表面生理肌电信号测试技术在人体舒适性评价中的应用

项目负责人：梁晶

项目联系人：尹雪静 yinxj@cheari.com

项目组成员：梁晶、宋力强、任林冲、尹雪静、李旭强、姚坤彤、田靖明

单位：中国家用电器研究院

项目背景及研究意义

多导生理信号记录仪主要应用于心理学、生物学、运动学、神经科学、生命科学教学和工程领域等。本项目率先将生理传感仪器应用于用户体验评测流程中，通过客观的生理数据采集和分析，探究家电领域各产品的用户体验问题，引领行业新型评测方式。

项目介绍

评测方法：①采集用户惯用手静息状态下肌肉电活性基础量和最大握紧强度下肌肉电活性水平，形成用户个人的肌肉电活性极限区间，即肌肉舒适度变化极限区间，将用户体验产品过程中的肌肉舒适度与极限区间进行比较；②用户分别使用被测产品与竞品执行相同任务，比较用户使用两产品的肌肉舒适度。

本项目主要应用时间域分析的指标，指可以在时间维度上反映肌电曲线的变化特征的评价指标,主要有积分肌电、平均振幅（MA）、均方根振幅（RMS）等。

积分肌电（integrate EMG，IEMG），指所得肌电信号经整流滤波求单位时间内曲线下面积的总和，可反映肌电信号随时间进行的强弱变化，是评价疲劳的重要手段。

图1 积分肌电图

如图1所示为同一用户使用A、B两款吸尘器执行地面清洁姿势2分钟静止任务的积分肌电图（一定时间内，所有参与活动的肌肉放电总量大小）。由图可知用户累积的肌电变化为A高于B，同时，从肌电变化速率来看，用户在使用B时，肌电变化相对A更慢、更平缓。表明该状态下用户使用B时，主力臂肌肉活动更少，较省力，不难推断长时间在该状态下使用B时用户主力臂肌肉疲劳度更低。

平均振幅（MA）反映肌肉电信号的强度，与参与的运动单位数目及放电频率同步化程度有关。为验证肌电信号与肌肉疲劳度的相关性，进行一组对比实验，让同一被试者分别提起大桶水和小瓶水并记录肌电图变化，实验得出被试者主力臂肌电图振幅情况差异明显，提起大桶水时振幅明显大于提起小瓶水时振幅，说明肌肉负荷越大，肌电信号波动越明显。

项目优势

本项目结合手持式、推杆式吸尘器的使用痛点设计测试方案，并增加了使用疲劳度指标和测试方法。

使用仪器辅助评测吸尘器的使用疲劳性，解决了以往只通过问卷、访谈等主观评测方式造成评测结果可信度较低的问题。首次将表面肌电信号测试应用于家电的用户体验评价，通过客观可视的数据填补了吸尘器舒适性测试无客观测试数据的空白，量化了手持式、推杆式吸尘器疲劳度和舒适性。

项目成果

为消费者选购带来更直接、关键的依据，在产品需求挖掘与竞品分析阶段提供有效测试方法，在产品开发阶段对样机舒适性评价提供方法，在产品市场营销阶段制作测试传播物料，利于用户体验评测项目推介，进一步提升用户体验评测的权威性。