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论文中文题名:

 基于人机交互的固定健身器械包容性设计优化研究    

姓名:

 唐毓琛    

学号:

 22214109013    

保密级别:

 公开    

论文语种:

 chi    

学科代码:

 130500    

学科名称:

 艺术学 - 设计学    

学生类型:

 硕士    

学位级别:

 艺术学硕士    

学位年度:

 2025    

培养单位:

 西安科技大学    

院系:

 艺术学院    

专业:

 工业设计    

研究方向:

 包容性健身产品    

第一导师姓名:

 池宁骏    

第一导师单位:

 西安科技大学    

论文提交日期:

 2025-06-17    

论文答辩日期:

 2025-06-04    

论文外文题名:

 ptimization Research on Inclusive Design of Stationary Fitness Equipment Based on Human-Computer Interaction    

论文中文关键词:

 包容性设计 ; 固定健身器械 ; 用户调研 ; 人机交互 ; Kano模型 ; 动感单车 ; 产品优化流程    

论文外文关键词:

 Inclusive Design ; Fixed Fitness Equipment ; User Research ; Human-Computer Interaction ; Kano Model ; Stationary Bike ; Product Optimization Process    

论文中文摘要:

本研究在方法上形成了从行为观察—访谈建模—问卷分析—设计框架构建—原型验证的完整路径,验证了包容性设计在健身器械中的现实可行性,为健身器械的全龄化设计提供了有实证支撑的理论基础和可复制实践路径。

随着人口老龄化加剧,健身需求的多样化使得现有的固定健身器械设计面临着越来越大的挑战。大多数健身器械仍然以成年且健康的用户为设计目标,忽视了老年群体的特殊需求。现有设备在操作逻辑、姿态设计、交互界面等方面常常缺乏对老年用户的适配,尤其在家庭健身场景中,存在较高使用门槛、不明确的反馈、节奏不匹配等问题,导致用户的参与热情和锻炼安全性受到影响。本研究旨在探索如何通过包容性设计优化固定健身器械,使其能更好地适应不同健身阶段的用户,尤其是老年人群体的需求,提升他们的健身体验与参与度。

本研究首先通过文献分析和市场调研,对国内外固定健身器械在包容性设计方面的现状与问题进行了系统梳理,识别了器械在年龄适配、交互反馈、结构灵活性等方面的典型短板。通过对多款代表性产品的分析,发现现有器械在适配不同用户群体方面存在较大缺陷。随后,研究采用用户行为观察法,结合“切片式行为记录”方法,捕捉不同用户群体在使用健身器械时的微表情、姿势变化及误操作行为等动态数据,全面了解用户的使用痛点和需求。此外,结合结构化访谈,收集了不同年龄段、运动基础和使用动机的用户反馈,深入挖掘用户的心理感受与使用习惯。

为了量化用户需求的强度与关注点,本研究设计了多维度问卷,涵盖操作体验、功能反馈、情绪调动等方面,并结合Kano模型对需求项进行了分类与优先排序。研究结果表明,用户在健身器械使用中的核心需求集中在“易操作性”、“安全提示”、“节奏适配”和“交互反馈”四个维度,这些因素对提升用户体验和参与感至关重要。

基于以上研究成果,本研究提出了以“低使用门槛、清晰反馈机制、友好运动节奏”为核心导向的包容性设计策略,并将其应用于家用动感单车的再设计实践中。具体来说,研究通过调整产品结构尺度、控制方式、骑乘高度、扶手握距和屏显位置,优化了器械的使用舒适度与便捷性。同时,引入了基于用户年龄段的界面引导模式和运动强度反馈系统,旨在提供更具认知支持和信心激励的使用体验。

为了验证设计的效果,研究构建了体验评估指标体系,涵盖“操控流畅性”、“舒适安全性”和“交互满意度”三个维度,建立了用户评分机制,并邀请不同用户群体进行原型测试,收集并分析数据反馈。结果表明,与现有同类产品相比,重新设计的动感单车在用户友好性、激励性和参与感方面表现出显著优势,尤其在中老年人群体和亲子使用场景中,得到了用户的积极评价。

本研究通过“行为观察—访谈建模—问卷分析—设计框架构建—原型验证”的完整研究路径,不仅验证了包容性设计在健身器械中的实际可行性,还为健身器械的全龄化设计提供了有实证支撑的理论基础和可复制的实践路径。研究的成果为未来健身产品的设计与优化提供了有价值的参考,推动了全龄化健身器械设计的进程。

论文外文摘要:

As the aging population continues to increase, the diverse fitness needs of different user groups are posing greater challenges for existing stationary fitness equipment designs. Most fitness equipment on the market is still primarily designed for adults with mature exercise habits and good physical condition, overlooking the specific needs of elderly users. These devices often fail to adapt to different users in terms of operational logic, posture design, and user interface, especially in home fitness settings, where high entry barriers, unclear feedback, and mismatched exercise rhythms hinder user engagement and exercise safety. This study aims to explore how to optimize stationary fitness equipment through inclusive design to better accommodate users at different stages of fitness, particularly focusing on the needs of the elderly, improving their fitness experience and participation.

The research begins with a literature review and market analysis to systematically identify the current status and issues related to inclusive design in stationary fitness equipment. The study highlights typical shortcomings in terms of age adaptability, interaction feedback, and structural flexibility. Through analyzing multiple representative products, the study identifies significant gaps in their ability to meet the diverse needs of different user groups. Following this, user behavior observation, using the "slice behavior recording" method, is employed to capture dynamic data such as micro-expressions, posture changes, and misoperation behaviors from different user groups. This approach helps gain a comprehensive understanding of user pain points and needs. Additionally, structured interviews with users of different ages, fitness backgrounds, and motivations were conducted to further explore their psychological and usage habits.

To quantify the strength and focus of user needs, a multidimensional questionnaire covering operational experience, functional feedback, and emotional engagement was designed, and the Kano model was applied to categorize and prioritize user requirements. The results reveal that the core user needs in fitness equipment use center around "ease of operation," "safety prompts," "rhythm adaptation," and "interaction feedback," which are crucial for improving user experience and engagement.

Based on these findings, the study proposes an inclusive design strategy focusing on "low entry barriers, clear feedback mechanisms, and user-friendly exercise rhythms," which is applied to the redesign of a home-based stationary bike. Specifically, adjustments were made to the product's structure, control methods, riding height, handle grip distance, and screen display position, while age-specific interface guidance and exercise intensity feedback systems were integrated to provide greater cognitive support and motivational encouragement for users.

To validate the effectiveness of the design, an experience evaluation system was constructed, covering "control fluency," "comfort and safety," and "interaction satisfaction." A user-centered testing phase was conducted with different user groups, and data was collected and analyzed for feedback comparison. The results show significant improvements in user-friendliness, motivation, and engagement compared to existing similar products, particularly among elderly users and family-oriented scenarios, which received positive feedback.

Through the complete research path of "behavior observation—interview modeling—questionnaire analysis—design framework construction—prototype validation," this study not only confirms the practical feasibility of inclusive design in fitness equipment but also provides a theory-driven and replicable approach for the aging-friendly design of fitness equipment. The findings offer valuable insights for the design and optimization of future fitness products, contributing to the advancement of all-age fitness equipment design.

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中图分类号:

 TB472    

开放日期:

 2025-06-23    

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