家具人体工程学应用研究的可视化探究

　　摘要：为更好地促进人体工程学在家具领域中应用，总结人体工程学在家具领域中的应用现状，以人体工程学在家具领域中的文献资料为研究对象，借助文献分析工具CiteSpace进行数据可视化处理，挖掘人体工程学在家具领域中的应用发展与研究热点。结果表明，人体工程学在家具领域中的应用受到家具行业发展、国家政策等因素影响，近5年在研究内容上集中于座椅、床垫等产品、老人、儿童等群体，在研究方法上注重数字化的发展。提出人体工程学在家具领域中应用具有研究主题细致化和研究方法信息化的发展趋势。

　　关键词：人体工程学； 家具领域； 发展趋势； 数据可视化；

　　Abstract:In order to greatly promote the application of ergonomics in the field of furniture,firstly,the paper summarizes the application status of ergonomics in the field of furniture.Then,it takes the literature of ergonomics in the field of furniture as the research object,and uses the literature analysis tool of CiteSpace for data visualization processing to tap the application development and research hotspots of ergonomics in the furniture field.The results show that the application of ergonomics in the furniture field is affected by the development of the furniture industry,national policies and other factors.In the past five years,the research content has focused on seats,mattresses and other products,the elderly,children and other groups,and the research methods have focused on the development of digitalization.The application of ergonomics in the field of furniture has a development trend of detailed research topics and informatization of research methods

　　Keyword:ergonomics; furniture field; development trend; data visualization;

　　0 引言

　　随着科学技术、信息技术的高速发展，人们物质条件越来越高，对家具个性化、安全性、舒适性等需求越来越多元化[1],对人体工程学在家具领域中的应用与发展也提出了更高的要求。

　　大数据技术下，可视化数据分析有助于更好地了解目前人体工程学在家具领域中的应用，并归纳其应用热点并作出预测，有助于家具领域中人体工程学学科的更好发展。

　　1 人体工程学在家具领域中的应用

　　人体工程学，又称人类工效学，人因工程等，是一门研究人、机器及其工作环境之间相互作用的学科。依托于20世纪初现代科学技术的发展才得以萌发，具有学科交叉性强、应用方法多元的特点，其目的是在研究人-机-环境关系的过程中，对三者关系进行设计和改造，使工作系统更为完善，同时保障人的安全、健康和舒适。

　　人体工程学在家具领域中的相关研究最先起源于欧美，但各有侧重，美国偏向于工程学，欧洲偏向于人体适应[2].早在明代，我国家具设计就已经形成了"人体适应"的概念，如制作桌椅选取的口诀"尺七、二尺七，坐者正好吃"就是以人体实际尺寸得出的；明式圈椅的"S"型椅背及其与座面呈一定倾角的设计体现出"坐感舒适"的意识[3].但在20实际80年代我国才开始系统研究人体工程学在家具领域中的应用。

　　按家具类型分类，人体工程学在家具领域中的应用主要涉及椅凳类、桌案类、床垫等。从研究方法有客观测量、主观评价、主客观相结合等方法，客观测量的方法由人体测量学、脑电仪、红外探测仪、体压分布等，主观评价有量表法、语义法等[4].从研究内容来看，一是用于探究人的生心理特点及其行为模式与家具尺寸、结构、材料、色彩等设计要素的关系[5,6],从而进行家具设计或改良，如基于婴幼儿的生理特性从尺寸、外观、垫层特性和功能4个方面分析婴幼儿床垫的设计需求[7];基于人的心理需求探究办公椅产品色彩、材质、表面处理和人的五感之间的关系，以更好地掌握CMF在办公椅产品设计中的发展趋势[8];根据老年人行为习惯进行分类，并重点分析自理型老人的家具需求[9].二是用于探究人-家具-环境的舒适性问题，如对人与座面[10]、人与床面等界面问题的探索。由于人的感知是一个复杂多元的系统且人和人之间的差异性过大，因此主观评价用于舒适性评价的科学性目前还存在争议性。客观地描述人的主观舒适性是其研究重点。一方面通过更科学的方法对人群进行分类，从按照年龄、性别简单分类，到根据BMI评价胖瘦、将人体体型纳入人体测量指标[11]的综合考量，以更好地探讨人的生理特征与座椅、床垫舒适度的关系。另一方面，广泛应用精密仪器进行替代传统测量，目前国内广泛利用体压分布仪探究人体测量变量和各项压力指标的关系，从而对舒适性评价指标进行研究[12];国外则结合实验室模拟法、脑电仪、面部识别技术等方法探究多重因素对人的舒适度影响[13,14].此外，人体工程学在我国家具领域中还有一项特殊应用--探究传统家具，尤其是明式家具的美学性能，从而弘扬中国传统[15,16].如基于人体测量学，对明式椅类功能尺寸、造型和用材中的人体工程学优缺点进行归纳，为现代中式家具设计进行拓展[17];通过眼动追踪手段和计算机辅助设计对传统中式家具和新中式家具审美偏好进行研究，通过对实验数据的分析和研究，为设计师提供更多有力的设计参考[18].

