感性工学设计方法研究现状与进展

生产力水平的不断提高使得工业设计的重点由满足产品功能逐渐转变为满足用户情感需求。通过对国内外相关文献的研究,归纳了感性工学的概念,总结了感性工学中意象获取、模型建立和模型优化的设计流程,并基于各阶段列举了相关技术。在应用方面,着重分析了感性工学中针对产品造型、色彩及其他属性的研究方向。根据感性工学和信息技术融合发展的趋势,准确获取用户的多感官意象及提升模型精确程度将会成为未来研究的热点。     

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。     

热挤压成型机的情感化设计研究

为更好地满足热挤压成型机的用户需求,将情感化设计方法运用到热挤压成型机的设计开发中。在设计过程中,对用户需求进行了分析,建立了用户对产品的情感需求模型,从形态、色彩、材质方面对产品造型进行设计编码,从感官、行为和反思层面对用户体验进行设计解码,对热挤压成型机进行改进设计,以提高产品外观品质、降低用户工作疲劳并减少事故发生率。     

基于需求动态论的服务机器人造型设计研究

为使用户对服务机器人造型设计有较高的满意度,针对用户动态需求,对服务机器人造型设计进行研究。基于动态需求理论、恐怖谷理论及产品情感体验理论提出面向机器人造型设计的用户年龄需求模型;通过问卷调查,搜集用户感性评价,经统计分析,得出针对服务机器人造型满意度的用户年龄群体差异性及基于机器人造型设计的用户情感体验差异性,最终得到用户年龄与服务机器人造型、用户情感体验及用户满意度的映射关系,为服务机器人造型设计提供依据。     

基于感性意象的工业机器人造型设计研究

为研究工业机器人外观造型与用户主观偏好及情感需求的匹配程度,运用感性工学理论,通过工业机器人感性意象词汇确定、代表性样本选取、造型感性意象评价及眼动测试等展开定性和定量研究,深入挖掘典型感性意象词汇与工业机器人关键造型特征之间的映射关系,提取产品感性特征,获取用户的感性意象,并将研究成果应用于工业机器人造型设计中,为工业机器人的创新设计提供参考。     

基于实体交互的数控机床造型创新设计研究

为改善数控机床操作效率、提高使用者主观满意度,以实体交互理念为指导,通过用户需求信息调研、信息物理化设计、人机交互等方法,构建了基于实体交互理念的数控机床造型创新设计流程。以VMC850型数控机床为例,设计了新的造型方案;应用李克特5点量表调研法,从感官体验、行为体验、情感体验和思考体验4方面对用户体验主观满意度进行测评。结果显示:与原产品相比,设计方案的用户主观满意度上升15.15%,验证了实体交互理念对改善数控机床类装备产品的用户体验有积极作用。     

产品多意象造型设计研究

为满足产品研发过程中用户的情感需求,从造型设计上最大程度满足用户对产品的情感期望,提出了系统化多意象设计方法。通过BP神经网络计算设计元素组合的多种意象得分,运用AHP方法确定各种意象在用户需求中的权重,最后通过TOPSIS方法确定所有设计元素组合的满意度排序。此外,为弥补AHP法的缺陷,提出对比样本加权意象得分排序与样本优劣排序的方法来确定权重的合理性。以3D打印机造型设计为例,进行多意象设计研究,试验结果表明该方法能够很好地指导产品设计。     

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。     

基于感官评价方法的多线切割机造型设计研究

针对多线切割机识别性低、用户体验性差、产品竞争力弱的问题,提出以感官评价方法为指导的多线切割机造型设计方法和流程。通过对多线切割机造型、色彩、材质、功能等方面的研究,运用语义差分法搜集并筛选典型样本和初步感官指标;采用因子分析法对初步感官指标进行筛选,确定最终指标;最后结合模糊层次分析法对感官指标进行权重计算,明确多线切割机造型设计要素及其优先级,进而指导具体设计并对方案进行评价,从用户体验角度验证方案的可行性,从而提升多线切割机造型与用户功能、心理需求的匹配度。研究结果拓展了以用户为中心的产品造型设计方法,验证了感官评价方法指导多线切割机造型设计的有效性。     

日用品外观的情感化设计探析

日用品外观的情感化设计强调关注用户的情感体验和内心情感需求,通过对产品外观元素的设计,突出产品的美学特征和交互属性,为用户带来愉悦的情感体验,是实现日常生活艺术化的重要因素.从表现手法和设计方法2方面对情感化设计进行了论述,并从产品情感化的本能层次、行为层次和反思层次对设计方法进行了归纳.     

