一、雪地游戏背景调研

　　冬季是娱乐项目比较多的一个季节，尤其是在北方较为明显，受气候影响，主要娱乐项目几乎都与雪有关。

　　（一）雪上游戏活动

　　冬天出门在外多动一动不仅能够增加身体的温度，还能够锻炼身体，有很多孩童与青年会选择在下雪时或下雪后外出，进行活动。以下是部分经典雪上游戏。

　　1.打雪仗

　　打雪仗是青少年在冬日里的一种娱乐方式。打雪仗需要在一片有足够积雪的区域，数名玩家分成两组或多组。打雪仗的过程中，参与者利用积雪制成雪球，抛向其余玩家。打雪仗没有胜负之分，直至时间结束或玩家尽兴为止。

　　2.堆雪人

　　堆雪人是大雪天才能享受的十分有趣的户外活动，是与朋友或家人一起进行的游戏，集思广益，一起创造形状不同的雪人，当然，需要积雪足够的厚，才能堆起足够大的雪球。气温也需要足够低，积雪才不会快速融化成积水。堆雪人主要是将雪堆砌成雪球，再通过叠加的方式制成各式各样形状的艺术品，可以是人形，也可以是小动物。

　　这些雪上活动往往需要多人才可进行，自己一个人很难完成这些娱乐项目。

　　（二）现有产品案例

　　目前市面上有许多关于雪上活动的产品，但是往往功能单一，年龄限制局限，不能与家人朋友共享，且部分存在安全问题。如机器Jennifer（图1），它可以接受人的指令并做出相应动作，但是用户的交互体验感并不强烈，仅用于观赏；YAMAHA雪上摩托（图2）可以通过人机交互的方式使使用者获得快感，但是具有一定危险性与年龄限制，并不能与家人朋友沉浸在同一场景中。

　　二、交互式雪地游戏创新设计

　　随着科技的发展，AR与VR技术日渐成熟，交互式游戏层出不穷。如何将交互设计与雪上游戏相结合，以机器人的方式呈现是设计的创新点。

　　（一）AR+VR与雪地游戏的融合

　　雪地游戏可分为两类，一种是通过AR技术，将户外场景进行升级，使用者可以佩戴头盔或隐形眼镜，自由根据实际场景创造虚拟场景进行娱乐。另一种是通过VR头盔，与机器人屏显进行互动，通过头盔发布控制指令。

　　（二）扫雪机与机器人的结合

　　智能扫地机器人的普及为人类的生活带来许多便利，它体积轻小，操作简单，可以合理地规划路径。而扫雪机大多体积庞大，需要人为操控。本文设想将扫雪机与机器人结合，可以将庭院内积雪扫除，并堆积于一处，部分储存于机身储雪箱内，闲置时可供人娱乐的机器人，目的是减少扫雪时的人力浪费与麻烦。

　　（三）AI智能技术在雪地游戏中的应用

　　智能科技在不断发展，不少机器人中都应用了许多技术，如面部识别、距离探测、热感识别、重力感应等，利用这些技术加以程序编写，达到不同的目的与作用。

　　雪仗游戏中，机器人主要为模拟对手的存在。它需要使用者佩戴头盔、隐形眼镜的方式，通过GPS芯片使机器人感知与预测使用者的动作与运动轨迹。机器人需要识别使用者所在的位置进行投掷，同时也需要预测使用者投掷雪球的运动轨迹，以便躲避雪球。机器人在投掷雪球的过程中，需要通过热感识别、距离探测、轨迹预测技术来确定投掷雪球时的力度、距离及使用者所在位置。在躲避的过程中，机器人需要判断使用者投掷雪球来时方向，从而进行躲避。而场景也可通过增强现实技术使场景多元化，如冰雪奇缘、怪兽公司、冰河世纪等场景元素加入实际场景中，使场景不再单调，富有童趣。

　　VR游戏中，头盔上的重力感应系统会识别使用者的运动指令，与屏幕上的角色进行互动，如向左、向右、跳跃、下蹲等。（图3）

　　三、交互式雪地游戏机器人设计实践

　　通过上述的调研与设计创想，对交互式雪地游戏机器人进行了构思与实践，并命名为“i Bot”。“i”取于英文单词冰“ice”，且与“爱”谐音，“Bot”取于单词机器人“robot”，也有自动程序之意。

　　（一）不同用户对交互体验的需求分析

　　从产品设计的角度可以认为交互过程是使用者和产品之间沟通交流和信息交换的过程。“交互”是因为有了“动作”和随之而来，相应的“反馈”才形成了一个交互的基本单元。使用者在使用该机器人的过程中会产生各种不同高低层次的交互需求，交互的需求也分为高层次需求与低层次需求，但这并不表示设计师的产品必须满足使用者所有的高层次交互需求。如在人与软件的交互过程中，对于一些简单实用的软件，如天气预报、日历等，通常使用者只需要简单明了地了解一些主要的天气信息与日程安排，并不需要特殊的做出个性化设置。为用户创造良好的交互体验过程应该作为设计师设计交互动作的主要目的，交互设计区别并超越普通产品设计主要在于设计的产品具有高层次的交互功能，即在使用产品过程中用户能感觉到一种体验，这种体验是由于人和产品之间的双向信息交流所带来的，具有“很浓重的情感成分”。

