基于认知耦合的产品造型仿生设计研究

为更好地满足用户情感需求、权衡产品造型仿生设计中功能与形式两者的关系,将认知耦合引入产品造型仿生设计过程,探索符合产品情感语义的造型仿生设计方法。根据语义差分(SD)法获得产品目标感知意象评价值,结合熵权法得到各目标感知意象权重;利用造型分析法提取产品造型设计要素,通过数量化Ⅰ类理论建立产品综合感知意象与造型设计要素之间的关联,得到影响产品综合感知意象的造型设计要素优先级排序;采用眼动试验获得生物造型特征认知排序;将生物特征与产品造型要素进行强认知特征耦合匹配,形成初步造型仿生设计方案,并利用模糊综合分析法得到最佳方案,从而建立符合认知耦合的产品造型仿生设计方法。以医疗传感器造型设计为研究实例,验证了该方法的有效性。     

认知差异下的产品造型意象熵评价研究

针对产品造型意象中的认知差异,提出了应用熵理论进行评价的新方法。确定研究样本和目标意象,进行产品感性意象调查;分别构建基于用户、设计师和工程师的意象认知空间,分析三者的意象认知差异;综合意象认知权重,建立满足三者情感需求的复合意象认知空间;利用熵理论构建以复合意象认知空间为核心的产品造型意象评价模型,指导产品典型案例库的选取。以水瓶造型意象熵评价为例建立的典型案例库可有效指导产品造型设计。     

基于感性意象的产品造型设计方法研究

通过分析产品意象的认知理论,提出基于感性意象的产品造型设计方法:首先通过问卷调查,由因素分析和集群分析提取出适合形容产品的意象语汇;以定性分析的方式,对产品形态要素进行分解;再通过问卷调查,进行定量分析,获得产品造型与意象因素之间的对应关系,由此建立产品造型的设计规则库,指导产品设计。最后经验证和实际应用,证明该方法是合理、可行的。     

基于数量化理论Ⅰ类的汽车意象造型设计研究

以汽车造型为研究对象,提出基于数量化理论Ⅰ类的意象造型设计方法。采用SD法获取用户对产品样本的感性意象评价;通过分析产品造型,从形态、相互位置和比例3个方面提取了对感性意象有关键影响的造型设计要素;应用数量化理论Ⅰ类建立了感性词汇与造型设计要素间的关联,并构建数学模型,以辅助产品意象造型设计。最后通过设计案例分析,表明该方法是切实可行的。     

面向认知主体的产品意象造型创新设计方法

为满足用户和设计师对产品造型的感性认知,提出基于认可度和交互式单亲遗传算法的产品意象造型创新设计方法。首先确定目标意象和代表性产品样本,进行产品意象调查与分析;然后以产品意象认可度为依据,建立产品意象造型选择机制;最后将选择出的较优产品样本作为父代,利用交互式单亲遗传算法建立产品意象造型创新设计系统,得到最优设计产品。以水瓶设计进行实例研究,结果表明该方法可为产品造型设计提供有效的辅助和支持。     

基于支持向量机和粒子群算法的产品意象造型优化设计

为满足消费者对产品造型的感性意象需求,提出了基于支持向量机和粒子群算法的产品意象造型优化设计方法。首先确定目标意象、代表性样本和造型设计参数,进行产品感性意象调查;然后应用支持向量机获得"造型设计参数-产品感性意象"之间的映射关系,建立产品造型意象评价系统;最后以代表性样本为初始种群,以意象评价为适应度评估,利用粒子群算法建立产品意象造型优化设计系统。以汽车轮廓优化设计进行实例研究,结果表明该方法较好地模拟了设计思维,可为产品概念设计提供有效的辅助与支持。     

汽车内外饰造型多维意象评价模型研究

为了最大程度的满足用户对汽车整体造型多维意象的认知诉求,提出了一种结合统计学方法、感性工学和熵理论的汽车内外饰造型多维意象评价模型。该模型通过大量收集汽车内外饰研究样本及相关意象词汇,通过划分评价用户类型提升评价准确性;运用多维尺度分析法和K-means聚类分析确定目标意象词汇;并以语义差分法构建汽车内外饰造型目标意象认知空间,获取目标意象原始评价数据;采用线性函数归一化得到目标意象离差标准化数据,利用熵理论构建以多维意象认知空间为核心的汽车内外饰造型意象评价模型,得到研究样本多维意象评价数据及评价排序选取,从而指导后续汽车内外饰造型设计。     

