失眠治疗仪工业设计

失眠治疗仪的工业设计及人机交互设计Ⅰ1摘要这次毕业设计课题研究，将以工业设计的角度来对进行设计。考虑到现在市场上已经有相关的同类产品，本次设计任务会尊重现有产品，并在此基础上进行一定的改良与创新设计，其中包括其功能，结构，造型要素，人机交互以及加工工艺，可行性等进行一定的研究，并通过工业设计手绘，以及Rhino等三维制图软件进行建模与渲染，呈现效果，最终设计出一款符合市场需要，科技感十足、具备交互方式的失眠治疗仪。关键词：工业，交互，脑电波。失眠治疗仪的工业设计及人机交互设计Ⅱ2失眠治疗仪的工业设计及人机交互设计11前言1.1选题背景及其意义目前社会生活节奏快速，生活压力大，人们产生失眠的状况愈发普遍。失眠会对人们的正常生活、工作、学习和健康有所阻碍，虽然失眠不属于的危重疾病,但是临床常见疾病之一，可能会能加重心悸、眩晕、头痛、障碍、中风以及其他疾病。况且长期使用安眠药则会导致医源性疾病。对于那些患有顽固性失眠、慢性疼痛病人,甚至会造成依赖安眠药的现象。随着失眠人群年龄趋势愈发年轻化，改善八零后甚至九零后的失眠问题愈发迫切。这一代年轻人出现的失眠问题往往不是病理性的失眠，而是非器质性失眠，即由于工作学习压力大产生的情绪紧张、抑郁从而导致失眠，完全可以通过科学仪器的分析治疗，得到改善甚至治愈。因此，在我看来对于研究失眠治疗仪器是很有必要的，并且这款失眠治疗仪应适用于目前社会人群的。这次课题研究，我将以工业设计的角度来对失眠治疗仪进行设计，并从人机交互角度来设计一套适用于我所设计的失眠治疗仪的交互系统。考虑到现在市面上已经有同类产品，因此本次设计会尊重现有产品，并在此基础上进行一定的改良设计，其中包括其功能、结构、造型要素以及交互方式等，设计出一款符合市场需求，并符合定位人群的失眠治疗仪器。1.2文献综述目前市场上的大多数失眠治疗仪适用于物理治疗,改善睡眠,调节和改善睡眠和醒来节奏的功能。[1]神经解剖学研究发现,小脑顶核直接向上投射到丘脑、下丘脑,造成电刺激小脑顶核神经元的区域,丘脑、下丘脑、向上的投影丘脑皮层2型糖尿病,联系大脑皮层;中枢神经的作用是保护和改善脑神经细胞的膜电位的稳定性,能减少大脑的兴奋性,有改善并且加强睡眠的作用,并且能够主动调整睡眠和醒来节奏,从而实现非药物治疗失眠为目标；产品适用环境以家庭适用为主；产品结构主要包括：外部壳体，功能按键，显示屏，数据孔等。失眠治疗仪的工业设计及人机交互设计21.2.1国外失眠治疗仪的发展本世纪四十年代，科学家格雷沃尔特解释和发现“可频率响应或共振”,即依赖反应将光刺激脑波。不仅如此,还有研究发现,双耳节奏等特殊的声音组合能够转变电活动。当两个通过精确控制声音的节奏通过耳朵分别到大脑,他们可以触发电活动往往是相同的频率和声音的节奏。这就是最早的睡眠治疗仪能让使用者进入睡眠状态的依据。目前国外市面上的失眠治疗仪主要分为大脑电刺激仪、低频磁场诱导仪和脑电生物反馈同步仪。脑电刺激器可以通过特殊的眼睛不同于固定电极被发送到大脑波,频率和振幅弱电脉冲电流可以调整,让用户快速入睡。由于此睡眠治疗仪结构简单，只需要一个微型控制器发射电流即可。小巧的形状,方便携带,低频磁场感应器使用外部物理因素影响身体的电活动,相比较电刺激,磁刺激有明显的优势,减少电刺激可能会导致记忆障碍等副作用，因此，低频磁场诱导失眠治疗仪比较占据市场优势；脑电生物反馈同步器是实验心理学60年代开发一个新的医疗技术。在反射操作条件的原则的基础上,可使用信号检测仪器来对脑电波进行监控,当脑电波和设置用户的信号同步的时候，就可以达到自行调节睡眠并且强化治疗失眠的作用。由于脑电生物反馈睡眠治疗仪的治疗效果积极，还有暗示和自我放松等机制，因此有更大的发展前景。美国安瑞普失眠治疗仪1.2.2国内失眠治疗仪的发展中国国内的失眠治疗仪主要工作原理还是依托于国外现有的研究技术，通过电刺激失眠治疗仪的工业设计及人机交互设计3的形式，达到降低大脑兴奋性从而改善和增强睡眠的功能。