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康复机器人图形用户界面探析 　　本文从康复机器人和图形用户界面的发展、研究现状以及趋势论证康复机器人的图形用户界面结合研究的趋势，继而提出康复机器人图形用户界面需要研究的内容，包括操作功能分析和反馈信息架构、以用户行为和认知为中心的需求研究、人机互动形式的设计、信息视觉化设计研究等方面。康复机器人图形用户界面研究是一个交叉课题，强调以机械结构和计算机技术为基础、针对医疗功能进行图形用户界面的研究，在艺术设计学科是一个全新的前沿问题。本文仅是该研究的一个开端，希望为后续研究奠定一定基础。 　　图形用户界面的起源可追溯到上个世纪60年代，而真正意义上的图形用户界面在20世纪80年代初施乐公司诞生，具备可双击的图标、可重叠的窗口以及对话栏等特征，并在乔布斯的苹果公司Macintosh产品体系中得到提升，继而随微软的Windows系统发扬光大。在这次变革中，图形用户界面替换了大量的字符命令，解脱了对命令的大量记忆负担，同时由于采用图形方式与计算机操作环境对接，对于用户来说更为简便易用，方便了非专业用户的使用。“康复机器人是工业机器人和医用机器人的结合。”随着现代科学技术的高速发展，发源于美国的机器人技术正在成为各个学科研究的关注热点，其技术领域出现了重大调整，其重心由制造业向非制造业转移，我们可以看到今天的机器人技术已竟开始运用于服务、医疗、生物科技等多方面，特别是医用康复机器人的研究。 　　康复机器人和图形用户界面结合研究的趋势 　　进入二十一世纪，康复机器人的研究已不再是以技术为先导的单纯的机械研究，智能化、更好的服务与体验成为最新的研究方向，更加注重病人和医疗工作者在使用康复机器人的时候的体验研究，以及反馈数据的直观可视化，这就直接促使康复机器人需要更加人性化和简单易懂的人机交互操作界面。同时，今天的物联网以及虚拟技术、视网膜屏幕等基础条件已经成熟，康复机器人拥有独立操作和反馈的可视化界面已不再是阻碍，此外还有大量的拥有可视化屏幕界面的数码产品可以通过无线技术与之匹配，这些都构成了图形用户界面引入康复机器人操作和反馈界面的基础条件。 　　清华大学金德闻教授2007撰文指出国外智能康复机器人的三大特点之一就是传统产品与计算机技术相结合，形成有效的用的操作界面。杜志江2003年撰文划分康复机器人研究的现状，同时提出功能全面、有效控制的交互设备的界面研究也是康复机器人研究的共同重点。可以说不少学者都认可对于康复机器人的用户界面研究。而当前的界面设计理论体系中，主要有两种趋向，一种是以计算机技术为主，划定研究范围，建立相应的理论体系；另一种是以用户研究为主，确立研究内容，提出研究理论。可以看出，用户界面设计研究主要还是集中在技术、方法、策略、视觉方面，与康复机器人的研究是可以交叉的。 　　康复机器人图形用户界面研究的内容 　　1.康复机器人图形用户界面的操作功能分析和反馈信息架构研究 　　现在主流的康复机器人包括康复机械外骨骼、智能轮椅、服务机器人等等，以及家庭和单位之间的交互设备及智能控制界面等，不同的系统有着不同的康复医疗目的。但是他们有两个基本的不可回避的共同功能板块，即操作与反馈。操作可分为物理操作与屏幕操作，美国的Woodway公司已生产了全自动步态训练系统包括了这两种操作，该系统具有一个256色的操作触屏，以图形化方式引导用户使用机器，同时该机器还可以通过USB或者无线方式与电脑连接，输出系统反馈的病人数据在电脑上形成计算机图形符号。反馈是指康复机器人系统在工作过程中通过一定技术采集的人体的指标数据，继而生成反馈信息。不同的康复机器人会在操作和反馈上有很大不同，图形用户界面应该先者对医疗目的，结合医学康复知识，分析不同的机器人所达到的功能和获得的反馈，在明确定位前提下分别提出功能和反馈的技术模式和用户模式，设计师在两者基础上整合一个趋于用户需求和任务行为的交互功能与反馈信息架构，同时通过用户的任务行为迭代验证其合理性。在此基础上，整合机械结构、康复医疗与用户体验，设计康复机器人的图形用户界面研究策略，包括人机交互定位、实现目标规划、功能结构分析、反馈信息架构等。 　　2.以用户行为和认知为中心的需求研究 　　康复机器人对现实的意义有目共睹，引入用户的需求研究也是具有很强的现实意义。康复机器人的使用者可以简单的分为两类，病人和医生。他们面对的是一个自己并不熟悉的智能“人工物”，而且这个人工物的指令是以程序语言的形式传达，那么他们是不是还要具备一定的计算机知识？图形用户界面合理的解决了这个问题，就如同它在解决计算机操作系统的时候一样，通过图标、菜单、色彩等元素直观的为普通大众提供一种易于学习、理解、操作的用户界面。同时，康复机器人在使用过程中还会不断地提供病人的反馈数据，而这些数据现阶段对多是以C++