实现智能化。这些系统充分运用人工智能、物联网、区块链等高新技术的功能，借助软件实现了厨房内外的交流，不仅改善了厨房的操作环境，还丰富了厨房的功能，增加了厨房的便利性与实用性。

二、老年人用户研究

随着年龄的增长，老年人的生理与心理特征发生了显著的变化。充分研究老年人的相关特征与需求，既是发掘老年群体厨房使用问题的可靠依据，也是智慧厨房的适老化设计的必要前提。

（一）生理特征：随着年龄的增长，老年人的身体尺寸与各项机能存在大幅度退化的情况。最为显著的是老年群体在身体尺寸上有着明显缩短。肌肉和骨骼功能开始降低，导致动作灵活性下降、反应力变慢;认知系统，尤其是视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉等器官，开始退化，视力开始出现重影或者是颜色认知产生偏差，听力的衰减导致沟通障碍[6]。

（二）心理特征：老年群体在记忆力、注意力、反应速度、智力、环境适应力等多种能力减退，使老人的日常生活无法像年轻人一样高效的反应，所以更容易出现心理的失落感、挫败感。我国存在着许多独居和空巢老人，子女长时间的陪伴缺失会让老人更容易产品孤独感。退休后，社会事务参与度降低还会产生时代脱节感增强[7]。这些心理问题已经成为老人提高生活质量的一大障碍。

（三）行为特征：老年人的行为特征表现为在处理事件时信心不足、反复操作、错误率高。记忆力、肌耐力、感知器官的退化是其行为特征的主要原因。老年群体因听觉退化，在获取声音信息时需要反复多次、提升音量的方式以保证声音信息的完整。因触觉退化，老年人在使用产品按键时因为得不到明显的按键反馈，需要加大按键力度。因为老年人行为特征的特殊性可以将其看成一定程度的残疾人，所以在厨房设计的过程中需仔细研究其个性化需求，万不可将基于大众需求的设计准则教条地套用在老年群体上。

（四）用户需求：智慧厨房系统需要通过适老化设计满足老年人的生理需求与心理需求，符合他们的行为习惯。为满足其生理需求，一方面要在厨房的人机工程学设计上让老人能够顺利地完成基本操作，另一方面则要配置合理的辅助产品提升处理问题的效率。为满足其心理需求，要通过高效的厨房操作增强用户自信心，智能产品增进老年人与社会、家人之间的沟通交流来减轻孤独感和时代脱节感。

三、智慧厨房的适老化问题

适老化设计是为老年人创造友好、舒适生活环境的设计方法，它综合考虑了老年人身体尺寸、心理状态、行为习惯、生活场景、功能需求等多方面因素。老年人进行烹饪时通常需要经过以下流程：拿取物料—粗处理—清洗—切配—烹饪—盛装菜品。其中涉及到的设备包括冰箱、坐具、水槽、燃气灶、刀具等，涉及到的动作行为包括往复折返、蹲起、寻找物料等。图2中展示了老年人进行烹饪时需要用到各种设备以及可能存在的问题，其适老化问题主要表现为以下几个方面。

（一）尺度设计的适老化问题：老年人随年龄的增长，逐渐出现驼背、身高变矮，并伴有腰腿肩颈痛、关节疼痛生的问题，身体尺寸与大众尺寸存在着明显的差别。目前橱柜等固定高度的硬件产品的尺寸规范对身材老化的群体来说有明显的尺度设计问题。此外因为燃气灶上需要放置锅具进行烹饪，锅具与燃气灶高度叠加让老年人在炒菜时需要长时间的抬高双臂、耸肩，增加了烹饪的难度。

（二）操作设计的适老化问题：厨房的操作设计适老化问题主要表现为操作过程较多、信息反馈不充分。现有的厨房设计没有满足老年人的需求，抬臂、蹲起、往复等看似简单的动作过多，却给部分老年人带来相当大的困扰。例如使用底柜时需要反复下蹲或弯腰，增大了体力支出。使用电器产品时的反馈强度，需要重复确认反馈信息，增加了使用难度。老年人的生理特征，其记忆力、肌耐力、感知器官存在不同程度的退化，厨房操作中的诸多问题让老年人无法充满信心的使用厨房，操作设计的适老化问题亟待解决。

