人机融合创新设计

目的 设计历经以农业经济为主导的设计1.0时代与以工业设计为主导的设计2.0时代,如今正在步入以创新设计为主导的设计3.0时代.设计3.0时代的到来对创新设计,尤其是创新设计人本构成要素中,人机融合层面提出了更高要求.方法 从人因学及工程心理学等人因学科角度出发,以人机融合相关理论及方法为研究对象,通过文献调研总结提升人机融合水平的人因学科新理论及新方法,并针对所总结的人因学科方法理论进行概念性阐述.结论 人因学科中,以情境意识、脑力负荷和可调节自主为代表的部分理论,以及认知状态建模、基于生物电信号的控制等通用技术方法,可以作为人机融合创新设计的支撑,从而促进人机融合创新设计的发展,丰富创新设计人本构成要素内涵.     

面向竞技训练的下肢外骨骼多模态交互系统研究

目前关注辅助下肢提升身体素质训练的可穿戴设备研究存在缺失,而外骨骼与虚拟现实的协同研究是近几年的新兴方向,多模态信息融合的外骨骼系统能有效优化训练效果和训练体验。因此,开发了一套面向竞技训练的下肢外骨骼多模态交互系统,不仅提供了丰富多样且标准规范的辅助训练,并且实现了多感官的沉浸体验。首先,设计一种多自由度分步动作规划方法,基于下肢运动动作点实现训练动作的复现。其次,提出下肢外骨骼多模态交互系统,通过虚拟现实竞技训练模拟器实现信息空间中规范动作的呈现与指示,构建动作数据集和下肢外骨骼机器人实现物理空间中基础训练的辅助与矫正。系统基于多模态交互执行策略,实时给予训练者视觉、听觉、触觉的多感官反馈,实现符合安全规范的沉浸体验。最后,通过系统功能与用户体验两项实验进行系统验证。功能性实验证明,与原有传统训练相比,该系统平均可提升动作准确率27.62%,且具有一定通用性。用户体验的实验结果表明,该系统功能符合设计预期,舒适性相对其他指标有待提高。     

基于斯特林发动机的新型大功率LED灯设计

大功率LED灯具发热量大,且热量若不能及时散出将对灯具发光效率和寿命造成严重影响。而目前对大功率LED灯具单纯采取降温措施,大量热量被排放至空气中,能量浪费巨大。对此本文提出将斯特林发动机技术应用于大功率LED灯具上的方案,利用斯特林发动机回收利用LED灯的余热,提高灯具整体的能量利用率。该新型灯具不需额外耗能来降低结温温度,能有效提高LED的效率并延长灯具的使用寿命。