基于物联网技术的劝导系统设计研究.docx

    基于物联网技术的劝导系统设计研究    刘冉旭Summary：基于当前物联网技术的发展趋势和国内劝导式设计研究局限于移动设备的背景下，探索在物联网技术背景下劝导系统的设计机会结合现有劝导式设计理论与物联网技术的特点分析劝导系统设计过程，尝试对设计问题和设计机会点进行分析总结得出基于物联网技术的劝导系统设计维度并针对每个维度给出相应的设计策略在物联网技术背景下可以从劝导依据、劝导过程和劝导机制三个维度开展劝导系统的设计并对应不同维度分别从数据、时空和用户情境的角度给出相应的设计策略Key：劝导式设计物联网技术设计策略中圈分类号：TB47 ：A：1003-0069（2019）09-0114-04引言随着社会的发展，人们在物质生活得到满足的基础上向往精神生活更高的状态，例如希望拥有更加健康的生活方式和高效的学习能力;信息技术的日新月异使得更多新兴技术手段可以被用于实现设计需求，劝导式设计应运而生劝导式设计概念起源于计算机技术的广泛应用，伴随智能的普及和移动互联网的发展，提供劝导功能的产品以移动终端为媒介，在包括医疗健康和教育学习在内的诸多领域得到应用目前国内出现了一批用于劝导用户行为的移动互联网产品和服务通过劝导手段辅助用户提升自身生活质量。

随着信息技术的发展，物联网技术逐步应用于实际生产与生活场景，例如智慧家庭、智慧城市和智慧酒店的新概念逐渐被设计师昕关注在以移动设备为媒介的劝导式设计中，产品通常以单体设备比如智能、智能手环为中心提供劝导功能，而物联网技术可以在空间场景中为用户提供多维、高效的劝导服务本文结合现有劝导式设计理论和实际设计过程中的思考，讨论基于物联网技术的劝导系统设计维度和策略一、劝导式设计的概念和相关理论劝导式设计最早由美国斯坦福大学BJ Fogg教授提出劝导式设计是指在设计中利用劝导技术改变用户态度或者行为BJ Fogg教授将用于劝导的计算机技术区分为工具、社会角色和媒介三种不同的功能类型，针对不同行为劝导产品可以存在一种或多种功能类型这在一定程度上从功能角度将计算机技术与行为劝导建立了联系，为研究者对提供劝导功能的技术资料进行分析提供了参考同时BJFogg教授在对劝导目标行为进行分析时按照行为的持续时间和行动类别两个维度将劝导目标行为归纳在一张二维的行为表格中，这在劝导式设计研究中为劝导目标行为的类型划定提供了理论依据劝导式设计的核心在于使用非强制的方法改变用户的态度或者行为基于此BJ Fogg教授提出了目前被研究者广泛使用的行为改变模型（FBM模型）如图1所示。

该模型指出三个促成行为改变的要素，即动机（Motivation）、能力（Ability）和提示（Prompt）三方面此三要素在劝导的过程中共同促成用戶的行为改变，缺一不可脚随着劝导式设计研究的发展，相继出现新的理论其中包括芬兰研究者Harri Oinas-Kukkonen和Maria Harjumaa提出的劝导系统设计模型（PSDM）该模型认为在劝导系统开发过程中，需要分析劝导情境（PersuasionContext）劝导情境包括意图（the Intent）、事件（the Event）和策略（the Strategy），进一步在事件中包括使用情境（Use Context）、用户情境（User Context）和技术情境（Technology）三方面内容劝导系统设计模型的提出引入劝导情境的概念扩展了行为劝导的理论，使劝导式设计在BJ Fogg提出的劝导行为模型的基础上有了新的研究维度，即从行为、用户和技术的角度研究劝导式设计随着社会的发展，新出现的社会问题为劝导式设计带来新的设计需求，例如生产效率和生活水平提高带来了更加严峻的环境和资源问题物联网技术作为互联网技术的延伸为劝导式设计提供了新的技术资料和设计机会。