国内第一个ES型失眠治疗仪是基于前人的研究结果的神经保护作用机制小脑顶核电刺激的临床研，本研究的结果是94，98年国家自然科学基金项目。由重庆医科大学神经科医院领先研究，并且在全国有多家医院进行了深入的研究，最终开发的ES型失眠治疗仪的研究，是治疗失眠的一个新概念。由于此款失眠治疗仪体积比较大，不适宜用于家庭使用，可作为医院使用设备。ES型失眠治疗仪值得一提的是，目前有部分国内自主研发的失眠治疗设备不仅具备国外的先进技术，而且继承了中医的治疗方法，在中医的理论指导下，引进新思路、新技术和新方法使得失眠治疗仪在国内有了新的突破点。国内失眠治疗仪虽然我国科学技术的发展越来越迅猛，但在失眠治疗仪的领域，与发达国家还存在不少差距。如设备的噪声、安全性、舒适性；设计角度的美观性，人机操作体验感等多方面仍存在较大差距。根据中国目前失眠治疗仪的当前水平和质量,设计上,缺乏特殊组件的研究,缺乏设计理论的指导,模仿多,创新很少，同时缺乏必要的研究条件。由于国内失眠治疗仪的生失眠治疗仪的工业设计及人机交互设计4产企业规模普遍较小，所以使用的生产设备和生产手段都很落后，加上中国市场的竞争非常激烈，产品更新换代速度十分快，所以在产品的工业设计上不是十分注重，导致国内的失眠治疗仪在外形上，人机交互上对比国外相同产品存在较大差异。所以根据我国在失眠治疗仪方面的市场需求,要提高产品的水平，首先必须要确定失眠治疗仪的发展方向，研究开发出性能先进、可靠性高、同时具备外形得体、人机尺寸正确、交互方便快捷的失眠治疗仪。1.2.3人机交互系统设计用户界面在提高计算机系统的性能上作为一个整体，起着举足轻重的作用,其发展已被人们高度重视起来，并且在当今社会,计算机产业领域的新竞争—人机模型已经形成。人机模型的研究在美国的信息技术发展中已经被列为关键核心结束之一，可以说是和软件、计算机齐头并进的,而且被认为是“对计算机行业有突出的重要性,对其他行业也十分重要”的一项研究。[2]人机界面的界面也增加了系统的接口和软件技术并不是美国国防关键技术作为软件技术发展的一个关键指标。日本的FPIEND21计划也明确指出,在二十一世纪它的目标是开发研究适合当今社会的计算机界面。[3]人机交互系统设计需要着重注意以下几点：1）人机交互系统的主体,系统工作效率以及安全性,在很大程度上取决于人们的工作状态，这是因为任何先进的机器都是由人设计出来的,所以人体工程学要对人类意识、外界信息的加工、处理和思维能力,学习、记忆特征、人类的自身节率等进行个更加深入的研究。在设计人机交互界面设计中的人机分工时,要充分发挥人类的特质。比如可以使用最大最小原则,即机器应该承担的工作量是最大的而负载应该尽可能少或最少,,同时要充分利用机器,并且要充分发挥人的积极因素。关注人类的本性，使机器和人完美的结合，并保证人的主导地位，将更有效地提高系统的可靠性和寿命。2）在人机界面的设计时，应将界面的设计与分析放在首要位置，即对用户和他们的应用程序信息进行收集，其中包括用户的特征分析和用户任务分析，记录用户对系统概念、术语的理解,这项工作可以组合成应用系统分析。在界面设计分析任务中必须根据界面设计的类型规格进行精心的选择，还要确定设计的主要组成部分，这几步依次有序的进行。由于人机界面是建立以适应人的需要上,所以要明确使用者的类型,了解使用者需要的用户界面和使用的频率,和用户的综合知识情况,这些都是用户设计的内容。在失眠治疗仪的工业设计及人机交互设计5任务规范的基础上设计的作用是重组任务规范产生更多的逻辑安排。系统操作手册,培训文件,以及用户指南基础是设计师们为了更好地理解设计一个界面的问题而形成的，因此设计应该仔细的分别的给出人和电脑的活动。在以考虑系统环境等因素和用户的工作方式和支持等条件为基础的条件下,用心地设计任务。我国在人机界面设计这一领域的与国际相比,类似的研究有很大的差距。当今社会对于人机交互设计的研究仅仅关注支持界面的软件以及硬件，而缺乏对界面本身的深入研究。