2025年大學《智能體育工程》專業(yè)題庫——智能運動康復設(shè)備人機交互設(shè)計考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)。）1.在智能運動康復設(shè)備的人機交互設(shè)計中，以下哪項不是核心的用戶中心設(shè)計原則？（A.一致性B.最小化認知負荷C.可見性D.最大程度地減少用戶需要進行的心理操作）2.針對視力障礙用戶設(shè)計的智能康復設(shè)備，以下哪種交互方式可能最為適宜？（A.圖形化界面B.物理按鍵反饋C.語音交互D.觸覺提示）3.以下哪項技術(shù)通常不直接用于捕捉用戶的生理信號進行康復評估？（A.生物電傳感器B.溫度傳感器C.GPS定位D.加速度傳感器）4.在康復設(shè)備交互設(shè)計中，反饋的主要目的是什么？(A.吸引用戶注意力B.減少設(shè)備功耗C.告知用戶當前狀態(tài)或操作結(jié)果D.增加設(shè)備復雜性）5.以下哪項指標不是常用來評估智能康復設(shè)備可用性的？（A.任務(wù)完成率B.用戶滿意度C.系統(tǒng)吞吐量D.系統(tǒng)崩潰次數(shù)）6.當用戶需要快速完成某個簡單的康復訓練操作時，交互設(shè)計的哪項原則更為重要？（A.精確性B.容錯性C.效率D.吸引性）7.智能康復設(shè)備中，用于指導用戶正確完成動作的實時視覺或聽覺提示，屬于哪種交互設(shè)計元素？（A.輸入B.輸出C.媒介D.模型）8.以下哪項場景最適合應用增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)輔助康復訓練？（A.長時間靜坐的肌力訓練B.需要空間定位和姿態(tài)引導的平衡訓練C.純粹的體能耐力測試D.輕微的日?；顒犹嵝眩?.在設(shè)計智能康復設(shè)備的用戶界面時，確保關(guān)鍵操作易于發(fā)現(xiàn)和訪問，主要體現(xiàn)了哪項設(shè)計原則？（A.抽象B.精煉C.可見性D.自定形）10.對于患有認知障礙的老年用戶，智能康復設(shè)備的人機交互應特別強調(diào)？（A.交互的豐富性B.操作的復雜性C.簡潔性、容錯性和明確的反饋D.高科技感）二、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述在智能運動康復設(shè)備設(shè)計中，考慮用戶生理和心理因素的重要性。2.簡述“容錯性”設(shè)計原則在智能康復設(shè)備中的具體體現(xiàn)。3.簡述傳感器技術(shù)在智能康復設(shè)備人機交互中扮演的角色。4.簡述進行智能康復設(shè)備可用性測試的基本步驟。三、論述題（每題10分，共20分。請圍繞下列主題展開論述。）1.論述在設(shè)計智能運動康復設(shè)備交互時，如何平衡技術(shù)的先進性與用戶的易用性。2.結(jié)合一個具體的康復場景（如上肢功能恢復、步態(tài)訓練等），論述智能運動康復設(shè)備在人機交互方面應重點關(guān)注哪些問題，并提出相應的設(shè)計考量。四、設(shè)計題（10分。請根據(jù)以下要求完成設(shè)計規(guī)劃。）假設(shè)你需要為一群剛完成下肢骨折手術(shù)的患者設(shè)計一款用于早期康復訓練的智能輔助行走設(shè)備，請簡要描述該設(shè)備在人機交互方面需要考慮的關(guān)鍵點，并說明你會如何進行初步的用戶需求調(diào)研。試卷答案一、選擇題1.(D)2.(C)3.(C)4.(C)5.(D)6.(C)7.(B)8.(B)9.(C)10.(C)二、簡答題1.重要性：智能康復設(shè)備直接服務(wù)于用戶，其有效性依賴于用戶能否順利、舒適地使用。考慮生理因素（如身體限制、疼痛、疲勞）能確保設(shè)備操作的安全性和有效性，避免加重用戶病情或造成二次傷害?？紤]心理因素（如情緒狀態(tài)、認知能力、學習意愿、心理障礙）能提高用戶的依從性、使用舒適度和康復積極性，使交互過程更加人性化，有助于建立信任，提升整體康復效果。2.體現(xiàn)：容錯性設(shè)計旨在允許用戶犯錯，并提供引導或糾正，避免嚴重后果。