（三）交互方式的适老化问题：物联网、云计算、虚拟现实、5G等各种高科技应用在最近几年如火如荼的发展，也推动着智慧厨房的快速进步。但对于接受能力较差的老年人来说，功能复杂的高科技甚至让他们的生活变得更加复杂，产生了巨大的数字鸿沟。交互方式的不合理是主要原因，智能厨电产品的控制面板往往集成了许多的按键，复杂且提示不明确的按键也增加了老年人的使用难度。老年群体在厨房中既有厨电产品交互问题还有移动终端交互问题，典型的表现是产品人机交互问题以及软件界面交互问题。

上述的三个问题不仅给老年人的烹饪操作带来不便，还存在着相当大的安全隐患。这一方面是对高龄用户的用户需求研究不充分导致的，另一方面则是目前的智能家居产品大多侧重生活中的休闲娱乐活动，带有工作场所性质的厨房未得到充分重视，且行业发展时间短，所以尚未形成成熟的智慧厨房的整体建设方案。

四、智慧厨房系统的适老化策略

适老化智慧厨房应根据老年人的需求进行厨房产品智能化设计，厨房作为家庭饮食操作中心，需要在和谐的人机关系基础上实现适老化的功能与服务，提高老年人的厨房工作效率与生活质量。通过对老年群体的特征分析，提出了智慧厨房系统适老化设计应遵循以下设计策略。

（一）人机设计适老化：人机工学适老化需要通过研究老年人的生理尺度以及操作习惯，贯彻以用户为中心的原则。厨房中的橱柜、洗手池、操作台、冰箱、油烟机等诸多硬件设施的高度都应根据老年人的身材尺寸进行尺度修正，将现有的适合大众寸改善为老年尺寸。有调查研究表明，老年人使用物品时感到舒服的高度是700mm-1400mm。老人在站着够吊柜上的物体时，超过1600mm就会很吃力，下蹲超过400mm也会感觉不舒服[8]。操作台的深度应该在500mm-600mm之间比较合适，站姿操作时，操作台高度在750mm-850mm之间比较合适。由于身高缩短、活动能力下降，老年人使用常规的吊柜十分吃力，升降式的吊柜可以很好解决这个问题。人机交互适老化的的核心原则就是保证老年人在使用产品时保持最舒适最轻松的工作状态。

（二）交互设计适老化：交互行为是指用户—产品—环境组成的交互系统中给参与要素互相交流彼此的行为。一个完整的交互过程应当以下经历5个环节：用户提出需求、实施操作、信息接收与处理、动作输出、信息反馈，如图3所示。这5个环节也阐明了用户—厨房产品—厨房环境三者之间的关系，即用户使用厨房产品的交互行为是发生在厨房环境中的。

提升厨房环境中软硬件的交互效率可以从以下几个方面展开。

1.簡化交互流程：交互设计适老化的过程就是需求提出合理、操作实施便捷、信息处理快速、动作输出准确、结果反馈及时的过程。完成同一工作的步骤越多，对用户的体力与脑力消耗就越大，简化交互流程可以提高用户的操作效率，减轻用户工作负担。例如将地柜改良为抽屉形式，使用地柜时用户需要完成开门、下蹲、翻找三个步骤，而使用抽屉时只需要抽拉、翻找两个步骤，且地柜光照不充足的问题让其翻找效率要小于抽屉翻找效率。

2.增强感官交互：人们的感知器官是相互联系的系统，视觉、听觉、味觉、触觉、味觉的五感体验是人们感知世界的基础。老年人感知退化的问题让厨房环境充满安全隐患，借助增强感官刺激的交互方式可以获得及时准确的反馈，帮助老年人完成厨房任务，提升厨房环境的安全性。

心理学家赤瑞特拉提出人类获取的信息83%来自视觉，11%来自听觉，这两个加起来就有94%[9]。视听结合的交互方式可以大大提高厨房工作效率。例如在厨房电器完成工作时同时发出提示音与信号灯，并提高提示音量与闪光频率，增加用户的感官刺激。在设计软件界面时广泛地采用大交互面积符合老年人的生理特性，可以提高老年人的操作正确率。采用高识别度的符号应用，降低老人的识别难易度[10]。

3.遵循用户习惯：智能设备在近几年快速发展，也产生了新的操作方式。但老年人对新事物接收程度不高，以往长时间形成的使用习惯难以改变，盲目的采用新的使用方式不仅不会提高老年用户的使用效率，还可能会让老年人更加排斥智能产品。在取舍新旧交互方式时，可以保留老年用户已经形成且难以改变的操作习惯。触摸屏的交互方式在智能产品上有诸多应用，但老年用户显然对实体按键的接受度更高，因此可以在使用触摸屏的基础上保留最常使用的部分实体按键是个比较好的选择。

