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工程機械駕駛室的發展趨勢
工程機械駕駛室轎車化、人性化、信息化是體現當今工程機械發展的必然趨勢。駕駛室作為工程機械的一個重要組成部分，人體操作和機械的交互載體，其設計的合理性，舒適性直接影響的操作人員的安全與工作效率。改善操作人員的舒適度，降低疲勞感，是現在工程機械設計的重要課題。人機工程學的原理在國際工程機械駛室設計中得到了廣泛的應用，更舒適、更安全、更可靠且外形更美觀、操作更方便、更靈活、結構更加合理早已成為工程機械的趨勢發展。在國際上已涌現了一批高水平專業化的為國際工程機械主機配套生產各種駕駛室的生產廠商，例如為Caterpiller、LiebHerr等世界著名工程機械企業提供工程機械駕駛室的配套廠。這些工廠為國際先進的工程機械駕駛，國際化標準化生產配套的工程機械駕駛室總成已經形成了，包括：電器儀表系統、操縱系統總成、駕駛室的結構件、座椅、儀表盤支架總成及舒適軟化的駕駛室內部裝飾等。高端工程機械駕駛室形成了一個符合人機工程學的有機整體。國外先進廠家已經對工程機械的駕駛室提出了一些細致的要求：
a.駕駛室的內部布置充分考慮人機工程學，例如儀表的擺放位置，操作方式等，最大限度地降低駕駛員的疲勞程度，從而使駕駛員的工作效率和安全性得到最大程度的提高；
b.內部裝備安全舒適豪華，全封閉內室，配置空氣懸浮座椅、半自動或全自動空調、電控門鎖車窗、安全氣囊、環繞式儀表板、碰撞吸能轉向柱、電動天窗、高級音響娛樂系統等；
c.駕駛室懸置系統采用空氣彈簧，可以有效地隔絕振動和噪聲，提高整車的舒適性和平順性。這些技術要求也為國內工程機械駕駛室設計發展提供了方向。還有很多先進的技術也被大量引用到工程機械駕駛室設計上來，例如：計算機輔助設計、虛擬現實技術、空氣動力學模擬、電子樣車技術、三維人體模型、模塊化設計等，這些先進的技術將有效的提高工程機械駕駛室設計的水平。
人機工程學實驗的應用，也將是為了工程機械駕駛室設計發展的必然趨勢，目前國內的研究絕大部分停留在經驗人機工程學、人體尺度和操作范圍上，很少進行有效的人機工程學實驗。先進的人機工程學研究應該基于準確的實驗，利用數據說明問題。國際上很多實驗室，在研究人機工程學時都使用生理多導儀，通過采集人體的生理信號，將其數字化并加以分析得出有效結論。生理多導儀可以采集人體心電、腦電、肌電、眼電、血壓、肌張力、呼吸波、神經電位、皮膚電阻等，這些人體參數，對工程機械駕駛人機工程學研究有著重要作用，利用這些人體參數，研究人員可以有效的檢驗設計是否滿足人機工程學要求。
關鍵詞：自我教育；互動；應用
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）22-0059-03
人機工程學是一門綜合性、邊緣性的新興學科，該課程也是藝術設計類專業的一門重要的專業基礎課，教學目的在于使學生能夠了解人的生理及心理學特性，建立人機系統和人機界面的概念，以人―機―環境作為研究對象，科學地利用三要素之間的相互作用、相互依存的有機聯系來尋求系統的優化，研究在藝術設計中如何滿足人們的審美需求，為進行以人為本的藝術設計打下基礎。總體說來該課程的內容較多，相關的理論有一定的深度和難度，并具有實踐性強的特點。如何引起學生學習這門課的興趣？如何只用幾十個課時讓學生能夠全面、透徹地理解和掌握人機工程學的有關知識？如何在設計中應用人機工程學的理論？這是教學中要解決的難題。做好《人機工程學》的教學工作，必須是教師和學生雙方密切配合，才能圓滿地完成教學任務。我校工業設計專業的學生生源有兩類：一類是理工，另一類是藝術。理工類的學生邏輯思維能力強，但藝術表現力較弱，藝術類的學生思想活躍，藝術表現能力強，但邏輯思維能力較弱。但是他們的共同點是有強烈的求知欲望和好奇心。人機工程學是研究人―機器―環境三者之間相互協調的學科，見圖1人機工程學研究的主要內容。同時這門課是一個實踐性很強的課程，要求學生有一定的動手能力。在全面仔細地研究了課程的主要內容的基礎上，確定了各個章節講解的先后順序，從學生感興趣的知識點入手，先從人體自身講起，講授的順序是先講人的生理特點，包括人體測量、人的感覺系統、運動系統、神經系統等，再研究人的心理特點，研究人的思維方法和特征，然后講授機器的結構、功能、操縱等相關理論，接著講授有關環境的章節，包括自然環境和人造環境。最后討論人、機器、環境之間相互協調的問題。總結人機工程學的發展趨勢。在課程的講授過程中，將自我教育法貫穿于整個的教學環節，幫助學生樹立信心，讓他們相信自己一定能學好該課程，并始終讓學生處于主導地位，教師扮演一個導演的角色，讓學生唱主角，引導學生自己探討人機工程學有關理論。具體從以下幾個方面實施自我教學法。