　　2 人体工程学在家具领域应用数据可视化分析

　　2.1 数据获取

　　样本文献来源于中国知网CNKI数据库，检索操作时间为2020年4月30日。根据人体工程学的定义及其在家具领域中的发展，以"人体工程学""人体工效学""人因工程""家具"为主题词，并添加与人体工程学密切相关的家具产品"座椅""床垫""办公桌"等作为关键词进行检索，检索时间范围为2015年1月1日至2020年4月30日。由于博硕士论文和期刊论文的条理性不同，期刊论文更能体现热点问题，同时广告、书评等非研究条目无实际意义，因此删除硕博士论文、书评、广告等条目[19],最终得到334条文献结果。

　　采用CiteSpace重点对人体工程学在家具领域中的相关中文文献研究进行定量分析[20],通过绘制关键词知识图谱对人体工程学在家具领域中的研究现状进行数据可视化。

　　2.2 数据可视化分析

　　2.2.1 整体情况

　　作者合作网络、机构合作网络、关键词共现图谱和突发性关键词等是CiteSpace用于研究学科起源与发展的重要指标。

　　作者和机构合作网络能够反映该学科领域内主要科研团队和机构的合作广度和深度，了解不同团队与机构在合作网络中的主次关系。目前，在此方面，家具领域中人体工程学的应用数据图谱呈现作者合作网络结构分散、学术机构合作网络区域特性较弱的特点。相关科研团队和机构之间合作水平较低，且未形成广泛联系。因此，本研究基于关键词共现图谱和突发性关键词进行数据可视化分析，着重从研究内容和研究方法进行阐述，以更好地分析人体工程学在家具领域中的应用发展。

　　关键词是对学术研究核心与主体的凝练，对关键词进行共现分析可以揭示不同时段的研究热点及其发展趋势。设定时间切片为1年，发文阈值、字体大小、节点大小分别为3、6、20.在关键词共现图谱中共有216个节点，368个连接，网络密度为0.015 8,如图1所示。其中，节点的大小可以反映研究热点，节点的颜色可以反映研究内容随时间的变化。

　　通过词频分析，家具领域中与人体工程学密切相关的学科主要有家具设计和室内设计。由图1可知，人体工程学在家具领域中的研究主题日益拓展和细化，目前人-机、机-环境已形成线性关系，但在人-机-环境的问题中，尚未出现明显的闭环。

　　关键词中心度反映的是关键词在共现网络中的重要程度，如表1所示的是近5年按照关键词中心度降序排列的前30个关键词，并根据其性质进行分类。

　　表1 关键词统计情况

　　从学科角度来看，家具领域内的人体工程学研究主要与室内设计和产品设计交叉。

　　从研究内容来看，近5年来，座椅和床垫是被广泛关注的产品，儿童和老年人是广泛得到关注的群体[21],家具尺度、功能设计、人性化始终是持续时间较长的热点主题，涉及产品、空间的设计要素。

　　从研究方法来看，脑电仪、眼动仪、体压分布等精密仪器是目前较为认可的测试手段，可见信息化技术在研究中的地位日益突出，通过使用各类仪器更为客观地评价产品性能是其研究方法重要的发展方向。

　　图1 关键词共现图谱  

　　同时创新、发展等关键词的出现，标志着人体工程学学科的创新发展日益受到人们的关注[22].

　　2.2.2 阶段性热点

　　突发性词汇是对基于题目、摘要和关键词中随时间变化频率改变较为显著的词汇进行分析，以揭示阶段性的研究热点。突发性强度大小往往能够揭示因技术创新、阶段性宏微观条件变化、产业政策等对研究主题带来的影响。持续时间则反映了学界对相关研究主题关注的时间窗口，揭示其对家具领域中人体工程学的发展的持续性影响[23].基于Citespace统计结果整理相关突发性关键词，见表2,研究热点涉及学科1项，研究内容11项，研究方法2项。

　　表2 突发性关键词情况

　　按照持续时间对突发性关键词进行分类，主要分成2类。一类是开始时间较早，目前不处于突发性阶段的关键词，如儿童、办公家具等。这类关键词的特点是受产业变化、国家政策等影响较大。如"老年人""儿童"等受人口老龄化、二胎政策开放的影响，研究主要在于探究研究群体心理、行为变化对家具设计的影响[24];"传统家具""办公家具"则是受到行业健康办公[25]、中式家具潮流的影响。另一类是突发时间长，目前仍处于突发状态的关键词，可以说明目前家具领域中人体工程学的研究热点和方向。从研究内容来看，"人性化"标志着人体工程学始终以人为中心，从家具的尺寸、材料、结构、功能等满足人的健康、舒适等需求[26];从研究方法来看，"品牌调研""体压分布"揭示了目前人体工程学在家具领域中研究方法形式的多元化和信息化趋势[27],得到了广泛关注。

　　2.2.3 发展趋势

　　根据整体情况和突发性关键词结果，总结人体工程学在家具领域中应用的发展趋势。

　　1）研究主题日益拓展和细化。

　　政策变动和家具行业的动态极大地影响着人体工程学在其领域中的应用，由此可以预测，随着国家对全民健康的进一步关注以及智能家居浪潮方兴未艾，人体工程学在医疗家具和智能家具中的应用将会成为研究热点之一[28,29].

　　2）研究方法信息化、系统化发展的长足需求。

　　随着研究的进一步细化和深入，人体工程学研究方法也在不断地进步与发展，但与国外相比，家具领域中人体工程学的研究方法创新性、需求性不足，由突发性热点也可以看出对家具领域中人体工程学方法论的研究将是一个必然的研究趋势。

　　3 结语

　　一方面，信息技术的快速发展，获取信息的便捷和快速，势必影响着人体工程学在家具领域中的发展。借助CiteSpace文献分析软件对家具领域中人体工程学应用数据进行可视化分析，通过合作网络、关键词、突发性观检测等图谱阐明学科应用发展现状，总结了家具领域中人体工程学的研究主题日益拓展和细化和研究方法更加信息化、系统化发展的发展特点。

　　另一方面，文献分析软件用于研究学科的起源与发展在营销、设计等领域屡见不鲜，但数据的来源和筛选对其可视化分析的准确性和可靠性产生极大的影响，因此，在后续研究中应当进一步对样本选取的方式进行探究。通过此次尝试，希望能够为研究人体工程学在家具领域中应用与发展提供了新的研究思路。

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