具體體現(xiàn)在：提供撤銷或重做功能；操作錯誤時有明確的、非懲罰性的反饋提示；設(shè)計易于理解和撤銷的復雜操作；提供安全網(wǎng)或限制，防止用戶執(zhí)行可能導致設(shè)備損壞或康復中斷的極端操作；允許用戶通過簡單方式退出或暫停不熟悉的功能。3.角色：傳感器技術(shù)是智能康復設(shè)備感知用戶狀態(tài)和環(huán)境信息的基礎(chǔ)。它在人機交互中扮演著關(guān)鍵角色：數(shù)據(jù)采集（捕捉用戶的生理信號如心率、肌電、關(guān)節(jié)角度；運動參數(shù)如速度、距離、步態(tài)；環(huán)境數(shù)據(jù)如溫度、距離）；狀態(tài)監(jiān)測（實時監(jiān)控用戶的康復進展、動作準確性、是否存在異常）；反饋依據(jù)（為設(shè)備提供決策依據(jù)，進而通過執(zhí)行器或界面提供反饋）；個性化調(diào)整（根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)調(diào)整康復計劃或交互策略）；安全防護（監(jiān)測用戶狀態(tài)，如跌倒檢測，及時發(fā)出警報或采取保護措施）。4.步驟：*規(guī)劃：明確測試目標、選擇測試用戶（代表目標用戶群體）、確定測試任務(wù)、設(shè)計測試場景和腳本。*準備：準備測試原型或產(chǎn)品版本、準備測試環(huán)境（如實驗室、用戶真實環(huán)境）、準備測試工具（如觀察記錄表、任務(wù)計時器、問卷）。*招募與培訓：招募符合要求的測試用戶，進行必要的測試前說明和培訓。*執(zhí)行：引導用戶按照腳本完成測試任務(wù)，觀察用戶行為，記錄遇到的問題、困惑、操作時長、錯誤等，可通過用戶訪談深入了解其想法和感受。*分析：整理和分析收集到的數(shù)據(jù)，識別可用性問題，評估交互設(shè)計的有效性、效率和滿意度。*報告：撰寫可用性測試報告，清晰描述測試過程、發(fā)現(xiàn)的問題、數(shù)據(jù)分析結(jié)果和改進建議，提交給設(shè)計團隊。三、論述題1.平衡先進性與易用性：設(shè)計智能運動康復設(shè)備時，需要在利用先進技術(shù)（如AI、大數(shù)據(jù)分析、高級傳感器）提升康復效果和智能化程度，與確保設(shè)備界面簡潔直觀、操作流程符合用戶習慣、符合用戶認知和技能水平之間取得平衡。過于先進的技術(shù)可能引入不必要的復雜性，導致用戶難以學習和使用，降低依從性；而過于簡單的交互可能無法充分發(fā)揮設(shè)備的潛力，限制其康復效果。平衡的關(guān)鍵在于：*深入用戶研究：充分了解目標用戶的認知能力、技術(shù)熟練度、康復需求和使用場景。*以用戶為中心：將用戶需求和使用體驗放在首位，優(yōu)先保證核心功能的易用性。*漸進式披露：將復雜功能隱藏在簡單易用的界面背后，讓用戶在需要時可以探索更高級的功能。*清晰有效的反饋：利用可視化、聽覺、觸覺等多種反饋方式，讓用戶清晰了解設(shè)備狀態(tài)和自身表現(xiàn)，降低認知負荷。*迭代設(shè)計：通過原型測試和用戶反饋，不斷優(yōu)化交互設(shè)計，逐步調(diào)整技術(shù)的應用方式，使其更貼合實際使用需求。*容錯設(shè)計：確保設(shè)備在用戶誤操作時有保護機制和清晰的糾錯引導，降低使用風險。*關(guān)注核心目標：始終圍繞康復目標設(shè)計交互，避免為了技術(shù)而技術(shù)，確保交互服務(wù)于康復效果最大化。2.設(shè)計關(guān)注點與考量（以步態(tài)訓練為例）：*關(guān)注點：*安全性：設(shè)備需能穩(wěn)定支撐或輔助用戶行走，具備防跌倒機制，交互操作不應引發(fā)用戶恐慌或不適。*引導性：需提供清晰、適時、準確的步態(tài)引導（如視覺標記、聽覺提示、震動反饋），幫助用戶掌握正確的步態(tài)模式、速度和節(jié)奏。*適應性：交互應能根據(jù)用戶的實時能力（如速度、穩(wěn)定性）動態(tài)調(diào)整引導強度和難度，實現(xiàn)個性化訓練。*反饋性：實時反饋用戶的步態(tài)參數(shù)（如步速、步幅、對稱性）和動作質(zhì)量（如是否踩線、姿態(tài)是否正確），幫助用戶自我感知和糾正。