設計的適應性相關研究

「適應性」原本是生物學範疇上的概念，是生物特有的自身與環境相適合的 普遍現象。具體表現在兩方面，其一是生物體結構總是適應其特定的功能，如海 豹胸部具有厚厚的皮下脂肪，使其生活在極其寒冷的南極地區中得以起到身體保 溫作用；其二是生物體結構與功能適合於該生物生存環境條件，並進行生存和繁 殖，如海豹身體能在南極地區生存繁衍，體現它與寒冷環境相適應的能力。引申 到產品的適應性設計中時可以理解為產品自身結構與其功能相適應，與所處的社 會和環境相協調，與所處的地方文化相融合，使產品達到與人、社會、環境、生 態合理共生的關係。

2.3.1 設計與環境的適應性概念

2.3.1.1 人機工程學中與環境適應的概念

人機工程學在一些國家也稱「Human Engineering」（人類工程學）、「Human Factors Engineering」（人因工程學）或者「Ergonomics」（人類工效學）。Woodson 認為人機工程學研究的是人與機器相互關係的合理方案，其基本定義是研究人的 生理、心理、感知、社會與環境條件等為依據，研究「人-機-環境」之間相互關 係的學科。周美玉（2007）認為人類生存的環境除了自然界的大環境還有人機共 處的工作環境，研究環境問題目的在於改善作業環境和創造舒適環境兩方面，環 境的舒適與否影響人的工作效率，消除不良環境對人作業的影響，進一步消除工 作環境對人體健康和安全的危害。

對「人-機-環境」系統產生主要影響的有：熱度、光、聲音、震動、粉塵和

能力，過熱會降低運動神經操作、警戒性和決斷能力，過冷會降低觸覺和關節靈 活度；影響光環境的主要因素有：採光與照明的度量、光的穩定與均勻、光色效 果等。亮度和照度不能過高或過低，光線均勻，避免產生陰影干擾，避免光線直 射產生眩光，光色要依據實際情況合理設置，照度與色相應協調搭配；影響聲音 環境的主要因素有：聲音的物理量、噪聲的主觀量度等。聲音是信息傳播的方式 之一，同時聲音也會干擾工作和生活，嚴重使人感到不悅或者煩躁的聲音稱為噪 音。噪聲影響注意力，降低工作效率，增加失誤幾率，在保持工作時會消耗精力 加速疲勞感。對環境條件的研究目的在於量化有益與有害環境因素的程度範圍，

從而避免有害的因素，使人和機共融於最佳的適合環境，以達到提高人工作與生 活的質量。

2.3.1.2 設計心理學中的與環境適應的概念

在研究人的認知方面人機工程學與設計心理學有很多類似的研究，柳沙 (2009)認為諾曼（Norman）是目前對心理學研究最系統、全面的學者，在他 1989 年撰寫的The Design of Everyday Things(翻譯為《設計心理學》）中提出「可用 性」的設計理論，研究和指導如何設計出以人為中心，使用戶讀懂看明且方便適 用的產品，是人與物相互作用方式的心理學，既所謂的「物質心理學」。諾曼把 人們認知規律應用於日常生活的細緻設計中，以提高產品的可用性，降低失誤操 作物品的概率，以使人們日常生活的順心如意。諾曼提出設計的匹配原則是指兩 種事物之間的產生對應關係，形成物理環境類比（Physical analogies）和文化標 準相結合，讓用戶一看到產品就自然明白怎麼操作。可以利用空間類比的理論設 計控制方式，如控制柄升高表示增強、降低表示減弱。要達到這種匹配關係就需 要迎合使用者的生理特徵、知識結構和固有的文化。

此外諾曼(1989)認為讓使用者準確地知道如何使用產品需要自然的限制因 素和預設用途，以引導和規範操作方法。物理結構上的限制因素，將產品可能的 操作方法限定在一定範圍內，引導正確的操作方式，減少誤判。同理空間環境的 物理限制，可以提示產品的用途和使用行為，例如倫敦電話亭放置在街道邊，人 們很容易發現它，並且可以透過玻璃看到電話亭裡面的電話，同時內部空間尺度 也限定了人在其中的肢體運動幅度，僅提供了拿取撥打電話和倚靠的範圍；語義 上的限制因素，是利用某種情況的含義來限定可能的操作方式，如同樣的倫敦電

話亭，將其放置在街道邊或放置在家裡的客廳，人們對其的認識和使用會完全不 同，放置在家中的電話亭則會被認為是一個儲藏空間、衣櫃或者浴室，街道和家 的環境所表現的意義有很大不同；邏輯上的限制因素，是指利用空間與功能的邏 輯關係來限定可能操作方式，再以倫敦電話亭為例，將其放置在人行道與機動車 道交接處，電話亭門的方位依據空間和使用的邏輯，將設置在人行道的一側，而 不會設置在機動車道那一側。

