基于信息融合模型的心脏病急救信息共享系统

心脏病急救过程中产生的信息呈现出多维度、动态性和不确定性的特点.为了有效地应用这些信息,提出了一个4层的行为体系结构.在这一结构的基础上,提出了一种两阶段心脏病信息融合推理机制.基于这一推理机制,建立了心脏病急救信息共享系统.     

融合多主体用户的养老服务机器人迭代设计需求研究

目的 用户需求和重要度的确定是设计师进行产品研发的关键环节,对企业产品开发成功与否也起着至关重要的指导作用,然而当前养老服务机器人在进行设计开发时仅考虑了用户老年人的需求,缺乏综合考虑老年人子女,即间接用户对服务机器人的需求。因此,提出融合多主体用户的养老服务机器人迭代设计需求识别方法,以期帮助设计师明确产品迭代的方向,从而满足多主体用户的切实需求,进而增强企业产品竞争力。方法 首先通过用户访谈获取直接用户老年人和间接用户子女的共同需求,即关键需求,其次利用熵权法确定关键需求的初始重要度,然后运用模糊kano模型确定关键需求类别,根据关键需求分类结果引入重要度调整函数,对关键需求初始重要度进行调整,综合考虑分析得出老年人及其子女的需求重要度,识别出未达到用户期待的需求,从而发现当前养老服务机器人的不足,指导设计师进行迭代设计,帮助企业研发出满足多主体用户切实需求的养老服务机器人。结论 通过综合分析养老服务机器人的多方需求,明确了其在用药指导、远程医生和影音娱乐3个方面的不足,帮助设计师找到了迭代设计的方向,验证了该方法的有效性和可操作性,同时该方法也为其他涉及多主体用户产品的改进设计提供了一定的参考价值。     

基于模糊层次分析法的儿童教育机器人设计

目的 为了提升用户对儿童教育机器人的满意度,节约产品设计开发时间的同时,能获得较科学合理的儿童教育机器人设计方案,增加产品的市场竞争力.方法 借用模糊层次分析法,从马斯洛的需求层次理论出发,收集儿童教育产品用户的需求并借助KJ法归纳采集的数据.提取出易操作性、安全需求、审美需求、儿童发展需求这四个准则,从而构建出儿童教育机器人设计评价指标体系模型.经多轮问卷调查,将获取的数据经计算得出各项评价指标要素的权重.结果 设计人员根据构建的设计评价模型进行方案设计,再根据各项评价指标要素对设计方案的进行模糊综合评价,最终得出儿童教育机器人设计方案的综合评价分值,通过分值可以判断该设计方案是否具有可行性.结论 通过对评价结果的进一步分析,可为设计决策、设计优化提供参考依据.     

基于ASD儿童需求分析的干预APP交互设计研究

目的 目前我国自闭症谱系障碍儿童数量逐年上升,为提升ASD儿童干预APP的训练效果、提高界面设计中合理决策的效率,提出一种基于Kano-熵权法的ASD儿童需求分析方法。方法 首先,基于Kano模型收集ASD儿童干预APP的需求,并根据相对满意度系数将其分为基本型、期望型、兴奋型三类;其次,运用熵权法计算各项需求指标的客观权重值;然后,结合权重值大小与ASD儿童干预训练的相关性进行案例设计实践,并通过人机交互测试验证基于ASD儿童需求分析的干预APP是否有效地发挥了干预APP的效能。结论 融合Kano-熵权法的ASD儿童干预APP交互设计,将需求指标分为内容性、操作性和视觉性三个维度且内容性需求所占比重最大,在此基础上运用人机交互测试验证APP的干预效果,发现改进后的APP可以丰富界面内容、提升干预操作、增强视觉吸引力。基于ASD儿童需求分析的干预APP交互设计通过对内容、操作及视觉性需求的优化,能够增强指示性、延长训练时长,提升干预训练的有效性,为后续相关设计提供了参考和依据。     