二、物联网技术概念物联网的概念在1999年移动计算机和网络国际会议上被首次提出物联网系统包括感知层、网络层和应用层三个层次感知层包括用于感知环境与用户状态的传感装置;网络层指信息传递的媒介，通过网络层，终端的传感器可以通过网络连入互联网把信息传递到世界各地;应用层中包含可以与用户发生交互的终端设备国际电信联盟（IIU）对于物联网技术的定义是：物联网实现了物与物、人与物、人与人之间的互联在信息技术革命中，互联网技术的应用实现了人与人人之间的互联，通过互联网技术结合计算机软硬件，任何可以连接到互联网的用户不管距离远近都可以通过终端彼此实时传递信息而物联网技术作为互联网技术的延伸，在人与人信息传递的基础上实现人与物的互联，用户因此可以与周围环境进行信息交换物联网技术使环境可以感知到用户，同时用户所在行为场景中物理环境的信息同样可以反馈给用户物联网将现有互联网技术的连接维度扩展到空间一）物联网技术连接维度与信息功能模型1.物联网技术连接维度国际电信联盟（IIU）2005年的报告中指出物联网技术的应用为信息和通信技术（1ETs）提供新的维度IIU把新的连接维度按照时间（Time）连接维度、地点（Place）连接维度与物体（Thing）连接维度划分。

辛向阳教授提出行为的五要素为人、动作、工具或媒介、目的以及场景物联网技术作为互联网技术的扩展，将完成动作的工具从用户手持的移动设备扩展到用户身处的物理环境中的设备，设计场景的变化使得设计维度可以从时间和空间两方面考虑，设计维度的扩展带来交互载体和交互方式的变化2.信息功能模型信息技术的另一个要素是信息孙其博教授等人利用信息科学的视点抽象出物联网的信息功能模型模型包括信息获取功能模块、信息传输功能模块、信息处理功能模块和信息施效功能模块根据此模型，物理世界的数据通过物联网技术被设备获取、传输、处理后转化为可被用户利用的信息，从而产生价值物联网技术以信息为中心将物理的实体世界与虚拟的电子世界相联系二）物联网技术特点结合上述物联网技术连接维度与信息功能模块的分析，分别从环境与人、数据与信息、通信与交互三个角度分析物联网技术的技术特点相较于传统移动信息技术，物联网技术的这些特点为劝导式设计提供新的设计机会点1.环境情境感知，用户传达高效情境感知是指通过传感器及其相关技术使计算机设备能够感知到当前的环境，为用户提供适当的信息或者服务情境感知同样可以应用于劝导系统设计中，物联网技术中包含众多传感器，可感知到包括用户行为状态与物理环境状态两方面的信息。

同时物联网技术可以通过场景中的信息媒介按照设计需求随时随地向用户传达信息2.数据呈现多维，信息载体多样通过物联网空间范围内的传感器配合无所不在的无线网络技术，数据可以按照设计需求在不同时间与空间实现即时准确的传输与呈现信息载体方面，在物联网技术下信息载体已经不止于移动设备的屏幕，许多新硬件例如智能音箱、智能镜子在物联网环境下可以为信息的呈现提供新的载体选择3.网络互联实时，交互方式不一物联网技术作为互联网的延伸，在实现物联空间内设备互联的同时又可以通过网关设备与互联网连接，从而可以将内部信息通过互联网传递到外部并对外部的信息实现感知和反馈交互方式方面，随着技术的发展，新兴交互技术例如增强现实技术和语音识别技术逐渐应用于现实场景三、物联网技术背景下的劝导式设计物联网技术的发展为劝导系统的设计带来新的设计机会在内森.西多夫提出的理解力图中，数据转化为信息后产生价值，因此如何收集到数据关系到劝导的基本效力在以往使用移动设备进行劝导的过程中，智能可以收集诸如用户行走步数和行走距离在内的数据，这些数据经过设备加工成信息并通过屏幕展示给用户来劝导用户养成健康的生活习惯物联网技术作为连接人与环境的技术，可以将数据获取和信息展示的范围扩展到用户所处的空间，比如家庭、校园、餐厅和酒店。

