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由設計意圖中淺談感性工學


成功大學 工業設計學系副教授 張育銘
成功大學 工業設計學系副教授 鄧怡莘

一、 設計心
 以一個工業設計的教育從事者,我們常被問﹔以及自問一個問題:工業設計是什麼?產品為什麼要設計?而又在設計什麼?等。當然,對這個問題每個人都有不同的回答與詮釋,個人的觀點則嘗試以〔設計的行為是考慮人所需要的產品的應有型態〕來詮釋之,換言之相對於僅只考慮產品的應有型態,設計更重視人的要素,它是一種〔以人為本的思考〕。

或許常會有人是被經過設計後亮麗的產品外觀所吸引,甚至誤以為這就是工業設計的目的與工作!其實,給予產品一個吸引人或是亮麗的外觀的確是工業設計師的工作的一部分,但卻不是全部,設計師更重要的職責是以使用者的立場來重新創造或賦予產品新的生命。並且個人所指的〔產品生命之價值〕是相對於人而存在,因此產品的生命並不是指存在現實世界中之產品形體,而是指產品存在於人腦海中的形體。有點虛幻與混淆吧,讓我以汽車引擎為例來說明﹔同樣是3000cc的引擎,引擎設計工程師所關心的是如何能夠獲得更大馬力或是效率更高、更順暢之輸出,因此就必須去計算引擎需幾個汽缸,且本身的行程是多少?引擎係數是多少?等等問題是關切之重點。但是,對工業設計師而言,或許我們關切的是〔人需要的是怎樣的3000cc引擎〕,是需要安靜巡弋的豪華感覺呢,或者是能令人感覺血脈噴張的剽悍跑車感覺呢?前者是存在於物理世界中之問題,但是後者卻是存在於心理世界中的問題,這就是個人所指〔產品存在於人腦海中的形體與價值〕!因此伴隨著人(使用者)之不同,產品也就有了不同之生命,因此工業設計師們努力於也就是創造出合乎使用者腦海中的產品型態,自然而然的所處理的問題絕大部分是與人相關的。

〔人的腦海〕-簡言之有就是人的感覺層面的問題。眾所週知,在我們生活的週遭,充滿各式不同的產品或服務。而伴隨著時代的豐富化、舒適化,我們對這些產品與服務的需求也不再是單純只限於它的機能或與品質好,而會要求產品能夠滿足我們感覺層面上的需求。這些感覺包含了﹔視覺-看起來舒服的,或許是現代感、傳統感,亦或是簡潔的感覺等等。

聽覺-聽起來舒服的,或許是安靜的、熱鬧的,亦或是震撼的感覺等等。
觸覺-摸起來舒服的,或許是細緻的、粗糙的,亦或是柔軟的感覺等等。
嗅覺-聞起來舒服的,或許是淡淡的、濃烈的,亦或是衝鼻的感覺等等。
味覺-嘗起來舒服的,或許是酸酸的、甜甜的,亦或是硬硬的感覺等等。
體內感覺-起來舒服的,或許是衝刺感的、柔和的,亦或是下落的感覺等等。

換言之,在重視生活的感覺與符合人們感受的時代潮流中,為了使人們能夠接受某產品,基本必須探究的問題就是「人們的感性是什麼?」。但是在這簡單問題的背後,所包含的問題卻有許多,例如感性是什麼?組成要素是什麼?如何測定人的感性?相關的實驗、調查步驟?如何進行統計分析?如何將感性轉化為設計要素?等基本問題,以至於實用化方面的感性式設計的開發程序等皆是值得深入探討的問題。另一方面,長久以來一般人認為感性具有不可捉摸的特性,也侷限了感性研究的進展。

而「感性工學」研究領域主要著眼於探討人與物間之相互關係,並且著眼於以工學的角度進行研究為感性的研究開啟了一個新的通路。而且對創造「物」為本職的設計師來說,感性工學除了可以輔助釐清人們感性之外,更可以運用的設計上的利器。因緣於對感性工學的共同興趣,我們組成了「感性工學研究小組」投入相關的探討之外,並著手於感性工學運用於設計領域之研究。筆者們期盼能經由介紹感性工學的相關知識中,增進國內學術界與業界對感性工學之瞭解,更進一步共同進行相關之研究並實際運用在產品開發上。