一、選好教學切入點，充分調動學生的學習熱情
人是這門學科的主要研究對象，在教學課程中最先研究人的生理和心理特點，從研究人的外形特征入手，人是大自然最美的藝術作品，在第二章“人體測量”的學習中，要求學生課前預習，自己通過看書掌握人體測量的基本概念，了解男性的體型特征和女性的體形特征上有什么區別。課堂上通過提問的方式將人體測量的重點和難點講解清楚。學生分成若干個小組，給每一組分發一套測量工具，讓每個小組的同學們一起完成測量任務，培養同學們的團隊合作精神。每個同學都將自己坐姿和立姿的測量數據記錄下來，填寫到表格中并寫出實驗報告。然后每個同學根據自己的測量數據，按照1：2.5的比例做出各自的人體模板，見圖2、圖3、圖4人體模板的照片。經過實際測量人體的數據，學生對人體的重要數據的印象非常深刻，對人體數據的應用也有直觀的概念。他們的學習熱情空前高漲，評論每個人的身材并相互比較。總期待下一次的上課。利用多媒體課件和人體神經系統、骨骼系統的掛圖，講解人的有關各個系統的結構，進而了解人體各個系統的工作原理，掌握人體的生理特點。研究人的思維和心理特點也是一個重點和難點，在學習第四章人的心理與行為特征時，在課堂上組織同學們做游戲，選出一位同學A猜人名，請他（她）背對著黑板面向同學站著，請另一位B同學在黑板上寫出一個人的名字。當然A同學一定知道這個人。允許A同學提出十八個相關的問題，其他人只回答“是”或“不是”，最后A同學經過分析判斷，猜出黑板上的人名。在了解游戲規則后，同學們各個躍躍欲試都想參與游戲，在A同學還沒有猜出名字的時候，同學們都替他（她）著急，恨不得將答案直接告訴他，一旦A同學猜到，同學們就十分興奮。從游戲中了解人類思維的特點。人類思維的基本特點有概括性、間接性、與語言的不可分性。為了讓同學們更好地理解言語清晰度的概念，在課堂上做言語傳輸試驗。所謂言語的清晰度是人耳對通過它的音語（音節、詞或語句）中正確聽到和理解的百分數。讓學生按座位分成幾個小組，教師用紙條寫幾句話，跟第一位同學講紙條上寫的話，并讓他看清楚紙條上寫的內容，讓該同學將教師的話口頭向另一位同學傳達，每個同學都依次用口頭向另一位同學傳達所聽到的話，最后請坐在后面的同學說出他所聽到的話，結果，每次最后一個同學說出的話與教師跟第一位同學講的話都有很大的出入。教師跟第一位同學說的話，已經被改的面目全非，每次都令同學們捧腹大笑。這證明在日常的對話中，聽者并不能100%理解發言者所講內容，有時謠言就此產生。而設計言語傳示裝置，其言語的清晰度必須在75%以上，才能正確傳示信息。
二、以案例分析為中心，講解人的心理特點
人的知覺是審美心理的重要組成部分，人的知覺具有整體性、選擇性、理解性、恒常性、錯覺等特點，在講課過程中利用達利、康定斯基、亨利?摩爾等藝術家的作品，請學生欣賞藝術大師的作品，讓學生在藝術審美中逐漸理解人的知覺特點。
三、培養學生的實際動手能力
在課程的學習過程中，每個學生都做出自己的人體模板，這個作業有一定的難度，在完成作業的過程中，學生自己摸索出制作人體模板的步驟，首先要有準確、充足的人體數據，然后就是選擇合適的材料，同學們各顯神通，有的用膠合板、有的用KT板、硬紙板等。接著畫出人體的中心線，繪出人體的輪廓線，將人體各個部分裁剪出來，人體各部位的連接也是一道關鍵工序，同學們開動腦筋，巧妙地用螺釘、螺母連接，讓人體模板的各個關節可以任意轉動。機器的概念是廣義的，在現代生活中，計算機是平時接觸最頻繁的工具。人機界面是一個相當重要的概念，機器上的儀器儀表就是人機界面的組成部分，為了建立良好的人機界面，必須要設計最佳的儀器儀表。在研究儀器儀表的設計時，要求同學們自行設計轎車的儀表盤，引導同學研究轎車儀表盤的功能、造型，在設計制作過程中，同學們自己總結出儀表盤設計的要點。包括儀表形式、表盤尺寸、刻度與標數、儀表指針、儀表的色彩、儀表面板形式及其布置。最后，同學們設計出了符合人機工程學的轎車儀表盤。見圖5、圖6、圖7轎車儀表盤模型。
