情感化社交触觉界面的交互原型开发工具设计研究

目的触觉交互是自然人机交互中的热点方向,触觉交互界面具备支持用户之间或人机之间情感交流的潜力。本研究旨在通过开发一种流程化、低门槛、轻成本且可体验的触觉界面原型工具,帮助设计师克服在触觉交互界面设计中的挑战,包括触觉生理学及触觉交互原理等知识基础、设计流程引导和技术开发支持,从而实现更有效的用户实验和设计深化。方法首先,利用参与式设计方法,确定交互设计师在触觉交互界面设计中的主要挑战和核心需求;其次,以此为基础构建触觉交互设计流程引导及情感触觉信号编码界面设计的必要元素,开发支持情感触觉交互原型迭代的硬件工具,并完成原型开发工具的系统设计;最后,通过用户实验中的场景化测试验证初步的气动微流控柔性薄膜阵列的基础情感交互效果,并建立了基础的情感-触觉映射参考效果库。结论本研究开发了触觉界面原型工具,通过系统化的设计流程和简易的操作方式,有助于触觉交互设计师更加灵活便捷地进行设计研究和实践。该工具创新性地提升了触觉界面的设计效率,为情感触觉交互体验设计提供了丰富的可能性。

基于形状记忆合金的可穿戴触觉设备设计

可穿戴触觉设备设计的难点之一是装备体积、重量与触觉体验之间的平衡。形状记忆合金以其重量轻、体积小、柔软灵活及能提供多样化触觉反馈类型的特性,成为解决这一问题的潜在方案。本研究针对目前研究较少的“轻抚”类触觉反馈,结合视觉障碍人士的触觉导航需求和大众用户的情感调节需求,分别设计了基于形状记忆合金的可穿戴触觉导航设备和情绪调节手环原型。通过这两个原型示例,本文旨在揭示形状记忆合金在可穿戴触觉设备领域的应用前景,为未来人机交互技术的发展提供新的参考和思路。

基于“情感互动”的盲人触觉认知与艺术产品设计研究

触觉认知作为盲人最重要的认知方式之一,满足并保证盲人高效触摸认知学习,具有重要的社会意义。基于情感互动的视角对数字化盲人艺术产品设计进行研究,提升盲人的触觉情感认知水平。将设计心理学的研究方法与认知心理学中“情感互动”理论相结合,发挥设计和艺术在研发盲人触觉认知艺术产品的作用。通过3D打印技术将信息转化为三维可触摸交互的界面,提高盲人触觉认知能力。得出3D打印技术在提高盲人情感认知、拓宽艺术品设计样式方面具有创新性和可持续性。依据现代技术开发全新盲人触觉认知艺术界面,服务新时代盲人文化学习,为盲人艺术品开发提供设计思路和实证参考。

渗透在平面设计中的触觉设计

从触觉设计的相关涵义出发,结合日本设计大师原研哉先生的一系列设计实例,分析了触觉设计的应用,旨在让人们了解到触觉设计虽为平面的视觉形式范畴,却能够传达出超越视觉的感动。

面向对象的可视化力反馈系统设计与实现

可视化力反馈系统的应用逐渐成为培训、娱乐的重要方式。在通常的应用中,虚拟场景是事先定义好的,程序一旦开发完成就只能针对此项应用,针对在重用性上的不足,提出了采用面向对象的思想开发可视化力反馈的操作平台,用户可以在此平台上进行物体图形属性和物理属性的设置,将界面管理、场景管理、虚拟物体分为不同的对象进行设计,实现了图形显示,力显示和用户界面的逻辑分离,用户可以动态加入、更改和删除虚拟场景中的物体,提高了系统重用性。

触觉式虚拟设计系统及其应用研究

触觉式虚拟设计系统是设计师在利用视觉器官的基础上,进一步应用触觉器官开展设计工作的系统。介绍了触觉和触觉反馈概念,讨论了触觉设计优势,分析了触觉式虚拟设计系统虚拟世界的三大组成部分,指出了其擅长处理三维空间中各种特殊形体的特点。风机叶轮的触觉式虚拟设计案例展示了该设计方法的基本工作流程。

基于触觉交互系统的造型设计综合性实验

提出了基于触觉交互系统的产品造型设计综合性实验课程,内容包括对产品实物进行激光测量,通过逆向建模得到CAD模型,结合触觉交互系统进行再设计,并快速成型出新的样品。实践证明,通过该综合实验,学生了解先进的产品设计开发技术和逆向工程基本原理和关键技术的综合理解和集成运用,从而增强学生的工程实践和创新设计能力。

