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标题

面向久坐族的健康座椅交互设计研究

范文

张慧敏　李晓英

摘要：随着生活压力的不断增大，坐已经成为了人们的一种生活习惯，本文以久坐族的健康为设计目标探索关于坐的新形势，利用交互设计的方法从主动交互与被动交互两方面展开讨论，主动交互上通过分析几种腰部锻炼产品提取适合久坐族的交互方式，被动交互上通过体压监测得到坐姿提醒，最终将二者结合运用到座椅的设计当中，并提出适合久坐族的运动模式。

关键词：交互设计久坐族座椅运动

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2018）08-0126-03

引言

随着科学技术的飞速发展和社会压力的不断增大，健康已成为社会关注的重要话题。科技虽解放了体力劳动但让人陷入了伏案久坐的脑力劳动中，这直接导致了我国久坐群体数量的不断增加，加之快节奏的生活方式与职场压力让越来越多的人产生久坐行为引发了各种与年龄不符的疾病。

一、久坐族的需求分析

（一）久坐族概述

久坐族，指那些需要长时间坐在椅子上工作的人群，他们所表现出来的共同特点是静坐少动，换言一周当中至少有五天，一天当中至少有八个小时及以上时间在椅子上度过，因此被称为久坐族。久坐一族的人群分布较为广泛，其中包括IT从业人员、公务员、科研人员、司机、学生、财务人员等。

在生理上，久坐族会因为长时间面对电脑而引发腰部不适，研究表明，人的坐姿分为三种：前倾、直立、后仰。首先前倾是办公室人群最普遍的坐姿，这种情况下人的重心前移，背部肌肉长时间处于拉伸状态，骨盆向前转动，椎间盘的压力分布不均，坐骨结节处与坐面的接触面积减小，臀部受到的压力增大阻碍了受压部位的血液流通，不利于有氧呼吸进行产生乳酸等废弃物，从而引发腰部酸痛与不适，其次是直立，1896年美国国家标准协会ANSI将人的直立坐姿和近似直立坐姿作为衡量家具尺寸的标准，同时抽取了378名办公人员，针对他们采用不同坐姿时身体不适部位比例和所占时间的比例展开探讨，实践表明直立所占的时间最长为52%，但背部不适感最强，后仰是最舒适的坐姿。

在心理上，人的心理疲劳状态也与久坐有关，一旦产生心理疲劳就会影响人的办事效率，开始怀疑自己的能力和创造价值，从而变得越来越沮丧，这些负面因子不断增加最终使人产生疲惫和消极的情绪。

（二）久坐族的需求调研

为了解决久坐族的身心问题，本文作了一项调研，此次调研将问题分成了“坐”与“动”两方面，在收到的80份有效问卷中被调查者的年龄大多分布在18-30岁之间，就“坐”而言，大多数人的工作时长都是在6小时以上（包含6小时）。在被调查的人员当中大部分人由于长时间保持坐姿而感觉到身体不适，这些身体不适的部位主要集中在腰背部、颈部和肩部，其中腰背部不适和颈部不适反映最为强烈。就“动”而言，只有少部分人表示会干预久坐现状，并且从他们锻炼的频率上看，坚持一周三次以上的群体占35.09%，一周一次或者两次的占63.16%，以上数据表明，积极的运动观念与消极的运动行为之间产生了巨大的矛盾差异，从而导致了久坐族运动的形势不容乐观。

如若提供科学、便捷的久坐干预系统大部分人表示会乐意参与其中，但由于工作繁忙、时间紧，没人提醒、总是忘记，很想去做、缺乏指导，锻炼枯燥、缺乏乐趣等各种主客观原因，使得锻炼的效果不佳。因此通过调研得到了久坐族的几点用户需求：

1.运动的有效性需求。久坐族由于工作的原因和时间的限制一般不会轻易地离开座位去做运动，因此他们更希望通过少时多次的锻炼来达到运动的目的即运动的碎片化，同时避免职业病带来的烦恼。

2.运动的提醒需求。久坐族因为专注于工作而常常忘记起身走动或是做一些肢体的舒展，为了避免这种情况的发生，大多数人表示拥有一款带有提醒功能的健康座椅是一个不错的选择。