二、 感性工學之緣起

要談感性工學就必須由其發緣地日本談起,而其中包含了兩個重要人物。其中之一是,日本MAZDA汽車公司山本健一社長(當時)。1986年在世界汽車技術會議、密西根大學的授課或是美國汽車產業經營者研討會之演講中,以〔汽車必須能夠對文化之創造有所貢獻〕為重點,展開汽車文化論。並且提案運用「感性工學」之手法進行乘坐感與汽車內裝設計,使符合乘坐者需求、感性要求。新車PERSONA就是在此理念下於MAZDA橫濱研究所感性研究室誕生。伴隨著日本車(尤其以日本高級車)之成功案例,吸引了歐美汽車業界對感性工學之興趣與重視。

但是推展感性工學最受到重視與推崇者為長町三生(現為日本吳專門學校校長)。長町在更早之1970年已經預測在物質文明時代之後(表1),人類所追求的將是能夠滿足心的欲求之情緒時代之來臨,並設立了「情緒工學(Emotion Technology)」學門進行相關研究。但是,因為「情緒」二字始終無法引起外國之共鳴,而於1988年將情緒工學改稱為感性工學,並於第十屆國際人體工學會議中發表這17年來的研究成果,獲得世界各國之重視(長町三生,1989A)。

其後,長町等人持續進行感性工學之相關研究,並廣泛運用於實際之產品設計,例如汽車之座椅、咖啡杯、女大學生之服飾、內衣、室內設計或辦公室座椅等方面獲致頗佳之成果,這項獨特之學門亦已逐漸獲致肯定與重視紛紛成立相關組織。

三、 感性與感性工學之定義

3.1 感性的定義
在進入感性工學之討論前,我們首先探討「感性」是什麼?以日本而言,在各項定義中我們列舉兩個較清晰與易懂的定義。
心理學者飯田健夫,對於感性所包含之範圍運用「人對物之反應流程」中做定義,將感性與在人之內心中所發生之情報相對應。舉例來說,當我們看到一朵紅色的薔薇時
的反應過程,大致可以區分為(圖1):

1. 花朵本身所具有之物理特性(波長650左右的紅色可見光)經由傳達媒介向外傳遞,其中一部份進入人類之感覺器官-眼睛。
2. 經過視網膜與接受光刺激之視覺細胞接受到視覺上之刺激情報。
3. 這些情報資訊隨即傳遞至大腦,並產生「是紅色的,整體是圓的..」等相關於色彩或形狀上之感覺。
4. 這些感覺情報與經由以往的學習或經驗中所累積之知識相互對照後,認知、認識它是「紅色的薔薇花」。
5. 與認知、認識之同時,對薔薇、花或是伴隨它們的意象等特性,衍生出如好漂亮、熱情的、好喜歡等感情、感動.等心理反應。
6. 將發生在內心中之感情、感動等,利用言語、表情亦或是行動表達出來。
在這一連串之過程中,「感性」之範圍主要指4-6之過程中:當我們認知與認識對象物後,所衍生出的心理反應與表現。但是對於3-4之過程,由於是引起我們感性之基礎,對於感性之產生具有輔助之作用,因此亦可以將3-6之過程定義為廣義之感性所涵蓋之範圍。

長町本人則以「人與物之關連性」為出發,將人對物(物理要素)之感覺、感官、感性到動機之關連性中界定感性(圖2),而這關連性也就是接觸到物後之人的反應流程。由這界定方法中,我們可知感性雖然比感官反應更接近人之心理總和性反應,但是與動機之差異為則較不受到價值觀、生活型態等之影響為其特色。換言之,筆者們認為感性可以說是「並非單獨某一感覺器官所產生之感官反應,而是綜合人之六種感覺器官中之多種後,所產生之心理反應。但是這些反應並不包含易受價值觀等影響之動機」,例如,當我覺得這料理「很好吃!」之時,並非單獨僅只限於味覺之刺激,而更可能是包含了視覺、嗅覺等之感受後總和所得到之感性。因為感性所包含之範圍相當廣泛,因此在感性商品學一書中,長町將感性又區分為不同之層次,分別給予1次感性、2次感性等名詞。