四、教學互動，讓學生發表自己的見解
在學習完前面幾章有關人、機、環境的內容后，課程學習的重點轉移到人機工程學在產品設計中的應用，由于人機工程學在產品設計中應用非常廣泛，因此，只靠教師一個人是不可能全面地總結的，必須要學生參與總結。以“人機工程學在產品設計中的應用”為題目，布置作業讓每個同學制作多媒體課件，并在課堂上發表演講。同學們積極收集有關資料，列舉了許多實例生動、翔實地說明了人機工程學的應用。從不同的角度總結該學科在工業設計中的應用，這樣的教學活動讓教師和同學開闊了眼界、增長了知識，起到了教學相長的作用。
五、共同探討和總結人機工程學的發展趨勢
人機工程學是一個正在蓬勃發展的新興學科，還有許多理論有待進一步完善，在課程將要結束的時候，組織學生探討和總結人機工程學未來的發展方向，在課堂上讓同學們暢所欲言，大家七嘴八舌地發表自己的見解，最后總結出以下結論：在當今數字化、信息化迅速發展的時代，人機工程學也會向著數字化、信息化、智能化的方向發展，在人類面臨著生態環境遭到嚴重破壞的情況下，人機工程學必然會向著綠色設計、可持續發展的方向發展，在產品設計中，應用人機工程學的理論，可以實現虛擬人機工程。人機工程學為“以人為本”的設計提供了理論依據。
總之，自我教育法能夠有效地調動學生的積極性，激發學生的學習興趣，并能培養學生的自學能力，引導學生發現問題、分析問題和解決問題，能夠將理論知識的學習與產品設計的實踐有機地結合起來，鍛煉了學生的動手能力，從而提高了學生的綜合素質，數年的教學實踐證明：這種教學方法不僅使學生能夠牢固地掌握該學科的理論知識，而且能在產品藝術設計中靈活地運用。
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1.家具造型設計的相關人體工程學要素解讀
“點”、“線”、“面”等幾何體是家具造型的主要構成元素，“點”、“線”、“面”通過一定的組合方式構成了家具的基本外在造型。在家具造型的“點”、“線”、“面”設計中融入人體工程學相關要素，無疑是家具造型設計的一種嘗試和突破。
（1）關于家具造型設計中“點”的人體工程學解讀
人類借助各類家具，如桌子、椅子、床、板凳等來進行日常生活、工作和學習，在人類的這些日常活動中，家具起到了一定的人體支撐作用，而支撐人體重力的關鍵處正是一些很微小的“作用點”。從這個層面上來說，在家具造型設計中，應該結合人體工程學中的人體測量學和生物力學原理來找準家具制造的關鍵“作用點”，才能夠讓家具既能發揮支撐作用，支撐起整個家具的外部造型框架，又能具備更為舒適的體驗效果。例如以帶有靠背的椅子為例，調整靠背支撐關鍵點與椅子座面間的距離可以調節椅子的外觀和舒適度。當圖1中座面與靠背角度小于100度的時候，靠背支撐關鍵點與座面距離會變小，人體后背與靠背的接觸點就會靠下，人體背部與椅背的接觸點越靠下，這種姿勢久坐會容易產生疲勞感，同時椅子在外觀上也顯得比較局促；當座面與靠背角度大于100度時，靠背支撐關鍵點與座面距離會變大，不僅能夠讓人體后背與靠背的接觸點靠上，不易產生勞累感，又能讓椅子在外觀上顯得美觀大方。
（2）關于家具造型設計中“線”的人體工程學解讀
在家具造型設計中，“線”是不可或缺的重要核心元素，沒有“線條”的勾勒就設計不出具體的家具形體，沒有家具形體也就無所謂家具造型。家具線條設計與人體工程學關系頗為緊密，如Panton椅造型的線條設計就是完全遵從了人體工程學要素，讓椅子與人體線條緊密吻合，既增加了椅子的柔和曲線美感，又讓椅子滿足了人體彎曲適度。另外，設計師還充分利用了“曲線”對于人類心理的積極作用，“曲率較大的曲線含蓄、溫和、成熟，視覺上具有一種飽滿感；曲率較小的曲線則富有生命力，比較活潑。”這種依照人體曲線設計的Panton椅，因在椅子線條設計上融入了人體工程學原理，充分尊重了人體生理特性，不僅給人以視覺上美的享受，還使人坐上去感到舒適無比。
（3）關于家具造型設計中“面”的人體工程學解讀
