指尖变形仿真技术用于触觉预测

    NEC与日本宇都宫大学共同开发出了可高精度仿真手指接触物体后发生的变形程度的技术。该技术通过组合使用基于计算机断层扫描装置(CT)和磁共振成像装置(MRI)的指尖检测,以及手指构成要素的动作预测而实现。通过高精度预测人体的变形,获得与人体感觉之间的关联,可实现心理因素的定量,能够有效开发出舒适性较高的设备。今后,还将进行触感和携带感的定量化,以用于开发便携终端设备和穿戴式设备接口。

    目前,便携终端设备等的接口设计,一般通过被试者的监控调查来评测设计的合理性。虽然也可通过数值解析预测人体的变形程度,但利用有限元法仿真等普通方法时,需要对特定部位的形状和构成要素进行简化。因此,此前很难准确仿真人体内部的正确形状的测量,以及基于外部刺激的部位移动及影响的传播等。

    新开发出来的仿真技术,组合使用了宇都宫大学的人体测量技术以及NEC在开发便携终端产品时积累的解析经验。具体做法是,采用CT和MRI的图像,准确测量手指的内部组织,然后利用这一信息提高基于有限元法的仿真精度。

    在测量方面,NEC与宇都宫大学共同开发出了根据CT图像来识别并测量皮肤、皮下组织和指骨的方法,以及根据MRI图像来识别并测量皮下组织的脂肪组织的方法。两公司采用高精度CT,或在微调MRI层面使其相对于手指垂直时拍摄其过程,从而进行了更为详细的测量。

    两公司对测量后获得的手指构成要素相关信息进行了分类,指骨与指甲归属为刚体,皮下组织与皮肤归属为弹性体,脂肪组织归属为弹性流动体。将这些信息分配给按照一边约为1mm的四方体进行分割的指尖部位,然后根据测量数据来考虑每种分类的特性,将其作为整体来预测会出现何种反应。这样便实现了接近真实手指变形的高精度仿真。

飞利浦全力推进智能照明方案

    飞利浦照明描绘的照明革命,可以在荷兰埃因霍温位于飞利浦照明办公楼相邻的设施“LAC(Lighting Application Center)”中略见端倪。埃因霍温LAC中布置着逼真的商店、宾馆、办公室和工厂布景,参观者可以通过使用不同的荧光灯、HID灯和LED等高效光源……

样板房展示智能照明方案
    飞利浦照明描绘的照明革命,可以在荷兰埃因霍温位于飞利浦照明办公楼相邻的设施“LAC(Lighting Application Center)”中略见端倪。埃因霍温LAC中布置着逼真的商店、宾馆、办公室和工厂布景,参观者可以通过使用不同的荧光灯、HID灯和LED等高效光源,体验室内照明系统。在这里,“智能”照明系统和该公司推进的下个阶段的LED照明实例尽在眼前。

    例如,对于销售生活必需品的商店,参观者可以比较注重成本、追求能量效率胜过光线质量的照明方式和与其相反的照明方式。对于服装店,则可以体验针对少女、年轻女性、中年女性或者新潮青年等不同顾客群体而选择的商店照明。除此之外,参观者还可以体验高级商店等不同场景的照明。

    埃因霍温LAC诞生于1991年,已有18年历史。但工作人员表示,传感器和LED是从最近才开始全面采用的,其介绍的照明系统也在近几年间有了明显不同。下面来看LAC中的几个照明系统。

    首先是以节电和提高照明附加值为目的的宾馆布景。飞利浦照明表示,宾馆整体耗电其实有40%左右为照明。这是因为宾馆的门厅和走廊大多为24小时照明,而且普遍使用白炽灯和卤素灯。与之相比,LAC介绍的则是使用LED的范例。

    在酒店门厅使用了色彩引人注目的LED,不但提高了宾馆档次,同时减少了耗电。走廊照明则使用38W卤素灯、26W灯泡型荧光灯和18W的LED灯,照明器具的光源可以通过一个开关进行切换,用以确认色调变化。这里还安装有人体传感器,在无人时能够自动熄灭。

    而进入宾馆客房,则随处可见LED应用范例。例如,在电视周围配置间接照明,通过时间控制改变色调。而浴室照明能够根据温度改变色调,当室外炎热时使用蓝色系的冷色调,在寒冷时改用暖色系的暖色调。置于床侧的读书灯也使用LED,其外形小巧,灯光还发挥了LED的特点,能够准确聚光。

兼顾人体激素平衡
    除了改用高能量效率的光源,并且利用传感器随时自动熄灯外,LAC的布景还大量展示了配合时间调整灯光色调的功能。以宾馆布景为例,餐厅灯光会在早餐时间切换成高色温光线,在晚餐时切换成低色温光线。飞利浦照明解释说:“高色温光线能使人清醒,但会给人以快餐店等低单价餐厅的印象。而宾馆重视餐厅收入,因此在高单价的晚餐时间带使用温暖的色调,以吸引顾客。”

    采用动态照明控制的范例在办公室布景中也能看到。该系统不仅能利用照度传感器检测环境光线,调整照明亮度,还配备了高色温的日光色荧光灯和低色温、光线柔和的灯泡色荧光灯。改变色温是为了配合人体状况。目的是借助光线的色调,调整体内分泌的皮质醇和褪黑素的激素水平。激素水平的调整与阳光有关,但是在被百叶窗完全遮蔽环境光线的室内,调整难以进行。飞利浦照明正是希望通过改进室内照明系统,解决这个问题。

    例如,在清晨把色温调节至6500K,提高促进清醒的皮质醇在体内的水平。在上午保持高色温,当午餐休息时,把色温降至3000~4000K,改用人体能够放松的色调。午餐休息后再次调高色温,然后,从傍晚开始,随着夜色加深,重新降低色温,提高体内褪黑素的水平,使人在回家后能够顺利入睡。由于色温变化速度缓慢,因此,在持续照明的情况下用户感觉不到色温的改变。