略谈平面设计中的触觉体验

本文通过对触觉设计这一设计理念的论述,探讨材质在平面设计中的表现以及如何在平面设计中合理的运用触觉感受来传达信息,提高设计品质。     

关注触觉的产品设计

现代设计囊括了视觉设计、嗅觉设计、听觉设计等诸多方面。当现代设计还主要从视觉角度分析设计,理解设计时,日本却早已开始了新一轮由触觉体验引发的设计变革。本文将对触觉体验设计的发展和现状进行分析,概括地提出了关注触觉体验设计的新概念,辅以实例说明这种设计方法是如何开展的,得出了良好的触觉体验设计的判断标准。最后,对本文将对关注触觉体验的产品设计方法的发展趋势进行预测,以期对现代设计有所裨益。     

虚拟体空间中的触觉雕刻

目前，在虚拟环境中大多数的信息获取是通过视觉、听觉等非接触感觉获得的。然而缺乏触觉反馈的信息减少了很大一部分的信息源。在看和听之外，能够触摸、感觉和操纵物体，在很大程度上提高了虚拟环境的真实性。该文研究了触觉绘制的基本模型，提出了采用虚平面作为中介实现体数据的实时触觉绘制。并在此基础上探讨了体的局部变形及结合触觉反馈模型，实现了具有触觉反馈的虚拟雕刻交互系统。该系统可应用于融化、燃烧、印记、构造和着色实时交互操作。     

论现代纤维艺术创作

现代纤维艺术随着社会文化艺术的深入发展而兴起,它以各种纤维材料为依托,籍由不同的工艺表现手法向观者传达创作理念,同时又流露出传统文化对现代纤维艺术创作所赋予的深刻的文化内涵及审美情趣。     

基于光学触觉传感器的肿块检测研究

肿块检测可以帮助患者更早地发现潜在的疾病,提高患者的生存率。针对如何使用非侵入式方法检测组织样本中的肿块这一问题,制作了一款结构简单、校准方便的光学触觉传感器,并提出了一种基于表面重建的肿块判别算法。该方法对触觉传感器采集到的原始图像进行深度重建,并从重建图像中减去正常组织产生的基线图像,从而获得由肿块产生的异常触觉图像,并将处理完的图像送入神经网络中进行肿块检测。结果表明,该方法能够有效地分辨出直径在6～10 mm、嵌入深度在1～5 mm的肿块,验证了所述方法的实用性与可行性。最后,基于该方法与流程,讨论了肿块大小、肿块嵌入深度和正常组织硬度对肿块检测结果的影响。提出的非侵入式的肿块检测方法探索了光学触觉传感器在肿块检测领域中的可行性,为相关领域进一步的研究提供了新的思路。     

斜坡触觉及射流触觉显示器技术研究

简要介绍了斜坡触觉原理,在此基础上阐述了基于水射流方法的触觉显示器技术原理,建立了反映射流压力与触觉感受量之间关系的触觉模型,并对指端弧面对射流触觉的影响进行了分析计算,通过模型分析认为射流作用下指端的触觉感受量是一个相对稳定的量,因此拥有较宽的动态范围。参考振动触觉语言给出了射流触觉的触觉语言,并讨论了射流触觉的显示内容和技术手段等应用层面上的问题。     

一种新型手臂力触觉反馈装置的设计与实现

力触觉是重要的非视觉信息来源之一,通过触觉向人类传递丰富的信息被广泛应用于各个领域。为解决基于振动的力触觉反馈中所存在的振动器与皮肤之间接触力不可调和重复穿戴时接触力不一致而影响振动感知的问题,提出了一种利用气囊来调节振动器与皮肤之间的接触力的方法,并以此设计了一种新型手臂力触觉反馈装置。为验证装置的有效性,设计了不同的振动强度识别实验。实验结果表明,对于参与实验的受试者,振动器与皮肤之间的接触力对振动强度的识别的影响是显著的,在气囊内外气压差为15 mbar时,振动强度的识别率最高,为76. 67%。     

飞兆半导体触觉驱动器提升用户体验

触摸屏技术是当今许多电子产品的主要技术，但驱动触摸屏发展的触觉技术遇到缓慢响应时间及大量电池消耗的难题。美国飞兆半导体公司开发了FAH4830触觉驱动器，帮助设计人员应对这些挑战，并通过极佳识别能力及用户友好界面增强终端用户的体验。     

悬浮空间中的触觉反馈在多对象选择任务中的作用

在触控交互中,缺少触觉反馈会造成用户操作水平的降低和用户体验的下降.前人研究对在触控交互中增加触觉反馈这一方法进行了探索.然而,由于现有触摸屏技术仅能在用户点击屏幕后检测用户手指的位置,触觉反馈也只能在用户点击屏幕之后发挥作用.新的传感技术可以在触摸屏上方的悬浮空间(hover space)内提前检测到手指的位置.利用多对象选择任务(multi-target pointing task)比较了在悬浮空间中增加4种反馈方式对用户操作水平和用户体验的影响.实验结果显示,增加的点击振动反馈受到了用户的普遍青睐.然而,增加的触觉反馈对于用户的操作效率和正确率却没有影响.根据这些结果和前人的研究,提出了在悬浮空间中增加触觉反馈的设计建议.     