在幾何中“點”、“線”、“面”可謂不可分割的“三劍客”。有了“點”和“線”，“面”就不得不談了。“面”在家具造型設計中也占據了重要位置，并且應用相當廣泛，如椅子的座面、桌子的桌面、床的床面等。這些“面”與人體的接觸是最為直接和廣泛的，因此在家具設計過程中，必須充分考慮人體工程學要素，最大限度地提升人體與家具“面”接觸時的舒適度。例如床面的設計，可以利用整塊床板鋪設床面比利用板條效果更佳，可以降低不適感。另外，床也分為軟床、硬床，應該根據人體對不同床的需求來精心設計。丹麥設計師MogensLassen設計了一款能夠滿足人體工程學要求的凳子，在凳面上進行了不同于以往的平面構造嘗試，通過與人類屁股形狀相吻合的“面”的設計很好地解決了凳子的壓力分布問題。“坐面壓力分布較大的地方設計得稍微深一些，較小的地方設計得稍微淺一些，可以有效地將人體坐壓均勻地平攤在座面上，從而減輕了人體的疲勞，保證了舒適度。”此外，這款凳子在外觀造型上，因為這個獨特的座面，而顯得相當個性和新潮，能夠給人留下深刻的感官印象。
2.結語
關鍵詞：公共座椅；人機工程學；設計；應用
公共座椅存在于公共空間，為市民、游客提供休息、娛樂、流播信息、交流信息的場所，有規范其舉動等作用，同時有助于提高空間效率、美化空間情況，造就人的審美意識。公共座椅的基本特征是適應大多數人群的需求，做到美觀、結實、耐用，能抵抗人在無工具狀況下有意無意的損壞，同時要求維護簡單和便于清理。
在物質文化和精神文明高速發展的今天，人們需求的多樣化和社會情況的變革加快了公共設施設計理念的轉變。傳統意義上的公共區座椅已經逐漸不能滿足于人們審美的需求，時尚、本性、品質的生存成為當下的尋求。公共座椅不但體現了藝術，并且傳播了精神力量，最終轉換成一種經濟力量。
1 人機工程學應用于辦公座椅設計中的必要性
1.1 人機工程學的命名和定義
人機工程學，英文名稱ERGONOMICS，在1857年由波蘭教授雅斯特萊鮑夫斯基提出，它是來源于希臘文ERGO（工作、動作）和NOMOS（規律、習慣），本意是關于工作規律和勞動習慣的科學。這是一門研究人與機以及工作環境之間交互作用的科學，在其發展過程中融合吸收了解剖學、心理學、生理學、人體測量學等多種理論及研究方法，成為一門研究和應用都極為廣泛的綜合性邊緣科學。因此，和其他現代各門新興綜合性邊緣學科一樣，人機工程學具有命名多樣化、定義不統一、學科界限模糊、內容綜合性強以及應用范圍廣泛的諸多特點。人機工程學的定義在其發展進步中也不斷地發生著變化。美國著名人機工程學家查里斯?C?伍德（Charles C?Wood）曾對人機工程學下定義為：設備設計必須適合人的各方面因素，以便在操作上付出最小的代價而求得最高效率。W?B?伍德森（W?B?Woodson）則認為：人機工程學研究的是人與機器相互關系的合理方案，亦即對人的知覺顯示、操作控制、人機系統的設計及其布置和作業系統的組合等進行有效的研究，其目的在于獲得最高的效率及作業時感到安全和舒適。然而，另一位美國人機工程學及應用心理學家A?查帕尼斯（A?Chapanis）說：“人機工程學是在機械設計中，考慮如何使人獲得簡便而又準確的操作的一門科學”。國際人類工效學學會（International Ergonomics Association，簡稱IEA）曾在1957年為本學科所下的定義為：人機工程學是闡述現有情況下人類的解剖學、生理學和心理學等方面的各種特點、功能，以進行最適合人類的機械裝置的設計制造，工作場所布置的合理化，工作條件最佳化的實踐科學。后經修改定為：研究各種工作環境中人的因素，研究人和機器及環境的相互作用，研究在工作中、家庭生活中和度假時怎樣統一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的科學。目前，國內所說的人機工程學一般重在通過生理學、心理學、生物力學以及其他學科的手段研究工作場所的環境設計與人、機器之間的關系，為生產和生活創造安全、舒適的環境，提高工作效率，以最低的體能消耗換取最大的勞動效果。
1.2 現代人機工程學
