天津工業大學 機械工程學院 楊愛慧
河北工業大學 建筑與藝術設計學院 趙芳華
天津工業大學 機械工程學院 陳永超
摘要：目的 人口老齡化加劇，老年健身產品匱乏，提出應用老化預防理念和產品學方法構建老年健身產品設計體系，指導老年健身產品的開發和設計。方法首先分析老年健身的特征和老年健身產品設計體系構建原則，通過對現有健身產品特征分析，建立基于人群需求、健身方式和產品功能組成的老年健身產品系統架構，綜合產品系統構架的三維節點映射關系，結合系統論方法，對老年健身產品設計各領域進一步細化，構建老年健身產品體系框架。結論以器械類老年健身產品為例，解讀系統構架在老年健身產品開發和設計中的應用
關鍵詞：工業設計 老化預防 老年健身產品 產品體系
中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A
文章編號：1003-0069(2017)10-0015-03
Abstract：Objective: With the increase of the aged population and the lack of the elderly fitness products， it is proposed to build the design system of elderly fitness products using the concept of aging prevention and product science， and guide the development and design of the elderly fitness products. Method: Firstly， construction principles and characteristics of the elderly fitness product are analyzed， and then through the analysis of the characteristic of existing fitness products， the elderly fitness product design system which is composed of user needs， fitness methods and the Product function is established. The 3D mapping integrates product architecture， and the system methods combine with the system of the elderly fitness product design in different areas for further refinement. The framework of the elderly fitness product system is constructed. Conclusion: Taking apparatus fitness products as an example， this paper interprets the application of system architecture in the development and design of the elderly fitness products.
Keywords：Industrial design Aging prevention Elderly fitness product Product system
引言
我國人口老齡化日益嚴重，呈現出老齡人口基數大、高齡老人、慢性病老人和失能、半失能老人增長快等特點[1]。截至2013年，我國老年人口已達到2.02億，占總人口的14.8%[2] ，慢性病老人在2013年也突破1億大關[3]。通過體育健身推遲生理學年齡，延緩老化，是老化預防的關鍵之一[4] 。在國外，受可支配收入和文化偏好影響，老年人健身消費觀念超前，在運動健身方面的投入較高，健身產品市場健全，針對老年人的健身產品也較豐富[5-6] 。目前國內針對老年群體生理和心理特征的健身產品的研究和開發很少，截止2014年，中國健身器材產品行業規模以上企業（年營業收入2000萬元以上）共計246家，而生產老年健身器材產品的廠家僅有五六十家，且大多為作坊式小企業[7] 。而作為國內“土生土長”的戶外健身器材中針對老年人設計的產品僅占總產品數量的27.0%，且還包括部分安全系數低、舒適性差，人機不和諧的產品[8] ，對滿足占群眾體育活動總數74.0%的老年群體而言[9] ，需求相差甚遠。接近老年期時，老年人生理機能下降，對健身產品的需求將不斷增加，缺乏適宜的健身產品成為阻礙老年人健身安全和有效性的重要因素，據調查，因為身體弱不能參加戶外體育活動的老人占到人群總數的10.0%[9] 。隨著年齡增長，老年人體質的個體差異性逐漸增大，與低齡健康老人相比，慢性疾病和行動不便的高齡老年群體的體質變異系數變化更大[10] ，因此有必要根據個體差異性設計和開發不同的健身產品，以滿足不同老年人的健身需求，基于此本文結合老化預防和產品學的相關理論，探討基于不同年齡和健康狀況的老年健身產品設計體系構建方法，以期為老年健身產品的設計與開發提供理論依據。
