MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798383703830
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31335167
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a741
■1001  ▼aPettys-Baker,  Robert  Theodore  Michael.
■24510▼aMore  Than  Just  a  Tug:  Understanding  the  User  Experience  and  Wearability  of  Skin  Stretch  Systems
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Minnesota▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a187  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-02,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Holschuh,  Brad.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Minnesota,  2024.
■520    ▼aSkin  stretch  is  a  form  of  haptic  feedback  that  has  great  potential  to  produce  dynamic  touch  feedback  on  the  body  but  has  been  neglected  relative  to  other  forms  of  haptics  like  vibration  and  compression.  Skin  stretch  is  unique  in  that  it  is  a  very  natural  and  familiar  form  of  touch,  but  it  is  difficult  to  replicate  artificially  through  wearable  technologies.  Devices  must  interface  with  the  skin  such  that  they  can  produce  the  desired  sensation  without  causing  the  user  discomfort,  produce  consistent  feedback  across  the  body,  and  be  producible  in  an  easy  to  manufacture  for.  Current  strategies  have  primarily  focused  on  smaller  skin  stretch  deployments  and  have  relied  on  adhesives  to  anchor  to  the  body  without  considering  how  such  anchors  impact  the  wearer.  This  means  that  the  literature  has  failed  to  engage  with  them  with  the  curiosity  and  interdisciplinary  thinking  required  to  make  devices  that  work  to  address  major  design  concerns.  Moreover,  the  literature  lacks  clear  qualitative  feedback  about  non-prescriptive  perceptions  of  skin  stretch  (i.e.  non-guided  perception  of  skin  stretch).  So,  to  understand  how  to  optimize  skin  stretch  devices  for  user  experience  and  wearability  this  work  focused  on  the  iterative  design  and  testing  of  a  novel  garment-based  skin  stretch  system.The  first  major  undertaking  in  this  work  was  the  development  of  a  system  that  aids  in  addressing  the  gaps  in  our  understanding  of  skin  stretch  feedback.  Clear  design  criteria  were  developed  to  guide  the  design  process  based  on  existing  literature  on  wearability  and  device  design.  The  design  process  from  initial  concepts  and  benchtop  testing  to  testable  working  prototypes  is  covered.  The  finalized  system  uses  shape  memory  alloy  (SMA)  coil  actuators,  which  can  be  attached  and  detached  using  hook  and  eyes.  The  system  anchors  to  the  body  using  silicone  which  allows  for  strong  grip  to  the  skin  without  the  negative  effects  of  adhesives.  Throughout  a  series  of  tests  the  design  was  tested  and  refined  to  further  improve  the  system.The  first  set  of  prototypes  was  characterized  mechanically,  and  then  deployed  on  real  users  to  understand  the  base  effects  of  device.  This  examination  followed  a  mixed  methods  study  design  by  examining  functional  qualities  like  perceived  force  and  comfort,  while  also  asking  long  form  questions  about  how  users  perceive  and  understand  the  device.  Through  this  study  it  was  found  that  users  can  experience  of  an  array  of  distinct  stimuli  through  the  use  of  skin  stretch  haptics.  Users  found  the  experience  novel  and  enjoyable  but  felt  the  system  could  be  stronger  in  power.  The  system  design  was  refined  based  upon  the  feedback  of  the  initial  test  as  well  as  researcher  observations.  This  led  to  key  design  changes  to  the  fit,  closure,  and  general  system  set  up.To  validate  these  changes  to  the  design,  the  initial  and  refined  prototypes  were  compared  against  one  another.  The  results  showed  that  the  design,  and  more  importantly  fit,  of  a  skin  stretch  device  can  greatly  change  how  the  stimuli  is  perceived,  with  better  fit  leading  to  more  consistent  haptic  feedback.  This  was  followed  by  a  study  comparing  adhesive  anchors  to  silicone  anchors.  It  was  found  that  users  unanimously  preferred  silicone  anchors  because  they  were  more  comfortable,  more  sustainable  for  long-term  use,  and  were  less  painful  than  adhesive  anchors  when  doffing  the  device. A  final  perception  study  focused  on  two-point  threshold  and  direction  discrimination  testing.  This  examination  moved  the  analysis  of  the  system  beyond  mere  detection  and  into  more  complex  touch  perceptions.  The  two-point  threshold  results  found  that  depending  on  direction  of  actuation  the  threshold  distance  changed,  with  the  vertical  threshold  being  stronger  than  the  horizontal  threshold.  The  direction  discrimination  results  showed  that  participants  were  not  able  to  easily  determine  the  direction  of  a  skin  stretch  stimuli.  This  suggests  that  further  design  improvements  are  needed  to  enable  clear  direction  discrimination.In  the  end,  this  research  advances  the  state  of  the  art  of  skin  stretch  as  a  mode  of  haptic  interaction,  adds  to  the  body  of  literature  about  garment-based  haptic  system  design  and  engineering,  and  demonstrates  the  importance  of  finding  balance  between  functional  performance  and  wearability  through  an  analysis  of  the  wearables  literature  and  reflects  on  the  way  forward  for  skin  stretch  haptics.  The  broad  contributions  of  this  work  center  around  the  novel  system  design  as  it  applies  to  the  user,  the  nuanced  nature  of  user  perception  of  skin  strain  stimuli,  as  well  as  clear  design  feedback  for  the  development  of  skin  stretch  devices.  These studies  have  allowed  for  a  much  clearer  picture  of  what  skin  stretch  is  and  how  it  could  be  used  for  the  betterment  of  people's  lives.      
■590    ▼aSchool  code:  0130.
■650  4▼aDesign
■650  4▼aBiomedical  engineering
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■650  4▼aSystems  science
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■653    ▼aSkin  stretch
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■690    ▼a0984
■690    ▼a0541
■690    ▼a0790
■71020▼aUniversity  of  Minnesota▼bHuman  Factors/Ergonomics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-02B.
■790    ▼a0130
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17162627▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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