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摘要：基于当前物联网技术的发展趋势和国内劝导式设计研究局限于移动设备的背景下，探索在物联网技术背景下劝导系统的设计机会。结合现有劝导式设计理论与物联网技术的特点分析劝导系统设计过程，尝试对设计问题和设计机会点进行分析总结。得出基于物联网技术的劝导系统设计维度并针对每个维度给出相应的设计策略。在物联网技术背景下可以从劝导依据、劝导过程和劝导机制三个维度开展劝导系统的设计并对应不同维度分别从数据、时空和用户情境的角度给出相应的设计策略。
关键词：劝导式设计;物联网技术;设计策略
引言
随着社会的发展，人们在物质生活得到满足的基础上向往精神生活更高的状态，例如希望拥有更加健康的生活方式和高效的学习能力；信息技术的日新月异使得更多新兴技术手段可以被用于实现设计需求，劝导式设计应运而生。劝导式设计概念起源于计算机技术的广泛应用，伴随智能手机的普及和移动互联网的发展，提供劝导功能的产品以移动终端为媒介，在包括医疗健康和教育学习在内的诸多领域得到应用。目前国内出现了一批用于劝导用户行为的移动互联网产品和服务通过劝导手段辅助用户提升自身生活质量。随着信息技术的发展，物联网技术逐步应用于实际生产与生活场景，例如智慧家庭、智慧城市和智慧酒店的新概念逐渐被设计师所关注。在以移动设备为媒介的劝导式设计中，产品通常以单体设备比如智能手机、智能手环为中心提供劝导功能，而物联网技术可以在空间场景中为用户提供多维、高效的劝导服务。本文结合现有劝导式设计理论和实际设计过程中的思考，讨论基于物联网技术的劝导系统设计维度和策略。
一、劝导式设计的概念和相关理论
劝导式设计最早由美国斯坦福大学BJFogg教授提出。劝导式设计是指在设计中利用劝导技术改变用户态度或者行为。[1]BJFogg教授将用于劝导的计算机技术区分为工具、社会角色和媒介三种不同的功能类型，针对不同行为劝导产品可以存在一种或多种功能类型。这在一定程度上从功能角度将计算机技术与行为劝导建立了联系，为研究者对提供劝导功能的技术资料进行分析提供了参考。同时BJFogg教授在对劝导目标行为进行分析时按照行为的持续时间和行动类别两个维度将劝导目标行为归纳在一张二维的行为表格中，这在劝导式设计研究中为劝导目标行为的类型划定提供了理论依据。劝导式设计的核心在于使用非强制的方法改变用户的态度或者行为。基于此BJFogg教授提出了目前被研究者广泛使用的行为改变模型（FBM模型）如图1所示。该模型指出三个促成行为改变的要素，即动机（Motivation）、能力（Ability）和提示（Prompt）三方面。此三要素在劝导的过程中共同促成用户的行为改变，缺一不可。[2]随着劝导式设计研究的发展，相继出现新的理论。其中包括芬兰研究者HarriOinas-Kukkonen和MarjaHarjumaa提出的劝导系统设计模型（PSDM）。该模型认为在劝导系统开发过程中，需要分析劝导情境（PersuasionContext）。劝导情境包括意图（theIntent）、事件（theEvent）和策略（theStrategy），进一步在事件中包括使用情境（UseContext）、用户情境（UserContext）和技术情境（Technology）三方面内容。[3]劝导系统设计模型的提出引入劝导情境的概念扩展了行为劝导的理论，使劝导式设计在BJFogg提出的劝导行为模型的基础上有了新的研究维度，即从行为、用户和技术的角度研究劝导式设计。随着社会的发展，新出现的社会问题为劝导式设计带来新的设计需求，例如生产效率和生活水平提高带来了更加严峻的环境和资源问题。物联网技术作为互联网技术的延伸为劝导式设计提供了新的技术资料和设计机会。
二、物联网技术概念
物联网的概念在1999年移动计算机和网络国际会议上被首次提出。物联网系统包括感知层、网络层和应用层三个层次。[4]感知层包括用于感知环境与用户状态的传感装置；网络层指信息传递的媒介，通过网络层，终端的传感器可以通过网络连入互联网把信息传递到世界各地；应用层中包含可以与用户发生交互的终端设备。国际电信联盟（IIU）对于物联网技术的定义是：物联网实现了物与物、人与物、人与人之间的互联。[51在信息技术革命中，互联网技术的应用实现了人与人之间的互联，通过互联网技术结合计算机软硬件，任何可以连接到互联网的用户不管距离远近都可以通过终端彼此实时传递信息。而物联网技术作为互联网技术的延伸，在人与人信息传递的基础上实现人与物的互联，用户因此可以与周围环境进行信息交换。物联网技术使环境可以感知到用户，同时用户所在行为场景中物理环境的信息同样可以反馈给用户。物联网将现有互联网技术的连接维度扩展到空间。
