ISO 9241-9712020 人-系统交互的人类工效学第971部分触觉触觉交互系统的可达性标准立项发展报告

*ISO9241-971:2020人-系统交互的人类工效学第971部分：触觉/触觉交互系统的可达性标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Ergonomicsofhuman-systeminteraction—Part971:Accessibilityoftactile/hapticinteractivesystems摘要随着信息技术与人类生活的深度融合，人机交互方式正经历从传统图形用户界面（GUI）向多模态、多感官交互模式的深刻变革。触觉/触觉交互系统作为一种重要的非视觉交互通道，在无障碍设计、虚拟现实、远程操作、医疗康复及游戏娱乐等领域展现出巨大的应用潜力和价值。然而，由于缺乏统一的设计规范和评估标准，不同制造商开发的触觉交互产品在功能、性能、可用性尤其是可达性方面存在显著差异，导致许多残障人士（特别是视障、听障人士）以及老年人无法平等、有效地使用此类系统。国际标准ISO9241-971:2020的发布，旨在填补这一标准空白，为触觉/触觉交互系统的可达性设计提供全面、系统的指导和要求。本报告详细阐述了该标准的立项背景、核心内容、技术要点及应用价值。报告内容包括标准制定的必要性分析、主要参与单位的介绍、标准技术框架的解读，以及标准实施对促进信息无障碍、推动普惠科技发展的重要意义的阐述。研究表明，该标准通过定义关键术语、分类交互模式、提出通用与特定残障类型的设计要求，为产品开发者、评估者及政策制定者提供了权威的技术规范。标准的实施将有效提升触觉交互产品的用户体验，促进包容性设计与数字平权。关键词中文：人-系统交互；触觉交互；可达性；无障碍设计；人类工效学；国际标准；ISO9241系列；信息无障碍Keywords:Human-SystemInteraction;Tactile/HapticInteraction;Accessibility;UniversalDesign;Ergonomics;InternationalStandard;ISO9241Series;InformationAccessibility正文一、引言在数字化转型的浪潮中，人机交互技术正不断突破视觉和听觉的界限，触觉/触觉交互系统作为重要的新兴交互模态，能够为用户提供更加直观、沉浸和自然的操作体验。从智能手机的振动反馈到高端虚拟现实（VR）手柄的力反馈，再到用于盲人导航的触觉地图，触觉技术正广泛应用于各类信息通信技术（ICT）产品中，极大地丰富了信息传递的维度。然而，这一技术进步也带来了新的挑战。一个设计不佳的触觉交互系统，不仅无法提升用户体验，反而可能成为新的障碍。例如，对于视障用户而言，如果触觉反馈的强度、频率或时序设置不当，可能导致信息误读；对于听障用户，若触觉提示未能有效替代声音警报，则可能造成安全隐患。因此，确保触觉/触觉交互系统具备良好的可达性，使其能够被尽可能多的人（包括不同残障类型和年龄层的人群）有效、满意地使用，已成为亟待解决的关键问题。在此背景下，国际标准化组织（ISO）下属的人类工效学技术委员会（ISO/TC159）启动了ISO9241-971:2020标准的制定工作。该标准是ISO9241“人-系统交互的人类工效学”系列标准的重要组成部分，专注于触觉/触觉交互系统的可达性。本报告旨在对该标准的立项背景、核心内容、技术框架及推广应用进行系统梳理和分析，为相关领域的科研人员、标准使用者、产品设计师以及行业管理者提供参考。二、标准立项背景与必要性2.1技术与市场发展的现实需求随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）、远程机器人、智能可穿戴设备等技术的成熟与普及，触觉/触觉交互系统进入快速发展期。全球触觉技术市场预计在未来几年内将达到数十亿美元规模，涵盖消费电子、汽车、医疗、教育、游戏等多个领域。然而，市场繁荣的背后，产品规格不一，用户体验参差不齐。特别是针对残障用户和老年用户的需求长期被忽视，形成了“数字鸿沟”的另一表现形态。