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基于触觉感知的简化模型研究寸口处脉象差异

Digital Chinese Medicine 2024年第1期7卷 29-39页

作者：史宇兵杨洪义 YEO Joon Hock 陕西中医药大学整合医学研究院陕西咸阳712046 Department of Mechanical Materials&Manufacturing EngineeringUniversity of Nottingham Malaysia Campus43500 SemenyihSelangor Darul EhsanMalaysia School of Mechanical and Aerospace Engineering Nanyang Technological University639798Singapore

目的中医脉诊理论认为腕部桡动脉处(称为寸口)的脉象表征着人体不同脏腑器官的生理病理状况。然而,研究人员对于脉诊技术的客观性存在不同看法,部分研究人员提到在不同的寸口部位未观察到显著的脉象差异,通过寸口脉象辨别不同器官的状... 详细信息

目的中医脉诊理论认为腕部桡动脉处(称为寸口)的脉象表征着人体不同脏腑器官的生理病理状况。然而,研究人员对于脉诊技术的客观性存在不同看法,部分研究人员提到在不同的寸口部位未观察到显著的脉象差异,通过寸口脉象辨别不同器官的状态可能存在一定难度。本研究通过对触觉感知特性的简化数学建模来分析寸口处的脉象,从而对上述问题进行探讨。方法基于Weber-Fechner定律,将诊脉过程中的触觉感知变化描述为带宽随不同取脉压力而变化的低通信号滤波器。应用该模型分析本研究组此前采集的临床数据,对14例介入测量得到的主动脉缩窄患者的动脉血压数据进行处理,以模拟不同取脉压力作用于寸关尺部所形成的脉象差异。结果考虑触觉感知特性时,伴随取脉压力的变化诊脉中寸口处不同脉深的脉象存在显著差异;而采用传感器测量时由于不存在触觉感知特性的影响,所得到的脉象则没有这种随脉深的变化。这就解释了为什么中医直接诊脉与现代脉诊学使用传感器测量会对脉象形成不同的理解。此外,采用本研究中建立的触觉感知模型所计算出的寸口处浮中沉不同脉深的脉象特征,与中医脉搏理论中的相关描述一致。结论本研究通过建立触觉感知模型,初步解释了中医脉诊理论中的脉象随取脉压力变化现象。将触觉感知建模引入中医脉诊研究,开启了图象化表达脉象以对其进行定量分析的新的探索窗口,这不仅有效扩展了脉诊研究的范畴,也为现有脉诊仪的技术升级和功能优化提供了科学依据。

关键词：脉象中医寸口触觉感知数学模型

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具有触觉感知功能的有机晶体管研究进展

中国科学：化学 2024年第4期54卷 575-593页

作者：张学锋姜紫灵项兰义颜超义肖余张凤娇中国科学院大学化学科学学院北京100049

触觉感知电子学将以电荷传输为主的有机光电器件与以离子信号为主的生物体桥接起来,被认为是新一代人工智能系统构建的重要研究领域.有机晶体管通过电场诱导或电化学离子掺杂调控半导体的导电能力,显示出独特的光电特性.基于其本征柔性... 详细信息

触觉感知电子学将以电荷传输为主的有机光电器件与以离子信号为主的生物体桥接起来,被认为是新一代人工智能系统构建的重要研究领域.有机晶体管通过电场诱导或电化学离子掺杂调控半导体的导电能力,显示出独特的光电特性.基于其本征柔性、可溶液加工性和生物相容性等特点,有机晶体管被认为是发展柔性智能感知器件的良好载体.过去10年,随着功能材料设计合成和器件结构开发,基于有机晶体管的生物物理信号传感和突触感知研究受到广泛关注并取得快速发展.本文从具有物理信号转化、信号传递与处理功能的有机晶体管器件结构设计、工作原理和制备技术等方面,概述了触觉感知功能的有机晶体管研究进展,重点介绍了温度/压力感知功能有机晶体管的发展与应用现状,最后总结了新一代触觉感知有机晶体管的研究策略并展望了面临的挑战与机遇.

关键词：触觉感知有机场效应晶体管共轭半导体功能仿生

触觉感知对在线消费意愿影响的情景模拟实验研究

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商业经济研究 2024年第10期 80-83页

作者：张磊徐晓燕郑州科技学院河南郑州450064 河南工业大学河南郑州450001

本文基于LOC相似空间理论和触觉移情效应理论,通过3个情景模拟实验实证分析触觉感知对在线消费意愿的影响。研究表明:触觉感知能够有效提升在线消费意愿,手部触觉感知对享乐型产品消费意愿的促进效果明显,物品触觉感知对功能型产品消费... 详细信息

