工業設計指導下的康復代步器設計基礎數據研討及應用策略指導

1.前言

“康復代步器”這個名詞對于我國的普通大眾來說還是十分陌生的,而大家所熟知的“輪椅”其實就是康復代步器家族中最原始、最基本的一員。即使就輪椅而言,大部分人也都認為那是殘疾人使用的,和自己根本沒有關系,對于它的結構、功能等知識更是了解甚少。然而從世界范圍,特別是發達國家的現實情況及普遍共識來看,隨著各國老齡化程度越來越高以及各類事故和疾病高發,康復代步器的需求者已經從過去的“殘疾人士”擴展為“殘障人士”。這里的“障”包括永久或暫時性需要代步輔助的所有人群,包括部分老人、幼兒、治療期間的患者等,其人群數量之大和涉及范圍之廣使得康復代步器越來越接近我們社會普通人的生活。

正是社會需求的增長使得康復代步器在歐、美、日等國家和地區的發展十分迅速,其先進的技術、細分的功能、人性化的設計及其成熟的產業化模式使得康復代步器從實驗室進入市場,走入越來越多的需用者的生活,極大地提高了這部分人群的生活質量。這在某種程度上也是社會文明和福利的一種體現。

隨著我國經濟發展和社會進步,康復代步器行業的發展將會成為一個值得政府、業界及全社會共同關注的問題。其中,對于康復代步器需用者的基礎數據收集整理及分析研究是一項基礎卻又極為關鍵的工作,是人性化設計、細分功能、市場營銷甚至企業運作的前提,是改變我國現行“一種輪椅所有人通用”的產品初級階段的基礎平臺,對提升整個行業的形象和產品競爭力具有重大的意義。www.redelec.cn

2.我國康復代步器需用者基礎數據研討

由于疾病、災難或者高齡等原因,當今中國需要輪椅的各類人士總數超過15,000,000, 居全球居首位。其中,肢體殘疾約占四分之三。

肢體殘疾是指人的肢體殘缺、畸形、麻痹導致人體運動功能喪失或功能障礙。誘發或造成肢體殘疾的病因包括腦癱、偏癱,脊髓疾病及損傷、小兒麻痹后遺癥、截肢、缺肢、四肢畸形、侏儒癥、脊柱畸形、骨關節和肌肉疾病及損傷、周圍神經疾病及損傷等。根據《中國殘疾人實用評定標準》,肢體殘疾分為三級:完全不能或基本不能完成日常生活活動者為一級肢體殘疾;能夠部分完成日常生活活動活動者為二級(中度)肢體殘疾;基本上能夠完成日常生活活動者為三級(輕度)肢體殘疾。不同人群需要不同功能與層次的康復代步器。


表1 我國肢殘者基礎數據表 設計在線.中國

表1為我國肢體殘疾人群的基礎統計數據。由于康復代步器使用人群的特殊性和復雜性,每個殘障者的殘障部位和程度都不相同,年齡、性別等因素也會導致身體數據的極大差異,因此每個殘障者需要和適用的代步器都不相同。優秀的康復代步器必須恰好彌補使用者的缺陷和配置針對其本人需要的功能。要為眾多殘障人士設計出適用的代步器,確定代步器功能、結構、尺寸、材料、價格、產量等,就必須針對他們的不同特點進行相關數據的統計分析及殘障分類的研究工作,建立國家和各地區的分級數據庫指導康復代步器設計工作中的形式、關鍵尺寸及結構要素。(見圖1)


圖1 代步器相關肢殘者類群數據

分析調研結果可見:
1) 從年齡結構來看:其中占主要比重的年齡段是18-39和40-59,這兩個年齡段需要較高的活動能力,代步器對于他們來說是大幅提高社會接觸程度的有力工具。另外,60歲以上老年人也占了較大比例,需要針對老年人的特殊情況,設計舒適性和輔助醫療功能性的康復代步器。設計在線.中國
2) 從致殘原因來看:疾病和外傷是其中主因。該群體要繼續從事他們健康時的社會工作和事業,就必須由康復代步器提供輔助。
3) 從活動能力來看:占到47.5%的能部分自理的肢殘者是康復代步器的最大使用人群,其自理的能力需要康復代步器為其進一步提高,代步器提供的活動使這部分人在身體和精神上都得到鍛煉和輔助康復,并且使他們有可能參與社交活動,提高自信。
4) 從構成結構來看:在肢體殘疾人中,下肢殘疾占絕大多數,還有很大部分的復合殘疾者。顯然,康復代步器是他們自主融入社會的基礎,也是他們的希望和尊嚴。

