基于用户研究的六轴教育机器人设计

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在制造业转型升级、机器人自动化生产日益成熟的时代大背景下,机器人教育已成为当今社会的热点,显示出广阔的发展前景。高职院校作为培养高等技术应用型人才的教育单位,在机器人教育培训中占有重要的地位。然而,现有的教育机器人产品存在很多问题,不能完全满足老师和学生的需求。随着用户研究在产品设计中的应用不断成熟和完善,将其应用到教育机器人产品设计中,从用户的角度出发,设计适合"教"和"学"的教育机器人产品是越来越多用户的诉求。目前国内针对高职院校使用的教育机器人产品的研究相对较少,且研究人员主要集中在技术领域,对使用教育机器人产品的用户研究很少。本文秉持"以用户为中心"的设计思想,以用户研究为起点,对学校、教师、学生三类用户进行深入的分析和探讨,获取不同类用户对教育机器人产品的需求,进而对教育机器人产品进行分析、定位和设计,整个流程都有用户的参与。本文第一部分对教育机器人产品进行简要的概述,包括教育机器人在高职院校的应用背景,教育机器人与普通工业机器人的区别与联系、当前教育机器人产品存在的问题等,进而提出基于用户研究的教育机器人设计理念。第二部分是针对产品用户的需求分析。选择适合于不同用户的用户研究方法,将用户需求分为三方面进行研究:学校教学目标和内容、教师需求、学生需求三种类别。通过文献检索、问卷调查、深入访谈、焦点小组等定性分析和定量分析方法,深入挖掘用户需求,梳理产品需求点。第三部分是针对产品设计要素的分析。主要从功能、形态、CMF、人机交互四个方面对产品进行分析。产品功能方面基于用户需求进行优先级划分;形态和CMF方面采用形态和CMF偏好实验的方法获取用户对形态的需求;人机方面归类分析教育机器人产品的人机交互特征,提炼出人机界面交互原则。最后从安全性、教育性、趣味性和创新性、适应性等方面提出教育机器人产品的设计原则。第四部分以济南亚历山大智能科技公司的实际项目——高职院校桌面六轴教育机器人项目为案例,设计了一款供相关专业师生使用的教育机器人产品。在设计的过程中从设计师和用户的角度进行方案的设计和筛选,对产品进行反复修改调整,最终完成教育机器人产品的设计。本文将用户研究融入到教育机器人产品的整个设计过程中,分析产品的功能、形态、CMF、人机交互等与用户的关系,探究影响用户使用教育机器人的因素,通过教育机器人产品的设计提高了学生的学习效率,同时提升学生对机器人学习的兴趣,培养了学生团队合作、逻辑思维以及良好的综合实践能力。为以后的教育机器人产品设计提供借鉴。
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