基于AHP-FKANO模糊分析法的医用消毒机器人设计评估

目的 为有效预防和控制医院感染,提高医院环境的宜人性,增加用户满意度,在探讨影响医用消毒机器人的设计因素时,合理地确定用户需求偏好及其优先程度。方法 首先通过文献研究、实地观察、半结构化访谈和问卷调研等前期调研法,获得用户需求,并对其进行公信度测评,从而得到医用消毒机器人设计方案评价指标体系,然后通过层次分析法得到初始权重,根据模糊Kano确定的属性系数将初始权重进行修正,以得到更加科学、合理的综合权重,最后运用模糊数学理论对整体设计方案和各个指标进行评价。结论 通过医用消毒机器人的实例验证了该方法的可靠性和可行性,并且基于AHP-FKANO的模糊分析法,能够有效分析出用户需求的重要度和不同需求的情感倾向,可以为医用消毒产品设计方案的选择和优化提供参考。     

基于critic组合预测方法的共享单车故障预测

针对无桩式共享单车系统缺少故障预测方法的研究及预测准确率低不稳定等问题,在挖掘预测因素和故障单车之间的信息特征上,提出改进熵权法对预测因素分权,并采用BP神经网络、径向基函数和ELMAN神经网络3种单一预测模型建立基于critic权重的组合预测模型,在Matlab上进行实例求解。结果表明,相比单一预测方法,该组合预测方法提高了预测准确率5%左右,且能够降低预测风险,减少预测的系统误差,具有较好的实用价值。     

基于Kano模型的共享单车用户的需求重要性研究

目的通过Kano模型得到共享单车用户的需求重要性。方法定性分析前期调查中筛选的用户需求,转化为功能特征信息。通过模型理论得到功能特征所对应的需求重要性矩阵,利用可用性测试进行修正,得到实际开发过程中用户的需求。结论得到了基于Kano模型的共享单车用户的需求重要性矩阵,以及修正后的结果。需求重要性矩阵直接反应了用户的满意度,间接映射了用户需求的重要性。经过用户的可用性测试,提高了需求映射的准确度,为共享单车的开发和升级提供了更有效的建议。     

基于情感化交互的家用扫地机器人故障表达

目的针对现有的家用扫地机器人的故障报错策略,探讨情感化故障表达在家用扫地机器人中的设计需求。方法通过用户访谈获取他们对家用扫地机器人在故障表达方面的情感化设计需求,利用Kano模型进行分析,根据相关结果展开相应的分析讨论。对家用扫地机器人在框架结构、功能服务、操作反馈和视觉效果这4个方面,进行交互设计需求的研究,并对其进行用户满意度指数和四象限分析。结论通过以上方法,获得用户对家用扫地机器人在故障表达中的期望与需求。用户对家用扫地机器人在故障表达中的诉求集中在可靠性和易用性上,同时希望有适当的交互引导和情感化表达,并对界面视觉的统一和操作流程的便捷等方面有着较大的期待。     

基于层次分析法的博物馆文创设计研究

目的 准确探究消费者对博物馆文创设计属性的偏好特征,有效地对博物院文创产品创新路径进行探索。方法 通过层次分析法从物境、情境、意境三个层次提取博物馆文创产品设计的特征属性,引入模糊Kano模型分析用户对各个层次及各个特征的偏好程度。结果 建立了博物馆文创设计评价体系,定量分析了不同特征属性的相关喜爱度和相关必要度的差异。结论 指出未来博物馆文创设计开发的多层次、深层次发展的定位,提出重点–亮点–基本点的创新策略。     

基于模糊Kano模型与熵权TOPSIS的产品设计研究

目的 为提供以玩家体验为中心的严肃游戏产品,提出一种融合学习方法(游戏化机制模型、模糊Kano模型、熵权TOPSIS法)的严肃游戏设计方法。方法 首先,根据游戏教育目标结合相关成熟范式建立有针对性的学习机制——游戏化机制模型(Learning Mechanics-Game Mechanics Model),然后对模型中指标进行相关性评价,筛选得到初步符合游戏主题与教育目的的设计要素。其次,使用模糊Kano模型设计问卷调查得到需求分类,以必备需求为核心设计要素,提取期望需求、兴奋需求进行再次筛选排序,计算满意度指标。再次,通过李克特量表收集对满意度指标的评价信息结合熵值法得到具有客观性的设计要素权重,使用逼近理想解法(TOPSIS)确定各设计要素重要性排序。最后,以宣传网络信息安全的实体严肃游戏“DataCapital”作为设计案例,验证了该设计方法的可行性与优越性。结论 认为该方法能较好地帮助严肃游戏的开发、切实提高游戏的玩家满意度,能为其他类似产品提供设计方法借鉴。     