3.产品操作的安全性。一款运动类产品无论其针对的是行动迟缓的老年人，或是身手敏捷的年轻人，都不得不提到产品操作的安全性，它是产品得以信任的有力保证，也是人在使用过程中的基本需求。

4.产品操作的趣味性。久坐族运动意识薄弱的一个重要的原因就是产品缺乏趣味性。若改变传统单一的交互方式，给人以多种选择的运动模式会适当地增加产品的用户黏度，提升人们运动的积极性。

二、久坐族健康座椅的主动交互设计

（一）现有产品的交互方式

在了解了用户的需求后，通过对文献的研究和资料的查找，最终得到了三种利于腰部训练的产品划船机、扭腰盘和瑞士球。

划船机是通过模拟划船动作来锻炼腰部肌肉的一种运动器械，当人在划船时，每一次前屈和后伸都会带动身体约90%的肌肉参与其中嘲。通过对人体动作模拟分析，可以将划船运动分成四个阶段即出水阶段、回桨阶段、入水阶段和拉桨阶段。首先在出水阶段人的上半身会适度向后倾仰，上肢会随着身体的倾斜角度将船桨拉于肋骨下方，下肢完全伸直，臀部向后的位移达到最大；在回桨阶段人的上半身会适度向前倾，上肢手臂逐渐伸直肩部处于放松状态，下肢缓慢屈膝，臀部向前移动；在入水阶段人的上半身保持回桨阶段逐渐前倾直到船桨落入水面，手部和肩部都处于放松状态，小腿基本与滑轨垂直；在拉桨阶段下肢用力向后蹬，上身与腿部夹角增大同时手臂向躯干拉回完成拉桨动作。经过对划船运动一个周期的动作分解得到人的躯干始终随臀部在做位移性的变化，腰部也围绕髋关节在做来回往复的摆动。

扭腰盘是一款通过扭动腰部来实现健身效果的器材。扭腰盘的操作比较简单，只需将两脚分别平放于两踏板之上，站定后身体慢慢开始向左或向右扭动即可，为了保障身体的平稳性动作幅度可先由小到大。在扭腰的过程中，腿部可适当地半蹲约20°-40°再配合手臂动作，不仅可以使腿部的血液循环得到改善，还能进一步增强扭腰的锻炼效果。运动过程中手臂动作没有限定性，使用者可以一手垂直朝上，一手垂直朝下呈对开的形式，身體左右扭动重复运动后即可燃烧多余脂肪达到瘦腰的效果；又或者将双臂居于头顶交叉相握，然后左右扭动约5-8分钟可以锻炼胸肌健美体态。在掌握扭腰盘的运动后，使用者可以根据个人习惯尝试各种放松的姿态进行锻炼。

瑞士球作为练瑜伽的辅助工具，其本身的动态性对缓解腰部疼痛具有一定的作用，它主要通过人体自身的感觉训练来激活腰部的相关肌群维持坐姿的稳定性以此来缓解腰部疼痛感有资料显示，瑞士球训练是目前对腰部治疗的一种有效手段，其对腰部的稳定性训练使得人在无意识的情况下保持脊柱的中立状态，因此对增强肌肉力量和持久度具有显著的成效。瑞士球的滚动与弹性可以使人体的腰部、臀部、膝部不断地作出相应的调整，使脊柱找到自己的中立位改善肌肉硬度，缓解疼痛。训练时只需双腿迈开坐于球的正上方，手自然垂下，臀部绕数字“8”做小圆运动，除扭腰外在瑞士球上人还可以以自身躯干为轴线做左右或者前后的钟摆运动。因此瑞士球能给人带来趣味性、平衡性还能纠正人的不良坐姿。

（二）久坐族主动交互方式的选择

由于久坐族工作时间紧无法进行长时间的活动，因此大部分人都希望能利用碎片的时间完成身体的运动需求，让工作的过程变得运动化、健康化但若在办公室内展开运动势必会遇到两个问题：空间问题与噪音问题。这两个问题会直接影响人与产品之间的交互方式，其中空间问题决定了产品的大小、复杂程度以及人运动时的动作幅度。而噪音问题则限定了产品的材质与工艺，因此通过对室内健身产品划船机、扭腰盘和瑞士球的相关了解以及人在使用这三种产品时的行为方式，最终得出瑞士球训练法符合久坐族这种特殊的交互环境，球体的不平衡性不仅在锻炼脊柱放松腰部肌肉上有较好的成效，而且能避免力长期作用于身体的同一部位而对机体造成伤害。

