基于指尖皮肤摩擦的情感规律及模型研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51805218
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0505.机械摩擦学与表面技术
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Emotional intelligence is the key point of bionic robot research. It is significant to realize multi-channel emotional intelligence for medical robots, service robots, disaster relief robots. However, less study focuses on tactile emotion than other senses such as vision and hearing. Tactile perception is mainly evoked by skin friction beside muscle movement. Therefore, this project takes the tactile emotion evoked by skin friction as the research object, and explores the mechanism of the formation and development of the frictional touch emotion. The project will use EEG-fMRI synchrotron imaging technology to build a multi-modal frictional tactile test platform to observe the interaction between the skin and different friction pairs, to discuss the basic characterization of the frictional tactile texture, and to acquire various physiological signals of the human body such as the skin Electricity, heart rate, physiological activity of the brain and other signals. And it aims to reveal the changes of the emotion of the frictional touch, and build the relationship between the characteristics of the object characteristics, skin stress and strain, tactile cognition, and tactile emotion. At last, the emotional model will be established to provide the theoretical basis and technical support for the quantification of tactile emotion. Research achievements have major social value and practical significance in the fields of artificial intelligence, medical and others.
情感智能是仿生机器人研究的热点与难点。多通道的情感智能成为医疗机器人、服务机器人、救灾机器人等亟待解决的问题。而触觉的情感研究明显滞后于视觉、听觉等其他感官。除了肌肉运动触觉,皮肤摩擦触觉是触觉的主要呈现方式。因此,本项目以皮肤摩擦触觉诱发的情感作为研究对象,探讨摩擦触觉情感发生发展形成的机制。项目将利用EEG-fMRI同步联合成像技术,搭建多模态摩擦触觉测试平台,观测皮肤与摩擦副之间的相互作用,讨论摩擦触觉质感的基本表征维度,同时采集人体多种生理信号,如皮肤电、心率、脑生理活动等信号,揭示摩擦触觉的情感变化规律,确立物体特征属性-皮肤应力应变-触觉认知-触觉情感的关系,建立情感模型,为触觉情感的量化提供理论依据和技术支撑。项目研究成果在人工智能、医疗等领域都有重大的社会价值及现实意义。

结项摘要

人机触觉交互是人机社交的重要组成部分,是人机社交安全与舒适的基础。人工智能面临的“情感落地问题”需要首先解决人工智能的触觉交互落地问题。本课题利用多学科交叉的手段,系统地研究了触觉情感环路的各个部分,为触觉的数字化及情感智能提供了理论支持。.设计并制作了触觉刺激呈现装置,以粗糙度为变量设计触觉认知多模态测量实验,通过采集摩擦、振动、脑电及人类真实触感等信号,经过信号处理与分析提取其特征值,并进一步对其进行相关性分析,证明了触觉感知的多模态信息测量方法的可行性,建立了触觉环路上各模态特征之间的关系。搭建了基于EEG-fNIRs同步成像技术的皮肤摩擦触觉多模态试验台,完成了触觉编码及触觉情感的实验研究:第一,采用激光加工了具有不同纹理特征(纹理高度、间距、Hurst指数等)的微观表面作为样本,采集了摩擦、声音、大脑生理活动等完成了的摩擦触觉机理研究实验,探讨了触觉形成机理及编码机制;第二,制作了“自动压力背心”,以模仿人类拥抱,在不同的情绪唤醒程度下,采集了生理体征信号、大脑生理活动,考察了“深接触压力”对情感的舒缓作用。综述了情感模型,建立了基于OCC模型的摩擦触觉情感模型。在摩擦触觉的接触问题上,尝试了基于有限元和光滑粒子动力学耦合算法(SPH-FEM)的手指建模方法,并继续深入开展了基于流固耦合理论的皮肤内触觉感受器的应力应变研究。综述了帕西尼小体结构、功能、力学特性的研究进展,开展了仿生触觉传感器的研究。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Investigation of Tactile Perception Evoked by Ridged Texture Using ERP and Non-linear Methods.
使用 ERP 和非线性方法研究脊状纹理引起的触觉感知
  • DOI:
    10.3389/fnins.2021.676837
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in neuroscience
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Tang W;Zhang M;Chen G;Liu R;Peng Y;Chen S;Shi Y;Hu C;Bai S
  • 通讯作者:
    Bai S
基于SPH-FEM手指模型的皮肤摩擦行为分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    排灌机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈思;乔筱祺;李天博;王颢;杨佳楠;王冬青
  • 通讯作者:
    王冬青
Research on tactile perception by skin friction based on a multimodal method.
基于多模态方法的皮肤摩擦触觉感知研究
  • DOI:
    10.1111/srt.13127
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
    SKIN RESEARCH AND TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Chen, Si;Qiao, Xiaoqi;Yang, Jianan;Ru, Weimin;Tang, Wei;Zhang, Sheng
  • 通讯作者:
    Zhang, Sheng
从触觉感知到触觉智能——漫谈2021年度诺贝尔生理学与医学奖
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈思;张建朋;彭争春;丁建宁
  • 通讯作者:
    丁建宁
基于热致液晶弹性体的仿生心脏泵的设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    排灌机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨佳楠;陈思;王芳群;荆腾;乔筱祺
  • 通讯作者:
    乔筱祺

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其他文献

依托咪酯对老年冠心病患者非心脏手术中血流动力学及肌钙蛋白I和超敏C反应蛋白的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    广东医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈思;陈婷;杨富国;曾毅
  • 通讯作者:
    曾毅
联贷联保信用风险集中度定量分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    高校应用数学学报A辑(中文版)
  • 影响因子:
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  • 作者:
    陈思;鲍群芳;李胜宏
  • 通讯作者:
    李胜宏
纵弯复合多自由度球形超声电机的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郝铭;石胜君;陈思;陈维山;赵学涛
  • 通讯作者:
    赵学涛
重组竹顺纹受压蠕变性能及预测模型
  • DOI:
    10.13801/j.cnki.fhclxb.20200615.002
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    复合材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈思;魏洋;赵鲲鹏;杭晨;赵康
  • 通讯作者:
    赵康
Evaluation of the combined effect of sodium persulfate and thermal hydrolysis on sludge dewatering performance
过硫酸钠与热水解联合作用对污泥脱水性能的评价
  • DOI:
    10.1007/s11356-020-11123-1
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    Environmental Science and Pollution Research
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    陈凯;刘静欣;黄思勉;梅萌;陈思;王腾;李进平
  • 通讯作者:
    李进平

其他文献

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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