在这用户界面设计还并未成为软件设计中独立的一部分的时代，新的人机界面设计技术也是缺少的。另一方面,随着社会的发展，对于人机界面的研究要求也是越来越高，这都是由于计算机科学的发展和计算机应用的普及。关于失眠治疗仪的人机交互系统设计，应主要从用户使用产品的舒适度，用户对交互界面的理解是否准确，交互界面是符合大众操作习惯等方面着重进行设计。2市场调研2.1目标用户分析八零后、九零后深受失眠困扰的年轻上班族或白领阶层。产品：失眠治疗仪年龄20-35性别男女都有失眠治疗仪的工业设计及人机交互设计6从产品的目标人群分析来看，使用者多为年轻白领，使用场合为家庭。所以我所设计的失眠治疗仪在外观上首先要考虑到简洁大方，符合用户群的年龄层次；因为在家庭使用，所以也应具备温馨感而不是医疗器械固有的紧张感。2.2产品市场分析通过对用户群体的分析，得出了如下结论：1）当今社会，人们的生活节奏快，白天的工作压力大，但是活动量却很少。尤其是现在的白领，他们习惯于居住在像“家”的生活，正是因为他们流汗水的机会不大，从而导致脾胃功能不好，容易心慌，胸闷现象，影响睡眠质量。对人们的身体健康造成不良的生活习惯是很值得引起重视的，如一天三餐不正常饮食，为了赶上工作进度，晚上通过喝茶、咖啡或者吸烟的的方式来走出“困境”，正是因为这些长期养成的不良饮食习惯导致了失眠。还有城市白领们经常去参加各种商业活动，所以在酒店居住成为他们的第二个家庭生活项目。这种情况下导致失眠的罪魁祸首就是生活环境的长期不稳定。此外，环境的污染、空调或者汽车排放的废气，以及室内空气不流畅等因素也会影响睡眠质量。2）失眠困扰着许多人的生活，“动脑”白领成为失眠现象的高危人群。白领脑疲劳主要是由于大脑超负荷运转，而严重的脑疲劳会使人无法承受生活的压力，从而转换成精神上的崩溃，导致人们的承受心理能力下降。然后，人的反应速度会变得迟钝，还会出现头晕等症状，思维活动难以正常的发挥，注意力集中也会变得困难。这将会影响工国籍中国最低学历大专对同类产品的使用经历很少一部分使用过阅读水平/母语较高身体缺陷无职业白领特殊技能无行为动机水平较高失眠治疗仪的工业设计及人机交互设计7作效率和学习效率，严重者可出现失眠、健忘症状。长期的失眠就会引发失眠症，因此适当的放松自身神经状态以及肉体，给自己的大脑充足的缓冲，这些都是有效缓解失眠的症状的途径。抑郁，焦虑等年轻人的情感问题是造成年轻人长期失眠的罪魁祸首，90%以上都是由于这种情感状况所造成的。据有关数据统计调查显示，失眠者基本都有多疑、性格敏感、完美主义、犹豫不决、易焦虑、爱担心等相似的特点。此外，短期失眠的情况是由生活上的某些事件引起的情绪情感的焦虑，或者生活事件引起的情绪急躁，抑郁等造成的。3）躯体原因：广义地解释，任何躯体的不舒服均可导致失眠。大多数的都市白领将很大的精力投入到办公时间，那么则会长期呆在电脑前不运动，这就会引起肩周炎、颈椎病、鼠标手、空调病等一些常见的职业病，而这些身体上的不适均成为了引发失眠症的罪魁祸首。4）安眠药或嗜酒者的戒断反应：一些都市白领会通过服用安眠药或者酒精的方式来促进睡眠，从而达到缓解失眠状况以及减轻工作压力的目的。但是长期服用安眠药或者嗜酒是会对人体造成巨大危害的，所以应避免用此种方式来达到一时的轻松。根据以上通过对用户群失眠原因的调研结论，我明确了我的设计目标：针对经常出差的上班族来说，需要便携式的、小巧的失眠治疗仪；产品不应再给使用者一种紧张感，应在外观上具备让人愉悦的设计点；从交互角度分析，交互界面应灵活且年轻化，向现有手机APP风格靠拢。2.3产品的可行性研究失眠治疗仪的工业设计及人机交互设计8失眠治疗仪基本上由主体壳体结构（功能装饰）、数据孔、LOGO、显示屏、按键以及必要文字说明组成。主体壳体结构可采用分模造型，材料使用ABS塑料或加以金属辅助装饰；按键的材质可以用塑胶或硅胶、也可使用ABS塑料；显示屏可使用TFT，为达到更强的续航能力也可采用能耗低的OLED材质；Lo