东北林业大学 机电工程学院 王君婷 王 潇 周 爽 宋进宇
摘要：本文对未来户外用品提出设想，并设计了一款便携式户外净水装置。通过此款户外装置的设计，展示了新材料，情感化设计在户外用品上的应用以及同物联网技术相结合的设想。
关键词：户外净水装置、新材料、情感化设计、物联网
中图分类号：T-19 文献标识码：Ａ
文章编号：1003-0069(2017)08-0108-02
Abstract：We have envisaged the future outdoor purifier and designed a kind of portable one, through which shows the new material, emotional-design and combined with internet of things.
Keywords：Outdoor water purifier, New material, Emotional design, Internet of things
导语
现代社会越来越多的人开始热衷于户外运动，户外运动方式渐渐成为一种社会时尚，随之催生出了一系列的户外用品。户外用品作为户外运动者必不可少的基本用品，具有便携、结构相对简单、科技含量不高、消费群固定的特点。在制造业发展迅速的今天，市场上出现了大量同类户外产品，竞争日益残酷。笔者结合当下新技术和设计发展趋势对未来户外用品提出设想。
一、未来户外用品设想
当今时代人们生活水平不断提高，对户外产品的要求也越来越高，在户外产品外观单一和使用材料有限的背景下，产品要符合市场定位、拥有高性价比、差异化和继承性，才能在户外用品市场拥有一席之地[1]。所以笔者认为未来户外用品的发展主要在于以下几个部分：新材料的应用、情感化设计和运用物联网技术等。
（一）新材料的使用
由于户外用品的使用条件复杂，往往需要性能更好的材料才能达到预期要求。随着技术发展，越来越多的新型材料出现在我们面前，也为户外用品的一些新功能提供了可能。采用新型材料的户外产品可以具有更多实用新功能，能够更好地和人进行互动，提高交互性，给使用者带来良好的体验性[2]。目前市场上出现了许多种新型感应材料，这些材料受到外界环境的变化而改变表面颜色或图案。户外运动条件多变，运动者需要时刻了解自己所处环境状态。采用这种新型感应材料的户外用品，就可以提示户外运动者当时的气温、湿度等环境状况，从而帮助使用者判断接下来的行程。（如图1）为采用温控感应材料的一款水杯，可以根据当前温度改变自身颜色，以视觉的形象提醒使用者温度的变化。
（二）情感化设计
进行户外运动不仅放松了心情，也缓解了现代快节奏生活带来的压力。人们希望使用户外产品在满足使用需求的基础上能够获得更多的视觉享受和交互体验，所以情感化设计必将成为未来产品发展的趋势。情感化设计在细致层面上重视满足人们情感上的需求。在户外产品的设计中加入情感化的设计会使产品在激烈的同类商品竞争中脱颖而出，让户外用品在心理和情感上与使用者产生共鸣[3]。产品中的的情感虽然有一些是设计师自己的情感投射，但绝大多数是对潜在客户进行理性分析得出的结果。现有日常用品中有很多情感化设计做得很好的产品，都受到用户的喜爱。（如图2）可口可乐瓶盖的设计，就是一个很好的情感化设计案例。此款设计提供了能够实现各种不同功能的结构，只需拧到旧可乐瓶子上，就可以把瓶子变成水枪、笔刷、照明灯、转笔刀等工具，给予了瓶子第二次生命。这种产品的功能性和趣味性也使可口可乐的品牌形象更加深入人心。
（如图3）为触摸式温度计。利用温暖的手来量体温是最自然的方式，用手量体温的形式可以唤起用户的回忆，因此总能触动到使用者。（如图4）为卡通分线器。设计师利用几个小纸片人就将杂乱的线区分了开来，人形塑料片的形状被做成了生动的悬吊状，给人情感上很大的愉悦。
（三）物联网技术
物联网是继互联网后的新一轮技术革新，代表着未来计算机与通信的发展方向，具有信息海量化、接入设备多样化、互通智能化等特点，目前物联网技术已经应用于众多产品的设计中[4]。
户外运动时如何防范风险，意外发生时该如何自救对于户外运动者来说一直是一个严肃的问题。如果将物联网技术应用于户外产品的设计中，就可以实时对物体进行识别、定位、监控与追踪，并对自身环境的改变做出反应，使使用者在身处危险需要帮助时，能够及时发出求救信号。此外物联网的智能化网络也可以使网络终端自主对外界信息进行适时响应，提高传输信息的效率，给使用者带来更优质的用户体验。
二、新型户外净水储水装置的设计
基于对未来户外产品的设想，经过讨论与分析，笔者针对户外水壶展开设计，设计了一款新型便携式户外净水装置。通过此款户外装置的设计，展示了新材料，情感化设计在户外用品上的应用以及同物联网技术相结合的设想。产品效果图和尺寸图（如图5、6）所示。
这款新型便携式户外净水装置采用滤芯粗滤和滤嘴精滤两种方式，可以对不同水质的水源进行分别处理。同时材料环保，外观新颖，与物联网技术的结合增强了其互动性，是一款理想的便携式户外净水装置。
（一）材料选取