（一）物联网技术连接维度与信息功能模型
1.物联网技术连接维度。国际电信联盟（IIU）2005年的报告中指出物联网技术的应用为信息和通信技术（ICTs）提供新的维度。IIU把新的连接维度按照时间（Time）连接维度、地点（Place）连接维度与物体（Thing）连接维度划分。辛向阳教授提出行为的五要素为人、动作、工具或媒介、目的以及场景。[6]物联网技术作为互联网技术的扩展，将完成动作的工具从用户手持的移动设备扩展到用户身处的物理环境中的设备，设计场景的变化使得设计维度可以从时间和空间两方面考虑，设计维度的扩展带来交互载体和交互方式的变化。2.信息功能模型。信息技术的另一个要素是信息。孙其博教授等人利用信息科学的视点抽象出物联网的信息功能模型。模型包括信息获取功能模块、信息传输功能模块、信息处理功能模块和信息施效功能模块。[7]根据此模型，物理世界的数据通过物联网技术被设备获取、传输、处理后转化为可被用户利用的信息，从而产生价值。物联网技术以信息为中心将物理的实体世界与虚拟的电子世界相联系。
（二）物联网技术特点
结合上述物联网技术连接维度与信息功能模块的分析，分别从环境与人、数据与信息、通信与交互三个角度分析物联网技术的技术特点。相较于传统移动信息技术，物联网技术的这些特点为劝导式设计提供新的设计机会点。1.环境情境感知，用户传达高效。情境感知是指通过传感器及其相关技术使计算机设备能够感知到当前的环境，为用户提供适当的信息或者服务。[8]情境感知同样可以应用于劝导系统设计中，物联网技术中包含众多传感器，可感知到包括用户行为状态与物理环境状态两方面的信息。同时物联网技术可以通过场景中的信息媒介按照设计需求随时随地向用户传达信息。2.数据呈现多维，信息载体多样。通过物联网空间范围内的传感器配合无所不在的无线网络技术，数据可以按照设计需求在不同时间与空间实现即时准确的传输与呈现。信息载体方面，在物联网技术下信息载体已经不止于移动设备的屏幕，许多新硬件例如智能音箱、智能镜子在物联网环境下可以为信息的呈现提供新的载体选择。3.网络互联实时，交互方式不一。物联网技术作为互联网的延伸，在实现物联空间内设备互联的同时又可以通过网关设备与互联网连接，从而可以将内部信息通过互联网传递到外部并对外部的信息实现感知和反馈。交互方式方面，随着技术的发展，新兴交互技术例如增强现实技术和语音识别技术逐渐应用于现实场景。
三、物联网技术背景下的劝导式设计
物联网技术的发展为劝导系统的设计带来新的设计机会。在内森•西多夫提出的理解力图中，数据转化为信息后产生价值，[9]因此如何收集到数据关系到劝导的基本效力。在以往使用移动设备进行劝导的过程中，智能手机可以收集诸如用户行走步数和行走距离在内的数据，这些数据经过设备加工成信息并通过屏幕展示给用户来劝导用户养成健康的生活习惯。物联网技术作为连接人与环境的技术，可以将数据获取和信息展示的范围扩展到用户所处的空间，比如家庭、校园、餐厅和酒店。基于物联网技术的劝导式设计可以从以下设计维度和相应的设计策略进行分析，如图2所示。
（一）设计维度
借鉴劝导行为模型（FBM）和劝导系统设计模型（PSDM）的理论基础结合物联网技术特点对劝导系统的设计过程进行分析，总结得出基于物联网技术的劝导式设计维度，包括劝导依据、劝导机制和劝导过程三个维度。
1.劝导依据
劝导依据是指可以起到劝导用户态度和行为改变作用的信息。依据上文中提到的信息功能模型，劝导信息来源于劝导行为发生场景中的真实数据，包括用户的行为数据和用户行为场景中的环境数据。作为提供劝导功能的计算机技术收集并转化这些数据从而发挥劝导作用。在单体移动产品，例如智能手机和可穿戴设备中，内部应用通过设备中的内置传感器获取用户的行为数据，例如微信运动使用智能手机中的加速度传感器等硬件实时获得用户的步数信息，KEEP利用手机中的GPS模块获取用户的真实地理位置，并且借助一定的数据处理获得用户跑步的时间、距离和速度等信息。这些信息帮助产品掌握用户的行为状态用以作为劝导的依据。物联网技术背景下劝导依据的获取范围从用户自身扩展到用户所处的空间环境，设置在行为发生场景中的相关传感器可以收集到环境中的有效数据，并提供给劝导系统加以利用。