飯田與長町在定義中之共通點為以人與物間之相互作用流程中定義感性的方法。簡言之,感性主要存在於「在外界之刺激傳送至感覺受容器後所產生的『感覺→知覺•認知→感情•感動→表現(言語或其他)』間,一連串情報之傳遞」。這樣之定義方法
,雖然並非十分嚴密,也無法滿足所有領域學者之需求,但是對感性工學相關之研究學者而言,本定義已夠清晰。

3.2 感性工學之定義
雖然,長町在不同之書籍或文章中定義感性工學的方法有些不同,但是「設計」與「工學技術」則是相通之點,亦即「運用工學方面之技術,探討人之感性與物之設計特性間的關係,以作為運用之基礎」。因之所謂「感性工學」:簡言之,是將人們所具有之感性加以量化呈現,並由其中探索到哪些設計定案是符合人們什麼樣的感性,這就是所謂的感性工學(圖3)。而感性工學中之「感性」可以詮釋為:人對物所持有之感覺或意象,是對物之心理上的期待感受。

比如說:為了設計一「具速度感的汽車」。首先我們針對汽車,可找到各式各樣不同的設計上構成要素例如車長、車寬、車高、引擎蓋斜度、擋風玻璃斜度等等,這些構成要素稱為型態要素(formative elements)或稱設計要素(design elements)等,感性工學試圖運用各式工學技術輔助我們找到一個關係,此關係說明了,例如:速度的感覺,關係到車的高度應該如何處理,是應該高或低一些;而引擎蓋斜度應如何處理,在腰際線上應如何處理,輪胎鋼圈又該如何處理等等,而感性工學除了意圖將這些關係找出來之外,並試圖將找到的關係予以量化。

何謂量化呢?簡單來說量化亦即數字化之過程,也就是運用工學技術將關係性予以具體化以數字呈現之過程。譬如我們知道引擎蓋斜度跟速度感之間有種正面關係,越斜可能感覺越有速度感;但當我們把這關係轉化為「10度之斜度會比8度之引擎蓋,對於速度感覺的程度可增加0.8分」時,這0.8分就是一個量化工作。
而對設計師來說,這個領域就是試圖將設計師腦海中所具有的經驗,他們如何去詮釋人們的感受性,或設計師腦海中所建構的法則,想辦法把它一一探尋出來加以利用,這就是所謂的感性工學。但是,筆者們必須強調者為本處的設計師所指的是諸如建築師、室內設計師、工業設計師、亦或是服飾設計師等,偏向於處理「感性的物-人對物之感覺、感受與印象」之設計師,而非如機械、電機設計師等偏向於處理「理性的物-物之物理性表現」之設計師。

四、 感性工學之分類與方法
 
4.1 感性工學之分類
依據筆者們所蒐集之資料來看,當1988年長町創設出「感性工學」學門,並於1989年出版「感性工學」(長町三生,1989)一書之間,並未對感性工學進行分類。而後,由於該學門依據應用目的之不同逐漸發展出不同之手法,首先於「快適科學*」(長町三生,1992)一書首先將其分為三類。其後,於「感性商品學」(長町三生,1993)與「Kansei Engineering:A new ergonomic consumer-oriented technology for product development」(長町三生,1995)等文章中亦對感性工學之手法進行分類。但是,由於在上述各文章中之分類皆有所不同,
依據以上各不同論文,為了統合出筆者們整理出表2較常為各相關論文、文章中提及之感性工學分類,分別給與「定性推論式感性工學」、「前向定量推論式感性工學」、「逆向定量推論式感性工學」與「數學模式建構型感性工學」,結合「前向定量推論式感性工學」「逆向定量推論式感性工學」則稱為「正逆結合型感性工學(Hybrid Kansei Engineering)」。

以目的(推論結果)來區分的話,「定性推論式感性工學」與「前向定量推論式感性工學」兩者相同為依照設計師或消費者之感性需求推論出符合該感性之設計(型態要素之組合),只是運用手法不同。「逆向定量推論式感性工學」則是推論某一設計案所具有之感性。而「正逆結合型感性工學」則可以提供意象判斷與設計型態要素兩者解答。