20世紀60年代起，歐美發達國家經濟迅速發展，同時為科學技術進步提供了良好的環境。在人機工程學的發展中，控制論、信息論、系統論和人體科學等學科中新理論的提出給人機工程學帶來了機遇和挑戰。人機工程學的研究范圍和應用領域不斷擴大，涉及解剖學、生理學、心理學、工業衛生學、工業與工程設計、工作研究、建筑與照明工程、管理工程等方面。根據國際人類工效學學會（IEA）的資料，現代人機工程學發展有三個特點：
（1）現代人機工程學著眼于機械裝備的設計，使機器的操作人類能力可以接受。
（2）密切與實際應用相結合，廣泛地通過嚴密計劃規定的實驗性進行研究，盡可能利用所掌握的基本原理進行機械設計。
（3）力求使實驗心理學、功能解剖學、生理學等學科的專家與數學、工程學、物理學方面的研究人員進行商討，共同合作。
2 如何從人機工程學角度進行公共座椅的設計
2.1 以人為本，注重功能
公共座椅的設計當然是滿足人的需求，在坐姿上做到舒適，在空間中起到節省空間、美化空間的作用。人機工程學是一門“以人為本”的學科，著重研究人的生理及心理。隨著生活質量的提高，更多的設計師在設計的過程中考慮并體現在人機工程學原理做到以人為本的設計理念。在眾多的公共區普遍存在著座椅占地面積大、適用度小、不美觀等問題。由于現在的公共座椅占地面積大，公共空間有限，導致公共座椅缺乏，當人們想暫時休息時無處休息。所以，在設計中，應該考慮到座椅的占地面積問題，可以根據人機工程原理考慮設計可折疊、可旋轉式座椅，這種座椅既可以當椅子，又可以當桌子，這樣合并桌子和椅子的占地空間，做到“桌”“椅”兩用，可以利用空余的空間，多處放置座椅，給人們提供更多的休息空間。
2.2 材料的運用
在生活中常見的公共座椅有木材、鐵材、石材等材質的。以大連市高新園區萬達廣場為調查地點，此廣場在室內，可以選用木材作為公共座椅的原材料。雖然木材有吸濕、易變形、易燃、易生蟲等缺點，但是室內的座椅可以避免這些缺點。木材不易生銹，不易腐蝕，給人冬暖夏涼的舒適感。
2.3 高效的整體空間，體現環保、可持續發展理念
在眾多的公共空間的座椅中更加注重美觀度、適用度和舒適度。此款座椅設計美觀，便于使用，縮小占地面積。環保、可持續發展，是我們永恒的話題，如今資源、能源面臨缺乏，環境問題日益突出，更加要注重環保。此座椅屬于良性產品，在材料選擇上做到可回收利用，節能環保，另外在生產過程中，盡力避免污染、浪費，做到資源的合理分配、利用。
2.4 設計者的整合
人機工程學涉及范圍很廣，包括勞動心理學、生理學、人體測量學等，這也為公共區座椅的設計帶來了一定的難度，同時也對設計者提出了更高的要求，此時的設計者要做到信息整合。首先，設計者要具有獨特的市場眼光，清楚定位的目標銷售人群的工作狀態以及需求，認準定位；其次，分析目標人群的需求，有針對性地提出方案；再次，和專業研究人員進行研究探討，得出具體解決辦法；最后，匯總信息整合，提出最終的解決方案，完成設計。
3 結論
目前，與世界先進水平相比，我國公共座椅設計行業還存在許多不足，主要體現在以下幾個方面：第一，創新能力差，缺少資深設計師原創設計；第二，缺乏基礎研究，理論指導；第三，對座椅的功能研究關注不夠。對于今后國內公共區座椅設計發展方向，筆者給出了如下建議：第一，加強與科研單位的合作，為產品設計尋找理論支持；第二，注重座椅功能的研究和設計，做到先進行市場調查，運用環保材質，做到既美觀又實用；第三，培養出色的設計師，開發原創設計，借鑒國外優秀的作品；第四，關注新材料的應用。
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關鍵詞:人機工程學;警棍;設計
一、概述
現代越來越多地提到人機工程的產品,只要是人類所使用的物品,包括武器裝備,都應該在人機工程上加以考慮,產品的造型與人機工程無疑是結合在一起的。優化產品設計,用以建立人與物之間和諧關系的方式,最大限度地挖掘人的潛能,綜合平衡地使用人的機能,從而提高作用效率。
警棍的設計應在認真研究人、警棍,環境三個要素本身特性的基礎上,充分考慮三個要素相互間的關系,優化警棍總體的性能。人機工程學上警棍的結構設計標準為:
(一)警棍與人手的尺寸形狀、生理特點是否配合;
(二)警棍在使用時是否順手和便于發力;
(三)警棍是否便于清潔、保養及修理。
二、警棍的外形結構設計分析
(一)警棍握把的設計分析
手握式操作工具,握把當然是最重要的部分。對于警棍,其操作方式是掌面與手指周向抓握,所以其設計因素應包括握把直徑,長度,形狀等。