（三）功能设计适老化

1.安全监测功能：厨房中因为存在着诸多明火、高温、高压的烹饪设备，成为家庭环境中最危险的场所。目前厨房电器的普及率在不断提高，冰箱、电饭锅、煤气灶等保证厨房基础功能产品几乎普及到每家每户，电磁炉、微波炉、热水器等附加功能产品普及率也达到了60%左右[11]。各种电器的普及在给人们带来便利的同时也提高了厨房故障几率，带来了更多的安全隐患。因此智慧厨房需要在厨房安全上带来足够的保障。例如智慧厨房需配备必要的监控警报设备，例如烟雾、气味报警器配合监控设备监测厨房安全，并在一定程度上实现险情的自动处理，帮助老年用户更安全的使用厨房。

2.健康管理功能：智慧厨房的健康管理可以从改善营养摄入与保证饮食安全两方面着手。随着经济发展人们的生活水平不断提高，但许多老年人仍然保持着陈旧的饮食观念，存在着日常的营养摄入不均衡问题。用户可以借助厨房内的智能设备记录日常的饮食情况，并根据用户的日常饮食分析其营养摄入，通过手机或电视等可视化设备向用户展示近期的饮食记录与根据记录分析推荐的健康菜谱。同时可以借助穿戴设备实时的检测老人的身体状况，为健康菜谱提供更丰富的数据来源。实现改善营养结构，促进老年人身体健康的目的。还可以借助智能冰箱记录储存的食材种类以及储存时间，在食材过期或变质前及时提醒老人提前使用，防止因为記忆力减退误食过期变质食材，保证饮食安全。

3.社会融入功能：老年人因为对新事物接受能力较低，在信息社会的背景下，老年人的社会融入程度较低，日常交流常局限在同年龄阶段的老年群体中，不可避免地造成了时代脱节感。在烹饪方面年轻群体的特点主要体现为更多的菜品学习机会与更强烈的烹饪成果展示愿望，智慧厨房在这两方面帮助老年人更多的与外界交流，融入年轻化的社会。一方面，网络短视频的发展给老年人烹饪学习带来了新的机会。老年用户可以通过视频教程学会天南海北的菜品，改变只会制作本地菜的情况。老年用户作为烹饪长者，还可以在网络上发布烹饪教学视频，这即丰富了晚年生活，又增强了老年人的自信心。另一方面智慧厨房可以通过智能设备协助老年人在网络上分享烹饪成果，让老人增进与外界的联系，减轻时代脱节感提升其社会融入程度。与外界的沟通交流会增加一个人的自我社会认知和与人交往的交流能力，也可以丰富和充实老年人的情感需求，老年人在社会活动中可以更好地找到自己在群体中的存在价值[12]。

4.远程服务功能：许多老年人存在腿脚不方便的问题，日常的外出都可能成为一个障碍，将服务设计理念融入到智慧化厨房系统建设中可以实现让老年人在家中完成烹饪全过程的可能。用户在厨房的主要需求是烹饪以及烹饪前乘车、购物、搬运、上下楼准备事项。针对如何减少外出负担的问题，服务到家的概念是很好的解决方案。服务设计的设计行为在大环境下产生，服务设计的设计方案需要考虑其与环境各方的联系与影响[13]，将用户与商家通过智慧厨房系统联系起来。智能设备判定购物需求，用户确认后，服务商家接收购物信息，再利用货运平台送货上门，实现购物向购买服务的转变，减轻外出负担。在服务设计中，需要考虑到将整个服务框架和流程的各方各面进行规划，以满足人们的心理预期[14]。因此要想获得良好的用户体验，商家、用户、货运平台三者之间的和谐交流是至关重要的。

总结

智慧厨房作为智能家居的重要组成部分及厨房发展的必然趋势，不仅是简单的厨房产品的设计，更是整个厨房系统的整合创新。人口老龄化愈演愈烈的社会背景下，越来越多的老年用户将会成为智慧厨房的主要用户，未雨绸缪地推动厨房适老化设计既是社会的需要也是富有责任感的设计师的使命。本文通过对老年群体的用户研究，提出了智慧厨房系统的适老化应用方法即：人机设计适老化、交互设计适老化、功能设计适老化，为智慧厨房的适老化设计实践提供一定的思路。