三、久坐族健康座椅的被动交互设计

（一）体压的监测方法

体压不仅是座椅设计的重要参考依据，同时也是監测坐姿以及久坐行为的重要参数，它帮助人们正确地认识自身的坐姿状态通过提醒的方式达到放松的目的。体压的监测主要分为数据采集模块、数据的计算与存储模块以及运动模块（如图2）。

数据采集模块：数据的采集离不开坐垫的选择，通常来说坐垫具有分散坐骨结节与臀部压力的功能，坐垫太硬或太软都会使人产生不适，因此在坐垫的选择上采用记忆棉轮廓垫，长宽高分别为450mm x340mm×70ram，在坐垫内部分别将压力传感器FA、FB、FC、FD安放至坐骨结节和大腿中部（如图3）。

数据计算与存储：由于体压的测量会受到不同体形与身材的影响，因此在测的过程当中会引入一个参数，叫作体压与体重的百分比，压力传感器将测到的数据通过蓝牙传输到电脑，在电脑中计算百分比后并存储，方便用户实时监测自身的坐姿状态。

数据的显示：用户可以通过手机APP或电脑实时监测当前的坐姿状态，久坐时长、提醒次数以及历史数据等，为用户提供可视化的信息展示。

（二）体压监测对不良坐姿与久坐行为的指导

从生理学的角度讲，人的正常坐姿是最为理想的状态，然而时间久了也会打破这一平衡，因此基于大样本的数据分析，本文选取了不同阶层且无腰痛疾病的人群进行了32次测量，测试者依次摆出正常坐姿、跷二郎腿（左）、跷二郎腿（右）3中姿势，每种坐姿维持5s方便数据的记录，经计算与总结最终得到4个传感器处压力与体重百分比的范围区间（如表1）。

当人产生不良坐姿并超出压力传感器的范围区间时，就会有对应位置的震动提醒，因此对不良坐姿起到指导作用，当人产生久坐时也会根据AP吐设定好的时间进行必要的提醒。

四、健康座椅的设计思路

通过对久坐族坐的分析以及主动交互与被动交互的探讨，在设计座椅时首先考虑人与产品的交互性。在主动交互上通过分析人与多种产品的互动并结合久坐族空间小、无噪音的工作环境最终选择瑞士球的训练方法即通过球体的不平稳性达到腰部运动的目的。根据瑞士球的运动方式从中提取出三种易于腰部锻炼的手法即座面转动、座面左右摆动、座面前后摆动（如图4）。

人们可以通过手机APP在这三种运动模式中进行选择或自由搭配，实现人与产品的互动；在被动交互上通过对人体压力的采集、计算、存储将得到的体压与体重百分比值与实验得到的各传感器的百分比范围进行比对，当人产生不良坐姿并超出压力传感器百分比范围时，会在对应位置有震动提醒，实现产品与人的互动。

这样先被动后主动的交互形式既能帮助久坐族在工作之余得到放松又能让人们收获运动的乐趣。因此在设计座椅功能时可以总结如下：

（一）人体感应：通过传感器感应人体坐压来开启产品的检测开关。

（二）提醒功能：提醒功能分为不良坐姿提醒和定时提醒，不良坐姿提醒通过传感器将采集到的数据进行计算比对，超出传感器的制定范围便会发出提醒，定时提醒针对久坐行为展开，用户可事先在AP吐对时间进行设置防止因工作而产生久坐。

（三）运动方式的选择：一旦收到提醒，用户既可以选择起身走动，也可以通过APP自主选择运动方式或自定义。

结语

目前市面上的久坐产品都是就舒适性展开的，而涉及运动与健康的产品却在少数，本文以健康座椅为设计的切入点，以交互设计为主要方法，以久坐族的用户需求为设计基础展开讨论，先后分析了久坐族的生理、心理以及久坐的危害性，结合主动交互与被动交互两方面对座椅的互动进行设计，使座椅不仅能坐，还能干预久坐实现运动保健的目的。

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