2.2法规与政策的驱动世界各国，特别是发达国家，纷纷出台信息无障碍相关法律法规。联合国《残疾人权利公约》明确强调了无障碍信息与通信技术的重要性。美国《康复法案》第508条、欧盟《欧洲无障碍法案》（EuropeanAccessibilityAct,EAA）以及中国《无障碍环境建设法》等，均对ICT产品的可达性提出了明确要求。标准的缺失使得企业在遵循这些法规时缺乏具体、可操作的技术依据，ISO9241-971标准的出台，为各国立法和监管提供了可参考的国际最佳实践。2.3行业标准体系的完善需求ISO9241系列标准长期以来是人机交互领域最权威的基础标准之一，涵盖视觉显示终端、软件可用性、非视觉交互等多个方面。随着交互方式向多模态、多感官发展，原有的标准体系需要及时更新和补充。ISO9241-971的发布，标志着ISO9241系列标准从传统视觉交互正式拓展至触觉交互领域，填补了该系列在无障碍触觉交互设计方面的空白，完善了整个标准体系架构。三、标准核心技术内容解读ISO9241-971:2020标准条款结构严谨，内容覆盖广泛，核心在于定义和规范触觉/触觉交互系统在设计、开发、评估过程中的可达性要求。标准共分为8个主要章节和若干附录，主要包含以下技术内容：3.1术语和定义标准对核心术语进行了精准定义，例如：-触觉交互（TactileInteraction）:指通过皮肤接触感知静态刺激（如纹理、形状）、动态刺激（如振动、滑动）等信息的交互方式。-触觉交互（HapticInteraction）:更广义的触觉反馈，包括力反馈、动觉反馈等，涉及肌肉和关节的运动感知。-可达性（Accessibility）:关注产品、系统、服务或环境能够被特定能力范围的用户（包括有永久性、暂时性或情境性损伤的用户）使用的程度。3.2触觉/触觉交互系统的通用可达性要求标准首先提出了一系列适用于所有用户的通用原则，强调设计应以用户为中心，避免对任何群体造成不必要的障碍。核心要求包括：-多模态冗余：关键信息不应仅通过触觉通道传递，应与视觉、听觉等其他模态结合，或提供等效替代方案。-可调节性：触觉反馈的强度、频率、波形、持续时间、空间位置等关键参数应可由用户自定义调节。-一致性：触觉编码（如通过不同振动模式代表不同指令）应与行业惯例或用户的文化背景保持一致，降低学习成本。-容错性：系统应能识别和提示用户错误操作，并提供取消或更正的可能。-个性化与适应性：系统应支持用户根据自身偏好和需求（如肢体灵敏度、皮肤敏感度）定制触觉交互体验。3.3针对特定类型残障用户的设计要求标准将残障用户分为主要几类，并分别提出针对性要求：-视障用户：-触觉反馈应能有效替代或补充视觉信息。-触觉界面应支持轮廓、纹理、图案等静态触觉引导。-对于触屏设备，应提供明确的位置分辨和动作确认反馈（例如，手指滑动到可交互元素时给出振动反馈）。-避免使用需要精确视觉定位才能启动的复杂手势。-听障用户：-触觉警报应能有效替代声音警报。例如，重要的系统通知应通过高辨识度的特定振动模式传达。-对于依赖听觉反馈的应用（如游戏、导航），应提供同步的、有意义的触觉线索。-肢体障碍用户（包括上肢、手部精细动作障碍或无力）：-应最小化交互所需的力量和肢体运动范围。-触觉交互机制应支持单手、非惯用手或辅助设备（如头部指针、呼吸控制开关）操作。-应避免需要长时间持续握持或精确、多次重复动作才能完成的交互。-应提供可调节的触觉驱动点和动作触发阈值。-认知障碍用户（包括注意力、记忆力、信息处理能力受限）：-触觉编码应简单、直观，易于理解和记忆。避免使用过于复杂或抽象的触觉模式。-触觉反馈应清晰、明确，并与操作直接关联。-系统应提供足够长的操作时间，并支持暂停和重放。3.4开发与评估方法标准不仅提出了设计目标，还提供了实现这些目标的方法建议：-用户参与式设计：在产品设计全周期中，应邀请各种能力类型的用户（特别是目标残障群体）参与测试和反馈。-性能指标：明确提出了用于评估触觉可达性的关键度量指标，如任务完成时间、错误率、用户主观满意度、学习曲线、体力与脑力负荷等。-评估程序：描述了用于评估触觉交互系统可达性的标准化测试步骤，包括基准测试、比较性测试和探索性测试等。