视触觉结合的雕塑形体快速造型设计

复杂形体是工业设计、艺术设计、陶瓷设计中常见对象,可采用NURBS(非均匀有理B样条)曲面、细分曲面、隐式曲面等加以描述,但对其成形过程目前尚无有效的数字设计工具。人们认识、改变外在事物时,主要利用视觉与触觉的感官功能,通过手眼协调设计出新的事物。现有的数字设计系统大多是基于形体数学描述方式的系数调整,缺乏直观性、易用性。提出了、实现一套视觉与触觉相结合数字设计系统,以数码相机和触觉系统为工具,快速实现复杂形体的数字建模。详述了系统原理及组成,并给出了设计实例,验证了方法的有效性。

三种襻型人工晶状体囊袋内植入后囊膜皱褶发生率的比较（英文）

目的:比较植入不同襻型人工晶状体(IOL)后囊膜皱褶的发生率,以确定后囊膜皱褶发生的相关风险因素。方法:回顾性研究。收集行超声乳化白内障吸除+囊袋内IOL植入术的患者,所植入人工晶状体为两襻三片式IOL(HOYA PY60AD)、四襻一片式IOL(Bausch&Lomb AO)、两襻一片式IOL(AMO Tecnis ZCB00)中任意一种。收集纳入该研究的患者的年龄、性别、眼轴、眼压、人工晶状体类型。术后2d在裂隙灯下评估后囊膜皱褶形成情况。采用logistic回归分析确定后囊膜皱褶发生的风险指标。结果:一共收集187例242眼,其中80眼植入HOYA PY60AD IOL,81眼植入Bausch&Lomb AO IOL,81眼植入AMO Tecnis ZCB00 IOL。植入HOYA PY60AD IOL的患眼后囊膜皱褶发生率显著高于植入AMO Tecnis ZCB00IOL者(56.3%vs 38.3%,P=0.027)。植入Bausch&Lomb AO IOL的患眼后囊膜发生率显著低于植入AMO Tecnis ZCB00 IOL(14.8%vs 38.3%,P=0.001)。多因素logistics回归分析显示人工晶状体类型和眼轴长度是影响皱褶发生的独立风险因素。相较于AMO Tecnis ZCB00 IOL,使用HOYA PY60AD IOL提高后囊膜皱褶发生风险[P=0.020,OR(95%CI)=2.145(1.129,4.073)],使用Bausch&Lomb AO IOL降低后囊膜皱褶发生风险[P=0.001,OR(95%CI)=0.274(0.127,0.591)];眼轴越短,后囊膜皱褶发生风险越大[P=0.012,OR(95%CI)=0.669(0.489,0.915)]。结论:在人工晶状体设计中,晶状体襻是重要考虑因素。相比于AMO Tecnis ZCB00 IOL,HOYA PY60AD IOL更容易出现后囊膜皱褶,Bausch&Lomb AO IOL不容易出现后囊膜皱褶;眼轴较短的患眼更容易出现后囊膜皱褶。

鼠标形桌面主操作手的设计

为了实现对灵巧手的主从控制,设计了一个鼠标形桌面主操作手。主操作手将操作者手指的运动位置实时传递给从手,在从手抓取物体的过程中,利用直流电机作为主操作手的主动力反馈控制源,通过直流电机的驱动电路控制电机的转矩,将从手感受的力反馈给操作者。整个系统由DSP控制器进行控制。

基于触觉反馈的农机产品创新设计系统研究

触觉反馈是通过虚拟设备与对象物体接触所得到反作用力的感觉,提供了一种崭新的人机交互界面,能够让设计师身临其境地体验触觉交互过程,并开展新型的触觉设计。论文给出了基于触觉反馈和快速成型的创新设计流程,指出了其最重要的特点是三个触觉反馈:虚拟触觉反馈、快速触觉反馈和实物触觉反馈,而突出的优点是快速触觉反馈所引起的对于设计创意的体验性和启发性。背负式农用喷雾器触觉反馈设计应用案例介绍了基于触觉反馈的农机产品创新设计系统的应用。

柔性仿生触觉传感器系统集成设计

设计了一种轻量级的触觉传感系统,基于压敏电阻将压力信号转换为电阻变化的原理,进一步转换为电压信号进行反相滤波处理,通过低功耗蓝牙芯片CC2541读取并无线传递触觉信息。整个系统采用仿生手指结构设计,指尖覆盖与皮肤触感相近的硅胶,柔顺传递接触力。整个电路包含供电模块、电源管理模块、触觉采样处理模块和信号传递模块,集成在第二指节内。整个传感器系统集成度高,便于实际应用。

磁流变液力觉驱动器的优化设计方法

根据力觉交互的需要,提出了一种基于磁流变液力觉驱动器的优化设计方法.介绍了磁流变液力觉驱动器的结构、原理及其动力学模型,用无因次量替代动力学模型中的相应参数得出无因次动力学模型,分析了在磁流变液宾汉值为常数的条件下输出被动驱动力动态范围、输出被动驱动力随结构参数的变化关系.综合考虑体积、输出被动驱动力大小及其动态范围基础上提出了阻尼器的最优设计方法,并给出了设计程序.利用该设计方法设计了应用于被动力反馈装置的驱动器,加工了原型并进行了测试,测试结果验证了设计方法的有效性.

