第1章绪 论
1.1研究课题的背景和意义
1.1.1研究的背景
随着社会节奏的提速和物质文化生活的多元化，人们越来越重视健康，拥有好的睡眠也显得更加重要。生活水平的提高和物质需求的增加，导致人们的精神压力越来越大，使得越来越多的人患上了睡眠障碍。另根据世界卫生的有关统计，X睡眠障碍人数占总人口的35%–以X现有人口约3.3亿计算的话，超过了1亿的人口需要改进睡眠，日本某家居企业曾在2018年，对境内一万名18-79岁的国民展开了关于睡眠质量的统计调查，患有失眠症的人占了一半，对自己的睡眠质量并不满足的受访者将近七成。中国成年人的睡眠质量也不容乐观，有将近一半的人有失眠障碍，大大超出了全球的平均水平，几个一线城市的失眠率更是超过了四成。放眼世界，失眠是一个全球性的问题，在世界各地都普遍存在。
当前市面上花样繁多的助眠产品，很大程度上都受限于科技的发展。虽然现在助眠市场对于产品的制作方案层出不穷，但是从治疗的效果和功能的实用性上，都不能够达到理想的状态且不少产品的设计原理都存在问题。
随着资金的投入和科技应用层面的普及，改善睡眠的产品在使用中变得更加的高效，产品的功能呈现出越来越好的效果。国内的各种助眠产品有使用人数较多的助眠耳塞、蒸汽眼罩，以及带有各种功能的床垫、床头柜也步入到助眠产品的行列，然而这些产品的效果却可见一斑。而国外的各种智能助眠产品屡见不鲜，与国内相比，在科技层面的应用发展的更为成熟。
1.1.2研究的意义
睡眠质量与人类的身心健康息息相关，如果睡眠质量差，不但会影响人体的激素分泌，还会影响身体健康状态，使人们身体素质下降以及更容易导致肥胖。对于人体健康来说，睡眠应该是放在第一位的。保持体力、心理和生理健康的先决条件是拥有良好的睡眠。人们开始意识到良好睡眠对健康的重要性，睡眠时间合理安排和舒适的外部环境对睡眠质量起着至关重要的作用。本文通过对当前助眠产品的设计分析，以人机工程学为基础增强助眠功能的实用性，建设计一款有助于提高睡眠质量的产品。
1.2文献综述
1.2.1国内研究
助眠产品市场的持续扩大导致了不少投资者盲目地加入，从而导致市场秩序变得混乱，产品质量差和同质化严重的问题逐渐显现出来。在国内仅睡眠监测手环就超过了两百个品牌，而这些产品其作用并没有明显的不同。
2017年，国内发布了一款人工智能助眠机器人，这款机器人体积小，功能较为齐全，将脑电波、心里引导、音频助眠等多种技术融合一体。其中，通过对人类大脑释放不同波段的“脑波协调”功能受到广泛认可。
1.2.2国外研究
国外初创公司Rythm推出了一款能改善睡眠的可穿戴设备Dreem，在发现用户已经进入深度睡眠后，它的声音可以让用户时刻保持深度睡眠状态，Dreem由一系列传感器和可发出声音的可调节服装设备组成，头带是由轻硅聚合物制成的，Dreem搭载的传感器能像脑电图(EEG)一样来监测大脑活动，能实时监测使用者是否已经进入深度睡眠。
X一家公司开发出辅助睡眠的床垫“居沃”，能够和家里的家具智能连接，营造系统的睡眠环境。“居沃”全新开发的技术以及能够通过与蓝牙连接的监测器来监测用户睡眠状态，利用分析用户呼吸习惯和在床上的移动范围、频率来判断其睡眠状态和不同的阶段。“居沃”获得的睡眠数据将直接控制和灯光、电视、恒温器等智能家居设备，比如通过和飞利浦Hue以及Lifx这类智能灯泡、Nest恒温器或是贝尔金WeMo的功能，这样的“睡眠系统”会根据用户状态主动作出调整，比如关闭灯光和电视，温度调节到适宜水平。
欧洲某家公司制作了一款新型概念的助眠等，据了解，只要用户盯着他看8分钟，他就可以轻松进入放松状态，其原理就是通过有节奏的摆动，让用户减少精神压力，从而很自然地进入睡眠状态。
第2章 人机工程学的研究内容
2.1.人机工程学的概念
人机工程学的确切定义是把人-机-环境系统作为研究的基本对象，运用生理学、心理学和其它有关学科知识，根据人和机器的条件和特点，合理分配人和机器承担的操作职能，并使之相互适应，从而为人创造出舒适和安全的工作环境，使工效达到最优的一门综合性学科。人机工程学里所表达的‘人’这一概念包括了人的心理和生理这两个部分，人的心理可以通过外界的环境的影响发生变化，比如工地发出的噪音和白噪音这两种不同的声音，能够让人产生不同的心里感受，还有不同气味的刺激以及不同程度的光照对人的刺激等都会对人的心理产生不一样的作用。
