基于儿童情绪监测和心理危机的预警交互应用设计
来源:用户上传
作者:毛佳倩 韩舒畅
摘 要：在移动端交互应用和可穿戴设备市场日渐成熟的背景下，本文以交互设计为理论指导，进行情绪监测和心理危机预警系统设计。通过对交互应用体验、界面、儿童类交互产品应用、情绪识别技术的研究分析，总结出设计儿童情绪产品的体验原则和交互界面原则，并对用户进行深入调研。经过产品纸模构建和APP原型测试，最终确定产品的外观和人机尺寸，同时迭代初始APP原型以达到更好的可用性、有效性、易用性标准。
关键词：儿童情绪;心理危机;交互设计
1 背景
本项目以儿童情绪监测APP为研究设计对象，旨在通过情绪监测发现儿童的异常情绪并发出预警信号，幫助监护人及时干预从而避免悲剧。2010年至今，全国各地出现的虐童事件数不胜数，其已经成为我国正在面临的一个严重的社会问题。在对儿童造成身体伤害的同时，该行为还会对儿童造成心理障碍，产生终身的负面影响。面对虐待，幼儿无防范意识，无法正确表达情绪，监护人很难及时感受到孩童的负面情绪与不良状况并加以疏导。父母需要一种更科学及时的方式获得幼童的情绪信息，给予更好的关心和保护。
2 相关产品设计探讨
2.1 技术可行性探讨
2.1.1 情绪的界定研究
明确每一种情绪的界定，既能帮助算法识别情绪，又有助于后期APP视觉设计时对用户情绪有直观的呈现、激发预警机制的负面情绪及阈值评判标准。
基本情绪模型：情绪在发生上具有原型模式，存在数种基本情绪类型，每一类型各有其独特的体验模式、生理唤醒和外显特征，通过不同形式的组合形成了人类的所有情绪。Ekman提出了包括喜悦、愤怒、悲伤、恐惧、厌恶、惊奇的基本情绪集;Izard提出基本情绪有11种：兴奋、惊奇、痛苦、厌恶、愉快、愤怒、恐惧、悲伤、害羞、轻蔑和自罪感。
维度空间论：情绪之间不是离散、突变的，存在一定关联。在维度空间模型中，各种情绪用不同的空间位置来代表，不同情绪间的异同程度根据彼此的距离来显示，不同情绪间可以实现平稳的转变。目前应用最广的是由效价和唤醒度组成的二维空间模型。效价理论基础是正负情绪的分离激活，反映了人对情况的判断，从不愉快到愉快。唤醒度指与情绪状态相联系的机体。能量的激活程度，表现的是人感受的兴奋程度。[1]
2.1.2 情绪识别技术
基于语音信号的情绪识别：采集人在说话过程中的声学特征信号，判断所述声音信号的声音大小是否超过阈值;若超过阈值，判断所述声音信号中是否存在特定词语，如侮辱性词汇;若存在特定词语，采集所述声音信号对应用户的生理特征信息，如脉搏、心率、血压、激素、体温等，并判断所述特征信息是否异常;若异常，判定所述声音信号对应用户情绪激动，从而达到及时且准确识别激动情绪的技术效果。[2]语音信号及生理特征信息可以通过麦克风、振动传感器、超声传感器、红外传感器、温度传感器等采集。数据信息通过无线传输的方式传递到终端，通过程序对数据进行比对、判定。
利用生理体征数据进行情绪识别：首先采集含有噪音的脉搏、皮肤电导及体表温度信号，对信号进行去噪音处理，得到包含情绪变化的生理信号。接着从脉搏信号中获取心跳间期变化，进行差异性分析，并对其进行频域转化，提取含有情绪信息的频域特征。皮肤电导信号随情感的不同会有明显差异，通常用来测试被试对激发焦虑情绪的环境或者刺激的反应。[3]对皮肤电导信号进行分离，提取信号非线性特征。同时对体表温度信号进行时域分析，提取时域特征。通过多维度的信号分析，提取的特征可以详细刻画情绪的变化模式。最后使用SVM学习算法进行情绪识别。[4]
两种情绪识别方式结合使用，能确保数据输入应用后得出准确的情绪判定。
2.2 相关产品
2.2.1 产品归类
根据竞品的功能特性，本文把竞品分为情绪调节、可穿戴生理监测、儿童安全、交流互动、讨论平台这5类。
2.2.2 案例分析
针对部分功能重叠的产品类型，挑选代表产品进行分析。
小天才电话手表：优势为发现了一个细分市场，推出了一款适应这个市场的产品;劣势为产品本身并没有太高的技术门槛，缺少创新，可替代性较高。
SmashHit：优势为临场感与破坏模拟的真实感强，具有趣味性;劣势为功能单一，时间长后减压效果降低。
ZENTA手环：优势为抓住社会热点，聚焦精神健康，采用先进技术;劣势为情绪调节的功能具有局限性，当使用者是自理能力较差、无法控制的儿童时，很难发挥作用。
2.3 设计分析
2.3.1 竞品小结
现有产品的主要问题有：
从形式上来说，现有情绪监测软件界面设计并不适配于儿童与监护人的情况，并且情绪调节类产品形式单一，缺乏社交性和互动性。
从内容上来说，可穿戴生理监测类的产品缺少对负面情绪的合适处理，心理危机警报功能不完善，并且现有的儿童安全类产品功能停留在定位与打电话上，局限性大。
从体验上来说，儿童对现有的可穿戴生理监测类产品的接受度并不高。同时，现有情绪监测产品软件无法使家长获得满足个人需要的体验，且在互动体验环节存在空白。