计算机辅助造型设计支持系统构建方法研究

通过分析计算机辅助工业设计现状和产品型态认知理论,提出以感性工学的观点探讨构建计算机辅助造型设计支持系统的方法.首先准备相关素材,建立基于网络的感性意象调查系统进行设计调查;然后由统计分析建立感性意象资料库,并定性分解产品型态要素建立造型资料库;再通过二次调查,由量化分析获得支持产品造型的设计知识库.经验证和实际应用,证明该方法是合理、可行的.     

产品意象造型设计中的耦合特性研究

为更好地满足用户对于复合意象的产品造型需求,探索了产品造型设计要素间的耦合特性。采用SD法获得用户意象评价,结合熵理论得到多意象评价权重及复合意象评价值;利用形态分析法提取产品造型设计要素,通过数量化I类理论建立复合意象与设计要素之间的关联,依此将不同权重设计要素耦合成新样本;通过模糊逼近理想解排序法对新样本进行优先级排序,进而分析产品意象造型设计中要素的耦合特性。以眼镜设计为实例对象,揭示了耦合特性对于产品意象造型设计的指导意义。     

基于情感需求的老年健身车造型设计研究

为挖掘老年用户对健身产品造型设计要素的情感需求,以健身车为例,运用感性工学理论和因子分析法,提取符合老年用户情感需求的感性意象特征和健身车造型设计要素,并应用数量化理论I类构建老年健身车造型设计要素与感性意象的关联模型,辅助产品意象造型设计。最后通过组合方案的可信度评估,验证该方法的可行性。     

造型要素对感性意象认知差异影响的比较

面对同一产品,设计师与用户对造型要素所形成的感性意向认知有无差异性及该差异性如何表现缺乏相关研究.通过对数控机床造型的研究,运用感性工学的研究方法,分析了设计类研究生(设计师)和机床操作工人(用户)两个群体对“现代的-传统的”感性意象受造型要素影响的差异性特征.研究发现,用户习惯于从宏观造型形象来认识产品感性意象,而设计师习惯于从细部造型来形成对产品感性意象的认知.     

高速列车座椅意象造型与色彩设计研究

为满足用户对产品意象的感知需求,以高速列车座椅为研究对象,提出一种基于感性工学系统的理论架构。应用灰色关联分析法(Grey Relational Analysis,GRA)进行产品意象造型与色彩设计研究,有效地识别影响产品意象的造型与色彩设计元素;并依据灰色关联度得到影响产品意象的造型与色彩设计要素的优先级排序,探讨产品造型、色彩与感性意象的相关性;最后客观地构建出产品意象造型与色彩的设计决策系统。以高速列车座椅的造型与色彩设计为实例进行验证,表明该方法合理可行,为产品意象造型与色彩设计提供参考。     

产品意象造型设计关键技术研究进展

在设计中充分考虑消费者的感性意象需求是工业设计发展的重要趋势。通过对国内外相关文献的综述,论述了感性工学的概念,重点分析了产品意象造型设计所涉及的感性意象挖掘、造型形态描述、产品造型设计要素辨识、产品感性意象与设计要素关联及产品意象造型智能设计等关键技术和方法,为其研究与应用建立了实用的体系。     

离心选矿机意象仿生造型设计

为更好地提升国产离心选矿机的品质形象,平衡产品中形式与功能的关系,将仿生设计方法运用到离心选矿机造型设计中。以意象仿生设计为理论基础,对离心选矿机现状进行分析;通过选择仿生对象和造型特征提取,利用意象仿生设计方法实现仿生对象特征与造型设计要素的结合。根据STL水套式离心选矿机造型设计需求,给出初步概念设计方案,并通过综合评价确定出最佳方案,为相关产品设计提供新思路。     