2.2人机工程学的研究内容与方法
人机工程学通过对理论和应用两个方面进行研究，在对产品进行设计时，应对本学科的研究有一侧重点，应当要有一个主题方向，总的来说往往从人体测量、外部环境、运动特征、动作姿态等方面着手进行研究。其中环境因素不同对人的心理和生理的影响最为明显。
2.2.1人机工程学的研究内容
表1
| 人的特征的研究 | 机器特性的研究 | 环境特性的研究 | 人-机关系的研究 | 人-环境关系的研究 | 人-机-环境系统性能的研究 |
人机系统工作效能的高低首先取决于它的总体设计。也就是要在整体上使“机”与人体相适应。人机配合成功的基本原因是两者都有自己的特点，在系统中可以互补彼此的不足。如机器功率大、速度快、不会疲劳等，而人具有智慧、多方面才能和很强的适应能力，如果注意在分工中取长补短，则两者的结合就会卓有成效，显然，系统基本设计问题是人与机器之间的分工以及人与机器之间如何有效地交流信息等问题。
2.2.2人机工程学的研究方法
由于学科来源的不同和用途的广泛性，人机工程学研究方法也不尽相同，其中一些来自人体测量学、心理学和工程学等学科，有些内容还融合了其他有关学科。一般产品在设计过程中通常采用的方法如下：
（1）测量方法：在人机工程学中测量方法是研究人体特征的主要方法，其中对于生理变化的测量需要通过试验调查等方法了解最适合产品使用者的感官范围，例如利用不同范围的声波对睡眠者的睡眠质量造成的影响，从而测量出最适合睡眠者使用的声波波段。人体测量是人机工程学的主要组成部分。在进行工业设计时，要使人与产品（或设施）相互协调，就必须对产品（或设施）同人相关的各种装置作适合于人体形态、生理及心理特点的设计，让人在使用过程中，处于舒适的状态和方便地使用产品（或设施）。
①形态测量以检查人体形态的方式进行测量，主要内容有人体长度、人体体型、人体体积和重量、人体表面积。
②生理测量是测量人体的主要生理指标，主要内容包括人体处理范围、人体感觉反应、人体疲劳等。
（2）模型工作方法：这是设计人员必备的工作方法。通过控制规模、控制模型、发现问题，可以有效地提高生产的成功率。
（3）调查方法：在设计师的工作范围内，人机工程学中有很多心理上的指标很难通过测量获得。这种情况下设计师常通过调查获得这些信息，虽然研究的结果很难量化，但它能给人直观的感觉，有时甚至更有效。
（4）数据的处理方法：设计人员在对群体测量或者检验时，容易因为外部环境或者主观因素发生偏差，所以需要通过数学方法进行分析和处理，才能将其转换为具有对流程至关重要的数据库，能对过程有更好的指导性。
第3章 人机工程学中影响睡眠的相关因素
3.1生理尺寸对睡眠的影响
每个人的生活作息都与自身的生活习惯息息相关，有些人换了一个环境，比如更换了平时惯用的枕头，或是用了新的床垫，甚至是枕头的高低与平时不同，这些改变往往会影响到睡眠质量。对于失眠患者来说在设计产品时应该尽量减少这些生理上的改变，才不会对使用者在睡眠过程中感到不适。
3.2心理尺寸对睡眠的影响
我们闻到的气味由多种分子组成，而不同的分子可以将一种或多种嗅觉受体进行活化。虽然人体有 1000 多种嗅觉受体，但这些受体可以排列组合后，形成大量的气味模式。当这些气味模式传到大脑后，就将收集到的气味模式进行更高级的分析并存于大脑中。最后产生情绪、认知等反应。这也就是为什么气味会影响到睡眠的原因。
听觉是人获取外部信息的重要途径之一，其所获得信息的量仅次于视觉。人体的听觉系统在睡觉时仍然是工作状态，睡眠时环境生突然间发生变化就容易把人吵醒，从而刺激人脑产生兴奋感影响睡眠。
从人的感觉对人机系统的重要性来看，视觉也是十分重要的感受方式，视觉对于外界光的感受能够影响人的睡眠质量，而完全的昏暗又会使部分人缺少安全感从而难以入眠，所以适当的视觉感官刺激能更好的帮助人们提高睡眠的质量。在设计时要找到最适合睡眠时的亮度来对助眠产生效果。
3.3人体心理研究对睡眠质量提升的重要性