一、 老年健身特征分析
老年健身，簡單地說就是以60歲以上的老年者為對象開展的健身活動。老年健身與大眾（青年）健身有共同之處，也有許多不同之處，我們從對象、目的、生理機能特征、健身方式的選擇四個方面說明老年健身與青年健身的區別，（如表1）所示。
青年健身主要以中青年人為對象，這類人群一般具有肌肉發達、柔韌性較好、平衡能力佳等生理特征，多通過跑步、健身器材、各種球類運動等方式達到強化體能，瘦身，保持身體機能活力，預防疾病的目的，健身方式具有單項、力量型、對抗性特征[11] 。
老年健身則是以60歲以上的老人為對象，隨著年齡增長，老年人身體呈現肌力下降、骨質疏松、關節活動范圍變小、心肺功能下降等生理特征，利用抗老化手段結合老年人生理特征，設法預防疾病、延緩機體老化進程，最大限度發揮體內“殘存功能”[12] ，提高生活自理能力和老年生活質量是老年健身的主要目的，健身多選擇對抗性小、運動量小如慢走、散步、太極拳等方式。
二、老年健身產品設計體系構建原則
（一）系統、全面性原則
與年輕人不同，中老年人進入生理老化階段，機體從上到下，從里到外呈現出衰老退化的特征，（如圖1）所示，任何一個系統產生功能障礙或發生疾病，都會打破人體的動態平衡，影響機體的正常活動。從生物學角度分析，人體是一個復雜的、系統化的有機整體，構成人體的各個系統在功能上是獨立的，但各系統之間又是互相影響、互相作用的，研究表明通過對頭部、腰部、腹部、四肢等運動系統的肌肉力量、筋骨柔韌性、機體協調性和平衡性的鍛煉，可以達到對循環系統、呼吸系統、神經系統和消化系統等進行鍛煉的目的，發揮人體功能的同時，達到優化人體結構作用。要想達到預防老化、延緩衰老的作用，老年人必須開展系統性、全面的健身活動，利用系統論和控制論的相關理論，將老年健身產品體系看作一個整體，通過不同年齡、身體狀況，對整體有效分配、控制，實現身體狀況的協調發展。
（二）安全性、有效性原則
現在老年人健身中提倡的常見運動療法：全身性的耐力訓練如步行、健身跑、游泳、登山和非對抗性的球類及傳統運動項目中的氣功、太極拳等，訓練表現為多關節、大肌群、周期性的有氧運動，實踐證明對心血管、呼吸、內分泌等系統的慢性疾病預防和康復具有一定的效果，這些運動對于健康、相對自理型的老年人能起到很好的作用，但仍然存在以下問題：1.訓練不到位：如現在廣受中老年人群喜愛的廣場舞和體操，雖然領舞或訓練指導員發出的口令和指示動作是完整和有效的，但是由于身體機能限制和原始行為習慣使然，參與者往往會按照自己感覺容易的動作去做，結果每個人動作各不相同，雖然運動過后，訓練者普遍感覺身心愉悅，在一定程度上也起到強身健體的目的，但是由于動作不到位，并不能激發全身肌肉的活力，對增加骨密度、改善肌肉機能并不能起到顯著的作用，與最初動作設定的效果產生較大的出入。尤其對于有慢性疾病、肢體活動不方便或肌力下降較多，關節活動不靈活的高齡老人效果更是不明顯。2.訓練不當或過量，易造成二次損傷：老齡階段的人群常常有較為充足的時間參與健身活動，且保持健康和參與活動的激情較為強烈，容易忽視自己身體的承受能力，選擇不符合自己生理特征的健身項目和盲目增加運動強度，易對身體造成二次損傷，近年來運動過量也成為導致老年人猝死的重要因素之一。因此老年健身產品的選擇應建立在符合老年人生理和心理特征，保證老年人安全和強身健體有效性的基礎上，才能最終實現“老有所健”的目標。
三、老年健身產品設計體系構建
（一）構建老年健身產品設計系統架構
老年健身產品體系，是對一切恢復和促進老年人身心健康狀況的健身產品的分類和匯總。通過對現有健身產品研究，抽取其共性抽象特征，建立基于人群需求、產品功能和健身方式組成的老年健身產品設計系統架構，老年健身產品設計系統架構的關鍵是實現貫穿不同年齡和健康狀況的老年人需求的縱向聯系，跨產品功能的橫向聯系，覆蓋全部健身方式的端到端聯系，體現在老年健身產品系統架構里就是需求、產品功能和健身方式三個坐標軸（如圖2）。通過架構可界定老年健身產品研究的對象、內涵和外延，認知老年用戶的通用化和個性化需求，識別已有的和缺失的老年健身產品。
1.需求分析
根據年齡和健康狀況將老年人分為低齡健康老人、高齡健康老人、慢性病老人、大病老人、失能和半失能老人和失智老人六大類[13] ，（如圖3）所示。從老年人分類可以看出，基于老化預防和疾病修復的可進行健身活動的老年人群主要集中于前三種，后三種的老年群體的修復主要采取醫療康復的手段達到，不在本體系的討論之列。因此本文所討論的需求層級坐標軸自下而上共三層，分別為低齡健康老人、慢性病老人和高齡健康老人。