*易用性：控制界面簡單直觀，啟動、暫停、停止等操作便捷，適應用戶在行走中的操作需求。*趣味性：可融入游戲化元素或激勵機制，提升用戶訓練的積極性和趣味性，延長訓練時間。*數(shù)據(jù)管理：交互需方便用戶查看訓練數(shù)據(jù)（如進度、進步曲線），便于康復師遠程監(jiān)控和評估。*用戶需求調(diào)研規(guī)劃：*調(diào)研目的：了解步態(tài)障礙患者的康復需求、現(xiàn)有康復訓練的痛點、對輔助設(shè)備交互的期望和接受度。*調(diào)研對象：剛完成下肢骨折手術(shù)、患有腦卒中導致步態(tài)障礙、或其他原因需要步態(tài)康復的患者，以及他們的康復治療師。*調(diào)研方法：*定性訪談：與患者和康復師進行深入訪談，了解他們的經(jīng)歷、感受、期望、對理想設(shè)備的描述以及對交互設(shè)計的具體要求（如希望如何被引導、不喜歡什么樣的反饋、操作中遇到的困難等）。*問卷調(diào)查：設(shè)計標準化問卷，量化收集用戶對特定交互特性（如反饋類型偏好、界面復雜性接受度、趣味性需求）的評分和排序。*觀察法：在康復中心觀察患者進行現(xiàn)有步態(tài)訓練的過程，記錄他們在交互操作中遇到的困難和行為模式。*焦點小組：組織小范圍患者或康復師進行討論，收集對初步交互概念或原型設(shè)計的反饋。*調(diào)研內(nèi)容：涵蓋用戶的基本信息、康復背景、步態(tài)問題特點、當前訓練方式及滿意度、對智能設(shè)備交互功能（引導、反饋、控制、數(shù)據(jù)查看等）的具體需求、對設(shè)備外觀和操作的偏好、隱私和數(shù)據(jù)安全顧慮等。*數(shù)據(jù)分析：對收集到的訪談記錄、問卷數(shù)據(jù)進行整理和分析，提煉關(guān)鍵的用戶需求、痛點和設(shè)計偏好，為后續(xù)的交互設(shè)計和原型開發(fā)提供依據(jù)。四、設(shè)計題關(guān)鍵點：1.安全與支撐：交互設(shè)計需確保設(shè)備在移動過程中對用戶提供穩(wěn)定支撐，緊急停止或防跌倒機制的操作應簡單、可靠且顯眼。2.步態(tài)引導：提供清晰、可選的步態(tài)引導方式，如地面標記的視覺提示、來自設(shè)備的語音提示（“抬腳”、“邁步”、“放腳”）或震動反饋（在腳跟著地或腳尖離地時）。引導信息的呈現(xiàn)時機和方式需根據(jù)用戶能力和訓練階段調(diào)整。3.實時反饋：提供實時的步態(tài)參數(shù)反饋（如當前步速、是否踩線），以及動作質(zhì)量反饋（如步態(tài)是否平穩(wěn)、對稱性如何），最好以簡潔直觀的方式（如進度條、簡單圖表）在設(shè)備或配套App上顯示。4.操作便捷：設(shè)備上的控制按鈕（如啟動、暫停、模式切換）應易于在行走中觸及和操作，避免復雜的多步驟操作?？煽紤]結(jié)合語音控制或簡單的手勢識別。5.個性化與適應性：交互應允許用戶或康復師設(shè)置訓練參數(shù)（如目標步速、引導強度），并能根據(jù)用戶的實時表現(xiàn)提供適應性調(diào)整建議。6.舒適性與接受度：設(shè)備重量分布、佩戴/固定方式、材質(zhì)選擇等都會影響用戶體驗，交互設(shè)計需考慮減輕用戶負擔，提升舒適感和接受度。7.數(shù)據(jù)交互：交互需方便用戶查看自己的訓練進度和簡單數(shù)據(jù)，并允許導出或分享給康復師。用戶需求調(diào)研：1.明確目標：調(diào)研旨在了解目標用戶（術(shù)后患者）在步態(tài)康復初期對輔助行走設(shè)備在交互方面的核心需求和痛點。2.選擇對象：招募近期完成下肢骨折手術(shù)、需要在家進行部分步態(tài)康復訓練的患者。同時訪談他們的家庭照護者和康復科醫(yī)生，獲取專業(yè)視角。3.設(shè)計方法：*半結(jié)構(gòu)化訪談：準備訪談提綱，圍繞以下問題展開：您在家進行步態(tài)訓練時遇到的最大困難是什么？（側(cè)重交互方面）您希望設(shè)備如何引導您走路？（視覺、聽覺、震動？強度？時機？）您希望如何控制設(shè)備？（按鈕、語音？）您希望設(shè)備提供哪些反饋？（速度？是否踩線？姿態(tài)？）設(shè)備的外觀和重量對您有影響嗎