基于PVDF压电薄膜灵巧手触觉传感器的研究

研制一种可以感知触滑觉的传感器,该传感器由PVDF薄膜制作,因其柔顺的表面及小巧的尺寸使之能粘贴在手指上.信号处理电路对薄膜产生的微弱电荷信号进行转换、滤波、放大.软件程序采集并分离触滑觉信号,根据特征值的大小判断是否输出相应的感觉信息.     

面向ERT大面积触觉传感的自适应优化成像方法

在动态的非结构化环境中,有效地感知物理接触对于智能机器人安全交互至关重要。为了能够检测各种潜在的物理交互,需要在机器人表面部署大面积触觉传感器。目前,现有的大面积触觉传感器主要是通过传感阵列方式实现的,但是大规模部署传感元件在实际应用中存在巨大挑战。电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography, ERT)技术作为一种连续传感方式,有望克服传统触觉传感阵列的一些限制。为此,利用ERT设计了一款新型的大面积触觉传感器。在此基础上,提出了一种基于自适应感兴趣区(Region of Interest, ROI)的图像重构算法,将图像重构限制在交互区域内,以提高传感器的空间分辨率。为了验证提出成像算法的有效性,通过仿真与物理实验对其进行了全面评估。实验验证了该算法可以有效提高触觉传感器在交互区域的空间分辨率,使其具有较高的测量精度。实验结果表明,该传感器的平均定位误差为0.823 cm,能够准确地识别8种不同交互模式,其精度高达98.6%。这一研究工作表明,该传感器为机器人具身触觉传感的实现提供了一个新的解决方案。     

面向盲人的图形显示设计方法及其用户体验研究

针对已有的盲人触觉显示器所展示的图像不能有效地为视觉残障人士提供准确的信息的问题,从盲人对电子触觉图像的需求出发,通过分析盲人在使用传统触觉图像中所遇问题以及涉及到的人机因素的相关背景知识,结合新型显示方案的需求,总结并提出盲人触觉图像设计准则.通过实验对比传统图像与根据该准则重新设计的T-图像,实验结果表明,T-图像...     

基于分布式触觉感知的智能脊柱矫形装置研究

脊柱侧弯在青少年中的发病率越来越高,严重影响青少年的心理和生理健康,如何矫正青少年不良姿态的问题迫切需要解决。为帮助脊柱侧弯的青少年得到更好的治疗,开展了基于分布式触觉传感技术的智能脊柱矫形装置研究。针对现有的支具治疗法在日常监督和提醒方面的不足,提出了将分布式触觉传感器用于矫形支具上,以提高其治疗效率。研究包括分布式触觉传感系统设计、支具设计和APP软件设计,采用模糊算法控制提醒强度,并对该算法进行实验验证。实验证明,该系统能在用户产生不良姿态时实时提醒,并能对用户的恢复情况进行检测,具有良好的实用价值;将分布式触觉传感技术应用在矫形支具上,可大大提高其智能化,为治疗青少年的脊柱侧弯问题提供帮助。     

光纤阵列式触觉传感器模型的研制

本文提出了用于机器人物体分类系统的光纤阵列式触觉传感器的设想.按优化设计理论为探头设计了实现阵列扫描的八路转换开关.最终制造了2×4光纤阵列触觉传感器的模型,用多帧图形拼接法得一长方形的二元图象.     

机器人射流触觉显示器及系统研制

介绍了一种基于水射流刺激的机器人触觉显示器及触觉再现系统.该触觉显示器采用6根内径为2 mm的紫铜管折弯焊接构成2×3射流阵列并经环氧树脂包封而成,射流水压由微型水泵提供并经柔性塑料软管与喷嘴连接.讨论了射流水柱高度及射流时延问题.由该触觉显示器组建的触觉再现系统上的实验表明该触觉显示器可以较好地满足主从机器人触觉信息反馈的需求,并具有温和舒服安全有效的特点.     

Collagen fibers induce expansion of receptive field of Pacinian corpuscles

Pacinian corpuscles within the skin are mechanoreceptors with a high sensitivity and a broad receptive field, and they contribute to texture evaluation and contact detection. They are distributed in small numbers in the subcutaneous tissue, which is a deep layer in the skin. We propose a new skin model with texture of collagen fibers, based on observations of the thumb of a Macaca fuscata. A finite element analysis using the model reveals that collagen fibers disperse stress concentrations in the subcutaneous tissue, leading to a broad receptive field for Pacinian corpuscles while maintaining their high sensitivity.