基于类型学的产品风格创新设计研究

针对用户多样化的情感需求,提出了应用类型学从原型展开的产品风格创新设计方法,使产品在继承风格特征的基础上实现造型意象多变的目标。首先利用类特征进行产品风格分类,明确研究的针对性和目的性;其次,依据类特征收集产品样本并结合设计形态分析和离散度分析提取样本的风格原型;然后结合意象评价值对产品样本展开K-Means聚类分析,并在满足目标意象的基础上提取与原型关联的产品造型可能形态。通过建立原型及其可能形态的形态分析矩阵,生成基于原型风格的多种产品造型方案,实现产品风格的创新设计。以北欧风格电水壶作为研究对象,研究的结果拓展了从原型的遗传、可变和过渡特性展开的产品造型设计新途径,也验证了类型学方法对于指导产品风格创新设计的有效性。     

材质感觉特性在产品设计中的运用研究

论文以材质及其感觉特性为研究对象,剖析了材质感觉特性的物理属性和情感属性。从产品设计的视角,分析指出材质及其感觉特性具有提升产品吸引力、增加产品可用性和宜人性的作用,从而影响用户对产品的情感体验。结合案例提出通过材质特有个性的表达、材质应用范围的扩展、材质物理属性的模拟和材质新感觉特性的挖掘等方法对产品材质展开设计,让产品给予用户多元积极的情感体验。     

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。     

基于感性工学和形状文法的智能手表造型设计研究

为满足消费者对产品体验个性化、多样化的需求,对智能手表提出基于感性工学和形状文法的产品造型设计方法.首先运用感性工学的方法获取消费者的情感诉求,之后对数据进行定量和定性分析,得出感性语义与设计要素之间的关联性,再应用形状文法对要素进行演变推理,最后对方案进行筛选.基于感性工学和形状文法的设计流程和设计方法对新产品造型的设计,具有针对性强、设计方向明确等特点,有助于实现产品的个性化定制和多样化生产.     

产品意象仿生设计中的耦合逻辑研究

为精准、有效地向用户传达产品的仿生意象,从生物本体入手,分析目标意象与产品属性间的耦联模式,提出产品意象仿生设计中的耦合逻辑研究方法。根据语义差分法(SD)获得生物目标意象,通过可拓层次分析法得到各目标意象的贡献度,提出主意象、次主意象及一般意象;结合生物造型,对主意象进行调研分析,确定待设计的仿生产品,结合可拓模型进一步建立生物意象与产品属性间的耦联关系;通过造型融合的方法形成意象仿生设计方案;利用模糊综合评价法对仿生设计实例进行评价,验证了方法的有效性。     

考虑产品属性层次性的评论挖掘及需求获取方法

为提高需求获取的准确性,提出一种考虑产品属性层次性的评论挖掘及需求获取方法。首先,采用基于层次主题模型的半监督方法挖掘大量文本评论数据,得到产品属性层次结构树。其次,基于依存句法分析抽取产品属性对应的情感极性相关词,并对其量化表示为情感极性值,再基于属性间的加权层次关系对缺失的情感极性值进行补充。最后,计算每个产品属性的平均用户满意度,并分析确定下一代产品的开发需求。通过挖掘汽车之家口碑数据获取用户需求的案例,证明了所提方法的有效性。     

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。     

基于内隐测量和BP神经网络的产品色彩情感化设计

为准确获取用户对产品色彩的情感意象，有效缩小设计师与用户之间的情感认知差距，以电熨斗产品的色彩设计为研究对象，以内隐测量技术和BP神经网络为研究手段，开展用户情感认知的演化机理研究。通过眼动、脑电和行为实验分别提取被试面对不同色彩方案时的眼动指标、脑电信号和情感意象评价值，结合BP神经网络构建基于“产品色彩—生理信号—情感意象”三层关联结构的产品色彩情感意象评价模型。实验表明，所提方法能够准确获取用户对产品色彩的情感认知规律，为产品色彩情感化设计研究提供有效的理论依据和数据支撑。     

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。