指尖上的觸覺——基于觸覺感知的長(zhǎng)度、角度及工作記憶特征研究

本書從人機(jī)工程學(xué)和設(shè)計(jì)心理學(xué)的角度出發(fā)，開展了面向不同年齡段被試群體的觸覺感知實(shí)驗(yàn)，通過(guò)自主研發(fā)的可實(shí)現(xiàn)定量化呈現(xiàn)長(zhǎng)度和角度的實(shí)驗(yàn)裝置，向被試者的手指間呈現(xiàn)不同大小的長(zhǎng)度和角度實(shí)驗(yàn)刺激。為研究人手的各個(gè)手指對(duì)于長(zhǎng)度感知的特性，書中對(duì)比了年輕人和老年人對(duì)于長(zhǎng)度感知的差異性。為了進(jìn)一步探索老年人的觸覺感知和工作記憶能力是否存在退化現(xiàn)象，書中通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)對(duì)比了老年人與年輕人的長(zhǎng)度感知能力與長(zhǎng)度記憶能力的差異性。最后，本書提出了新型的基于觸覺角度感知的阿爾茨海默病早期診斷方法，并實(shí)施了具體的實(shí)驗(yàn)認(rèn)證其方法的可行性。本書重點(diǎn)介紹了心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)解析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出的觸覺感知方法能夠?yàn)榘柎暮Ｄ≡缙谠\斷提供研究?jī)r(jià)值。
本書可供人機(jī)工程、人機(jī)交互、工業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等專業(yè)的科研技術(shù)人員學(xué)習(xí)使用，也可為人機(jī)工程學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、老年福祉學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域提供相應(yīng)的研究參考。

觸覺是人類五感中最重要的感覺之一，當(dāng)人用手拿住物體時(shí)，會(huì)根據(jù)物體的大小，采取各種姿勢(shì)，例如，觸摸、鉗抓、握住等，首先會(huì)判斷到物體的形狀，其次是硬度、溫度、重量、質(zhì)感等特征。視覺僅僅認(rèn)知到物體外在的表面特性，觸覺則認(rèn)知到物體內(nèi)在的更深層次的特征。
不僅是人類，所有的生物體在生長(zhǎng)的過(guò)程中，隨著年齡的增長(zhǎng)都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的差異性。例如，老年人的運(yùn)動(dòng)能力與記憶能力相比年輕人會(huì)存在差異性，這樣的差異性被認(rèn)為是制作老年產(chǎn)品的重要因素。另外，隨著年齡的增長(zhǎng)，患記憶力衰退、認(rèn)知低下、阿爾茨海默病的概率也會(huì)增加。這類退化現(xiàn)象特別會(huì)從手指顯現(xiàn)，我們認(rèn)為可以從手指感知的變化中發(fā)現(xiàn)一些前期癥狀。因此，有必要針對(duì)年輕人與老年人群體，實(shí)施觸覺感知能力差異性的研究，為今后的老年人產(chǎn)品的研發(fā)奠定相應(yīng)的基礎(chǔ)。
本書通過(guò)研發(fā)的觸覺呈現(xiàn)設(shè)備，調(diào)查了人對(duì)于長(zhǎng)度和角度的觸覺感知能力，并且對(duì)比了年輕人、老年人、輕度認(rèn)知障礙患者和阿爾茨海默病患者的觸覺感知能力及工作記憶能力。研究結(jié)果表明，老年人的角度感知能力對(duì)比年輕人會(huì)有所下降，并且老年人的觸覺記憶能力也有顯著退化。輕度認(rèn)知障礙患者和阿爾茨海默病患者的角度辨別能力，相比正常老年人呈現(xiàn)顯著性退化現(xiàn)象。
武之煒負(fù)責(zé)本書寫作、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、數(shù)據(jù)整理，余家斌、肖金花負(fù)責(zé)圖表的修改及全書內(nèi)容修改建議。感謝吳景龍教授、楊家家教授給予的學(xué)術(shù)指導(dǎo)，感謝研究生徐斌清協(xié)助完成本書的圖表修改工作。
本書作者為中國(guó)計(jì)量大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)系教師，本書獲國(guó)家一流專業(yè)建設(shè)點(diǎn)、浙江省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃年度重點(diǎn)課題（22NDJC020Z）：《標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新城市社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)精準(zhǔn)供給研究》、浙江省課程思政項(xiàng)目：《基于正確價(jià)值觀的工業(yè)設(shè)計(jì)思政案例教學(xué)研究》、浙江省省級(jí)一流本科課程《電子信息創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)入門》項(xiàng)目的資助。
為了方便讀者閱讀參考，本書插圖經(jīng)匯總整理，制作成二維碼放于封底，有需要的讀者可掃碼查看。
由于時(shí)間倉(cāng)促，書中不足之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

著　者 

第1章 緒論  001～006
1.1　觸覺感知的重要性	002
1.2　觸覺感知的特征及機(jī)制	002
1.3　研究觸覺感知的意義	005

第2章 五根手指的長(zhǎng)度感知特性的研究  007～018
2.1　研究目的	008
2.2　軌跡測(cè)量方法	008
2.2.1　測(cè)量概要	008
2.2.2　抓取對(duì)象的選定	010
2.3　軌跡解析	012
2.3.1　解析軌跡概要	012
2.3.2　近似直線和坐標(biāo)變換	013
2.3.3　被試者手指運(yùn)動(dòng)軌跡結(jié)果	015