基于物联网技术的劝导式设计可以从以下设计维度和相应的设计策略进行分析，如图2所示一）设计维度借鉴劝导行为模型（FBM）和劝导系统设计模型（PsDM）的理论基础结合物联网技术特点对劝导系统的设计过程进行分析，总结得出基于物联网技术的劝导式设计维度，包括劝导依据、劝导机制和劝导过程三个维度1.劝导依据劝导依据是指可以起到劝导用户态度和行为改变作用的信息依据上文中提到的信息功能模型，劝导信息来源于劝导行为发生场景中的真实数据，包括用户的行为数据和用户行为场景中的环境数据作为提供劝导功能的计算机技术收集并转化这些数据从而发挥劝导作用在单体移动产品，例如智能和可穿戴设备中，内部应用通过设备中的内置传感器获取用户的行为数据，例如运动使用智能中的加速度传感器等硬件实时获得用户的步数信息，KEEP利用中的GPS模块获取用户的真实地理位置，并且借助一定的数据处理获得用户跑步的时间、距离和速度等信息这些信息帮助产品掌握用户的行为状态用以作为劝导的依据物联网技术背@-F劝导依据的获取范围从用户自身扩展到用户所处的空间环境，设置在行为发生场景中的相关传感器可以收集到环境中的有效数据，并提供给劝导系统加以利用2.劝导机制。

劝导机制是指将作为劝导依据的数据转化为实现劝导功能的方法简单来说，劝导机制就是如何设计产品，使前期通过传感器获得的数据转化为更能发挥劝导作用的信息并且设计以何种方式利用这些信息移动互联网产品在劝导机制方面方案各异，在应用WALKUP中以游戏化的方式将获取到的用户步数合理转化为虚拟游戏中的旅行距离，每达到一定的旅行距离就可以解锁一个新的城市很多运动APP都会将用户数据与好友数据进行比较，以竞争的机制激励用户行动物联网技术下人与环境的联系更加紧密，环境中的不同人也因此增加更多联系与互动方式，劝导式设计可以利用软硬件资源与环境中用户之间的线下关系利用新的劝导机制达到体验更好，且更加有效的劝导目的3.劝导过程劝导过程是指劝导技术开展劝导功能的完整过程由于需要考虑诸如吸引用户注意力、强化用户记忆的目的，劝导过程闭环且在合适的时间与地点实施劝导可以发挥出劝导系统更大的劝导效果劝导过程可以从时间和空间两个维度进行考虑劝导式设计的目的是希望劝导用户产生可持续性长期的行为为此需要思考如何在时间维度进行设计，使得用户在合适的时间点和时间阶段获得劝导信息，并因此产生行为例如KEEP移动应就会在每天某个时刻向用户推送提示锻炼身体的消息来暗示用户每天坚持锻炼。

空间维度中需要思考系统在空间范围的什么位置以何种载体显示劝导信息在移动互联网环境下，劝导接触点一般是用户随身携带的智能，而在物联网技术的空间属性可以为劝导目的提供更多的设计机会空间位置包括用户劝导目标行为的物理接触点与空间内其他行为的物理接触点考虑到非劝导目标行为可以用于信息呈现，所以空间内的非劝导目标行为接触点同样应该在劝导系统设计的考虑范围之内二）设计策略上文中基于劝导式设计理论与物联网技术特点得出，劝导系统设计维度包括劝导依据、劝导机制和劝导过程三方面通过从设计维度分析具体设计过程可以总结出如下物联网技术背景下劝导式设计的设计策略以劝导用户在室内进行水电节能行为为例目前室内水电节能多为使用被动节能产品实现，包括声控或红外感应电灯、红外感应水龙头等这些设备在一定程度上减少了水电资源的浪费，但并没有从用户的角度解决如何改变用户自身对资源保护的认知、态度与养成行为习惯的问题劝导节能行为需要让用户认知到水电节能的意义，并自发产生节能的意识和行为，同时让用户在节能行动中获得良好的体验，对应不同設计维度的设计策略如下1劝导依据方面的设计策略1）利用更多传感器技术获取行为数据劝导系统建立的基础在于如何将用户行为和环境数据转化为可以提供劝导价值的信息。

目前应用广泛的移动应用劝导产品以移动终端为硬件载体这些应用在数据收集方面仅限于依靠移动产品比如智能上的传感装置，例如加速度计、GPS模块等由于受到传感器硬件的限。