本文基于LOC相似空间理论和触觉移情效应理论,通过3个情景模拟实验实证分析触觉感知对在线消费意愿的影响。研究表明:触觉感知能够有效提升在线消费意愿,手部触觉感知对享乐型产品消费意愿的促进效果明显,物品触觉感知对功能型产品消费意愿的促进效果明显;触觉感知线索与产品类型的交互效应共同提升在线消费意愿,包含手部触觉线索的享乐型产品和包含物品触觉线索的功能型产品的在线消费意愿更强烈;过程模拟和结果模拟在触觉感知影响在线消费意愿中发挥中介作用,过程模拟适用于手部触觉线索与享乐型产品的组合,结果模拟适用于物品触觉线索与功能型产品的组合。

关键词：触觉感知在线消费触觉线索情景模拟

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基于触觉感知的现代包装设计研究

鞋类工艺与设计 2024年第5期4卷 52-54页

作者：张潇予海南师范大学海南海口570000

“包装”是“选用合适的材料,运用精巧的手段,为商品进行容器结构造型和美化装饰设计”。信息时代,包装设计开始发生变化,视觉基础上的设计已经满足不了大众的审美,五感设计成为现代包装设计的新型设计方法,本文将从五感设计的触觉感知... 详细信息

“包装”是“选用合适的材料,运用精巧的手段,为商品进行容器结构造型和美化装饰设计”。信息时代,包装设计开始发生变化,视觉基础上的设计已经满足不了大众的审美,五感设计成为现代包装设计的新型设计方法,本文将从五感设计的触觉感知入手进行探索,在满足产品功能性需求后,从触觉感知的角度举例分析,研究触觉感知对现代包装的设计价值,旨在为设计师提供一些新型设计方法及原则。

关键词：触觉感知材料包装设计

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视障儿童绘本阅读触觉偏好与设计应用研究

包装工程 2024年

作者：张扬宁波财经学院

目的探讨与验证视障儿童绘本触摸阅读的偏好特性，为特殊儿童教学干预及其产品设计提供一定的参考价值。方法首先设计了有关绘本图形辨识的三组实验，分别考查视障儿童的空间知觉和记忆能力，概念判别与分类能力，猜想与推理能力等阅... 详细信息

目的探讨与验证视障儿童绘本触摸阅读的偏好特性，为特殊儿童教学干预及其产品设计提供一定的参考价值。方法首先设计了有关绘本图形辨识的三组实验，分别考查视障儿童的空间知觉和记忆能力，概念判别与分类能力，猜想与推理能力等阅读特性；再者基于实验结果进行绘本改编设计，并进一步围绕阅读的流畅度、信息定位、表层和深沉理解对视障儿童的阅读素养能力与普通儿童进行对比测评。结果视障儿童绘本阅读在图形数量和图形细节方面主次效应显著；不同年龄段视障儿童的认知水平差异显著；基于阅读特性改变设计的绘本有助于读者获取较为完整阅读信息。结论视障儿童绘本设计应结合读者阅读特性，重视主特征和主线索区域上的内容改编与叙事风格设计，同时阅读版本的设置、语音辅助导读和游戏环节设计有助于进一步获取完整的阅读信息，并建构准确的思想内涵。

关键词：视障儿童触觉感知阅读偏好绘本设计

从触觉感知到触觉智能——漫谈2021年度诺贝尔生理学或医学奖

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科学通报 2022年第6期67卷 561-566页

作者：陈思张建朋彭争春丁建宁江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013 深圳大学物理与光电工程学院柔弹性电子研究中心深圳518060

超灵敏的感官是许多动物在大自然中能够生存的利器,例如鹰的视觉、蝙蝠的听觉、熊的嗅觉等.人类不但拥有视觉、听觉、嗅觉感知能力,还拥有高度发达的触觉.早有研究表明,人类皮肤能够感知振幅小至10 nm的振动刺激[1].之后又有科学家发现... 详细信息

超灵敏的感官是许多动物在大自然中能够生存的利器,例如鹰的视觉、蝙蝠的听觉、熊的嗅觉等.人类不但拥有视觉、听觉、嗅觉感知能力,还拥有高度发达的触觉.早有研究表明,人类皮肤能够感知振幅小至10 nm的振动刺激[1].之后又有科学家发现,人类触觉感知的极限还不止于此.Carpenter等人[2]在近原子级光滑硅片表面上分别制备了单层的氟化烷基硅烷(FOTS,分子直径为0.206 nm)和单层硅羟基(SiOH,分子直径为0.203 nm),实验结果显示人类皮肤能够分辨出这两种单分子层的差别.