基于CHARMM力场的蛋白质分子场计算及触觉感知

分子场是研究分子结构与功能的重要工具之一,已经成为药物设计和分子对接的常规方法.由于触觉设备能提供丰富的感官信息,近年来触觉交互正逐渐成为该领域的研究热点.文中研究了蛋白质分子场的触觉感知.首先从蛋白质分子结构出发,基于CHARMM力场,经过分子动力学模拟采样计算得到蛋白质分子场;然后结合触觉设备建立触觉感知模型,通过视觉与触觉相结合的方式分析分子场能量分布以丰富分子场的感知信息;最后绘制触觉场景并给用户提供相关的视觉和触觉反馈.实验结果表明,文中提出的分子场计算方法鲁棒,且触觉系统能保持较好的稳定性.

触觉反馈技术在产品设计中的应用

随着科学技术的不断进步,人们迎来了“触屏时代”。产品触感影响用户的体验感,随之诞生的是一项新技术——触觉反馈技术。随着触觉反馈技术的日趋成熟,触觉设计在产品设计中的信息传递起到了越来越重要的作用。总结触觉反馈技术的概念和应用模式,深入分析其发展前景与意义,研究触觉反馈技术在产品设计中的应用场景,分析其技术优势。基于技术背景和未来产品趋势,结合案例分析,总结出触觉反馈技术与产品结合的适用原则。

双襻式与四襻式人工晶状体在高度近视眼内稳定性的比较

目的:探讨双襻式与四襻式人工晶状体(IOL)植入高度近视眼后在囊袋中倾斜与偏心情况的差异。方法:回顾性病例对照研究。选取2016年10月至2017年6月在复旦大学附属眼耳鼻喉科医院接受超声乳化白内障吸除联合双襻式IOL(Tecnis ZCB00,AMO)或四襻式IOL(MC X11 ASP,HumanOptics)植入术的高度近视患者148例(148眼),其中植入双襻式IOL 54眼为双襻式IOL组,植入四襻式IOL 94眼为四襻式IOL组。于术后6个月进行随访。使用OPD-Scan III视觉质量分析仪记录各眼IOL倾斜、偏心、高阶像差与调制传递函数等数据。比较2种IOL植入组的IOL偏心、倾斜和视觉质量参数的差异。采用独立样本t检验、Mann-WhitneyU检验、χ2检验、Spearman相关性分析进行数据分析。结果:双襻式IOL组与四襻式IOL组年龄、性别、术后最佳矫正视力差异均无统计学意义。在眼轴26~<28 mm亚组与28~<30 mm亚组内,双襻式IOL组IOL的偏心位移均显著大于四襻式IOL组[0.26(0.15,0.33)mmvs.0.18(0.10,0.24)mm,Z=-2.81,P=0.005;(0.42±0.28)mmvs.(0.18±0.07)mm,t=2.96,P=0.01]。双襻式IOL组(r=0.304,P=0.027)与四襻式IOL组(r=0.366,P<0.001)IOL偏心位移均与眼轴长度呈正相关。在7 mm瞳孔直径下,四襻式IOL组的全眼及眼内高阶像差与彗差较双襻式IOL组更小(均P<0.05)。结论:对于高度近视眼,四襻式IOL较双襻式IOL具有更好的长期居中稳定性,且在光线较弱时可能具有更好的视觉质量。

探索触觉减压产品设计的系统模式:一种治愈行为模型研究方法

随着社会的日益发展,现代人的心理压力越来越大。缓解压力以减少现代人的心理及精神疾病便显得尤为重要。文章旨在探索一种通过触觉缓解心理压力的产品设计的系统模式,首先以文献调查的方式梳理日本治愈设计专业的形成与发展,并整理与该学科领域相关的触觉设计项目及研究案例;其次说明怎样探寻减压材料和人与产品的触觉交互行为;随后提出减压元素应用于产品中的方法;最后以触觉减压产品的设计为启发探索触觉设计的可能性。