人的活动与行动模式大多数受感觉知觉的支配，包括我们的睡眠。感觉是人脑对直接作用与感觉器官的客观事物的个别属性的反映，感觉包括视觉、听觉、嗅觉、味觉、皮肤觉、运动觉、平衡觉和内脏觉等多种现象。当用户睡眠时室内温度、光环境、噪音等因素影响，都会产生不适宜睡眠的感觉，如不安全感、烦躁、焦虑等等感受。所以心理感受对于提高和照顾用户睡眠质量尤为的关键。
表2
| 感觉类型 | 感觉
器官 | 适宜刺激 | 刺激
来源 | 识别外界的特征 |
| 视觉 | 眼 | 一定频率的电磁波 | 外部 | 形状、大小、明暗等 |
| 听觉 | 耳 | 一定频率的声波 | 外部 | 声音的强弱和高低、
声源的方向等 |
| 嗅觉 | 鼻 | 挥发和飞散的物质 | 外部 | 辣气、香气、臭气等 |
第4章助眠产品的市场调研
4.1助眠产品的市场分析
根据世界卫生组织的调查，全球不同程度失眠的人约占有百分之十到百分之四十九，患失眠障碍的人数每年都有近8.6亿人，引发失眠的原因不止有心理因素，还有环境因素、季节变化和寝具选择等都可能是诱因。据资料显示，目前治疗失眠最重要的方法是使用镇静剂，但社会对安眠药的接受程度不高。很多失眠人群都因为药物治疗有极大的副作用，在助眠方式的选择上都会另辟蹊径，这种观念给为物理原理的睡眠器械类产品提供了更大发展空间和市场。而市场不断扩大，商家盲目投资导致助眠经济背后的问题不断显现，商家对产品过度营销、服务质量差、功能单一等也导致消费者满意程度降低，这些都将促进整个睡眠产业改革，产品更新换代更大化的提高用户的使用体验。
4.2目标人群分析
根据资料显示,睡眠问题已经成为全球性的问题，多数人受其困扰患有不同程度的失眠症状，另外，90后也是失眠人群的主力，因为睡前玩手机导致脑部过于兴奋而无法入眠的情况比比皆是。
根据调查，90后的睡眠时间越来越短，每天受到过多外界信息的刺激，超过一半的人认为自己每天的睡眠时间不足。甚至慢慢养成了熬夜晚睡的习惯，接近一半的90后在十一点到凌晨零点之间睡觉，在凌晨一点之后睡觉的占到了两成。国内某电商平台数据统计显示，2019年1月到8月，90后购买进口助眠类商品的消费增幅为118%，占总消费人数的比例为62%，超过了其他年龄群体的总和。由此可以看出助眠产品市场开始向90后人群倾斜。
4.3市场现有助眠产品类别
据2017-2018年度6月中国线上销售最高的前10助眠产品表（资料来源自网络）可见，目前市面上的助眠产品绝大多数都仅有单个类别的功能，无法完成系统性的助眠效果。
4.3.1生理层面助眠产品
眼罩是普遍使用的第一代助眠产品，通过简单的对光照进行遮盖让用户入眠。而隔音耳塞因小巧、方便携带、方便使用等优点成为年轻人最容易接受的助眠产品，让隔音耳塞的市场销量连续上涨。市面上还有像足贴、浴足剂、助眠保健品等都是通过生理来进行助眠。
4.3.2心理层面助眠产品
因为传统降噪助眠耳塞产品弊端日益显现，一夜的佩戴往往让人产生不适感，人们开始追求更有效也更舒适的白噪音辅助睡眠。白噪音对于人体而言是一种能让身体释放压力的声音信号，白噪音能够将单一频率的噪音混合到当中，使其很难被人耳察觉，降低人们受到的声音干扰，从而被越来越多的失眠患者尝试。除了白噪音发生器之外，人们也开始使用更强调健康性、设计合理性如自适应灯光调节仪、香薰助眠仪等产品。另外，传统睡眠小物件也逐渐从只提供常见遮光功能的传统棉质变得更加智能与贴心，如从传统眼罩到时下流行的蒸汽眼罩，睡眠眼罩在材质、形式及功能上都不停地追求和完善用户睡眠体验。以及不少女性用户喜爱的香薰助眠仪、助眠光谱呼吸灯等这类产品通过对人体感知觉的刺激从而达到对人心理的影响，能更好的减轻失眠患者的心理负担。
4.3.3智能助眠产品
智能睡眠产品越来越引起当代睡眠质量差的青年的关注与喜爱。并且从CBNData《报告》所示近两年的数据来，智能睡眠在线产品的消费量有所增加，更贴近用户的智能睡眠产品逐渐成为消费者新宠，其中除了如智能睡眠仪、倒时差睡眠眼镜、睡眠蛋按摩仪等“黑科技”睡眠陪伴，还有热度颇高的智能小夜灯和智能手环，凭借功能上的突破，从简单的睡眠检测升级到定制睡眠产品，获得新的消费者喜爱。将来，不单有像是Bose睡眠耳塞和智能眼罩等越来越多的睡眠智能技术逐渐改善我们的生活；有不同睡眠问题的人会得到特定的细节设计；更多个人睡眠数据系统优化方案，从而提高用户的睡眠体验。