　　在使用者游戏体验的过程中，将使用者按年龄分为两类：6~14岁儿童与14岁及其以上人群。这两类人群对于产品的需求并不相同，对于游戏模式与体验也不相同。

　　6~14岁儿童在使用产品的过程中，家长优先考虑的是产品的安全性与益智性。产品不能对儿童有伤害作用，交互内容不能含有暴力等因素，而且对儿童的心智与行为有所帮助。儿童和家长或者同龄孩子在一起使用同一产品时，儿童往往会表现出自己各擅长的能力以及对周围同一事物的不同想象力。儿童可以在使用产品的过程中自主选择或创造场景，将想象表现出来，或者家长将有助于开发儿童脑力的元素添加至场景中，利用图像交互，从而达到寓教于乐的目的。

　　成年人使用过程中会更注重科技感，是以寻求刺激感的情感体验为主，而情绪体验是主体在外界刺激的作用下，所产生的一种唤醒或激活状态的反馈感受，是对刺激因素、认知因素、生理因素3种信息源产生的复杂感受，如4D电影、音乐阶梯等，都是通过增强情绪刺激的方式创造新奇的用户体验。

　　（二）雪地游戏机器人的初步构想

　　“i Bot”是一个智能娱乐型机器人，它可以完成简单的庭院扫雪工作，但其主要功能是进行与人的互动。它可以陪伴使用者进行打雪仗游戏，并通过AR技术在单调的环境中增添细节及元素，刺激体验者情绪，增强使用者的体验。而环境是制约用户行为的重要因素，有时一个很平常的场景，对于用户来说却是一个特殊的特定环境，在这个环境下用户会更有兴趣，时间流逝会变快。所以，要设身处地的沉浸在用户的环境下，去思考用户的行为。

　　（三）交互式雪地游戏机器人功能设计

　　1.扫雪与“制雪”功能

　　“i Bot”具有基础的扫雪功能，可智能规划扫雪路径，将庭院内的雪汇集到一处，并利用机身内的风扇可以将雪部分储存在储雪箱内，再次喷出。

　　2.打雪仗功能

　　将储存在储雪箱内的雪制成雪球射出，与使用者互动，可以达成在人员不足的情况下打雪仗的目的。并通过AR技术将基于实际环境的不同主题场景呈现于头盔隐形眼镜内，区别于真实打雪仗的场景，增强交互体验，并且头盔会起到部分保护作用。

　　3.VR游戏功能

　　使用者佩戴头盔，所显示内容与屏幕一致。通过运动中头盔的重力感应装置将行动反馈于角色，并发布指令。可为单人或多人游戏，游戏种类繁多，如推冰块、滑雪大冒险等。

　　（四）交互式雪地游戏机器人中的技术应用

　　“I bot”中机身应用了面部识别、距离探测、热感识别技术装置，而配套的头盔与隐形眼镜中应用了重力感应、GPS技术装置。使用者通过佩戴配件将指令下达给机器人，机器人做出回应，将信息通过配件回馈给使用者。

　　（五）情景交互体验的优化

　　交互体验的优化是通过情景模式的变更与增添一些有趣的元素来完成的。使用者在特定的环境下会有兴奋感，如影迷会在一部电影中的特有场景感到兴奋，若将这些特定元素由用户自主增添到实际的场景中，用户会更沉浸于游戏的体验中。这是通过刺激使用者的情绪，从而大幅提升使用者交互体验感受的方法。而这种方法可以从听觉、视觉、触觉三种感官给个体进行刺激，如震动、立体声围绕等，让用户在刺激的过程中体验到不同以往的交互体验。即使在这总体验过程中存在个体性参与不足，但这种外部感官刺激仍然会给受众带来瞬时的刺激性交互体验。

　　对于低年龄的儿童，也可以将一些益智场景与元素加入其中，通过图像交互的形式开发他们的大脑思维能力，进一步让他们产生对立体空间与方位的认知，也可以增强儿童对于数字、图形的记忆，提升审美能力、创造力，开发脑力与新的思维模式，从而达到寓教于乐的目的。并且家长也可以具有参与感，可以与儿童一起加入互动，不具有年龄限制。

　　四、结语

　　在本次的设计及探究过程中，查询与翻阅了许多有关交互设计、产品设计及机器人设计的有关书籍，对资料进行整合后，对这次设计有了更深刻的认识，并将其应用到设计中。

　　对于交互设计及用户交互体验感来说，“用户体验”永远是放在第一位的，而机器人设计的核心就是交互设计。无论是机器人的设计还是产品与人类的交互，这一切的本愿都应以人为本。围绕着这个根本问题，必须将设计师放进用户的情境中，揣摩、设身处地思考，只有这样，才能借助共情的能力，准确设计出用户需要的产品。而使用者的需求往往受到多方面因素的影响，具有多样性和复杂性。因此，设计者需要根据实际情况对交互设计的相关理念和方法进行调整，使其真正满足用户的实际需求。