1、 基于物聯網技術的勸導系統設計研究 劉冉旭Summary：基于當前物聯網技術的發展趨勢和國內勸導式設計研究局限于移動設備的背景下，探索在物聯網技術背景下勸導系統的設計機會。結合現有勸導式設計理論與物聯網技術的特點分析勸導系統設計過程，嘗試對設計問題和設計機會點進行分析總結。得出基于物聯網技術的勸導系統設計維度并針對每個維度給出相應的設計策略。在物聯網技術背景下可以從勸導依據、勸導過程和勸導機制三個維度開展勸導系統的設計并對應不同維度分別從數據、時空和用戶情境的角度給出相應的設計策略。Key：勸導式設計物聯網技術設計策略中圈分類號：TB47 ：A：1003-0069（2019）09-0114-0

2、4引言隨著社會的發展，人們在物質生活得到滿足的基礎上向往精神生活更高的狀態，例如希望擁有更加健康的生活方式和高效的學習能力;信息技術的日新月異使得更多新興技術手段可以被用于實現設計需求，勸導式設計應運而生。勸導式設計概念起源于計算機技術的廣泛應用，伴隨智能手機的普及和移動互聯網的發展，提供勸導功能的產品以移動終端為媒介，在包括醫療健康和教育學習在內的諸多領域得到應用。目前國內出現了一批用于勸導用戶行為的移動互聯網產品和服務通過勸導手段輔助用戶提升自身生活質量。隨著信息技術的發展，物聯網技術逐步應用于實際生產與生活場景，例如智慧家庭、智慧城市和智慧酒店的新概念逐漸被設計師昕關注。在以移動設備為媒

3、介的勸導式設計中，產品通常以單體設備比如智能手機、智能手環為中心提供勸導功能，而物聯網技術可以在空間場景中為用戶提供多維、高效的勸導服務。本文結合現有勸導式設計理論和實際設計過程中的思考，討論基于物聯網技術的勸導系統設計維度和策略。一、勸導式設計的概念和相關理論勸導式設計最早由美國斯坦福大學BJ Fogg教授提出。勸導式設計是指在設計中利用勸導技術改變用戶態度或者行為。BJ Fogg教授將用于勸導的計算機技術區分為工具、社會角色和媒介三種不同的功能類型，針對不同行為勸導產品可以存在一種或多種功能類型。這在一定程度上從功能角度將計算機技術與行為勸導建立了聯系，為研究者對提供勸導功能的技術資料進行

4、分析提供了參考。同時BJFogg教授在對勸導目標行為進行分析時按照行為的持續時間和行動類別兩個維度將勸導目標行為歸納在一張二維的行為表格中，這在勸導式設計研究中為勸導目標行為的類型劃定提供了理論依據。勸導式設計的核心在于使用非強制的方法改變用戶的態度或者行為。基于此BJ Fogg教授提出了目前被研究者廣泛使用的行為改變模型（FBM模型）如圖1所示。該模型指出三個促成行為改變的要素，即動機（Motivation）、能力（Ability）和提示（Prompt）三方面。此三要素在勸導的過程中共同促成用戶的行為改變，缺一不可。腳隨著勸導式設計研究的發展，相繼出現新的理論。其中包括芬蘭研究者Harri

5、Oinas-Kukkonen和Maria Harjumaa提出的勸導系統設計模型（PSDM）。該模型認為在勸導系統開發過程中，需要分析勸導情境（PersuasionContext）。勸導情境包括意圖（the Intent）、事件（the Event）和策略（the Strategy），進一步在事件中包括使用情境（Use Context）、用戶情境（User Context）和技術情境（Technology）三方面內容。勸導系統設計模型的提出引入勸導情境的概念擴展了行為勸導的理論，使勸導式設計在BJ Fogg提出的勸導行為模型的基礎上有了新的研究維度，即從行為、用戶和技術的角度研究勸導式設計。隨

6、著社會的發展，新出現的社會問題為勸導式設計帶來新的設計需求，例如生產效率和生活水平提高帶來了更加嚴峻的環境和資源問題。物聯網技術作為互聯網技術的延伸為勸導式設計提供了新的技術資料和設計機會。二、物聯網技術概念物聯網的概念在1999年移動計算機和網絡國際會議上被首次提出。物聯網系統包括感知層、網絡層和應用層三個層次。感知層包括用于感知環境與用戶狀態的傳感裝置;網絡層指信息傳遞的媒介，通過網絡層，終端的傳感器可以通過網絡連入互聯網把信息傳遞到世界各地;應用層中包含可以與用戶發生交互的終端設備。國際電信聯盟（IIU）對于物聯網技術的定義是：物聯網實現了物與物、人與物、人與人之間的互聯。在信息技術革命

