![点击分享此内容可以赚币 分享](/master/images/share_but.png)
基于BP神经网络的老龄智能陪伴机器人造型意象研究.pdf
《基于BP神经网络的老龄智能陪伴机器人造型意象研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于BP神经网络的老龄智能陪伴机器人造型意象研究.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、5Vol.13No.42023DESIGNRESEARCH设计艺术研究基于BP神经网络的老龄智能陪伴机器人造型意象研究*Modeling Image of Aging Intelligent Companion Robot Based onBP Neural Network吴磊WULei 孙悦SUNYue盛芹芹SHENGQinqin华中科技大学,湖北武汉430 0 7 4(HuazhongUniversity of Science and Technology,430 0 7 4Wu h a n H u b e i)摘要:老龄智能陪伴机器人是典型的适老化设计产品。为准确获取老龄智能陪伴机器人的
2、造型意象特征,首先,对国内外相关研究现状进行分析。其次,通过结构性访谈等研究方法,剖析老龄人群的用户特征以及面对智能陪伴机器人的需求。然后,选取出代表性意象词汇与典型样本,通过对典型样本造型特征组合的量化编码以及代表性意象词汇归一化处理,根据隐节点方法确定网络拓扑结构,构建基于BP神经网络的机器人造型意象预测模型。最后,进行设计实践的应用验证,采用BP神经网络预测模型和实际用户回访评估对比,验证了理论研究的有效性。关键词:老龄智能陪伴机器人;造型意象;BP神经网络Abstract:The aging intelligent companion robot is a typical produc
3、t of age-friendly design.In order to accurately capture the modeling imagecharacteristics of aging intelligent companion robots,this study first analyzes the current research status at home and abroad.Secondly,through researchmethods such as structured interviews,it analyzes the user characteristics
4、 of the elderly population and their needs for intelligent companion robots.Then,representative image words and typical samples are selected.Through quantitative coding of the combination of typical sample modeling features andnormalization processing of representative image words,the network topolo
5、gy is determined based on the hidden node method.A robot modeling imageprediction model based on BP neural network is constructed.Finally,the theoretical research is validated through practical application,using the BPneural network prediction model and actual user return visit evaluation.Key words:
6、aging intelligent companion robot;modeling image;BP neural network中图分类号:TB472文献标识码:Adoi:10.39 6 3/j.is s n.2 0 9 5-0 7 0 5.2 0 2 3.0 4.0 0 2一、引言21世纪是全球应对老龄化挑战的时代。国家统计局发布的第七次全国人口普查指出,我国6 5岁以上人口总量占比为13.50%,已全面步入老龄化社会。国际老龄研究院发布“健康老龄化”蓝皮书测算数据显示,到2 0 33年中国老年人口将超过4亿,并于2 0 53年达到最高值4.8 7 亿,占全世界老年人口总数的2 5%。人
7、口老龄化的急速加剧产生众多负面影响,不仅会导致劳动人口比例不断缩减,还会造成老年人医疗消费的养老压力陡增、社会人力资源减少等诸多问题。为有效应对中国人口老龄化的难题,习近平总书记做出重要工作指示,要为老年人的生活提供更多设计帮扶以及人文关怀。相较于新兴的社区或者机构等养老模式而言,中国传统社会文化下的主流选择依然是居家养老,这也是符合我国国情的养老模式。科学的居家养老模式涉及到老年人的衣食住行、安全监测、医疗保健、休闲收稿日期:2 0 2 3-0 3-18*基金项目:教育部人文社会科学基金资助(2 0 YJC760105)。作者简介:吴磊(198 2 一),男,博士,华中科技大学机械科学与工程
