圖解思維過程中設(shè)計頓悟的EEG相干性分析.pdf

1、在工業(yè)設(shè)計過程中，圖解思維表現(xiàn)為設(shè)計師通過手繪草圖方式進行問題思考，其思考過程是各種抽象概念和形態(tài)圖像交替的過程，頓悟則是其交替產(chǎn)生的結(jié)果。頓悟的出現(xiàn)使設(shè)計師從模糊無解的狀態(tài)到清晰有解的狀態(tài)，并幫助設(shè)計師快速掌握問題關(guān)鍵，產(chǎn)生新的方案。因此研究頓悟則是對圖解思維的進一步探索，將有助于設(shè)計師高效完成設(shè)計任務(wù)。本文將采取實驗的方法，結(jié)合行為學(xué)和腦科學(xué)，分析當(dāng)頓悟發(fā)生時的行為表現(xiàn)以及大腦的各個電極信號之間的相干性，更加深刻的了解設(shè)計頓悟的認知

2、現(xiàn)象。并應(yīng)用所得出的研究方法對比不同設(shè)計經(jīng)驗的設(shè)計師在頓悟發(fā)生時的大腦活動差異，探討其差異所伴隨的行為，并以得出的結(jié)論指導(dǎo)新手，使其更快的步入設(shè)計行業(yè)。
　　第一章介紹了圖解思維過程中頓悟的意義和頓悟的相關(guān)研究現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)由于頓悟在設(shè)計過程中的不確定性和模糊性，使其在設(shè)計領(lǐng)域中研究較少。但在設(shè)計過程中，尤其是圖解思維過程中，頓悟以靈感閃現(xiàn)的方式幫助設(shè)計師打破思維僵局，推進設(shè)計進程，使設(shè)計師更高效的完成設(shè)計任務(wù)。因此研究頓悟，是對設(shè)計

3、認知行為的進一步探索。在此之前了解相關(guān)的理論概念將有助于后續(xù)的研究。
　　第二章介紹了EEG相干性的概念和相干性系數(shù)所反映的不同認知活動，以及EEG相干性在認知研究中的應(yīng)用和用于頓悟研究的相關(guān)理論探討。腦電技術(shù)有很多研究方法，對于頓悟來說，大多數(shù)學(xué)者是對心理學(xué)上的頓悟進行解釋，并且多以ERP這種方法探索頓悟，而EEG是在采集的全部原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的分析，分析的數(shù)據(jù)比較全面，相對于ERP包含更多的信號信息。根據(jù)相關(guān)文獻的閱讀與研究，E

4、EG相干性能探索不同認知活動在同一頻段下的不同腦區(qū)的電極信號活動差異，應(yīng)用此方法能夠從定性定量層面對頓悟進行解釋。因此本章節(jié)重點是理清相干性在認知研究中的應(yīng)用，并提出EEG相干性用于頓悟的研究假說。
　　第三章主要通過實驗的方式，結(jié)合行為學(xué)分析結(jié)果對應(yīng)腦電數(shù)據(jù)探討設(shè)計頓悟的EEG相干性。本章節(jié)分為四個部分。第一部分為實驗的設(shè)計和數(shù)據(jù)的采集。包含實驗內(nèi)容、實驗流程以及被試選擇等，實驗將同時收集行為數(shù)據(jù)和腦電電極信號數(shù)據(jù)。行為數(shù)據(jù)是對

5、頓悟進行行為提取來確定頓悟的發(fā)生，作為腦電數(shù)據(jù)處理的依據(jù)。而腦電電極信號的采集則作為后期EEG溯源和計算相干性數(shù)值的基礎(chǔ)。第二部分為頓悟行為點確定。通過回溯和設(shè)計行為分段，將設(shè)計過程中的所有行為進行關(guān)聯(lián)性分析和解釋，以確定頓悟的產(chǎn)生。第三部分將對頓悟進行溯源。通過行為點的確定對應(yīng)到腦電數(shù)據(jù)中，以獲取設(shè)計過程中發(fā)生頓悟時所激活的大腦區(qū)域。第四部分則通過溯源結(jié)果，分析被激活的腦區(qū)內(nèi)的電極信號的相干性，通過感興趣電極對在不同頻率下的相干系數(shù)，

6、探索頓悟發(fā)生時的大腦認知的加工差異。從而深入了解頓悟認知現(xiàn)象。
　　第四章是對前三章節(jié)所探討的理論與方法研究做的一個對比實驗應(yīng)用。以不同設(shè)計經(jīng)驗的設(shè)計師作為研究對象，分析其在設(shè)計經(jīng)驗、認知水平、專業(yè)知識上的差異，并設(shè)計相關(guān)實驗獲取行為數(shù)據(jù)和腦電數(shù)據(jù)，同時解讀行為上的差異與腦電相干性差異的關(guān)聯(lián)，并得出結(jié)論。
　　第五章是本次研究的總結(jié)和展望。本次課題研究的核心是通過腦電技術(shù)探索設(shè)計認知中的頓悟現(xiàn)象。將頓悟的主觀不確定性的認知行