7、中，互聯網技術的應用實現了人與人人之間的互聯，通過互聯網技術結合計算機軟硬件，任何可以連接到互聯網的用戶不管距離遠近都可以通過終端彼此實時傳遞信息。而物聯網技術作為互聯網技術的延伸，在人與人信息傳遞的基礎上實現人與物的互聯，用戶因此可以與周圍環境進行信息交換。物聯網技術使環境可以感知到用戶，同時用戶所在行為場景中物理環境的信息同樣可以反饋給用戶。物聯網將現有互聯網技術的連接維度擴展到空間。（一）物聯網技術連接維度與信息功能模型1.物聯網技術連接維度。國際電信聯盟（IIU）2005年的報告中指出物聯網技術的應用為信息和通信技術（1ETs）提供新的維度。IIU把新的連接維度按照時間（Time）連接

8、維度、地點（Place）連接維度與物體（Thing）連接維度劃分。辛向陽教授提出行為的五要素為人、動作、工具或媒介、目的以及場景。物聯網技術作為互聯網技術的擴展，將完成動作的工具從用戶手持的移動設備擴展到用戶身處的物理環境中的設備，設計場景的變化使得設計維度可以從時間和空間兩方面考慮，設計維度的擴展帶來交互載體和交互方式的變化。2.信息功能模型。信息技術的另一個要素是信息。孫其博教授等人利用信息科學的視點抽象出物聯網的信息功能模型。模型包括信息獲取功能模塊、信息傳輸功能模塊、信息處理功能模塊和信息施效功能模塊。根據此模型，物理世界的數據通過物聯網技術被設備獲取、傳輸、處理后轉化為可被用戶利用的

9、信息，從而產生價值。物聯網技術以信息為中心將物理的實體世界與虛擬的電子世界相聯系。（二）物聯網技術特點結合上述物聯網技術連接維度與信息功能模塊的分析，分別從環境與人、數據與信息、通信與交互三個角度分析物聯網技術的技術特點。相較于傳統移動信息技術，物聯網技術的這些特點為勸導式設計提供新的設計機會點。1.環境情境感知，用戶傳達高效。情境感知是指通過傳感器及其相關技術使計算機設備能夠感知到當前的環境，為用戶提供適當的信息或者服務。情境感知同樣可以應用于勸導系統設計中，物聯網技術中包含眾多傳感器，可感知到包括用戶行為狀態與物理環境狀態兩方面的信息。同時物聯網技術可以通過場景中的信息媒介按照設計需求隨時

10、隨地向用戶傳達信息。2.數據呈現多維，信息載體多樣。通過物聯網空間范圍內的傳感器配合無所不在的無線網絡技術，數據可以按照設計需求在不同時間與空間實現即時準確的傳輸與呈現。信息載體方面，在物聯網技術下信息載體已經不止于移動設備的屏幕，許多新硬件例如智能音箱、智能鏡子在物聯網環境下可以為信息的呈現提供新的載體選擇。3.網絡互聯實時，交互方式不一。物聯網技術作為互聯網的延伸，在實現物聯空間內設備互聯的同時又可以通過網關設備與互聯網連接，從而可以將內部信息通過互聯網傳遞到外部并對外部的信息實現感知和反饋。交互方式方面，隨著技術的發展，新興交互技術例如增強現實技術和語音識別技術逐漸應用于現實場景。三、物

11、聯網技術背景下的勸導式設計物聯網技術的發展為勸導系統的設計帶來新的設計機會。在內森.西多夫提出的理解力圖中，數據轉化為信息后產生價值，因此如何收集到數據關系到勸導的基本效力。在以往使用移動設備進行勸導的過程中，智能手機可以收集諸如用戶行走步數和行走距離在內的數據，這些數據經過設備加工成信息并通過屏幕展示給用戶來勸導用戶養成健康的生活習慣。物聯網技術作為連接人與環境的技術，可以將數據獲取和信息展示的范圍擴展到用戶所處的空間，比如家庭、校園、餐廳和酒店。基于物聯網技術的勸導式設計可以從以下設計維度和相應的設計策略進行分析，如圖2所示。（一）設計維度借鑒勸導行為模型（FBM）和勸導系統設計模型（Ps

