智能制造背景下人体工程学在家具与室内设计中的发展-毕慧娟

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智能制造背景下人体工程学在家具与室内设计中的发展

毕慧娟（河南工学院艺术设计学院，河南新乡 453003）


随着人类文明的发展向前，尤其是工业化革命到来之后，一方面人与机器接触愈加频繁，探索两者之间适配关系成为主流；另一方面新型技术不断涌现为人类改造机器使其符合自身需求提供了有力支撑。人体工程学研究逐渐走向系统化，并随着国际人类工程协会成立，人体工程学开始在更多领域得到应用。家具与室内设计与人有着密切关联，无论是功能层面还是审美层面都会对人造成一定影响，依托人体工程学优化家具与室内设计得到了当代人的极大重视。《人体工程学（第2 版）》一书（田树涛、金玲、孙来忠编写，北京大学出版社出版）对人体工程学相关知识进行了系统阐述，并从人体测量数据、人体动作空间、人的感知觉、人体运动系统、人体心理和行为习性等方面入手探讨人体工程学与家具和室内设计的关联，有利于家具和室内设计中充分运用人体工程学相关理论提供支撑与参考。

家具是维持人类正常生活、生产实践与社会活动所需设施的总称，其所包含的具体内容处于不断发展和变化中，比如传统家具在现代社会已经越来越少，现代社会出现了很多新的家具类型。研究“人”的人体工程学则在家具设计中发挥指导重要指导作用，是设计者所要遵循的重要准则。该书阐述了人体工程研究内容，而从家具设计视角出发，人体尺寸、生理及心理需求、个体差异等与家具设计关系密切。人体尺寸包括静态尺寸和动态尺寸两个类型，静态尺寸指的是人体处于相对静止状态下所测得的尺寸数值，如站立身高、坐姿身高、跪姿身高、臂展长度、腿部长度等；动态尺寸指的是人体处于活动状态所测得的尺寸数值，如挥臂时所能覆盖的范围、弯腰时所占空间等。

家具设计中要同时考量静态尺寸和动态尺寸，避免出现设计不合理现象，比如设计书桌时，既要测量坐姿身高、腿部长度等确保人们使用书桌时不会出现被动弯腰或者腿部伸展不开现象，也要考虑人体活动空间范围，如向后伸腰、转动肩部等活动自由。在家具设计中，往往要统筹考量，因为家具通常是以组合形式存在的，如果只注重某件家具与人体尺寸的适配，可能会让其他家具空间被压缩或者不能良好组合在一起，造成整体家具摆放不够合理。比如有限空间内，书桌过于宽大就会压缩椅子、书橱等家具空间，不仅影响家具功能的发挥，还会影响人体需求的满足。生理及心理需求是基于“需求”视角进行的研究，“需求”具有强烈主观性，是人体对外在事物合理性做出判断的主观依据。家具设计要对人体主观性给予足够重视，比如当人体背部疼痛时希望座椅靠背软硬合适且提供适宜支撑度，如果不能满足这些需求，人们可能会产生负面情绪，但如果完全按照人体当时需求设计座椅也非良策，因为有时人体需求并不科学，一味遵从会对人体造成持续伤害，如一些座椅只考虑柔软度与舒适度，却忽略人体长期保持错误坐姿会对人体造成伤害。

人体工程学研究中会给予人体需求足够的表达空间，但是不会完全将其作为研究标准。相较于生理需求，心理需求更加抽象，但却更为重要。舒适、温暖、安全等是人体对家具的一般心理诉求，要求设计时不仅从功能层面进行考量，还应对家具审美、材料等深入研究，比如色彩使用上要符合场景要求，如卧室中的家具应以暖色、暗色等为主，以营造温馨空间，降低家具色彩对视神经刺激作用；客厅中的家具可以适当使用明度更高、色相更多的色彩搭配，以活跃客厅气氛。材料使用会对心理安全感造成一定影响，如环保程度更高的材料会降低人体焦虑感，家具设计中应选用优质材料，并明确告知消费者，让消费者更加安心。个体差异是切实存在的，如个体尺寸、个体习惯、个体耐受限度等。个体差异催生家具个性定制，而想要真正实现个性定制，了解个性信息至关重要。这对个体工程学提出新的要求，传统研究技术与方式难以满足，技术革新是必然趋势，比如个体参数获取与建模需要得到计算机技术、虚拟现实技术、IBM 技术、大数据技术等支持，尤其是在个体心理参数获取中，利用虚拟现实技术营造相关情境让个体充分表露心声，或者利用大数据技术收集个体诸多行为数据，通过挖掘总结了解心理动态。家具个性定制与现代人追求个性潮流是相契合的，有着广阔的市场前景，而其功能也会更加丰富，除了起到装饰作用外，还能在室内空间集约使用、专用场所设立等方面得到应用。