基于UXM-FAST-AHP的电力应急救援设施数字化改造设计

目的 物联网技术与数字化技术的发展催生了对电力应急救援设施管控的数字化改造需求。在这类功能较明确的既定目标产品开发中,更需要降低对子功能评价的主观偏差,理性科学地对各项子功能的重要性程度进行合理评价,并最终指导研发投入。方法 以电力应急救援物资数字化入网改造为实践对象,构建UXM-FAST-AHP分析模型,运用“原始+预想”用户旅程比对图,分析构筑理想的使用场景,通过功能分析技术搭建目标功能架构,在子功能集束的基础上,利用成对比较矩阵和层次分析法,降低主观评价偏差,分析各子功能的重要性程度,继而指导设计与研发投入。结论 UXM-FAST-AHP分析模型在既定目标产品的研发过程中也能实现清晰可靠的逻辑分析,有效地帮助既定目标产品开发过程中设计重点的梳理与评估。     

基于多传感器的机器人夹取系统设计

目的在分拣包装应用中,实现工业机器人使用指定的压变设置对物体进行夹取作业。方法设计由PLC、机械夹手、触摸屏、工业机器人组成的夹取系统。其中采用三菱FX系列PLC为控制中心,具有多传感器的机械夹手为末端执行器,三菱GS系列触摸屏为交互界面,安川工业机器人为运动机构。根据夹取流程,采用PLC分析夹取限位、闭合限位、压力检测、变形检测等传感信息,并协调各部分运行。结果系统能够在设定的压变范围内,实现对适用物体的自动夹取作业,并且通过触摸屏可便捷查看检测信息及设置参数。结论该系统能够基于多传感器的检测进行机器人夹取作业,且参数可调控,适用于自动化夹取作业。     

An Internet of Energy Things Based on Wireless LPWAN

Under intense environmental pressure, the global energy sector is promoting the integration of renewable energy into interconnected energy systems. The demand-side management (DSM) of energy systems has drawn considerable industrial and academic attention in attempts to form new flexibilities to respond to variations in renewable energy inputs to the system. However, many DSM concepts are still in the experimental demonstration phase. One of the obstacles to DSM usage is that the current information infrastructure was mainly designed for centralized systems, and does not meet DSM requirements. To overcome this barrier, this paper proposes a novel information infrastructure named the Internet of Energy Things (IoET) in order to make DSM practicable by basing it on the latest wireless communication technology: the low-power wide-area network (LPWAN). The primary advantage of LPWAN over general packet radio service (GPRS) and area Internet of Things (IoT) is its wide-area coverage, which comes with minimum power consumption and maintenance costs. Against this background, this paper briefly reviews the representative LPWAN technologies of narrow-band Internet of Things (NB-IoT) and Long Range (LoRa) technology, and compares them with GPRS and area IoT technology. Next, a wireless-to-cloud architecture is proposed for the IoET, based on the main technical features of LPWAN. Finally, this paper looks forward to the potential of IoET in various DSM application scenarios.     

基于 U-TRIZ 理论的家庭应急产品开发设计研究

目的针对目前国内家庭地震应急产品设计与理论的研究比较匾乏的现状,为保证应急产品在灾害发生时能更好地提供应急功能,提升其实用性、有效性和普及率。方法将国内颁布的家庭物资储备清单中的专业应急产品和家庭常见日用品进行分析和挖掘,通过对专业应急产品进行功能分析,并与家庭日常用品进行资源匹配,形成新的设计框架,在此框架下,利用U-TRIZ理论中的SAFC模型分析、矛盾分析、功能属性效应知识等方法对应急产品和日用品进行整合和设计。结论为家庭应急产品设计提供新的思路,有助于设计师在进行此类产品设计时,设计出更多以"平灾结合"为理念的创新型产品。     

基于视觉的工业机器人码垛系统设计与分析

目的 为提高企业工件的码垛效率,降低工人劳动强度,搭建工业机器人视觉码垛实验系统.方法 在对工业机器人运动学模型分析的基础上,通过相机坐标系和末端坐标系的坐标关系,得到工业机器人末端执行器的位置和姿态信息.结果 提出了基于工件位置坐标的图像剔除算法,实现了多余工件图像的剔除.通过旋转平移矩阵计算待码垛工件的实际位置,并将此位置作为视觉校正后的工业机器人抓取工件位置.结论 实验结果显示改进后系统的重复性定位精度在x,y方向上均有显著提高,验证了工业机器人视觉码垛系统模型的准确性.     

