基于符号学理论的微创手术机器人外观设计研究

发布时间：2020-03-24 22:19

【摘要】：鉴于da Vinci目前在该领域的垄断地位,以及国内微创手术机器人(Minimally Invasive Surgery Robot,MISR)产品发展的紧迫性,本课题将以符号学理论为基础,从设计师、产品及用户之间产品信息的传递、接收的角度对MISR产品的外观进行设计研究。首先,将da Vinci最新的Xi系列作为重点研究对象,使用符号语言对其产品的品质、特征进行分析。基于医疗产品的共性,对MISR产品的形态与语意要素进行解构分析。在形态特征与语意之间的关联结构的基础上,结合MISR产品的各种语境建立起产品形态与语意要素关联模型,探究影响产品信息传递有效性的相关因素、方法及原则。基于马斯洛的人类需求层次理论与唐纳德·A·诺曼的情感化设计层次理论,提出MISR产品情感化设计的必要性。通过认知、情感与行为之间的关联模式,将影响产品情感化的相关因素与产品的可用性标准串联起来。以用户访谈的方法总结MISR产品用户的情感需求目标,通过问卷调查及数据分析,将MISR产品情感化设计的相关因素进行排序,并建立该类产品情感化设计的原则。将上述研究成果与Micro Hand S设计过程中对用户认知与行为特性的研究内容相结合,建立起适用于国产MISR产品的语意传达模型。希望将最终研究成果应用于Micro Hand S的后续设计工作中。本文着力于在符号学的理论基础上,探讨MISR产品语言表达与理解的相关问题,为MISR产品提供一种较为全面、系统、连贯的设计思路。希望通过对产品符号、语意传达、语境、用户认知及行为特性等方面的研究,提升MISR产品的品质、可用性以及附加价值,为加速国产MISR产品化进程作出贡献。
【图文】：

工作原理,医生,微创外科手术

与传统开腹手术相比，腹腔镜手术具有明显的优点，如它对病人创伤，出血少，术后疼痛轻微，恢复速度快，并发症少，术后肠粘连少，腹壁疤痕等。虽然微创外科手术的诸多优势给病患带来了福音，却给医生造成了一些困难如由于病人体表开孔太小，医生操作手术工具时的运动自由度受到限制，以及生的手与手术工具末端运动方向相反而造成的手眼不协调，这些都增加了医生于微创手术的学习周期。尤其当人处于长时间操作任务时易疲劳、易失误，间影响手术的稳定性。就“以人为中心”的观点来说，传统微创外科手术的操作模忽略了对医生的关怀。随着机器人技术与微创技术的进步与完善，微创手术机器人 (Minimallyvasive Surgery Robot，MISR) 的出现从不同程度上改善了上述问题。现代手术器人工作原理如图 1-1。外科医生可以远离手术台，以坐姿操纵机器人进行手，增加了手术工具的自由度，减轻医生疲劳的同时增强了手术的灵活性、稳定。此外，互联网的发展使其还具有远程操作的功能。

符号过程

即符号的形成过程；2) 符号过程结束后的结果，即符号形成后能指与所指的关系[2]。如图2-1。皮尔斯的符号理论更注重对符号自身逻辑解构研究，从符号的实用性出发，提出了符号的三位一体模型：符号、指涉物、解释[1]，如图 2-2。该理论强调了符号的联系特性，对符号形式与指涉对象及其功能意义、象征意义之间的关系进行了阐释。图 2-2 三元一体符号模型Figure 2-2 Trinity Model of Symbols罗兰巴特将符号的意义分为两个层次：第一层是符号的外延意义，，即明示义；第二层是符号的内涵意义，即隐含义[23]。外延性意义主要是产品功能性的形态特征与界面信息所表达出的显在的意义，起到识别、辨认、使用产品的作用，如本章中对机器人产品的特征分析中了解到的“这是什么产品”、“功能是什么”、“如何操作”等问题。内涵性意义是指由产品在使用环境中显示出的心理、社会性或者文化性的价值象征。由于符号本身具有众多性质，所以可以从不同角度对符号进行分类。通常可图 2-1 符号过程Figure 2-1 Process of Symbol con
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH777;TP242

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