室内设计与家具设计有着交集点，但相对而言，室内设计涵盖范围更广。该书对室内设计与人体工程学之间的关联进行了阐述，指出随着人体工程学研究的深入，室内设计趋向于将“以人为本”作为设计原则，力求满足人们的需求。在室内设计中，环境因素是重要考量对象。依据人体工程学研究成果可以了解到，环境因素对人体会产生多种影响，想要规避影响是不现实的，只有通过改变环境引领正向影响才是可行之策。比如办公场所由于隔音设施不佳造成噪音超标必然会影响环境条件，使得员工不能安心工作，针对这种情况，抑制外部噪音难度很大，调整办公场所内部布局并安装质量更好隔音设施是行之有效的应对举措。从“人性化”角度考量，这些举措既能避免办公场所与外界环境产生对立，也能在重新规划过程中将员工意愿充分融入，使办公环境不单是变得更加安静还能因布局变化让员工感受活力。环境因素的改变要以为安全为前提，如室内布局变化、材料应用等不能违背消防原则，否则会埋下安全隐患，对人的生命财产安全造成威胁。

该书还探讨了室内设计常见的人体工程问题，从问题视角对室内设计进行指导：一是室内环境与人体需求不匹配。在人体工程学研究中，“人-物-环境”是基本系统，而人处于该系统中心地位，只有切实满足人体需求该系统才是合格的。但是在实际情况中存在着很多不如意现象，如室内座椅的尺寸、形态、材料、结构等与不能满足人体需求，使得坐姿不够稳定、舒适度不尽如人意等，甚至会人体造成负面伤害；厨房空间分配不合理，洗菜区、操作区、蒸煮区等在空间上没有形成连续性，造成效率低、耗能多；卧室作为休息区和私人区，其光照条件往往被忽视，造成卧室出现潮湿、空气质量不佳等现象也会影响人体健康。针对这种情况，了解人体需求最为关键。人体工程学研究成果能够为此提供科学依据，但并不能完全照搬和一味遵循，还要基于“从实际情况出发”原则进行具体探索与研究，比如在室内设计中对客户需求进行调研，尤其是心理需求要得到足够重视，然后结合人体工程学相关理论制定更为科学合理的设计策略。

二是室内环境存在安全隐患。做好安全工作至关重要，但是安全具有动态性、相对性等特征，想要全面消除安全隐患十分困难，比如室内常规物品在某些条件下可能转化为安全隐患因素、不同年龄段个体在同样室内条件中会受到不同影响等，因此室内设计者要充分调研和全面考量相关因素才能将安全隐患降至最低。人体工程学可以为其提供指导，比如基于该书中“人体运动系统”相关知识可以了解到人主要是依托骨骼和肌肉进行运动，而不同年龄段个体的骨骼和肌肉各具特征，其中老年人骨骼和肌肉逐渐退化和萎缩，如果客户为老年人，设计者在室内要避免选择光滑材料，以降低老年人摔倒受伤的风险；基于该书“人的感知觉”相关知识可以指导设计者做好室内空气质量保持、审美观感营造等环节。另外儿童安全不容忽视，儿童的认知能力、判断能力等处于初级发展阶段，很难规避不安全因素，尤其是一些不起眼的细枝末节往往易忽视，如室内拐角所形成的尖锐端便是典型例子，设计者只有将这些因素全部考虑在内才能更好消除安全隐患。

三是室内环境舒适性不足。随着时代发展以及物质生活水平的不断提高，人们对于舒适的要求进一步提升，但是很多室内设计者仍旧将重点放在触觉、视觉、嗅觉等方面，而对于功能性重视不够，造成室内环境舒适性不足。该书“信息界面设计”章节中介绍了智能家居，人们只需要通过智能仪器简单操作便能获得诸多家居服务，如回家前启动热水器，地面有污垢时启动智能清扫机器人，家人生病时可以通过智能平台联系家庭医生等。室内设计智能化是一种必然趋势，会成为人体工程学主导研究方向之一，将室内环境舒适度进一步提升提供有力支撑

基金项目：2021 年第一批教育部产学合作协同育人项目“智能制造背景下《人机工程学》课程教学改革探索”（202101078026）。