基于SAPAD-AHP的智能割草机器人设计研究

目的 挖掘用户在使用智能割草机器人的过程中每个行为背后的意义,重建操作流程、产品功能、产品部件系统,以改善产品可用性,提升用户操作体验。方法 通过非参与式观察法及深度访谈法,解析用户使用割草机器人的行为;引入SAPAD框架挖掘“行为-对象-意义”的映射关系,聚类得出一般意义簇;通过AHP方法计算一般意义簇的权重,通过筛选和聚类得到多层级核心意义簇,获取用户核心需求。由“多层级核心意义簇-产品”的映射分析,重构部件系统。结果 在SAPAD-AHP的方法指导下,开展智能割草机器人设计,与市售两款同类产品进行对比评价,结果显示该方案在核心功能及交互体验方面有显著改善。结论 基于SAPAD-AHP方法进行智能割草机器人设计,可更精准地获取用户核心需求,使功能设计更合理,这有助于设计师创作出更具竞争力的方案,为智能机器人类产品的设计开发提供了一定的参考和思路。     

基于TRIZ的冷凝器清洗机器人创新设计

目的 针对目前清洗设备工作效率低和成本高等问题,设计出一种基于矛盾冲突理论和物–场模型的高效率冷凝器清洗机器人。方法 通过TRIZ系统组件分析和因果轴问题分析,找出冷凝器清洗机器人的有效功能和不足功能;运用TRIZ的技术矛盾理论、物理冲突理论以及物–场分析得出针对上述原因的解决方案。结果 最终创新设计出了基于混联机构的多喷枪协同式冷凝器清洗机器人,并制作了实物样机进行测试。与传统机器人相比,该创新设计的机器人节省维修工时76%,节约成本约25%。结论 结果表明,该清洗机器人能克服现有技术的缺陷,在结构刚度、运动精度、灵活性和作业效率均得到提高,并降低了劳动强度和人力成本。     

基于用户需求分析的办公桌面消毒台设计研究

目的 通过对用户需求的定量分析研究,挖掘办公桌面消毒台的潜在功能,为防控常态化背景下消毒类产品的迭代设计提供思路。方法 首先采用人物访谈、行为观察等调研方法获取19个关于办公消毒类产品的用户初始需求项。然后借助FKANO问卷调查及模型计算,对各需求项的属性逐一归类。剔除6个无差异需求后,将4个基本需求、6个期望需求以及3个魅力需求按照层次分析法(AHP)的分层规则,构建出层次分析模型并开展权重计算。最后将排序前八的需求项作为设计要素优先集合,以此产出设计策略并指导设计实践。结论 借助FKANO模型和层次分析法使用户需求分析流程更加客观完善,为办公桌面消毒类产品的功能升级给予了必要的数据支撑,为同类产品的优化改进提供了现实意义和参考价值。     

基于 TRIZ 的校园地震应急避难产品设计

目的为确保在发生地震灾害时,校园应急避难产品可以更好地为校内人员提供应急救灾的功能,对校园应急避难产品设计方法进行研究。方法通过对校园现有公共空间及设施等资源的分析,将现有资源进行功能与需求的匹配。并以TRIZ为主要理论依据,运用SAFC模型对校园应急避难产品在设计中所产生的矛盾进行分析,通过矛盾矩阵、发明原理等对技术和物理矛盾进行解决。结果为校园应急避难产品的设计提出较为合理的解决方案及创新性方法。结论为校园地震应急避难产品设计提供新的方法和思路,并通过设计实践验证,将现有有限的校园空间设施资源与应急避难产品功能相结合的设计,是一种经济合理、切实可行的实践方法,对校园地震应急避难场所的建设和管理力度的提高具有现实意义。     

基于用户无意识行为的服务机器人交互设计

目的针对当前家庭服务机器人单方面依据用户指令做出行动的被动服务模式,提出一种使服务机器人主动服务用户的方法,改善机器人服务模式。方法首先,运用情景感知技术,使服务机器人可以感知当前环境与用户信息,识别用户无意识行为;其次,机器人对行为发生的情景信息以及用户行为习惯进行分析,得出用户潜在需求;最后,机器人根据得出的需求,主动为用户提供相应服务。结论通过设计实例验证,该方法能提高服务机器人的主动性、适用性,减少非必要用户指令,简化人机交互,增强用户愉悦感和使用体验。