目标意象约束的人机辅助产品造型进化设计研究

为实现康复辅具造型求解方案的多样化需求,提出目标意象约束的人机辅助产品造型进化设计方法。构建了意象约束的产品造型进化设计体系与整体流程;从用户角度出发,针对用户意象需求的模糊性和多样化问题,通过三角模糊理论和因子分析法确定群体目标意象;借助SD量表,采用多元尺度分析、聚类分析等方法确定产品优势样本;根据产品建模特点,运用形态分析法对其造型基因层次进行提取与表达;通过BP神经网络构建预测模型,对目标意象与造型基因间的非线性关系进行映射,基于输出结果建立进化设计目标函数;利用遗传算法的全局寻优能力,将神经网络输出意象评价作为个体适应度评估依据,以样本的解空间为载体进行基因进化,搜索目标造型的优质解。以踝足矫形器(Ankle and Foot Orthosis, AFO)为研究对象,试验结果表明：该优化方法可适用于其造型进化设计,提高了设计效率,为人机辅助性产品的造型改进设计提供参考和借鉴。     

基于进化定律和支持向量回归的产品造型意象评价方法

为满足用户对产品设计的情感需求,提出一种基于支持向量回归的产品造型意象评价方法。通过层次分析法确定代表性样本,运用需求进化定律获取用户对造型元素的设计需求,应用技术进化定律分析造型元素子系统存在的冲突,在解决冲突的过程中提取造型设计元素,构建造型设计元素集;利用SD法及SPSS软件分析确定产品目标感性意象;调用Python中的SVR模型进行训练,构建基于支持向量回归的造型意象评价模型。以数控机床为设计实例进行验证,证明该方法能够较好地模拟用户思维,为产品设计提供有效的辅助和支持。     

基于通感转译的产品造型设计语言聚类方法

针对产品造型设计语言感官属性单一,难以满足用户多样化情感体验需求的问题,提出基于通感转译的产品造型设计语言聚类方法。从设计者编码-用户解码双向角度展开研究,以通感转译认知原理为基础,通觉意象为切入点,关联属性为连接通道,运用可感知化映射方法,将通觉意象推演为本觉意象,并提取出本觉产品造型设计语言,结合思维适应性控制(Adaptive Control of Thought,ACT)模型进行逆向通感验证。研究成果表明:该方法突破了传统产品造型设计语言感官单向互动的局限与空间限制,对传达途径和获取范围进行拓展,从单一的视觉途径和获取范围扩展到视、触、听、嗅等多感官维度,同时提高了产品情感体验,满足了用户的多样化情感体验需求,为产品设计提供新思路。     

基于形状混合的产品意象造型设计方法

为满足消费者对产品的感性需求,提出基于形状混合的产品意象造型设计方法。以数码相机为研究对象,运用SD法确定产品的感性意象,通过形态分析法构建感性词汇与产品特征要素之间的关联;提取数码相机关键特征元素的曲线,运用基于特征的形状混合方法实现典型样本的造型过渡,生成一系列相互融合的造型,为设计师提供产品意象造型设计的可能性方案;对设计方案进行感性意象评价,验证了方法的可行性。     

基于蛛网结构的产品意象进化算法研究

为模拟设计思维、量化意象认知,根据产品意象认知的特点提出主、副意象的概念,并基于自然界中的蛛网结构及其一点受力、多线联动的受力特点构建产品意象蛛网模型,在此基础上形成产品意象进化算法。该算法结合遗传进化算法可以在一定程度上模拟设计思维在产品进化过程中的变化规律,将设计认知网络转化为实际存在的产品意象网络。最后通过实例验证算法的可行性。     

基于KE和AHP理论的汽车造型意象评价方法研究

为解决汽车设计过程中造型特征获取和设计完成后汽车造型意象认知二者之间的匹配问题,辅助设计师通过造型意象评价对设计方案进行合理选择,提出了一种基于感性工学和层次分析法的汽车造型意象评价方法。以汽车设计中的车型、品牌和风格特征要素建立造型特征集,通过感性工学理论实现造型意象词汇的量化,以确定语义特征集,运用层次分析法建立造型特征集与语义特征集之间的关系,从而构建影响造型意象评价的指标体系,建立模糊评价矩阵,计算各评价指标权重并进行综合排序;最终对设计方案进行模糊综合评价,获得最佳造型意象设计方案。将该评价方法应用于3款电动汽车造型设计方案评价中,运用模糊隶属度函数,建立模糊评价矩阵,并对各个指标的评价结果进行量化处理,筛选得出最佳造型意象设计方案,为项目开发提供了有效参考。