四、主要参与单位介绍ISO9241-971:2020的制定工作由ISO/TC159“人类工效学”技术委员会下设的SC4“人机交互的人体工效学”分委员会（SubcommitteeSC4，Ergonomicsofhuman-systeminteraction）主导。分委会的秘书处由丹麦标准协会（DanishStandardsFoundation，简称DS）承担。DS是丹麦的国家标准机构，也是ISO/TC159/SC4的长期承担单位，拥有丰富的人机交互国际标准管理经验。在本标准的起草过程中，多个国家和国际组织的专家深度参与，其中美国国家标准学会（ANSI）及其下属的技术顾问组（U.S.TAGforISO/TC159/SC4）发挥了核心作用。ANSI是ISO在美国的代表机构。在美国国内，多个在触觉与无障碍领域具有领先地位的企业、研究机构和非营利组织参与了标准的制定工作，包括但不限于：-微软公司（MicrosoftCorporation）：作为全球领先的科技公司，微软在其Windows操作系统、Xbox游戏机及Surface设备中广泛应用触觉反馈技术。其硬件和软件工程团队，如微软研究院中的“无障碍与可及性”部门，是触觉可达性领域的先驱。在标准制定中，微软贡献了大量关于触觉硬件设计（如电机选型、驱动算法）、软件API设计以及面向视障用户（如讲述人、Narrator）和肢体障碍用户的触觉交互最佳实践。-苹果公司（AppleInc.）：苹果公司以其在触觉引擎（TapticEngine）和“辅助功能”（Accessibility）方面的创新而闻名。其团队在标准制定过程中，提供了关于触觉反馈的精确性、可调节性、与iOS/macOS操作系统的紧密结合等方面的宝贵经验，特别是针对听障用户（如通过触觉实现声音替换）和盲文输入方面。-瑞典皇家理工学院（KTHRoyalInstituteofTechnology）等学术机构：来自瑞典、德国、日本等国的高校研究团队，从基础研究角度为标准的理论框架和评估方法提供了科学依据，例如关于人体触觉感知的心理学和生理学数据、触觉编码的信息理论模型等。-世界盲人联合会（WorldBlindUnion，WBU）等用户组织：WBU等代表残障人士权益的组织是标准中“用户需求”部分最重要的信息来源。这些组织通过组织用户调研、提供定性反馈和参与标准讨论，确保标准真正反映终端用户（特别是视障用户）的切身需求和面临的现实挑战，使标准避免陷入纯技术导向而偏离“以用户为中心”的初衷。五、标准的应用价值与影响ISO9241-971:2020的发布具有深远的现实意义和应用价值。1.指导产品研发与设计：标准为企业提供了明确的、可量化、可复现的触觉可达性设计指南。产品经理和交互设计师可以依据标准，在产品开发早期就系统性地融入无障碍设计理念，避免后期大量返工。例如，手游公司可以据此设计出对色盲玩家和单手操作者同样友好的振动反馈方案。2.促进评估与认证：标准的存在使得第三方测试机构和认证机构（如UL、TÜV等）可以开展针对触觉交互产品可达性的标准化测试与认证服务。这将极大地增强市场的透明度和可信度，消费者能够更容易地识别和选择可达性好的产品。3.支持公共采购与立法：政府采购中（特别是教育、医疗、公共交通等领域）可明确引用ISO9241-971标准作为技术门槛。各国信息无障碍相关法规的执行细节可以参照该标准进行细化，为监管部门提供执法依据。4.营造更包容的数字社会：该标准的最终受益者是所有用户。通过提升触觉交互的可达性，视障人士可以更自如地使用智能手机和智能穿戴设备，听障人士可以通过振动感知环境信息，老年人可以更轻松地操作复杂的家电或设备。这真正推动了“为所有人的设计”（DesignforAll）理念的落地。六、结论ISO9241-971:2020《人-系统交互的人类工效学第971部分：触觉/触觉交互系统的可达性》标准，是人机交互领域迈向全面包容与无障碍新时代的一座里程碑。该标准不仅系统性地提出了触觉/触觉交互系统在可达性方面的通用和特定设计要求，更为这些要求的落地提供了详实的背景研究、开发方法和评估框架。它的成功立项与发布，是国际社会、工业界、学术界以及用户组织紧密合作的成果，体现了标准化工作在推动科技进步与社会公平方面不可替代的作用。展望未来，随着触觉技术（如新型压电材料、