4.2 感性工學的方法
如前傑中所談,雖然有各式不同感性工學之分類,但是在實施程序上則沒有很大之不同,因此在這小節中將以差異性較大之兩種感性工學說明實施之程序。

4.2.1「定性推論式感性工學」的實施程序
 定性推論式感性工學主要為利用層次推論方法,建立如樹狀圖的相關圖,以求得設計上的細節。整個推論過程中是利用〔為了滿足∼∼的要求,必須做到的要項有哪些?〕的設問方法以團隊的方式進行,團隊之成員以對這議題有相當了解或經驗者為佳,進行過程所著重的是成員間之充分討論與溝通。

 MAZDA曾經利用這種方法進行新車UNOS ROADSTER的開發(圖4)。開發小組首先經由分析目標市場後,將新車定位於以年輕人為對象之跑車,並設定感性概念為「人車一體(日文:人馬一體)」。何謂「人車一體」呢?也就是期望這車能夠細緻、迅速的反應駕駛者的細微動作,與駕駛者之身心成為一體,忠實地追隨駕駛者之意志驅馳。這「人車一體」稱之為0次感性概念,這其中並未有任何與汽車細部設計,如引擎、車體尺寸或是內裝等要項。接著,設計開發小組將「人車一體」之0次感性概念區分為其他副概念(1次感性概念),再將1次感性概念區分為其他副概念(2次感性概念),如此經由不斷分解的方法區分至n次感性概念,以獲得設計上之細節(圖5)。這種分解過程亦可稱之為層次分解(break down)方法。

 例如,為了達到「人車一體」的概念,將內容分解為「緊密感」、「直接感」、「行進感」與「溝通感」等四項1次感性概念。以緊密感來說,所要表現的是不是大尺寸的高級車但也不是小小的輕形車,而是能讓駕駛者感覺貼身的感覺的「適當之窄度」與「密接的感覺」(2次感性概念),如此逐步推移後最後推導出汽車之長度約4米,二人乘坐等設計細節上的物理量。相同的,〔直接感〕是期望能夠依照駕駛者之意志行進之感性表現,推導出「依循駕駛之意」與「操作感」等2項2次感性概念,經由不斷層次分解,最後推移結果獲得「降低方向盤滑動間隙」與「排檔桿尺寸為長9.5cm,移動距離4.5cm」等汽車細部設計的物理量。


4.2.2「前向定量推論式感性工學」的實施程序
包含「前向定量推論式感性工學」、「逆向定量推論式感性工學」與「正逆結合型感性工學」的實施程序是相同的,主要以建構感性(意象語彙)與型態要素的關係為主要目的,並將結果建構成為專家系統(感性工學系統)以供各式不同的諮詢。因為是運用電腦進行探討,分析與推論等工作,也可以統稱為電腦輔助式感性工學。
進行程序約略可以區分如下為如下之三階段,限於篇幅不在這裡說明各步驟之細節,有興趣者請參閱相關書籍,或與我們聯繫:

(一) 形容詞語彙與設計要素的挑選
■ STEP1 收集感性語彙
■ STEP2 收集樣本圖片
■ STEP3 建立語意意象空間
■ STEP4 挑選設計要素
(二) 意象與設計要素之結合
■ STEP5 感性意象度調查
■ STEP6 設計要素與意象的關係分析
(三) 建立感性工學系統
在這之中,STEP6之設計要素與意象的關係分析中,可以說是各相關研究中變化最多與著力最多的地方,由早期的數量化一類分析(類似質性的複回歸分析)開始,目前也已經許多學者利用Fuzzy理論、類神經網路理論,基因演算法等等進行相關探討,而這些變化也是使感性工學之研究能夠不斷有新的研究理念與範疇的動力!


五、 感性工學研究之現況與未來

感性工學研究與應用的概況在感性工學的緣起小節中已經稍微提過,依筆者們的感覺,日本目前可以說是結合產官學界的力量全力推動感性或感性工學的相關研究。
其中,學術期刊或雜誌中以特集方式刊載相關研究,除了人間工學或Human Interface等,原本就是以「人」為主體進行研究的學會有相關的特集之外,值得注意的是如工業材料、纖維機械學會期刊、計測與制御等以「物」為主體進行研究的學會也有相關的特集。倘若更進一步觀察這些特集主題,工業材料的「滿足女性感性的材料開發/材料選擇」,計測與制御的「心與感性的工學」等,我們發現事實上「感性」是可以深入到各種不同的領域產生許多不同的研究主題。