1、直徑:警棍的握把設計應避免掌部組織受壓力,如果握把直徑太大,長時間的緊握會在掌部和手指處造成很大的壓力,引起局部性的缺血,導致手的麻術;直徑太小則會減小握力,降低靈活性與操作速度,并使指端彎曲增加,長時間操作會導致指端疲勞。握把的直徑大小取決于工具的用途與手的尺寸,著力抓握比較適合的直徑是30~40毫米,所以警棍握把直徑也應設計為30~40毫米。
2、長度:警棍的握把應避免過長或過短,過長不僅浪費材料增加重量,而且還使得在操作時的靈活性變低,影響使用的效能;過短使得手掌不能完全用上力,影響作戰時的發揮。而且在用力操作時警棍容易脫手。握把長度主要取決于手掌寬度,掌寬一般在70~98毫米之間,因此合適的握把長度為100~125毫米。
3、形狀:對于警棍著力式抓握,握把與手掌的接觸面積越大,則壓力愈小,因此選用圓形截面握把較好,使壓力能分布于較大的手掌面積上,減小應力,或者使壓力作用于不太敏感的部位,如拇指與食指之間的虎口部。為了防止使用時出現滑脫,可以在握把上面設計防滑紋。
(二)警棍棍體的設計分析
警棍的材料不但要有好的強度和韌性,而且要求質地輕、耐腐蝕。目前國內警棍的材料大多采用橡膠,很難適應新形勢下防暴制暴的復雜多變性。警棍的材料最好選用強度的較高的聚碳酸酯材料和醋酸纖維素材料,因為這類材料手感凝重,質地精良,耐敲打,在高溫下不彎曲,膨脹率低,吸收能盛的性能較好,打擊后棍上不留凹痕。
長度不宜過長或過短。長警棍可以增強威懾力,擴大作戰的范圍,但太長攜帶不方便,警棍過短則很難發揮出警棍的威力,鑒于此并結合人體前臂的尺寸,警棍的合適長度在400~700毫米之間。如目前武警部隊裝備的98-1型橡膠警棍的全長為490毫米,符合作戰的需求。
警棍總重量不宣太重也不宜太輕,雖然警棍重量大可以增加打擊力度,但操作起來比較費力,不適合長時間操作,警棍太輕發揮不出打擊的力量,握在手里沒有手感,不適合作戰。例如98-1型橡膠警棍的全重為0.8千克,重量適中,符合人機工程學的要求。
三、警棍功能實現方面的人機工程學設計分析
(一)防搶功能設計分析
在警棍前部的外側面或外圓柱面上設有隱藏的刀刃,如果暴徒膽敢抓住警棍的前部外側實施搶奪,使用者只需用力抽回警棍,設置的了刀刃就會割傷暴徒的手掌。
(二)威懾功能分析
警棍作為一種警用器材,必須要有強悍的外觀,能使對方產生一種恐懼。所以在棍體形狀設計必須滿足人機心理學方面的特性,使用時能給暴徒在心理上施加一定的震撼。例如,將警棍棍體設計成帶有尖刺的狼牙二棒狀,這能在外觀上帶給敵人一定的恐懼感。
(三)便攜式設計分析
警棍的攜帶設計,可以在手柄的尾部帶有一個金屬環,通過金屬環將警棍棍體與一個卡鉤相連接。在不用警棍時可利用卡鉤把警棍別掛在腰上。佩戴警棍時,將警棍的卡鉤掛在腰上,置于身體的左側,棍身下垂貼于褲縫。這樣長時間佩戴不會對腰部及腿部產生不良影響,當遇到緊急情況時,也可以迅速持棍,進入戰斗狀態。
四、警棍的發展趨勢
(一)趨于多功能化
目前裝備的警棍只具有打擊的功能,性能比較單一,為了更有效的打擊犯罪勢力,維護社會秩序,警棍的發展應趨于多功能化,集警報、電擊、噴霧、照明手一體。例如在警棍前端增加一個強光手電,既可用作照明又可使用強光刺激敵人的眼睛,使其目眩;或者在棍體內攜帶刺激劑,必要時將其噴出以制服暴徒。
(二)新穎的外觀設計
如將警棍做成可伸縮式或拐形狀,可達到出其不意、一招致敵的效果。警棍作為一種警用裝備器材,外觀必須具有強大的威懾力,使人產生畏懼感,首先在氣勢上壓倒敵人。
關鍵詞：人機工程學；安全工程學；關系研究；學科發展
引言：
在現在的科學進程中，對于科學學科的分工是更加具體的，這些學科從整體上來說都是有共性的，它們的存在都可以促進人類進程的發展。但是具體上來講又是不同的學科與學科之間又是不一樣的，學科專業研究的領域是不一樣的，但是學科之間總是存在著一定的關系，往往是可以相輔相成，互相促進的。安全工程學是狹義的人機工程學，二者是有一定關系的，今天探索一下這兩門學科的關系和發展方向。
一.人機工程學與安全工程學的關系
