C10.04.2few controllable pressure levels设计研究

压力分级的可控级数很少

别名: 压力级数 · force levels · 压感档位 · just noticeable force

概念解释

传感器可以报出八位力值,手却稳定不住那么多档。压力分级的可控级数很少(few controllable pressure levels)指的是:人能有意停留并反复命中的力台阶,通常只有两到三档——接触、轻压、重压——再往上就变成猜测。它说的是人手这个执行器的档位数,不是传感器精度、基线漂移或「有没有同步反馈」;后面那些会进一步把已经很少的级数再削掉。

机制

等长用力比保持一个关节角更抖。指屈肌的力输出有生理波动,加上指腹是非线性弹簧,同样的「再使一点劲」在不同起始力上对应的增量差很远。韦伯分数让刚能分辨的力差大约是当前力的几分之一到十分之一,但「分辨两下刺激」不等于「主动停在第 n 档」:后者还要对抗漂移、保持位置、以及没有挡块的空间。没有机械台阶时,人只能靠内部的用力感觉去回忆目标力,工作记忆里几乎存不住四档以上的力标尺。所以设计上把连续力当成很多离散命令,等于把一条很窄的通道切成互相侵入的槽。

怎么研究

力再现(force reproduction)和分级命中:先让人感觉一档标准力,再在无提示或仅有档位灯时回到那一档;或把连续力切成 N 档,看命中率随 N 怎么掉。

自变量:目标档数、有无触觉/视觉档位提示、是否允许看力的数字、单次还是保持。 因变量:落在正确档的比例、相邻档混淆、保持 2–3 秒后的档位滑出。

传感器量程很大时,不要把「量化台阶数」当成可控级数。有价值的曲线是:N = 2、3、4、5 时,无提示命中率在哪一档开始接近随机。保持任务比点一下更狠,因为它暴露用力疲劳。

边界

有机械挡块的键(两段式快门、明确的第二段行程)把「级数」从力感觉改成了行程事件,可控档可以比纯压力多一档,那已经不是纯力通道。笔尖接触面积稳定、有纸面摩擦时,画笔式连续力(线宽)可以好于按键式分档,因为任务是连续匹配而不是命中离散槽。儿童、关节炎、握力差异会把本来就少的档再减少。实验室用支架把前臂固定后测到的三档,拿到悬空持机上可能只剩两档。

怎么落地

  • 默认只设计两档有意义的力:未过阈、过阈。确需第三档时,第二档必须有明确的机械或触觉台阶,不要靠人记住「中等力」。
  • 不要把菜单里的五个命令绑到五档压力上。
  • 连续力只用来驱动连续结果(加力则变浓),不要在连续量上再切一排看不见的命令槽。
  • 验证:不给数字、只给与产品相同的反馈,让人反复命中你声称的每一档各 20 次,看相邻档混淆。某一档的命中掉到接近乱猜,就删掉那一档,而不是把阈值再挪一挪。悬空持机、手套、坚持三秒的版本都要做。

延伸

  • 同组C10.04.1 压力作为额外维度扩展有限的接触面 · C10.04.3 压力手势的可发现性极低
  • 相邻C10.12 压力输入与力度分级 · C5.01 压感
  • 站内检索force reproduction · pressure levels · Weber fraction

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