4.3.4服用型助眠药物
能够帮助睡眠的药物有抗焦虑药、安眠药以及抗抑郁药等，但是这种从生理尺度上刺激类助眠产品对人体会产生不良刺激以及副作用，使用久了甚至会产生依赖性。
4.4竞品分析
图1现有助眠产品意向尺度分析图
通过现有助眠产品意向尺度分析图竞品分析能够看出市面上现有的助眠产品价格区间幅度比较大，可选择的范围较广，并且功能种类繁多，消费者可以根据自身能力和需求选择性进行购买。
在价格上对于大部分90后群体来说性价比并不高，许多附加功能比如加湿、收音等并不实用，头戴式也容易带来不适感增加用户的生理压力，且目前市面上的大多数产品功能较为单一，应该对产品在人机工程学的基础上进行系统化的设计。适合的亮度，舒服的音频和柔和的气味对失眠者来说显得极为重要。
纵观整个睡眠市场，各类产品层出不穷，却很难找到一种具有广泛的适用、和实用性强的产品。其中许多产品没有适当的工业标准和规范，不少人对于褪黑素等服用型产品的使用不规范，这样出来的效果往往适得其反。各种概念的智能穿戴产品功能单一，从心理层面助眠的产品较少，并且无法系统化地达到助眠的效果，并且许多穿戴式的产品可用性较低，一整晚的佩戴会让人感到不习惯或者产生不适感。
第5章基于人机设计方法进行助眠产品设计
人类的一切活动依赖于从感官到大脑的信息反馈,这使得我们能控制身体的运动和功能。我们不仅可以通过触觉来感受身体的接触,也可以通过视觉、听觉、嗅觉或味觉来“接触”。当我们在进助眠产品的设计时，应当从人机工程学的角度，通过人体的感官对外部环境的信息处理，进行合理的安排和优化。对于环境的感受，我们能够通过整理房间，更换更舒适的床垫来修复睡眠，有一张舒适的床对于失眠患者来说简直是最好不过了。产品自动调整亮度高低提高睡眠质量，智能释放睡眠音律以及释放助眠气味，缩短人们入睡时间等等，助眠产品应当是系统化的设计，包括在声音频率上、光照的波长上以及香薰浓度的选择上进行设计。
很多人在睡觉时并没有戴眼罩的习惯，助眠产品应该是一款可以放在床头的小物件，方便携带使用简单。在作用上应该不止于单一的功能，结合人机工程学使用590-790NM波长的柔和橘色光和白噪音发生器相结合，在视觉上用强弱呼吸灯来引导用户呼吸，听觉上用频率均一的白噪音舒缓用户的心理压力，同时通过释放香薰香料来改变用户心理情绪、认知等反应。
图2方案设计图
图3渲染效果图
第6章总结
随着人们越来越重视睡眠健康，睡眠产品科技的改革也更加受到重视，对助眠产品的要求也越来越高，消费者希望在高价钱购买助眠产品时不仅只具备让人“安眠”功能，还要在助眠的基础上加强消费者对产品的体验享受，睡眠产品最为主要的功能是“助眠”。睡眠市场空间巨大，因为占据我们家庭生活时间最长的就是睡眠，睡眠成为一个几乎所有人都参与的新产业，也是我国健康消费领域新的经济增长点。
在设计和开发睡眠产品过程中，要从失眠患者最需要的心理层面完成助眠以及系统化多种功能同时进行，未来的助眠产品将会在智能化、系统化的道路上越走越快，一大批专用的智能睡眠科技将逐步走入越来越多人的生活当中。
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致谢
本科时光，匆匆而过。在此我想对我的母校，我的家人，我的老师和同学表达我由衷的谢意，感谢我的家人对我在大学四年学习的默默支持，感谢母校给了我学习的机会，感谢老师和同学们四年来的关心和鼓励。有幸能够在广州大学松田学院艺术与传媒系产品设计班跟随各位老师学习，无论是学业或是做人，皆收获良多。衷心感谢我的导师梁雪玲对我的谆谆教诲和悉心关怀，从选题到论文撰写，梁老师给予了非常认真细心的指导，对于我写作过程中产生的疑问细心解答。
最后，真挚的感谢在大学期间遇到的每一位良师益友。
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