（一）人機工程學科是從安全工程學科演變出來的。安全工程學這門學科是有一定歷史的，中國的很多科學家為了安全工程學的研究付出了非常多的時間和精力。在安全工程學中包含著相當廣泛的內容，包括自然科學，哲學與社會科學等等，知識是比較雜的。由于現在社會的具體需要，學科內容進行細化，就演化出了一門新的學科：人機工程學。人機工程學的研究內容是和人體機能有關的學科，研究人的能動性，讓后在機器的研發中結合人體工程學的研發成果。人機工程學知識的屬于安全工程學中的一部分研究內容，后來由于社會需要的推動將人機工程學科單獨劃分出來進行專門的研究分析。
（二）人機工程學科和安全工程學科的研究內容是有很大的重合性。人機工程學科主要研究方面就是“人性”的研究，研究人體的各項機能并且研究相關的應用，在安全工程學科中主要研究內容就是自然科學和社會科學的研究。研究內容的重合性主要體現在研究領域，人機工程學的研究領域是可以包含到安全工程學科之中的，研究方面的重合性可以使二者的聯系更為緊密。
（三）人機工程學科和安全工程學科發展是緊密結合的。在科學研究的過程中，如果其中一門學科的發展進程得到提高，另一學科的研究也可以得到發展。例如，在人機工程學的研究過程中取得了一定的進展，研究成果一樣可以應用到安全學科工程中。；如果安全工程學科的研究取得了進展，即使不是人機工程學科方面的，對其的發展也是可以起到一定的推動作用。
二.人機工程學科和安全工程學科發展的方向分析
在現在社會的發展趨勢下，隨著國家對科技的重視，頒布了一系列的優惠政策，科技的發展得到更多的保障。國家也隨之增加了對科學工程研究資金的投入，工程科學的發展速度也在不斷的加快。人機工程學科在現在的社會中受到更多廣泛的關注，例如現在比較常見的一些人工智能就是人機工程學科的研究成果，以及一些機器的智能化，儀器的可視化等，在平常的生活中是非常常見的，與人們的生活息息相關。關于安全工程學科的發展中，產生影響的范圍是非常廣的，發展的方向主要是工程技術的提升，質量的提高，相對于人機工程學科來說，是更加籠統的。
三.促進人機工程學科和安全工程學科發展的途徑
（1）擴大發展，開發更大的市場，在市場中尋找更多的動力。在一個科技研究的過程中，人們需要就是發展的最大動力。在市場中進行相關產品的概念推廣，讓生產者和消費者共同認識到人機工程科學和安全工程科學的潛力和前景。例如可以在市場中宣傳人機工程的相關科研成果，調動起消費者的好奇心和需求感。人機工程學科的研究本身就是在人們的生活中應用比較多一些，科研成果和人們實際生活是更加貼近的，對于安全工程科學來說，科研成果是比較廣泛的，前景相對于其他類的學科是更加光明的，人們在平時的生活與這門學科是更加接近的，對于安全工程學科投入的關注也是更多的。
（2）利用國家相關的優惠政策，爭取更多的發展條件，可以向相關的政府尋求幫助。在科學研究的過程中，是會遇到很多的困難，可能會出現經費的困難，場地緊張的問題，專業人才的缺乏等等。這種困難對于科研人員來說是不能憑借自己的力量去解決的，研究的進程就會受到極大的阻礙。相關方面要對科研進行一些扶持。在國家層面上來說，頒布一系列優惠政策，扶持科學研究的進行，為科學研究的發展提供一定的保障。國家是非常重視科學研究的發展，愿意為其提供便利，但是國家需要考慮的事情是非常多的，遠水解不了近渴，科研人員可以向地方政府尋求相關的幫助。地方政府可以提供的幫助是比較多的，可以為科技研發提供相關的有效場地。在地方上，是有很多的空閑土地，造成了土地資源的浪費。地方政府可以利用合法的手段批下土地進行科研使用。
（3）在科研資金分配中加大技術研究所占的比重。科研資金的分配是科研工作進行的前提，科研資金需要滿足科研工作各方面的要求，比如場地的安排，科技人員的薪酬，整個團隊的食宿問題等，這些方面的資金都是要從科研基金中撥出來的，資金的合理分配對科研工作的順利進行起著非常大的作用。如果資金能夠得到合理的利用，團隊的科研工作是可以順利進行下來的，如果科研資金不能進行合理的分配，科研工作是很難能夠進行下去的，更別提科研成果的面世了。在科研資金的分配中遵循合理的原則，保證科技投入的充足，科研成果能夠順利面世。
四.結語
