感知与调节饮品的感觉：通过喉部热反馈的个性化方法

文献标题

Sensing and Modulating the Feel of a Drink: A Personalized Approach via Laryngeal Thermal Feedback

出版信息

• 主题领域: 人机交互（HCI），聚焦于感官增强与味觉感知。
• 关键词: 味觉感知、喉部热反馈、感官增强、个性化人机交互、内感受特征、可穿戴设备、热刺激、饮品体验、计算建模、感官调节。

背景与问题

• 问题/挑战: 使用客观的生理和行为指标量化主观感官体验（如饮品消费时的“喉部感觉”）仍然是一个未充分发展的领域。现有方法未能针对喉部区域这一特定感知部位。
• 意义: 理解和调节味觉感知可以实现个性化的饮食体验，改进感官评估方法，并为新型味觉界面的设计提供指导。
• 动机与相关研究: 之前的研究探索了生理指标（如面部热成像、自主神经系统活动）以及通过化学、电刺激和跨模态方法进行感官调节。然而，这些方法通常针对外围区域，缺乏对喉部这一在吞咽和味觉感知中起关键作用的区域的关注。

解决方案

• 提出的方法: 提出一个结合喉部皮肤温度和摄入量的计算框架，用于建模和调节味觉感知，并辅以提供热反馈的可穿戴设备。
• 创新点:
  1. 开发一种基于喉部热动态和摄入行为的计算方法，用于建模味觉感知。
  2. 设计并评估一种针对喉部提供定向热反馈的可穿戴设备。
  3. 引入基于个性化内感受特征的感官增强方法。
• 流程与关键技术:
  1. 研究1: 使用机器学习模型和SHAP分析，通过喉部温度和摄入量建模主观评分（如“喉部感觉”），分析特征重要性。
  2. 研究2: 使用定制的可穿戴设备评估热反馈（冷却/加热）对味觉感知的影响，并分析与个性化内感受特征相关的效果。
  3. 提出一个“感知 → 建模 → 干预”的框架，用于实时、个性化的感官增强。

结果

• 具体发现:
  • 研究1: 喉部温度与摄入量特征结合实现了对主观评分的高预测准确性（例如，随机森林模型的R² = 0.65–0.70）。
  • 研究2: 喉部热反馈调节了味觉感知，冷却增强了对冷饮的正面评价（如“喉部感觉”、“美味”）。
• 相较基线的优势:
  • 喉部热动态提供了补充信息，提升了相较于仅使用摄入量的预测准确性。
  • 基于个性化内感受特征的干预优于通用的热反馈策略。
• 实验/评估:
  • 研究1: 31名参与者，使用五种饮品和机器学习模型预测主观评分。
  • 研究2: 20名参与者，在24种条件下测试热反馈（4种饮品 × 3种温度 × 2种热刺激）。
• 局限性与未来工作:
  • 参与者群体规模小且文化背景单一，限制了研究的普适性。
  • 缺乏感知与干预系统之间的实时闭环集成。
  • 实验室环境可能无法反映真实世界的情境。
  • 未来工作包括扩大参与者多样性，整合额外的感官维度，以及进行长期的真实环境评估。

总结

本文提出了一种通过喉部热反馈感知和调节味觉感知的新框架。研究1表明，结合喉部温度和摄入量能够有效预测主观评分（如“喉部感觉”）。研究2显示，喉部热反馈可以调节味觉感知，其效果因个性化内感受特征而异。这些发现突出了个性化感官增强的潜力，并提出了一个用于实时应用的“感知 → 建模 → 干预”流程。未来工作旨在将这些组件整合到闭环系统中，并在多样化的真实环境中验证其效果。