8、学院工业设计系副教授,研究方向为智能产品设计与人机交互、用户体验;孙悦(1996 一),女,华中科技大学机械科学与工程学院工业设计系硕士研究生,研究方向为智能产品与情感化设计;盛芹芹(1999一),女,华中科技大学机械科学与工程学院工业设计系硕士研究生,研究方向为智能产品交互设计。6设计艺术研究DESIGNRESEARCHVol.13No.42023娱乐、学习分享等诸多方面。独生子女和计划生育政策影响下的家庭结构,意味着每对年轻夫妻在抚育孩子的同时,还需要照料四位老人的饮食起居等,导致其养老负担过重2 。我国现今养老护理人员供不应求,因此智能陪伴产品应运而生,老龄智能陪伴机器人作为典型的“拟人
9、化”老龄陪伴产品,出现在养老产业消费市场中,可以有效辅助对老年人群进行照护和陪伴。二、老龄智能陪伴机器人造型意象研究现状在相关研究领域,李思佳(2 0 17)以社会辅助型机器人为对象,探究了中国社会情境下应对老年人心理健康问题的新方法3。毕翼飞(2 0 18)以老年陪护机器人为对象,选取造型、色彩、材质作为多维感性意象尺度,并结合层次分析法为情感陪护类产品的造型设计指导4。何灿群(2 0 2 0)依据认知基础和外因的三个拟人化决定性因素推演出其感知过程,并指出可爱型机器人可能会造成过度依赖倾向5。李洁(2 0 2 1)依据消费者对于机器人外观与人相似程度的判定机理,构建产品拟人化形态设计与用户
10、认知接受度的对应模型6 。王秋惠(2 0 2 2)提出了一种以Logistic-Fisher为基础的产品造型特征评价方法,建立了老龄陪伴机器人Fisher判别函数模型7 。张仪(2 0 2 2)等通过实验研究了机器人拟人化对于用户使用意愿的影响,认为消费者所处的社会阶层对感知智能的意愿机理具有调节作用8 。在BP神经网络应用于产品造型意象设计方面,朱彦(2 0 16)基于BP神经网络拟合出服务机器人头部造型与意象评价之间的映射关系9。刘月林(2 0 2 1)探索了BP神经网络训练方法,通过对腰椎牵引器模糊意象的定量化分析,实现产品造型设计元素的意象概念组合10 。通过对老龄智能陪伴机器人造型研
11、究的现状分析,可以总结出:目前智能陪伴机器人研究正处在起步阶段,已有部分学者开展相关工作,本文拟采用BP神经网络研究方法获取老年人对于智能陪伴机器人的造型意象需求,从而有效指导相关设计工作。三、老龄智能陪伴机器人的意象词汇与研究样本1.老龄智能陪伴机器人目标人群依据世界卫生组织发布的最新标准,处于“6 0-7 4岁”为年轻老人,“7 5-8 9岁”为标准老人,“90 岁以上”则为长寿老人。由于6 0-7 4岁年龄区间的人群步人退休养老生活不久,相较于其它年龄段对于智能陪伴机器人的接受度更高,所以本文将研究对象界定为60-74岁的老年人群。2.老龄智能陪伴机器人代表性意象词汇通过线上研究和线下用
12、户访谈相结合的方式,采集描述老龄智能陪伴机器人的感性意象词汇。进行细致筛选和剔除语义重复的形容词汇,最终确定10 组感性意象词汇,建立老龄智能陪伴机器人造型意象词汇库。按照老龄智能陪伴机器人造型设计的五种构成要素,分为几何形态、外观风格、比例尺度、色彩搭配、材料质感(见表1)。表1关老龄智能陪伴机器人代表性意象词汇构成要素意象词汇几何形态01复杂的一简约的29硬朗的一流线的外观风格21落伍的一科技的46粗扩的一文雅的比例尺度12丑陋的一优美的15幼稚的一成熟的色彩搭配25混乱的一整齐的36冷酷的一热情的材料质感11人工的一自然的23厚重的一轻薄的3.老龄智能陪伴机器人典型样本广泛收集老龄智能陪
13、伴机器人的样本,共收集到169个老龄智能陪伴机器人造型样本。剔除掉其中外观相似性较大的图片,初步筛选产品样本。接着,为找出其中具有代表性和覆盖性的产品样本,采用焦点小组法进行二次筛选,按照外观造型特征点进行归纳分组,并在每一组别中选取最具代表性的样本。最终确定典型老龄智能陪伴机器人样本,编号为S1-S8(见表2)。表2老龄智能陪伴机器人代表性产品样本样本型号图示样本型号图示S1NAOS5WalkerS2U05E小智S6AsimoS3Reem-BS7Pepper心S4UbotS8CruzrVol.13No.42023DESIGNRESEARCH设计艺术研究四、老龄智能陪伴机器人人造型意象模型构建
14、1.输入层的造型特征元素类型的量化编码(1)几何特征元素结合问卷调查和专家讨论,分析老龄智能陪伴机器人的体量结构,根据内在几何构成关系,分解出五个造型特征元素:头部、肩脚、手臂、躯干、腿部。运用形态解构法,完成代表性产品样本的体块形面描述,归纳出五个几何特征元素的不同表现类型(见表3)。表3老老龄智能陪伴机器人的造型特征元素几何特表现类型征元素1234头部E1球形E11椭球形E12圆台形E13有机形E14肩脚E2盾牌形E21切面球形E22有机形E233无肩形E24手臂E3圆柱形E31切面圆柱形E32有机形E33驱干E4球形E41圆柱形E42圆台形E43方形E44腿部E5圆柱形E51圆台形E52
15、方形E53有机形E54(2)比例特征元素老龄智能陪伴机器人造型比例特征主要取决于其头部与身体的比例,Q版卡通头身比例会使机器人呈现出可爱感,而越接近常规认知中的正常头身比例,向消费者自然传递出稳重成熟的情感信号。根据老龄智能陪伴机器人的头身比例,将产品样本划分为不同的体态类型(3)色彩特征元素目前市面上的老龄智能陪伴机器人,大多是以黑白灰调作为产品主色,辅以少量的点缀色。分别对代表性产品样本进行颜色采集,用平均阈值表达色彩特征参数。(4)材质特征元素选用不同的原材料进行生产加工处理,分别从机器人的主体造型和局部造型两方面进行考虑,对代表性产品样本进行材质分析,依据表面特性划分不同的效果类型。2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 BP 神经网络 老龄 智能 陪伴 机器人 造型 意象 研究
![提示](https://www.zixin.com.cn/images/bang_tan.gif)
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。