由于經濟收入等客觀原因,城市中的殘障人士對于康復代步器的需求及購買力是該領域的最大市場,因而,對于城市殘障人士的數據調研分析對正確合情地確定數據庫、制定相關產品的設計依據合規范,有著特殊的重要作用合意義。2002年4月20日殘聯進行的調查數據顯示,上海市持有殘疾證的肢殘人數為111216人。其中不同原因導致肢體殘疾和肢殘的不同類型基礎數據如圖2所示:


圖2 不同原因及不同類別肢體殘疾人數分布圖 設計在線.中國

統計數據也顯示,大中城市的意外事故致殘率高于全國平均水平,這其中交通事故是意外致使下肢殘疾的最大原因。此類人群中有很大一部分具有較高的經濟能力,這使得他們對于康復代步器的需求相應的也具有較高的要求。因此在針對城市市場的康復代步器設計中,材料的選用、外形的設計、多功能及舒適性成為必須側重考慮的因素。

另外,醫院中的部分手術患者也是康復代步器的臨時需用者,對于這類產品也需進行因地而異的特殊設計。

值得注意的是,基礎數據需要及時更新,與時俱進,以便行業決策者和產品設計師能及時掌握市場動態。基礎數據的全行業共享能夠提高行業整體效率,網絡化并行設計也是產業化發展的必然方向。

3.基于工業設計的行業基礎數據應用策略指導

3.1 充分重視工業設計理念的指導意義 設計在線.中國

康復代步器從其“代步”這一基本功能來看,它已經成為人體延伸的一部分,和人有著“親密”的接觸、依賴關系。基于這種設備與人的特殊關系,“以人為本”的工業設計原則對于指導康復代步器設計來說就顯得尤為重要了。良好的人機和諧的設計對保障“人”的身體健康具有極其重要的意義。這里應該特別注意:如果設計中忽略了人機交互原則,片面追求美觀或經濟等因素,這樣設計制造出的產品很可能引起使用者長時間以強迫體位姿勢(如腰部扭曲、長時間低頭、抬臂、抬肩等) 進行操作,形成靜態負荷,造成肌肉疲勞。長期這樣還可能造成關節、肌腱及其它生理組織發生永久性損傷的嚴重后果,致使康復代步器使用者“殘上加殘”。

貫穿于殘障人士使用的康復代步器設計的人機工程學原則為:
1) 人機系統必須安全可靠;
2) 人機系統既要使機器發揮最高的效能,又要使操作者付出盡量少的勞動;
3) 人機系統應具有明確的符號指向性,杜絕設計中可能形成的功能和操作上的誤導因素;
人機系統應當使操作者在操作時感到舒適和便捷。
代步器中每部分的結構、尺寸、形狀、材質、質量等因素都會影響到人使用代步器的操控性、靈活性、穩定性和舒適性等指標,而所有的設計依據都必須根據使用者的人體數據而定。要設計、研發出優秀的代步器新產品,在行業中制定完整的數據搜集整理機制以及建立統一的數據庫工作就成為必要的基礎條件。

3.2 根據基礎數據制定行業規范和標準

從相關人群的人體數據以及殘障分類出發,在行業規范和標準的制定中充分考慮人體感知及有效肢體功能的發揮,使最終在規范和標準之下設計出的產品與特殊群體使用者的關系更緊密、更和諧,真正成為他們身體不可或缺的組成部分。具體的行業規范和標準應涉及:
1) 產品的外形、功能、價格規范
2) 產品的規模,系列標準
3) 產品模塊化標準
4) 現代制造系統的移植規范

3.3 引進消化國際先進產品,建立有自主知識產權的設計開發體系

重視研究國外先進的基礎數據統計分類方法、加深對于國外產品的科技成果轉化應用機制的剖析,這對于我國康復代步器領域無疑是一項高效而具有巨大實際價值的工作。當然,利用國際先進技術經驗的同時必須結合我國國情,制定我國特有的行業設計指導原則。唯有自主、創新設計,才是提高我國相關領域競爭力的根本手段。

由于我國康復代步器使用者的條件、需求、比例的差異性、特殊性和離散性,情況非常復雜,因而對我國在此領域的獨立設計開發、加工制造、市場營銷,直至參與世界范圍的競爭都提出了很高的科技要求。相關企業應該在設計研發上加大投入,加強先進設計和生產技術在本行業的移植和應用,建立具有自主知識產權的設計開發體系,這將會對康復代步器行業的發展起到革命性的作用。


參考文獻
1. 劉志泉. 我國肢體殘疾人概況 [J]. 中國康復醫學雜志. 2003,18,8:493~494
2. 馬江彬. 人機工程學及其應用 [M]. 北京:機械工業出版社. 1993.


作者:汪雯雍 虞世鳴 (上海大學機電工程與自動化學院 工業設計教研室)
簡介
汪雯雍 上海大學 碩士研究生 機電工程與自動化學院 工業設計教研室
虞世鳴 上海大學 副教授 機電工程與自動化學院 工業設計教研室