2.3.1.3 產品與環境的適應性概念

凡是使用中產品都必然置於一定的環境條件之下使用、存放和運輸。環境的 條件會對產品的材質、結構和使用壽命等產生影響，尤其是對於在極端環境下使 用的產品，因此產品離不開環境的因素。許多產品測試都在極其惡劣的環境條件 下進行，以保障其各方面質量正常運行和堅實耐用。為保障產品高水準的環境適 應能力需要進行適應於環境的設計。楊銘等（2001）根據環境形成根源和環境對 產品效能的影響，對環境條件進行分類，進而分析環境對產品效能的影響，強調 了機電產品環境適應性設計的重要性，梳理機電產品的環境適應性設計原則，提 出了環境適應性的設計與控制策略。

適應於環境的設計考慮首先應綜合分析所設計產品在所處的環境中可能經 受到的各種條件因素及其應力，利用多種措施緩解環境應力對其帶來的危害，採 用合理有效的防護設計、材料和工藝等來達到增強產品自身對抗環境應力的能力；

還應用多種手段適應環境的條件狀況，如採用合理的防護結構設計，正確選擇耐 腐蝕材料，認真考慮應力的作用，選用成熟穩定的加工方法和裝配工藝。一種環 境因素可能產生多種不良影響，而一種不良影響往往是多種環境因素協同作用的 結果，設計時應予以綜合考慮，因此對產品設計時需要考慮其耐高低溫、防潮、

防生物侵害、防腐蝕、防塵、防雨、防太陽輻射、抗振動、抗衝擊。

2.3.2 設計適應於文化特色

Rapoport（1982）研究建成的環境給人的感受而對人行為產生影響這一過程，

認為環境中的物質因素（視覺、聲音、氣味）、社會因素（人、實物）、各種暫 時的差異（高度、中心性、色彩）構成「非言語表達方式」的線索，Rapoport（1982）

誘因），需要使用表達因素得線索（B 因素的限定範圍），這些線索梳理成多樣 且適當的組合與搭配方式體現出規律性（C 顯示規律），接著將客觀線索組合成 可視化或者可感知等知覺形式（D 建成環境），過濾決定線索是否被注意、理解 和遵從（E 理解規律），最後引導人們在場所內發生行為（F 行爲後果）。在整 個過程中文化在其中起到重要作用，文化的差異對於意義的理解有很大影響。基 於這個理論，發現當人們處於某種場合情景，會習慣按其對場合線索的領會來採 取適當的行為，其中的線索所表現的「代碼」只有被理解和識讀，環境的意義才 能被表達出來，反之則不能。起到重要作用的就是「文化共識」，擁有類似文化 背景和學識的人群，也擁有理解「代碼」的能力，使環境線索得以解碼。無論是 環境還是產品器物需要有文化的適應，才有利於用戶對其解讀理解或使用。

圖2-1 非言語交流方式與環境的意義（Rapoport ，1982)

諾曼在表述產品通過限制因素和預設用途的方式提高可用性中，提出一些已 經被人廣泛接受的文化慣例也可以用來限定物品的操作方法。如顏色在不同文化 中的意義差異，希臘和摩爾人認為綠色代表勝利，穆斯林視綠色為神聖的標誌，

在前往聖地麥加朝聖之後他們手拿綠色的旗幟，頭戴綠色的（穆斯林的）頭巾，

而在中國文化中綠色表示地位低微，將頭戴「綠帽子」視為一種懲罰和羞恥。每 種文化都有一套社交行為準則，哪怕是重來沒有去過的肯德基餐廳，人們也都知 道點餐和就餐流程，這與中式餐廳完全不同。當至於一個陌生的環境，其行為與 環境的文化不符合，矛盾會很明顯，會招致反感。許多困難也是源於對文化的不

理解，世界上尚沒有通用的文化慣例，不同地區有其特殊的文化，為此設計應與 文化相適應。

2.3.3 適應性設計與開發

Gu et al.（2004）研究適應性設計旨在開發適合其設計與生產的產品，將適 應性定義為產品效用（服務）的延伸，提出了產品適應性和設計適應性，圖2-2 為可適應設計過程和結果流程圖。還確定了兩種類型的設計調整，其中包括可預 見的特定調整和不可預見的一般調整。前者可以通過具體的適應性來描述，後者 可以通過一般的適應性來描述。提出了適應性設計的三個關鍵要素，包括功能獨 立性、適應性度量和基於功能的適應性設計過程模型，基於這些概念和設計目標，

提出了適應性設計方法和一般設計指南。他們的研究指出適應性設計強調動態的 產品的設計過程和使用過程，要求產品能夠適應新的要求，並在環境發生變化時 重複使用產品和設計，使其可以延長產品的效用與服務，或者將其擴展到其他用

提出了適應性設計方法和一般設計指南。他們的研究指出適應性設計強調動態的 產品的設計過程和使用過程，要求產品能夠適應新的要求，並在環境發生變化時 重複使用產品和設計，使其可以延長產品的效用與服務，或者將其擴展到其他用