2.3.2 策略分析
从形式上来说，针对用户细分，应采用更具亲和力的界面设计以及交互形式。整合几类产品的功能，在形式上增加社交性和互动性。同时，将情绪信息可视化，更清晰直观地展示情况。
从内容上来说，基于现有的情绪识别技术，使监护人可即时知悉幼童的情绪状况。形成心情日记，监护人获得总体情绪状况概览。幼童处于负面情绪时，帮助监护人调节幼童心情。同时可增加社群模块，提升社交性。
从体验上来说，设计时应以可爱、亲和、有趣味的软硬件界面吸引儿童的注意力，提升接受度，使监护人轻松及时获得幼童的情绪信息。 3 用户研究
3.1 用户画像
笔者通过问卷调查与访谈，对3～6岁儿童家长进行了调研，刻画了分居两地在职型、双职工三口之家型、全职主妇/夫型3个用户画像。
3.2 痛点分析与功能转化
创建用户旅程图，而后根据用户旅程分析痛点，将痛点转化为具体的产品功能。
4 设计实践
4.1 设计定位
使用人群：硬件使用者为3～6岁儿童;软件使用者为与儿童相处时间较短的监护人。
主要功能：结合情绪危机预警APP与儿童可穿戴生理监测硬产品，帮助监护人守护孩童，在危险事件发生和儿童情绪异常时及时进行干预和保护，并辅助儿童进行情绪调节，帮助儿童认识情绪。
产品特色：情绪曲线记录、异常情绪记录自动生成、每日心情记录。
4.2 产品设计
4.2.1 APP设计
（1）信息架构。APP信息架构主要包括首页、心情日记、社区、我的四大模块。首页包括当前情绪、情绪曲线图、生理数据等，社区包括推送和讨论，心情日记包括日记详情和查找等，我的包括儿童管理和消息管理等。
（2）低保真原型。通过分析信息架构和优先级，作出重要页低保真原型和串联。
（3）高保真原型。确定配色、风格、字体、图标等设计规范后进行页面视觉制作。
4.2.2 适配可穿戴设备设计
（1）外观设计。采用硅胶材质，保证儿童使用的安全性和舒适性。手环主体和屏幕显示组合，形成平趴着的卡通动物造型。配色采用低饱和的暖色系，配合整体圆润的线条，突出可爱无害的形象，贴近儿童喜好。
（2）内部结构。手环全部电子元件集成在塑料与康宁玻璃构成的壳体中，利于充电、换卡、防水等功能的实现。壳体内包含OLED触摸屏、SIM卡槽、微型振动马达、锂电池、电路主板、电容式触摸传感器、光学心率传感器、体温传感器等元件。
4.2.3 使用流程
家长初次使用本产品时，需要注册，扫描手环上的二维码进行产品绑定。完成绑定后测试儿童平静阈值。正式使用后，手環采集儿童的生理数据，发送到云端，通过数据分析和AI算法得出情绪兴奋程度数值和情绪类型，形成情绪曲线。
当检测到儿童情绪超出安全阈值且持续超过5分钟时，手环震动，屏幕显示负面表情。儿童对手环的抚摸动作交互，震感逐渐减弱，屏幕上的负面表情转为正面，将儿童的注意力从消极情绪转移到与手环的互动。同时，家长会受到推送警示，可选择发送虚拟礼物，手环将在屏幕中显示动画，儿童随机获得一个图标。情绪曲线中负面情绪的对应时间段会标记高亮。
在心情日记板块，家长可以利用自动生成的记录以及对孩子的观察、沟通，记录儿童每天的心理状态和情绪表现。在社区板块，家长可以与母婴育儿达人、其他家长进行交流。
5 结语
本文是在APP和可穿戴设备市场日渐成熟的背景下，以交互设计为理论指导进行情绪监测和心理危机预警系统设计。通过对交互应用体验、儿童类产品、情绪识别技术的研究分析，总结出儿童情绪产品的设计原则和交互界面原则。笔者团队对用户进行了深入调研：通过桌面调研比对多方相关竞品，分析优劣势;通过对幼童家长等相关群体的问卷调查，明确目标用户的需求、痛点和心理预期;通过与家长、幼儿园教师等特定个体进行深入访谈，探索细节设计触点及注意事项。通过调研总结出本系统的功能需求。经过产品纸模构建和APP原型测试，最终确定产品的外观和人机尺寸，同时迭代初始APP原型以达到更好的可用性、有效性、易用性标准。
参考文献：
[1] 张迪，万柏坤，明东.基于生理信号的情绪识别研究进展[J].生物医学工程学杂志，2015，32（01）：229-234.
[2] 深圳市沃特沃德股份有限公司.探测情绪的方法与装置：中国，CN201810804712.7[P]. 2018-12-18.
[3] 陈恬，狄海波.皮肤电在情绪识别研究中的应用进展[J].健康研究，2019（01）：47-49.
[4] 西北工业大学.一种基于可穿戴设备的情绪识别方法：中国，CN201810708348.4[P]. 2018-11-06.
作者简介：毛佳倩（1997—），女，浙江慈溪人，江南大学设计学院本科在读，研究方向：工业设计。
韩舒畅（1998—），女，浙江杭州人，江南大学设计学院本科在读，研究方向：工业设计。
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