設置有感性工學研究部會的學會、團體一覽如表6,日本感性工學會(JSKE)已於1998年成立,並同時舉辦第三次感性工學學術研討會。日本工業技術振興協會的「感性工學與設計開發研究委員會(委員長:長町)」則以業界為對象,提供感性相關(由感性的構成到感性設計師的育成相當廣範圍)的計測、統計方法,以運用於產品開發與設計為目的。

換言之,感性研究已經滲透到日本的各個角落也獲得相當好的成果,雖然這些研究主題或研究方法都不盡相同,但共通的都是探討人的感性問題。筆者們認為:提起感性工學,我們都會聯想到長町的感性工學,但這或許有些值得商榷的地方。相對的,「感性工學」並不是固型印象的學問,它的研究方法也不是唯一,由感性工學的基礎性研究、系統開發到應用的各個層面都有許多不同的研究課題與研究方法。提倡者長町本人也說:「期盼能有更多不同的感性工學!」。以另一觀點來說,感性工學的初始目的在於輔助「物」的製作,這「物」指的是人所創造與製作的物,使製作出來的物能更合乎人的「感性需求」。只要能合乎這目的的研究就是感性工學。

感性工學除日本之外,也逐漸向外拓展腳步,使KANSEI Engineering一詞有逐漸普及化的現象,除歐美之外,我國鄰國的韓國據聞也已經開始了相關研究,相信感性工學的研究在今後也會更多。筆者們也期望能有更多人加入這新的研究領域,共享彼此的研究成果之外,推展與落實到實際產品開發上的應用。

六、 結語
因應著人們對產品要求層次的提昇,新的世紀中工業設計的領域也產生了許多的領域,因此設計是一個有趣的事情,為了讓各位更了解工業設計,本文中最後容許我們簡介一下(自我推銷?)研究所一年級學生在一個學期的作業中的設計作品,它們還有許多地方待改進,也有未解決的問題。也期望各位給予我們更多的意見與指教。另一方面,我們更歡迎對感性工學相關研究有興趣者,與我們共同切磋琢磨!

1.整合型家用遙控器(呂明泉)(圖6)
日常生活中的家電用品,因應科技與網路的時代,有了新的詮釋,遙控器除了控制家電用品外,透過網際網路、保全系統…帶來生活上無限的便利。

2.盲人路導(蔡淑娟)(圖7)
這個構想的目的在於協助盲胞的日常活動,結合GPS、GIS及感測裝置的配備,以部分替代視覺的功能,讓盲胞能藉此在行動上近似於明眼人。

3.婦女生活小幫手(洪郁修)(圖8)
本設計以婦女生活之實際需求為出發點,尋找一解決方案,幫助家庭職業婦女舒緩生活上的壓力,以及做充分的時間管理規劃。

4.親子互動器(巫佳惠)(圖9)
此產品(右)為多功能主機可控制多台簡易式分機(左),有一般手機主要功能。針對現今職業婦女與學前幼兒,因外出工作而聚少離多,導致幼兒日後人格發展不健全。結合藍芽科技,只要透過內建藍芽晶片,可啟動所有家內之AI產品,在戶外即可掌控家裡一切狀況。

5.身體檢測器(陳佩鈺)(圖10)
此產產品為攜帶式的身體檢測器,可以隨時知道身體的基本檢測值,急難時可利用GPS系統與救難單位產生聯繫,隨時隨地掌握身體的狀況。


6.閱讀輔助器(陳怡貞)(圖11)
對於一般人來說,閱讀"這件事是日常生活中不可或缺的行為,也是稀鬆平常的事,但是對於某些"弱視"族群來說,閱讀就成了一件吃力的事。因此設計了一項能夠幫助眼疾患者閱讀的機器,除了能明確的辨識所要閱讀的文章內容,還能兼具發音及放大文字等功能。

7.盲用隨身網路助理(鄭家杰)(圖12)
針對盲人朋友,設計一個可隨身攜帶,輸入與讀取資訊,兼具mp3,PDA,以及連網的盲用隨身網路助理。透過點字螢幕的輸出和語音的輔助導覽網路,視障者更可有效率的閱讀數位資訊。