12、DM）的理論基礎結合物聯網技術特點對勸導系統的設計過程進行分析，總結得出基于物聯網技術的勸導式設計維度，包括勸導依據、勸導機制和勸導過程三個維度。1.勸導依據。勸導依據是指可以起到勸導用戶態度和行為改變作用的信息。依據上文中提到的信息功能模型，勸導信息來源于勸導行為發生場景中的真實數據，包括用戶的行為數據和用戶行為場景中的環境數據。作為提供勸導功能的計算機技術收集并轉化這些數據從而發揮勸導作用。在單體移動產品，例如智能手機和可穿戴設備中，內部應用通過設備中的內置傳感器獲取用戶的行為數據，例如微信運動使用智能手機中的加速度傳感器等硬件實時獲得用戶的步數信息，KEEP利用手機中的GPS模塊獲取用戶

13、的真實地理位置，并且借助一定的數據處理獲得用戶跑步的時間、距離和速度等信息。這些信息幫助產品掌握用戶的行為狀態用以作為勸導的依據。物聯網技術背-F勸導依據的獲取范圍從用戶自身擴展到用戶所處的空間環境，設置在行為發生場景中的相關傳感器可以收集到環境中的有效數據，并提供給勸導系統加以利用。2.勸導機制。勸導機制是指將作為勸導依據的數據轉化為實現勸導功能的方法。簡單來說，勸導機制就是如何設計產品，使前期通過傳感器獲得的數據轉化為更能發揮勸導作用的信息并且設計以何種方式利用這些信息。移動互聯網產品在勸導機制方面方案各異，在手機應用WALKUP中以游戲化的方式將獲取到的用戶步數合理轉化為虛擬游戲中的旅行

14、距離，每達到一定的旅行距離就可以解鎖一個新的城市。很多運動APP都會將用戶數據與好友數據進行比較，以競爭的機制激勵用戶行動。物聯網技術下人與環境的聯系更加緊密，環境中的不同人也因此增加更多聯系與互動方式，勸導式設計可以利用軟硬件資源與環境中用戶之間的線下關系利用新的勸導機制達到體驗更好，且更加有效的勸導目的。3.勸導過程。勸導過程是指勸導技術開展勸導功能的完整過程。由于需要考慮諸如吸引用戶注意力、強化用戶記憶的目的，勸導過程閉環且在合適的時間與地點實施勸導可以發揮出勸導系統更大的勸導效果。勸導過程可以從時間和空間兩個維度進行考慮。勸導式設計的目的是希望勸導用戶產生可持續性長期的行為。為此需要思

15、考如何在時間維度進行設計，使得用戶在合適的時間點和時間階段獲得勸導信息，并因此產生行為。例如KEEP移動應就會在每天某個時刻向用戶推送提示鍛煉身體的消息來暗示用戶每天堅持鍛煉。空間維度中需要思考系統在空間范圍的什么位置以何種載體顯示勸導信息。在移動互聯網環境下，勸導接觸點一般是用戶隨身攜帶的智能手機，而在物聯網技術的空間屬性可以為勸導目的提供更多的設計機會。空間位置包括用戶勸導目標行為的物理接觸點與空間內其他行為的物理接觸點。考慮到非勸導目標行為可以用于信息呈現，所以空間內的非勸導目標行為接觸點同樣應該在勸導系統設計的考慮范圍之內。（二）設計策略上文中基于勸導式設計理論與物聯網技術特點得出，勸

16、導系統設計維度包括勸導依據、勸導機制和勸導過程三方面。通過從設計維度分析具體設計過程可以總結出如下物聯網技術背景下勸導式設計的設計策略。以勸導用戶在室內進行水電節能行為為例。目前室內水電節能多為使用被動節能產品實現，包括聲控或紅外感應電燈、紅外感應水龍頭等。這些設備在一定程度上減少了水電資源的浪費，但并沒有從用戶的角度解決如何改變用戶自身對資源保護的認知、態度與養成行為習慣的問題。勸導節能行為需要讓用戶認知到水電節能的意義，并自發產生節能的意識和行為，同時讓用戶在節能行動中獲得良好的體驗，對應不同設計維度的設計策略如下。1勸導依據方面的設計策略。（1）利用更多傳感器技術獲取行為數據。勸導系統建

17、立的基礎在于如何將用戶行為和環境數據轉化為可以提供勸導價值的信息。目前應用廣泛的移動應用勸導產品以移動終端為硬件載體。這些應用在數據收集方面僅限于依靠移動產品比如智能手機上的傳感裝置，例如加速度計、GPS模塊等。由于受到傳感器硬件的限制，手機應用對于行為數據獲取的能力也比較局限，僅能了解到用戶的地理信息、移動距離等數據信息，而且用戶必須時刻攜帶移動設備才能獲取行為數據。物聯網技術擺脫了移動產品傳感器種類和用戶必須隨身攜帶的限制，在物聯環境中可以使用更多種類的傳感裝置以獲得勸導系統所需的行為和環境數據，設計師可以利用這些線下傳感裝置收集到用戶行為數據與用戶身處的環境數據。目前市場上已有帶有傳感裝

