基于表面肌电信号的超声探头人因设计评价研究

本研究利用表面肌电采集、分析技术和Borg量表来对超声探头的人因工程学设计进行评价,为超声探头的人因工程学设计评价提供方法参考。在本研究中,邀请10个志愿者使用两个在设计样式和重量存在差异的超声探头进行模拟超声检测操作任务。使用MPl50生理信号记录仪记录前臂上的两块肌肉一指浅屈肌和桡侧腕长伸肌的肌肉活动。同时应用Borg量表对志愿者的主观反馈进行评定。结果显示使用质量较重和手柄宽度较小的超声探头时手部要承担更大的劳动负荷,更容易使局部肌肉产生疲劳,同时志愿者主观反馈结果与表面肌电测定结果存在一致相关性。这个研究方法可以作为对医疗器械手柄人因设计的评价的方法,研究结果可以作为医院在选择超声探头的指导。     

基于sEMG的联合收获机驾驶人腰部肌肉疲劳研究

为探究联合收获机驾驶人驾驶过程中腰部肌肉变化的生理信息,采用对照方法研究了联合收获机驾驶人腰部肌肉疲劳的演化过程。分别采集了120 min收获驾驶和静坐过程中10名联合收获机驾驶人腰部左右竖脊肌的表面肌电信号,探究不同组别腰部左右竖脊肌表面肌电信号的iEMG (integrated electromyogram)、RMS (root mean square)、MPF、MF和样本熵随驾驶时间的变化规律,探讨各特征参数表征腰部疲劳的效度。结果表明：120 min联合收获机收获驾驶操作后腰部左右竖脊肌产生疲劳;对照组腰部左右竖脊肌表面肌电信号的时域、频域和非线性指标在任务前后无显著差异(P>0.05),实验组腰部左右竖脊肌表面肌电信号的iEMG和RMS随驾驶时间显著上升(P<0.05),而MPF、MF和样本熵显著下降(P<0.05);与线性指标相比,样本熵的变异系数最小,能够较好地表征腰部疲劳的生理信息,稳定性较好。     

基于肌电信号的按摩椅按摩效应评价研究

目的通过表面肌电试验,分析肌电信号变化特点,从而评价按摩椅按摩效应。方法在按摩椅按摩时,检测并记录被试者按摩部位的肌电信号。根据肌电信号计算肌电的4个常用指标:表面肌电绝对值积分(iEMG)、均方根值(RMS)、平均功率频率(MPF)和中位频率(MF),然后分析与比较按摩全程的各个肌电指标变化特点。结果表面肌电绝对值积分值是先降低后升高的,均方根值逐渐降低的,平均功率频率值是缓慢升高的,中位频率值是缓慢升高的,按摩全程的4个肌电指标变化趋势反映了按摩椅按摩可以缓解肌肉疲劳。结论运用肌电试验进行按摩椅按摩效应的人机评价是有效与可行的。     

基于表面肌电信号的人因与工效学评估研究综述

目的 对使用表面肌电信号技术评估人因与工效学问题相关研究进行分析与梳理,促进表面肌电信号技术在人因与工效学领域的创新与发展。方法 首先,概述人因与工效学的定义、发展历程与研究方法。然后,从数据采集方式、数据预处理、特征选择与提取、训练及分类器选择这4个实验流程归纳表面肌电信号技术的研究方法与研究进展,并对目前该领域的研究热点与研究趋势进行详细总结。结论 表面肌电信号技术仍是人因与工效学领域的重要评估方法,随着创新技术与深度学习算法的不断发展,从多模态、多方法交叉融合的角度构建大规模可公开数据集与创新智能化评估系统在未来将成为表面肌电信号在人因与工效学领域的重点研究方向。     

基于人因工程的人体假腿产品可用性评价

为了改善假腿使用的安全性、舒适性与高效等可用性指标,需要根据人因工程学原理设计近似模拟人腿生物力学系统中膝关节的自适应特性、以达到正常步态的智能假腿(IPL)。如何对这种智能假腿产品的可用性指标进行评价是人体假腿产品设计的关键技术之一。为此,本文首先给出了基于人因工程学设计的人体假腿可用性指标;其次,通过专用实验测评装置来对其中最核心的指标——步态对称性进行了参数测试与评价;最后,采用灰色关联度分析法对假腿产品的可用性进行了综合评价。这种可用性评价方法对类似人因工程设计产品具有实际的借鉴意义。     