七、參考文獻

英文部分
1.Akira Harada,(1997),Report of Special Research Project on Modeling the Evaluation Structure of KANSEI,University of Tsukuba,日本。
2. Akira Harada,(1998),Report of Modeling the Evaluation Structure of KANSEI,University of Tsukuba,日本。.
3.Mituo Nagamachi,(1995),「Special Issue-Kansei Engineering:An ergonomic technology for product development」,Industrial Ergonomics,Vol.15,No.1。
4. Mituo Nagamachi,(1997),「Special Issue-Kansei Engineering and Comfort」,Industrial Ergonomics,Vol.19,No.2。

日文部分
5.長町三生,(1989A),感性工學(日文),海文堂,日本東京,初版。
6. 長町三生,(1989B),「自動車與感性工學」(日文),自動車研究,Vol.11,No.1,pp.2-pp.6。
7. 長町三生,(1992),快適科學(日文),海文堂,日本東京,初版。
8. 長町三生,(1993),感性商品學(日文),海文堂,日本東京,初版。
9. 長町三生,(1995),淺談感性工學(日文),日本規格協會,日本東京,初版。
10. 長町三生,(1998),「感性工學的功能與其方法論」(日文),第三屆感性工學學術研討會論文集,pp.4-pp.11。
11. 長澤伸也,(1998A),「Panel Discussion感性工學」(日文),日本FUZZY學會,Vol.10,No.3,pp.426-pp.444。
12. 長澤伸也,(1998B),「感性工學之基礎與現狀」(日文),日本FUZZY學會,Vol.10,No.4,pp.647-pp.661。
13. 飯田健夫,感性之工學式應用,OHM社,日本東京,初版。

表1 感性工學發展概況

年 事項
1970 長町 設立「情緒工學」
1986 山本 於演講中首度使用「感性工學」一詞
1988 長町 將「情緒工學」改名為「感性工學」
1989 長町 出版「感性工學」一書(海文堂出版)
1991 通產省工業技術院 大型研究案 「人類感覺計測應用技術」(1991-1998)
1992 文部省 科學研究費重點領域研究 「感性情報處理的情報學•心理學研究」(1992-1994)
1993 「SOFT系科學技術的研究開發基本計畫」定案日本學術會議材料工學研究聯絡委員會 設置 「感性工學小委員會」
1995 信州大學 設置「感性工學系」日本學術會議第一次感性工學研討會
1996 山口大學 設置「感性設計工學系」日本學術會議第二次感性工學研討會
1997 文部省 科學研究費補助金 「感性工學分科」(三年期限)日本學術會議 設置「感性工學專門委員會」
1998 日本感性工學學會成立日本學術會議第三次感性工學研討會
(修改自長澤伸也,1998B)


表2 感性工學分類一覽表

定性推論式感性工學 前向定量推論式感性工學 逆向定量推論式感性工學 數學模式建構型感性工學
正逆結合型感性工學
感性工學 感性工學
快適科學 感性工學一類 感性工學三類
感性商品學 前向式感性工學A類 前向式感性工學B類 逆向式感性工學
Kansei Engineering 感性工學一類 感性工學二類 感性工學三類
Hybrid Kansei Engineering

表3 感性工學相關研究機構

學術團體名稱 研究會
日本學術會議人間與工學研究聯絡委員會 感性工學專門委員會
日本機械學會 感性計測 應用調查研究分科會協調工學討論會
精密工學會 精密工學相關人間的感性研究協力分科會
纖維學會 感性研究討論會
日本人間工學會 感性 官能評價部會
服飾商業學會 感性與商業研究會
日本品質管理學會 感性工學研究會
日本官能評價學會 1996成立
日本感性教育學會 1997成立
日本感性工學會 1998成立
人因介面學會 1999成立

通產省 感性商業研究會
通產省生活產業局 在感性社會中的企業 產業研究會
日本科學技術聯盟 官能評價委員會
日本工業技術振興協會 感性工學與設計開發研究委員會
(節錄修正自長澤伸也,1998B)


圖1 人對物之反應流程中看感性範圍(引用自飯田健夫,1995)


圖2 感覺至感性之關連性(引用自長町三生,1989)

圖3 感性工學概念模式圖(修改自長町三生,1992)


圖4 運用定性式感性工學開發之汽車(MAZDA UNOS Roadster)


圖5 定性式感性工學之推論架構(引用自長町三生,1992)