2.劝导机制
劝导机制是指将作为劝导依据的数据转化为实现劝导功能的方法。简单来说，劝导机制就是如何设计产品，使前期通过传感器获得的数据转化为更能发挥劝导作用的信息并且设计以何种方式利用这些信息。移动互联网产品在劝导机制方面方案各异，在手机应用WALKUP中以游戏化的方式将获取到的用户步数合理转化为虚拟游戏中的旅行距离，每达到一定的旅行距离就可以解锁一个新的城市。很多运动APP都会将用户数据与好友数据进行比较，以竞争的机制激励用户行动。物联网技术下人与环境的联系更加紧密，环境中的不同人也因此增加更多联系与互动方式，劝导式设计可以利用软硬件资源与环境中用户之间的线下关系利用新的劝导机制达到体验更好，且更加有效的劝导目的。
3.劝导过程
劝导过程是指劝导技术开展劝导功能的完整过程。由于需要考虑诸如吸引用户注意力、强化用户记忆的目的，劝导过程闭环且在合适的时间与地点实施劝导可以发挥出劝导系统更大的劝导效果。劝导过程可以从时间和空间两个维度进行考虑。劝导式设计的目的是希望劝导用户产生可持续性长期的行为。[10]为此需要思考如何在时间维度进行设计，使得用户在合适的时间点和时间阶段获得劝导信息，并因此产生行为。例如KEEP移动应就会在每天某个时刻向用户推送提示锻炼身体的消息来暗示用户每天坚持锻炼。空间维度中需要思考系统在空间范围的什么位置以何种载体显示劝导信息。在移动互联网环境下，劝导接触点一般是用户随身携带的智能手机，而在物联网技术的空间属性可以为劝导目的提供更多的设计机会。空间位置包括用户劝导目标行为的物理接触点与空间内其他行为的物理接触点。考虑到非劝导目标行为可以用于信息呈现，所以空间内的非劝导目标行为接触点同样应该在劝导系统设计的考虑范围之内。
（二）设计策略
上文中基于劝导式设计理论与物联网技术特点得出，劝导系统设计维度包括劝导依据、劝导机制和劝导过程三方面。通过从设计维度分析具体设计过程可以总结出如下物联网技术背景下劝导式设计的设计策略。以劝导用户在室内进行水电节能行为为例。目前室内水电节能多为使用被动节能产品实现，包括声控或红外感应电灯、红外感应水龙头等。这些设备在一定程度上减少了水电资源的浪费，但并没有从用户的角度解决如何改变用户自身对资源保护的认知、态度与养成行为习惯的问题。劝导节能行为需要让用户认知到水电节能的意义，并自发产生节能的意识和行为，同时让用户在节能行动中获得良好的体验，对应不同设计维度的设计策略如下。
1.劝导依据方面的设计策略
（1）利用更多传感器技术获取行为数据。劝导系统建立的基础在于如何将用户行为和环境数据转化为可以提供劝导价值的信息。目前应用广泛的移动应用劝导产品以移动终端为硬件载体。这些应用在数据收集方面仅限于依靠移动产品比如智能手机上的传感装置，例如加速度计、GPS模块等。由于受到传感器硬件的限制，手机应用对于行为数据获取的能力也比较局限，仅能了解到用户的地理信息、移动距离等数据信息，而且用户必须时刻携带移动设备才能获取行为数据。物联网技术摆脱了移动产品传感器种类和用户必须随身携带的限制，在物联环境中可以使用更多种类的传感装置以获得劝导系统所需的行为和环境数据，设计师可以利用这些线下传感装置收集到用户行为数据与用户身处的环境数据。目前市场上已有带有传感装置的产品出现，例如小米智能插座就可以实时获取流经插座的电量，用户可以使用米家应用实时查看用电量来提醒自己节约电能，如图3所示。另外，还可以利用其他传感器例如光线传感器感应环境光强、利用人体红外传感器感应用户是否正在伏案工作来判断用户此时是否合理使用照明电器。（2）合理提升用户行为数据的劝导价值。提升原始行为数据转化为劝导信息的价值需要对数据进行合理量化与具象。行为数据量化是指将用户行为进行准确感知，并以合理的单位进行表示。之所以需要合理量化是因为在实际设计过程中发现在一些情况下，比如在家庭环境中针对某一家用电器使用千瓦时来衡量短时间内用电量的数据变化其实微乎其微，合理放大数据单位可以让行为更直观，更具劝导力。在移动应用中对于数据的合理量化已有使用，例如在移动应用WALKUP中，产品将用户每日的步行数目进行放大，等比转化为在世界地图上的城市距离，用户通过每日积累步行量来换取在软件内地图上的里程数，如图4所示。以这种方式增加用户的行动积极性。具象是指使用用户生活中更加形象的事物表示数据，比如家庭用水量可以等效换算为同等水量可以灌溉的植物株数。具象的事物更容易被用户感知与记忆，产生情感共鸣。例如在移动应用Forest中，产品将专注工作的时间具象为盆栽的生长过程，不同的专注时间对应不同的植物茂盛程度，如图5所示。用户通过完成事先设定时间的专注工作来获得一盆对应的虚拟盆栽，中途失败则植物死亡。具象的事物可以让用户获得成就感，增加用户完成行为的动力。