第3章 實(shí)驗(yàn)裝置  019～026
3.1　裝置概要	020
3.2　固定單元	022
3.3　手指運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)裝置的適配	024
3.4　手指移動(dòng)距離計(jì)算方法	025
3.5　其他部件	026

第4章 五根手指長(zhǎng)度感知實(shí)驗(yàn)  027～058
4.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?028
4.2　實(shí)驗(yàn)方法	029
4.2.1　相同長(zhǎng)度感知實(shí)驗(yàn)	029
4.2.2　不同長(zhǎng)度感知實(shí)驗(yàn)	029
4.2.3　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	030
4.2.4　校正實(shí)驗(yàn)	032
4.3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果	033
4.3.1　相同長(zhǎng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果	033
4.3.2　不同長(zhǎng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果	041
4.3.3　相同長(zhǎng)度與不同長(zhǎng)度感知比較	048
4.3.4　長(zhǎng)度校正影響	052
4.4　數(shù)據(jù)解析	054
4.4.1　指尖軌跡關(guān)系	054
4.4.2　手指間差異性	056
4.4.3　前次試驗(yàn)對(duì)感知長(zhǎng)度的影響	057

第5章 五根手指長(zhǎng)度感知實(shí)驗(yàn)討論  059～064
5.1　相同長(zhǎng)度感知實(shí)驗(yàn)	060
5.2　不同長(zhǎng)度感知實(shí)驗(yàn)	060
5.3　相同長(zhǎng)度與不同長(zhǎng)度感知實(shí)驗(yàn)	062
5.4　長(zhǎng)度校正的影響	062
5.5　指尖軌跡的影響	063

第6章 利手與非利手觸覺感知研究  065～082
6.1　利手的定義及特征	066
6.2　研究目的	066
6.3　實(shí)驗(yàn)方法	067
6.3.1　實(shí)驗(yàn)概要	067
6.3.2　實(shí)驗(yàn)設(shè)備	068
6.4　實(shí)驗(yàn)結(jié)果	070
6.4.1　各手指長(zhǎng)度感知結(jié)果	070
6.4.2　偏向指數(shù)分析結(jié)果	071
6.4.3　長(zhǎng)度感知傾向性分析	073
6.4.4　被試者分組的長(zhǎng)度感知結(jié)果	076
6.4.5　從右手開始的實(shí)驗(yàn)組偏向指數(shù)結(jié)果	077
6.4.6　從左手開始的實(shí)驗(yàn)組偏向指數(shù)結(jié)果	080
6.4.7　利手與非利手長(zhǎng)度感知研究總結(jié)	080

第7章 兩根手指與三根手指長(zhǎng)度感知研究  083～098
7.1　研究背景	084
7.2　研究目的	084
7.3　實(shí)驗(yàn)方法	085
7.3.1　實(shí)驗(yàn)設(shè)備	085
7.3.2　年輕被試者信息	086
7.3.3　實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景	087
7.4　年輕被試者實(shí)驗(yàn)結(jié)果	090
7.5　老年被試者的長(zhǎng)度辨別實(shí)驗(yàn)	092
7.5.1　老年被試者信息	092
7.5.2　老年被試者實(shí)驗(yàn)結(jié)果	093
7.6　考察	095
7.6.1　手指數(shù)量的長(zhǎng)度辨別考察	095
7.6.2　老化效應(yīng)的長(zhǎng)度辨別考察	096

第8章 延遲時(shí)間的長(zhǎng)度辨別實(shí)驗(yàn)  099～110
8.1　研究背景及目的	100
8.2　實(shí)驗(yàn)方法	101
8.2.1　被試者信息及實(shí)驗(yàn)裝置	101
8.2.2　實(shí)驗(yàn)刺激和實(shí)驗(yàn)順序	102
8.2.3　數(shù)據(jù)解析方法	103
8.3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果	104
8.4　年輕人對(duì)比老年人結(jié)果	108

第9章 n-back長(zhǎng)度辨別實(shí)驗(yàn)  111～126
9.1　研究目的	112
9.2　實(shí)驗(yàn)方法	112
9.2.1　2-back實(shí)驗(yàn)方法	112
9.2.2　3-back實(shí)驗(yàn)方法	114
9.3　實(shí)驗(yàn)條件	115
9.4　實(shí)驗(yàn)結(jié)果	117
9.5　考察	119
9.6　實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析	120
9.7　討論	124
9.8　總結(jié)	125

第10章 阿爾茨海默病早期診斷的觸覺感知研究 127～151
10.1　阿爾茨海默病研究背景	128
10.2　AD早期診斷的意義	130
10.3　常用的AD診斷方法	131
10.4　觸覺檢測(cè)方法對(duì)于AD早期診斷的優(yōu)勢(shì)	134
10.5　研究目的	134
10.6　實(shí)驗(yàn)設(shè)備	135
10.7　實(shí)驗(yàn)方法	139
10.7.1　被試者信息	139
10.7.2　角度刺激	140
10.7.3　實(shí)驗(yàn)步驟	141
10.7.4　數(shù)據(jù)處理解析	142
10.8　實(shí)驗(yàn)結(jié)果	144
10.8.1　角度辨別正確率	144
10.8.2　角度辨別閾值	146
10.8.3　正確率與MMSE比較	146
10.9　討論	148
10.10　總結(jié)	151

參考文獻(xiàn)  152～165