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可穿戴交互 · 气动反馈 · 2023

Necko

把容易被忽略的屏幕提醒,转化为颈后可以被感知的轻柔气动提示。

Human–Computer InteractionProduct Design
Necko 在真实人物后颈与肩背上的佩戴情境可视化
佩戴情境可视化(AI 生成 · 非真实产品照片)
时间2023
我的角色研究 · 工业设计 · 原型开发
项目类型个人可穿戴交互项目
成果气动原型 · 电脑端控制 UI

项目定位

Necko 不是姿势矫正器,而是一种身体提醒界面。

伏案工作时,人往往要等到颈部已经僵硬或疼痛,才意识到自己长时间没有活动。普通弹窗容易被关闭,强制式颈托又会限制身体。

Necko 探索另一条路径:由外部深度相机识别颈部动作,在满足预设条件时,让颈后的硅胶气囊短暂充气,以局部压力提示使用者重新注意身体。

设计问题如何用一种直接但不带惩罚感的身体反馈,在不打断专注的情况下提醒使用者活动颈部?

研究与关键转向

重点不是判断“正确姿势”,而是找到合适的提醒方式。

01

提醒动作比较

比较多种身体提示后,局部“轻捏”同时具备直接、轻量与可感知的特点。

02

动作探索

EMG 被用于观察不同转颈动作是否产生可区分变化;它是前期探索工具,不是最终产品传感器。

03

反馈边界

短暂按摩只能带来很有限的即时变化,因此项目从“治疗颈痛”收窄为“提醒与自我觉察”。

舒适度 × 轻柔度(气泡为前期评估的相对程度)

轻捏在「直接 · 轻 · 舒适」上最平衡,成为气动反馈的目标体验。

抬的动作场景
抬 · Raise

不灵活不适轻柔

推的动作场景
推 · Push

有压力感轻柔直接

捏的动作场景
捏 · Pinch

舒适符合身体习惯轻柔易养成习惯

提醒方式比较(按前期分析重绘,图标与场景照片裁自原始研究稿):局部轻捏在直接性与轻柔程度之间更接近目标体验。
EMG · 肌电探索

胸锁乳突肌表面电极 · 三种颈部动作 · 对比静止与动作状态

01

向右转头

Turn right · 胸锁乳突肌
EMG 测试:电极贴附于颈后,向右转头测试EMG 测试:颈部侧面电极与参考电极,向右转头
静止基线
动作响应
02

向左转头

Turn left · 胸锁乳突肌
EMG 测试:颈部侧面电极,向左转头测试EMG 测试:转头至左侧时的肌电采集
静止基线
动作响应
03

抬头与低头

Up & down · 胸锁乳突肌
EMG 测试:抬头动作下的肌电采集EMG 测试:低头动作下的肌电采集
静止基线
动作响应
结果

转头、抬头与低头都会让胸锁乳突肌产生可区分的波形变化,颈部动作可以被 EMG 感知。但表面电极需要贴附皮肤并连线采集,作为日常提醒设备过于侵入,因此最终系统改用环境侧的 Kinect 深度相机。

按原始测试记录重绘:照片裁自原始测试稿,波形为保持趋势的示意性重绘,用于说明动作差异;EMG 仅作前期探索,不作为最终设备的传感方式。
原始承诺纠正姿势、缓解颈痛

现有测试无法支持治疗、预防或长期健康改善。

重新聚焦提供可感知的身体提示

把价值放在气动交互与提醒体验,而不是医学功效。

系统闭环

感知发生在环境中,反馈发生在身体上。

从动作感知到身体回应:用户流程

依据原作品集第 7、8 页的 Userflow、Storyboard 与 Conceptual Model 重绘,连接人的动作、电脑界面与气动模块。

阅读方式:从左到右看流程,从上到下看人、信息与设备的关系。
交互层级01开始使用02感知与判断03气动提示04回应与回顾
使用者佩戴模块并开始工作自然活动颈部感到局部压力提示活动颈部并查看记录
可见反馈电脑端显示设备状态动作状态与使用记录硅胶气囊短暂充起屏幕回顾与强度设置
系统处理连接深度相机与控制器识别动作,按设定逻辑判断Arduino 控制气泵更新记录,进入下一轮

原故事板中的两条路径

原有情境
  1. 工作后才察觉颈部不适
  2. 短暂按摩或活动
  3. 回到工作后再次忽略身体
设计情境
  1. 工作中识别动作状态
  2. 气囊给出局部压力提示
  3. 使用者活动颈部,再回到工作

故事板表达预期使用情境,不构成治疗效果或长期习惯改变的证据。

设备与人的反馈闭环

01Kinect Azure

捕捉颈部转动

→
02TouchDesigner

判断动作与次数

→
03Arduino + Relay

发送执行信号

→
04Air Pump

控制充气时间

→
05Silicone Module

产生局部压力提示

Necko Arduino、继电器、气泵和硅胶模块原型
可运行的气动链路:Arduino、继电器、气泵、气管与硅胶模块。
TouchDesigner networkNecko 的 TouchDesigner 节点网络
  1. 01颈部角度Kinect 输入
  2. 02方向判断左 · 右 · 抬头 · 低头
  3. 03提醒条件幅度与次数达到阈值
  4. 04气泵充气串口发送触发信号
节点网络将颈部动作转化为方向与次数,再在满足条件时触发气泵。