2.劝导过程方面的设计策略
（1）利用物联环境下不同交互方式。交互方式决定了用户获取信息的方式，移动产品的交互方式一般为人与设备屏幕之间的信息交互。而相比移动终端，物联网背景下信息传播过程更加自由、交互方式更加多样。与传统移动终端劝导产品设计相比，物联网技术下设计范围从单一的智能手机扩展到整个智能空间范围。在移动终端中，信息输出大多数时候通过显示屏幕传达给用户，物联网技术可以借助其他媒介完成信息的互动，例如现在比较流行的智能音箱产品可以通过语言完成信息的输入与输出，使用语言交互方式传递劝导信息，用户可以在智能空间随处随时在不影响其他任务进行的同时，获取劝导信息。省去需要随时携带智能设备且必须通过进入手机应用查看信息的麻烦。例如使用小米智能音箱的闹钟功能，用户可以直接通过语音方式设置闹钟响起时间，并在闹钟响起后通过语音结束闹钟响铃，这在一定程度上优化了劝导过程交互的体验，如图6所示。（2）从时空双维触发用户认知与行为。物联网技术不同于移动互联网技术，后者是利用移动终端硬件实现功能。物联网技术打破现有人机互动传统，将交互的行为接触点分散在空间环境之中，通过网络互联的线下设备将空间打造成为一个智能系统。物联网技术将原先移动端劝导技术单一的时间维度扩展到时空两个维度。行为接触点可以作为劝导信息展示的端点，例如智能音箱、智能电视等物联网交互产品可以作为劝导行为展示的硬件设备。以智能音箱为例。在设计中可以根据用户的行为习惯与空间特点在合适的时间与空间加入产品来劝导用户行为。合理利用时间与空间维度可以吸引用户注意力、增强用户记忆，达到劝导用户养成行为习惯的目标。
3.劝导机制方面的设计策略
（1）关注劝导对象之间线下社交联系。物联网技术将传统的线下环境联系为互联的整体，并通过无线网关将物联环境连入互联网，是一种线上线下互联的系统。在线下特定空间情境中，人们的行为互动和情感联系更加紧密，比如家庭环境中父母与子女是一个互动的整体，相比线上社交环境中的网络熟人情感和行为联系更加紧密。真实的线下关系为劝导提供了新的机会，可以利用互动整体的线下关系采取合作、竞争的互动模式开展劝导，通过线上线下虚实结合的方式让劝导更高效、更有趣。现有线上的互动模式比如成员排名、互动点赞的方式在线下成员中更加具有激励作用。家庭、校园等空间中的用户行为因为彼此的激励相互影响。利用这些线下社交联系将智能空间情境中的用户作为整体开展劝导，可以更好地达到劝导用户态度和行为的目的。（2）摆脱设备限制提供情感化体验。现有移动终端行为劝导产品以智能手机或者可穿戴设备为载体，受限于其形式和功能，这些产品的工具属性明显。物联环境下，更多种类的终端载体与更加自然的交互方式的融入可以让劝导过程更加情感化。目前市场上已经出现拟人化的机器人在酒店、医院等场景下向用户提供服务。这些产品承担社会角色的功能，使用人类可以感知的表情和带有情感的语言等符合用户情感认知的信息输出方式为用户提供更加情感化的服务。在劝导系统中融入情感化的内容将会增加用户对于劝导内容的认同，从而提高用户对于劝导信息的接受度，进而改变原有行为与态度。
四、结语
本研究通过分析物联网技术的发展与现状，总结出物联网技术环境情境感知，用户传达高效；数据呈现多维，信息载体多样；网络互联实时，交互方式不一的技术特点。结合物联网技术特点分析劝导式设计的理论与应用，分析得出物联网技术背景下行为劝导系统的设计过程可以从劝导依据、劝导过程和劝导机制三方面维度进行。劝导依据方面以利用更多传感器技术获取行为数据和合理提升用户行为数据的劝导价值为设计策略，劝导过程方面以利用物联环境下不同交互方式和从时空双维触发用户认知与行为为设计策略，劝导机制方面以关注劝导对象之间线下社交联系和摆脱设备限制提供情感化体验为设计策略。这些内容可以为基于物联网技术的劝导式设计研究和应用提供新的思考方向。
作者:刘冉旭 单位:江南大学设计学院