基于环保性和便携性考虑，我们选择了高级耐热硅脂材料作为本产品瓶身的主要材料。硅脂材料是由高分子聚有机硅氧烷稠化高纯度无机稠化剂，并添加抗氧化、抗腐蚀和结构改善剂精制而成的食品级密封润滑脂，适用温度范围为-40℃～204℃。相对于普通塑料来说更容易降解再利用，是一种比较环保的材料，同时耐冷、耐热、耐水、抗环境老化，具有良好的密封性、防水性、抗溶剂性，是一种理想的户外储水装置材料。在当前的户外用品市场上应用并不广泛，但由于其柔软、质轻的特点以及优良的耐受性，可以看到其具有很大的市场潜力。
硅脂材料制作的净水装置非常柔软，轻便，可随意挤压折叠（产品挤压效果如图7），使产品具有良好的便携性。这款便携式户外净水装置既可以节省运动者的储物空间，又可以减轻运动者的负担。
（二）结构设计
结构设计为此款设计的创新点之一，可以大大提升户外净水效率。在结构设计方面我们充分考虑了户外水源水质不同的特点，设计了两种过滤结构，可以对不同水源选择不同的过滤方法。当水质较好时，水源经过粗滤后通过TDS检测，即可引用；水质较复杂时，可以在粗滤的基础上，选择使用滤嘴进行二次过滤。具体使用方法如下：
便携式户外净水装置由滤嘴（精滤区）、上部净水区，中部（粗滤区），底部污水区四部分组成，（如图8）所示，四部分可随意拆分。可用粗滤和精滤两种方法对水源进行过滤。使用前将③④旋转分离，在④中盛装污水后旋转合并。过滤时将装置倒置，通过滤芯③完成粗滤（主要通过活性炭对水源进行过滤）。之后水进入②上部净水区，②中安装有检测水质的TDS电子装置，如果此时水质已经达标则可直接拿下滤嘴饮用，而不需要再用滤嘴进行精滤。（如图9）灰色部分为TDS显示屏，使用者可以根据TDS显示判断是否可以饮用。如仍不达标则可通过外力挤压使水经过滤嘴①进行精滤（滤嘴主要通过纳米级半透膜对水源进行过滤）。
（如图9）粗滤装置内置活性炭滤芯，而滤嘴内部只要由纳米级半透膜承担过滤作用。过滤原理不同使两种方式的过滤速度有极大的差别，精滤速度较慢但净水效果优良，粗滤速度快而净水效果一般。本装置充分考虑到户外水质的区别，根据水质选择净水途径可提高户外净水效率，同时延长滤嘴使用寿命，体现了节能环保的理念，使使用者获得更好的用户体验。
（三）外观设计
一款好的户外水壶不仅要在功能上满足消费者需求，更要在心理上给使用者带来愉悦的享受。为了满足使用者在使用时的情感需求，我们利用情感工学原理，从用户使用产品过程中产生的情感出发，在原有造型上进行再设计。情感工学把人对事物的感受程度分析归纳，借以情感分析和具体状态描述来评价产品，可以带给使用者更好的体验性[5]。基于此，我们以功能性、易用性和可取性为原则,设计了此款净水装置的外观。
1. 从功能性考虑，我们大胆地摒弃了以往传统水壶的形态而设计了胶囊式造型，（如图10）所示。胶囊形状可以把装置的净水区和污水区分开放置，满足净水结构的需要，主体的透明色则可以让饮用者能够看清TDS显示屏，判断水质是否达标饮用标准。同时使用柔软的硅质材料实现便携功能，均能体现装置的功能性。
2. 好的设计可以在不经意间给予使用者如何使用的暗示，而不需要有意指引。上下对称的胶囊形状暗示了净水过程中的使用方式，交互更具目的性，体现了其易用性。
3. 可取性方面，胶囊型设计相较于传统形状，形态更加圆润饱满，更能体现出水的特性。胶囊型设计模拟医疗用品特点，也会让人感觉经过产品过滤的水更洁净，更符合使用者心理。装置主体颜色为透明色，过滤器和滤嘴的颜色分别是白色和天蓝色，白蓝配色会给人一种安全舒适的感觉，可以给人带来愉悦的心理享受，极具吸引力，均体现其可取性。
4. 物联网技术的使用
随着互联网的迅速发展，物联网传感技术不断提升的同时体积也在不断减小为便携式设备与物联网技术结合提供了硬件基础[6]。
本设计采用物联网技术将便携式户外净水装置与手机端连接。在装置完成净水操作后，手机APP便会提示使用者可以饮用。使用者也可以在手机端进行设置，提醒使用者按时补充水分，建议饮用者饮水的次数和饮水量，使其成为饮用者身边的“贴身管家”。应用物联网技术，可以随时定位使用者，并通过网络及时给予使用者适当的出行建议，以及在危险时能够及时与外界取得联系，这些都是传统户外用品无法做到的。无论从使用体验还是从安全性考虑，物联网技术的应用都大势所趋。
结论
户外用品行业是伴随着人们生活水平和社会发展而兴起的产业，存在着巨大的市场潜力，为设计创新提供了机遇。设计户外产品时，应该考虑到户外运动的独特性，将新材料，情感化体验应用于设计中，并且同物联网技术相结合，为人们的户外运动带来更高的便利性和舒适度。
参考文献
[1] 陈百顺 . 户外运动产品的技术创新与发展趋势——以探路者控股集团股份有限公司为例 [J] . 纺织导报 . 2017 （3）：26-29
[2] 吴张依 . 特殊材料在户外广告牌中的运用 [J] . 美与时代（城市版）. 2015（3）：126-127
[3] 晏鑫 . 智能家居产品与情感化设计探索 [J] . 产业与科技论坛 . 2017 （8）：85-87
[4] 刘锦 . 顾加强 . 我国物联网现状及发展策略 [J] . 企业经济 . 2013 （4）：114-117
[5] 王祖阳 . 高正旭 . 陈虹儒 . 情感工学在用户体验中的应用研究——以韩国东西大学校园打印系统为例 [J] . 设计 . 2014（11）：28-30
[6] 白伟 . 张福玲 . 基于物联网的老年人健康预警手环系统设计 [J] . 价值工程 . 2017（1）：99