18、置的產品出現，例如小米智能插座就可以實時獲取流經插座的電量，用戶可以使用米家應用實時查看用電量來提醒自己節約電能，如圖3所示。另外，還可以利用其他傳感器例如光線傳感器感應環境光強、利用人體紅外傳感器感應用戶是否正在伏案工作來判斷用戶此時是否合理使用照明電器。（2）合理提升用戶行為數據的勸導價值。提升原始行為數據轉化為勸導信息的價值需要對數據進行合理量化與具象。行為數據量化是指將用戶行為進行準確感知，并以合理的單位進行表示。之所以需要合理量化是因為在實際設計過程中發現在一些情況下，比如在家庭環境中針對某一家用電器使用千瓦時來衡量短時間內用電量的數據變化其實微乎其微，合理放大數據單位可以讓行為更直

19、觀，更具勸導力。在移動應用中對于數據的合理量化已有使用，例如在移動應用WALKUP中，產品將用戶每日的步行數目進行放大，等比轉化為在世界地圖上的城市距離，用戶通過每日積累步行量來換取在軟件內地圖上的里程數，如圖4所示。以這種方式增加用戶的行動積極性。具象是指使用用戶生活中更加形象的事物表示數據，比如家庭用水量可以等效換算為同等水量可以灌溉的植物株數。具象的事物更容易被用戶感知與記憶，產生情感共鳴。例如在移動應用Forest中，產品將專注工作的時間具象為盆栽的生長過程，不同的專注時間對應不同的植物茂盛程度，如圖5所示。用戶通過完成事先設定時間的專注工作來獲得一盆對應的虛擬盆栽，中途失敗則植物死亡

20、。具象的事物可以讓用戶獲得成就感，增加用戶完成行為的動力。2勸導過程方面的設計策略。（1）利用物聯環境下不同交互方式。交互方式決定了用戶獲取信息的方式，移動產品的交互方式一般為人與設備屏幕之間的信息交互。而相比移動終端，物聯網背景下信息傳播過程更加自由、交互方式更加多樣。與傳統移動終端勸導產品設計相比，物聯網技術下設計范圍從單一的智能手機擴展到整個智能空間范圍。在移動終端中，信息輸出大多數時候通過顯示屏幕傳達給用戶，物聯網技術可以借助其他媒介完成信息的互動，例如現在比較流行的智能音箱產品可以通過語言完成信息的輸入與輸出，使用語言交互方式傳遞勸導信息，用戶可以在智能空間隨處隨時在不影響其他任務進

21、行的同時，獲取勸導信息。省去需要隨時攜帶智能設備且必須通過進入手機應用查看信息的麻煩。例如使用小米智能音箱的鬧鐘功能，用戶可以直接通過語音方式設置鬧鐘響起時間，并在鬧鐘響起后通過語音結束鬧鐘響鈴，這在一定程度上優化了勸導過程交互的體驗，如圖6所示。（2）從時空雙維觸發用戶認知與行為。物聯網技術不同于移動互聯網技術，后者是利用移動終端硬件實現功能。物聯網技術打破現有人機互動傳統，將交互的行為接觸點分散在空間環境之中，通過網絡互聯的線下設備將空間打造成為一個智能系統。物聯網技術將原先移動端勸導技術單一的時間維度擴展到時空兩個維度。行為接觸點可以作為勸導信息展示的端點，例如智能音箱、智能電視等物聯網

22、交互產品可以作為勸導行為展示的硬件設備。以智能音箱為例。在設計中可以根據用戶的行為習慣與空間特點在合適的時間與空間加入產品來勸導用戶行為。合理利用時間與空間維度可以吸引用戶注意力、增強用戶記憶，達到勸導用戶養成行為習慣的目標。3勸導機制方面的設計策略。（1）關注勸導對象之間線下社交聯系。物聯網技術將傳統的線下環境聯系為互聯的整體，并通過無線網關將物聯環境連入互聯網，是一種線上線下互聯的系統。在線下特定空間情境中，人們的行為互動和情感聯系更加緊密，比如家庭環境中父母與子女是一個互動的整體，相比線上社交環境中的網絡熟人情感和行為聯系更加緊密。真實的線下關系為勸導提供了新的機會，可以利用互動整體的線下關