关键词：人类皮肤诺贝尔生理学或医学奖原子级单分子层触觉感知嗅觉感知振动刺激分子直径

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基于神经形态的触觉滑动感知方法

浙江大学学报（工学版） 2023年第4期57卷 683-692页

作者：张超凡乔一铭曹露王志刚崔少伟王硕中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统全国重点实验室北京100190 英特尔中国研究院北京100190 中国科学院大学人工智能学院北京100049

聚焦基于神经形态的触觉感知,构建触觉感知实验平台,研究基于脉冲神经网络的接触物体滑动检测方法.使用GelStereo触觉传感器采集接触表面标记点位移场触觉信息流,采用2种方式(地址位移表示(ADR)和地址事件表示(AER))对位移场流进行脉冲... 详细信息

聚焦基于神经形态的触觉感知,构建触觉感知实验平台,研究基于脉冲神经网络的接触物体滑动检测方法.使用GelStereo触觉传感器采集接触表面标记点位移场触觉信息流,采用2种方式(地址位移表示(ADR)和地址事件表示(AER))对位移场流进行脉冲编码.基于脉冲响应模型(SRM)构建滑动检测网络,在英特尔神经形态硬件Loihi上完成了网络部署.实验结果表明,基于地址位移表示的脉冲响应模型准确率达到94.8%,F1分数达到95.7%.Loihi模型(针对神经形态硬件Loihi实现的特化脉冲响应模型)准确率达到93.8%,F1分数达到94.8%.所构建的脉冲神经网络在触觉滑动感知任务中实现了与人工神经网络(ANNs)相比拟的预测精度和更短的推理时间,在功耗上具有显著优势.

关键词：类脑信息处理脉冲神经网络人工神经网络触觉感知神经形态滑动检测

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材料弹性对摩擦触觉感知的影响研究

机械工程学报 2023年第15期59卷 174-184页

作者：唐玮李聪束云潇朱华陈思彭玉兴中国矿业大学机电工程学院徐州221116 江苏大学流体机械工程与技术研究中心镇江212013

材料弹性是影响触觉感知的物理属性之一,从皮肤的“感”和大脑的“知”系统研究材料弹性对触感的影响规律具有重要意义。通过对手指触摸不同弹性特征表面的摩擦、振动信号以及激发的触感脑电信号进行特征参数提取,建立了材料弹性模量E... 详细信息

材料弹性是影响触觉感知的物理属性之一,从皮肤的“感”和大脑的“知”系统研究材料弹性对触感的影响规律具有重要意义。通过对手指触摸不同弹性特征表面的摩擦、振动信号以及激发的触感脑电信号进行特征参数提取,建立了材料弹性模量E与触感特征参数的关系,实现了弹性表面触感的部分量化表征。结果显示:手指触摸橡胶材料的摩擦力以滞后摩擦分量为主;手指触摸陶瓷和塑料材料时滞后摩擦和黏着摩擦共同影响表面接触摩擦力。相关性分析显示材料E与手指触摸材料的摩擦因数μ、振动频谱最大幅值A_(max)、振动信号的递归参数角线长度均值L和垂直线段长度均值TT均呈负相关,表明材料E越小,振动系统的稳定性越差,复杂度越高。大脑触觉感知的加工时间为触摸开始后的200~400 ms之间,弹性触感激活的脑区主要是大脑中后部的顶叶区及枕叶区;相关性分析显示材料E和触感脑电P300峰值呈正相关,说明材料E越低,激发的大脑神经元兴奋度和注意力越低。手指触摸振动信号A_(max)与触感脑电信号的P300幅值负相关,表明触觉感受体的近端机械刺激与大脑的认知相关联。触摸过程的μ、A_(max)、 L、 TT、和P300峰值与材料E具有明显的关联性,可作为表征材料触摸弹性的特征参数。

关键词：弹性模量摩擦振动脑电触觉感知

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粗糙表面的摩擦触觉感知研究

摩擦学学报 2022年第4期42卷 764-774页

作者：唐玮张梅梅杨雷朱华彭玉兴中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

本文中研究了手指触摸粗糙表面的摩擦振动特性、脑电生理反应和主观评价,为产品触感舒适性和抓握可靠性设计以及产品触感量化表征提供理论依据.研究结果显示:随着表面轮廓算术平均偏差和轮廓单元平均宽度的降低,摩擦系数和功率谱重心逐... 详细信息

本文中研究了手指触摸粗糙表面的摩擦振动特性、脑电生理反应和主观评价,为产品触感舒适性和抓握可靠性设计以及产品触感量化表征提供理论依据.研究结果显示:随着表面轮廓算术平均偏差和轮廓单元平均宽度的降低,摩擦系数和功率谱重心逐渐增大,垂直偏差逐渐降低;垂直偏差、功率谱重心和摩擦系数特征参数能够反应粗糙表面的形貌特征变化,并且与人的主观感知评价一致,可以用来定量表征人对材料表面粗糙度、细致度和黏着度的感知.ERP曲线的P200成分峰值与接触表面的粗糙特征相关,粗糙度大的表面诱发的P200峰值高;P300成分与人的主观认知判断有关,粗糙感强、细致感差及黏着感低的表面诱发的P300峰值高且潜伏期短.研究表明,材料表面的粗糙特性通过影响皮肤的接触摩擦行为,进而影响人脑的触觉感知和主观评价.表面摩擦振动特性、人脑电生理反应和触感主观评价具有相关性,三者结合是系统研究粗糙表面摩擦触觉感知的有效手段.

关键词：粗糙表面触觉感知黏着摩擦形变摩擦脑电