气动原型

原型迭代围绕三件事:充得起来、贴合颈部、不会过度施压。

01 · 初版

Y 形大模块:直接,但不成立

第一版把模块做大,希望用明显推力把颈部推回正常位置。体积太大,戴在颈后根本无法成立,只能推翻。

初版 Y 形大模块,胶带固定的手工原型初版 Y 形大模块的俯视角度
02 · 缩小与腔体

三角形小模块,比较两版腔体

缩小整体尺寸做成三角形模块,并比较两种内部腔体结构,让气囊能够稳定鼓起,而不是局部顶破或充不起来。

模块一:三角形腔体结构模块一:充气后鼓起的状态模块二:三角形框架结构模块二:充气后鼓起的状态
03 · 充气与贴合

能充满气,再向颈部曲线靠拢

两版腔体都可以稳定充满气。但轮廓仍然不够贴合颈部曲线,于是继续调整外形,让模块贴近颈后的局部区域,这成为后续形态设计的起点。

充气测试第一帧:手持硅胶气囊开始充气充气测试第二帧:气囊逐渐鼓起充气测试第三帧:气囊继续膨胀充气测试第四帧:气囊充满气

照片裁自原始制作记录,文字按原稿英文原意整理为中文。

Necko 硅胶模块颈部佩戴测试
硅胶充气模块的实际佩戴位置测试
模块草图从颈椎关节出发的气囊模块形态草图

单元形态直接源于人体脊椎:一节椎骨就是一个圆钝的承力单元,多节叠合形成既灵活又能逐段支撑的结构。Necko 把这一逻辑转译为气囊——每枚圆角方枕式单元对应一节椎骨,三枚沿颈后纵向叠放,充气后像椎骨一样逐节贴合颈部曲线并施加局部支撑,而不是用一整块硬结构顶住脖子。最初的想法是外骨骼式支撑,正是从脊椎的分段结构中收窄出现在的模块形态。

外壳草图背部佩戴外壳的轮廓与模块布局草图

背部佩戴外壳的轮廓探索,以及三枚气囊模块在外壳上的布局——排列方式延续脊椎的纵向分段节奏。

单体充气循环 · 动效示意半透明硅胶单元的中央气腔逐渐鼓起并恢复扁平的循环动效示意

硅胶单元的充气循环示意:中央气腔由扁平逐渐鼓起,再恢复低轮廓状态。

草图裁自原始形态发展稿,标题与说明重绘为中文;充气循环为按实物单元形态绘制的动效示意。

最终形态与动态展示

让产品形态回到真实的身体尺度中。

Necko 佩戴于人物后颈与肩背的情境可视化
01形态依据
Necko 早期外形渲染:Y 形柔性基底与三枚气囊模块的布局
早期外形渲染:Y 形柔性基底与三枚气囊模块的布局探索,是形态深化的依据,不代表最终产品。
02 · 待补产品状态视图

将基于同一个最终 3D 模型、固定结构与一致视角,呈现「未充气 → 充气 → 接触后颈」的连续状态;可靠素材到位前不放猜测性产品图。

03Rearward cue · 机制示意
三枚硅胶单元的排列与充气形变左侧从背面显示三个尖端朝上的单元沿颈椎中线排列。右侧放大单体侧面:中央气腔向皮肤鼓起,边角向相反方向回弯。向上箭头表示设计中的提拉方向,不表示装置在皮肤上滑动。后视 · 沿颈椎排列单体侧面 · 中央鼓起,边角回弯上提方向三枚独立单元 · 尖端朝上颈后外侧后颈皮肤边角向后回弯中央气腔向颈部鼓起虚线:未充气轮廓局部形变传递触觉提示,使用者随后调整头颈姿态。
机制理解稿:三个硅胶单元沿后颈中线排列。充气从中央气腔开始,中央朝颈部鼓起,边角向相反方向回弯;向上箭头表示设计中的提拉方向,并非装置沿皮肤滑动。局部形变与人体回正的关系仍需通过佩戴测试验证。
04 · 待补3D 打印最终模型

正面、侧面、背面及佩戴结构的真实照片。

05 · 待补佩戴 GIF / 10–15 秒短视频

从动作触发到局部气囊充起,再到使用者响应。

电脑端控制界面 · Desktop companion

一套与工作电脑并行的设备控制台。

Kinect、TouchDesigner 与 Arduino 均连接工作电脑。电脑端界面负责四件事:查看每周使用记录、选择外壳、追踪模块寿命,以及测试充气与倒计时。

Necko · Desktop companionDemo
Module充气模块

颜色表示模块内的空气量,桌面悬停可见

当前模块:中央

倒计时待机
Data log每周使用记录

充气提醒的次数(次 / 天)

20 次本周 · 平均每次约 4 秒
Shell choose外壳选择

按佩戴需求更换不同外壳

已选择:标准 X 形

Module longevity模块寿命

硅胶随充放气老化,到时应更换

上方模块
82%
中央模块
64%
下方模块
18% · 建议更换

寿命按累计充气次数估算,更换后可在界面中重置。

按原始作品集 UI 重绘的可操作原型:点击模块切换、充气测试会播放充气动画并倒计时,今日记录与寿命会相应变化。界面只反馈设备状态,不给出姿势或健康评分。

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