基于人因工程与模块化的苗族蜡染绘制工序优化研究

目的 维护苗族蜡染的手工创作,提高蜡染创作效率与舒适性。方法 首先经实地调研,运用人因工程分析,观察苗族蜡染流程并结合手艺人的主观评价,发掘其中有待优化的工序和待改良的工具。随后对苗族蜡染开展画面研究,通过分解画面,先得到绘制较为繁琐且排列逻辑较高的区域,再分析其组合规律,进而提出模块化的重组思路与设计。最后以苗族蜡染的绘制特点和操作要求为基础,流畅度和舒适度为原则,对现有绘制工具进行改良设计。结论 通过人因工程和模块化的结合应用,将问题拆分为工具与画面两个方面,分别提出优化方案,以支持苗族蜡染的创造性而非重复性工作、降低初学入门的难度,以工具的改进助力手工艺的创作。     

基于用户共创的城市通勤服务设计研究

目的 在城市化进程的背景下,通过探索城市通勤特征,结合用户共创分析,展开通勤服务设计研究,提出未来城市通勤服务设计策略。方法 聚焦于通勤情境,基于用户共创研究方法分别设计科技主导与关系主导的两组工作坊,通过工作坊寻找城市通勤的痛点和机会点。结果 设计研究最终导向了"通勤即链接生活与工作的第三空间"的服务愿景,并通过对利益相关者架构、系统图架构等呈现,描述了产品服务体系内部的商业逻辑及物质、信息与资金的流动方向。结论 本研究构建的服务体系设计能够从系统的角度了解未来情境中的共享出行的整体生态,为未来出行领域的从业者提供了借鉴意义。     

基于足底压力和表面肌电测量技术的制造企业工作鞋鞋垫评价研究

目的探索制造企业工作鞋鞋垫舒适性的评价方法,挑选出符合人体足部生物力学和舒适性要求的鞋垫。方法以某制造企业拟采用的三种典型的工作鞋垫为研究对象,选择10名被试进行站姿装配作业,通过足底压力测试系统、表面肌电测试技术、主观调查等三种方法,测试作业人员使用不同鞋垫时的足底压力和表面肌电等指标水平。其中,足底压力测试系统主要测量了作业者足部与工作鞋鞋垫的接触面积、峰值压强、压强-时间积分三个指标,用来评估足底压力;表面肌电技术测量了人体肌电信号,采用中值频率(MF)、平均功率频率(MPF)指标来评估作业者的肌肉疲劳状况,同时结合主观评价量表,综合评价鞋垫的舒适性。结果有无鞋垫对作业者疲劳状况的影响很大;工作鞋鞋垫能够很好地平衡足底压力,尤其是足弓部的优良设计,能够增加中足的接触面积,分散前掌和脚跟的足底压力。鞋垫的舒适性受到鞋垫材料、硬度、厚度和构造的影响。数据分析结果显示,1号鞋垫在各个指标都具有明显的优势,使其相较于其他鞋垫能够更好地满足人体的舒适性体验,更不易感到疲劳;结论选用的各测量指标的评价基本一致,能够有效的区分三种不同鞋垫的舒适性。经过多方面评价,鞋垫舒适性排名为:1号鞋垫2号鞋垫3号鞋垫。     

基于用户偏好评价的龟形蛇纹寿文化产品设计研究

目的针对文化产品创意设计,构建基于用户偏好评价的设计方法,提升产品的用户满意度,丰富文化产品设计思路。方法应用图案学的基础分析法,归纳出龟形蛇纹寿文化的文化特征;采用形态分析法解构产品,归纳出目标产品造型设计特征;运用正交试验构建样本,通过问卷调查获取基于用户偏好评价的设计特征,将文化特征进行形态推演融入产品造型,进而生成设计方案,根据用户偏好评价进行筛选;进一步深入细化方案,完成文化产品创意设计。结果针对龟形蛇纹寿文化快客杯设计,完成基于用户偏好评价的产品创意设计。结论通过用户偏好评价,客观定位文化产品设计的设计特征和文化特征,获得用户感知度较高的产品设计方案,满足用户对产品的视觉需求和文化的感知需求,有效提升文化产品的用户满意度。     

基于机器学习的用户情感意象多模式测量方法研究

目的 通过不同模式的情感测量实验探索适合产品外观的情感测量方法,研究用户情感多模式测量的有效性。方法 从主观情感测量方法、脑电测量技术、眼动追踪技术以及外周生理测量技术等几个方面探索用户情感测量模式,采用机器学习算法分别构建不同测量模式下的用户情感意象与多模式生理测量指标之间的关系模型。结果 融合脑电指标,眼动指标和外周生理指标的用户情感意象与多模式生理测量指标关系模型在偏最小二乘回归(PLSR),BP神经网络(BPNN)和支持向量机回归(SVR)关系模型中拥有较低的均方根误差(MSE)和较高的拟合优度(R²)。相较于PLSR和BPNN,在构建用户情感意象与多模式生理测量指标关系模型时,SVR算法表现出更低的MSE和更高的R²。结论 多模式憎爱分明感测量方法可以有效弥补主观情感测量方法测量用户情感时带来的不确定性和模糊性,使用户情感意象测量结果更加客观和准确。