第一層低齡健康老人，指70歲以下健康狀況良好的老人：包括各方面生理指標正常或處于臨界狀態的有失眠或便秘等亞健康狀況的老人，此階段老人可參與的運動項目較廣，但身體老化對運動的要求也有所變化，監測，避免過度運動，設計滿足老年人生理特征的健身產品，預防疾病，延緩老化是這個階段的重點。如設計針對老年人的球類改良產品，減少其對抗性，增加娛樂和趣味性；對大眾戶外健身器材進行改良，增加其安全性和可用性。
或骨質疏松、或椎間盤突出、或關節痛等，“預防失能、延長健康期望壽命”是國家重點慢性病管理干預的目標，多項研究表明，通過保健運動對預防和輔助治療慢性病有很好的效果。輔助各種慢性病恢復和保護運動安全的健身產品是此類用戶的重點。
第三層是高齡健康老人，指80歲及以上身體各方面生理指標處于正常或臨界狀態，調查顯示，高齡老人是老年人口中數量增長最快，慢性病比例最多，也最易導致失能、半失能的重要人群，祁龍祥等在基于ADL的長三角地區老年人體質現狀研究中指出“75 歲以后老年人體質下降最為明顯。這一結果提示，75 歲以上老年人應當是運動干預的重點人群[14] 但由于身體機能下降導致行動受限和活動范圍變窄，即使身體各部分并沒有發生器質性病變，也不能像低齡老人一樣可以參加各種活動，使這個年齡段成為老年人群中最少進行健身鍛煉的人群。對于高齡老人而言，健身的目的主要是防止機體下降導致失能。國際上對失能和半失能主要通過日常生活活動量表（ADL）界定，因此開發針對高齡老人的健身產品主要圍繞活動能力展開。
2.產品功能分析
老年健身產品按功能可分為鍛煉類產品、保障類產品和保健類產品。鍛煉類產品指直接提供鍛煉支持的健身器材類產品和輔助運動類產品，保障類產品是為健身過程提供安全保護和康監測類的輔助類產品；保健類產品指提供養生作用的理療器械類產品。
3.健身方式分析
依據普遍從事的健身活動狀況和未來可持續發展的需要，老年人采用的健身方式可劃分為器材輔助類、競技運動類、傳統大眾類、益智娛樂類。
器材輔助類——指使用器械的活動能力健身方法，用于室內的健身產品如臂力器、杠鈴、跑步機和健身車等和中國城市普遍使用的戶外全民健身設施。
競技運動類——各種球類運動，羽毛球、乒乓球、籃球、足球等都是人們喜歡的運動和健身方式，相應的產品有各種球類設備和運動裝備等。
傳統大眾類——傳統健身方式，如散步、慢跑、健身操、各種武術，相應產品如輔助健身太極球、太極棒、健身寶劍等和保障安全的如護膝、護肘和護腰帶等。
益智娛樂類——相較于一般健身性質的健身方式，不僅讓老人在玩的過程中達到健身效果，而且增加趣味性，促進交流，如健身球、空竹等。
（二）建立老年健身產品設計體系框架
在深入分析老年需求的基礎上，綜合老年健身產品系統架構各維度邏輯關系，老年健身產品系統架構中的人群需求維度、產品功能維度和健身方式維度的節點之間互相映射，描繪出了老年健身產品設計和開發的完整需求。對各領域進一步細化，形成老年健身產品體系框架，（如圖4）所示。依據人群需求和系統論方法，將老年健身產品劃分為三大產品系統：預防保健產品系統、慢性病健身干預產品系統、高齡健身產品系統，在三大系統下又分別包含鍛煉類產品子系統、保障類產品子系統、保健類產品子系統，這三個系統既相互交叉，又互相區別，構成通用產品系統和個性化產品系統。
（三）體系架構應用與解讀
為更好地解讀和應用系統架構，以器材輔助類健身方式為例，以老人專用等速功率車、老年人專用跑步機和運動舒壓椅為例，從滿足老年用戶通用化需求和個性化需求角度詮釋現有或未來老年健身產品在系統架構中所處的位置。
老年人專用等速功率車，（如圖5、6）所示。可為零肌力或弱肌力的高齡用戶提供上肢和下肢的肌力和協調性訓練，全面提升心肺功能。
提供安全操作和健康監控的老年專用跑步機，（如圖7、8）所示，適用于增進骨密度、預防骨質疏松的低齡健康老年用戶和改善糖尿病和高血壓的慢性病老年用戶。
運動舒壓椅，（如圖9、10）所示，為老年人提供舒壓按摩作用，降低腰背疼痛，亦可為運動提供熱身和放松功效。
結語
缺乏適合老年人生理和心理特征的健身產品是阻礙老年人安全和有效健身的重要因素，以年齡和健康狀況為基礎，構建以人群需求、健身方式和產品功能為三維結構的老年健身產品設計系統架構，為老年健身產品的設計和開發提供指導，不同年齡和健康狀況，健身產品的開發側重點也不同，對于低齡、健康狀況良好的老年人，系統化健身產品的開發，傳統健身產品的安全性改良設計尤為重要。對于慢性病老人，針對慢性病康復的健身產品和保障健身安全的設計是關鍵，高齡健康老人是很特殊的人群，生理機能退化嚴重，針對活動能力提高及保健和安全保障用品開發是偏重點。
2013年國家社會科學基金藝術規劃青年項目：針對老齡化社會推動社區公共文化服務體系的建設研究，項目編號:13CB133
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