從這篇文章中，可以看出人機工程學和安全工程學對于人們的生活是有非常大的影響，。科技在以前可以改變人類生活的方式，在現在仍舊可以對人的生活產生巨大的影響。現在國家非常重視科技的發展，在各個方面都為科技的發展制定了優惠政策，為科技的發展清楚道路上的阻礙。在社會層次上也應該增加對科技的重視，可以在社會中進行一些科技宣傳，讓群眾們了解科技對于人類的重要性，在一定角度上來講，兩個國家的競爭就是兩個國家科技實力的競爭。要不斷的提高科技的發展水平，在人機工程學和安全工程學的發展過程中，要爭取多方面的助力，多方面一起，通力合作，為學科的發展掃清障礙，促進學科研究的早日成功。學科研究成果的一經面世，引進到人們的日常生活中，會對人們的生活產生非常的影響們提供更多的便利，，這就是科學發展的意義和價值所在。
參考文獻
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【關鍵詞】人機工程學；兒童；電話手表設計
隨著兒童產品的高速發展，傳統的兒童電話手表產品也從改良型向原創型飛速轉變。在越來越強調人性設計的背景下，兒童電話手表產品設計能否為用戶使用愉悅感，如何在兒童電話手表產品設計領域體現以人為本的宗旨，逐漸成為設計師追求的重點。人機工程學被列為兒童產品設計制造環節關鍵技術，也能提升產品價值。
一、人機工程學概述
國際人機工程學會對人機工程學形成的定義：對人體結構特征和機能特征進行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心，人體各部分在活動時的相互關系和可及范圍等人體結構特征參數；提供人體各部分的出力范圍、動作時的習慣等人體機能特征參數，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性；分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種勞動負荷的適應能力；探討人在工作中影響心理狀態以及心理因素對工作效率的影響。人機工程學以其專業的理論和數據，來優化整個生態平衡的穩定；而人機工程學學者則是研究設計以及分析，對人-機-環境，使之符合人的最佳需求。從整個人機工程學的進化角度來看，產品經歷了“人匹配產品”到“產品匹配人”，即產品能夠滿足用戶的生理、心理、比例尺寸結構基礎上，使產品符合人的尺寸比例。
二、兒童電話手表市場現狀
根據國家人口統計局2019 年的數據統計，我國0-14 歲（兒童）人口占比約2.4 億人，約為北京市人口的10 倍，接近美國總人口的三分之二。中國兒童總數占總人口約17%，每年約有2000 萬名新生兒童誕生。隨著國家二胎政策的開放，這個數據仍然保持向上的發展趨勢。現階段的兒童產品市場具有低質化、多樣化的特點。2020 年，全球智能手機不斷普及。2019 年第三季度，全球可穿戴手表出貨率達到1400 萬臺，同期增長率42%，其中蘋果手表產品市場占有率47.9%。2020 年第二季度，可穿戴保持著強勁的勢頭，同期增長14.4%，市場總設備8260 萬臺。預測2020-2021 年智能手表的支出在27388 百萬美元，而兒童手表占有率則增長到40%，這是一個驚人的市場份額。2018 年我國兒童智能手表市場規模達到1003 億元，2019 年市場規模為1042 億元，到了2020 年達到1100 億元。現階段兒童智能手表產品約占同類手表產品總數的36%。通過各個互聯網購物平臺對在售的兒童智能手表作出不完全統計：市場上在售的智能兒童手表約140 個品牌，1065 個產品；其中兒童智能手表占比約為36%。
三、基于人機工程學的兒童電話手表設計思路
（一）外觀設計
兒童通話手表產品，所適應的用戶年齡階段5 歲至14 歲。這個年齡階段的用戶作，其自身無法判斷身邊環境產品的安全性。因此，需要成人進行遠程監護，建立一種通訊紐帶，為兒童提供安全的環境。而且這個階段的兒童，身體正處在快速增長期，兒童小臂以及手掌尺寸也處于變化幅度最大的階段，人體尺寸分為靜態尺寸以及動態尺寸。目前關于兒童手掌以及小臂的研究目前非常的稀少，這里我們選擇3 周歲至14 周歲兒童身高尺寸入手。據2007 年全國首屆未成年人體尺寸測量統計，關于兒童身高、體重等參數調查數據顯示，低齡兒童的尺寸變化最明顯。筆者選取部分3 至6 周歲男童、女童的身高、體重參數進行調查，在該階段男童的體重和身高數據都超過女童，城市和鄉村兒童的身高差距不斷縮小；城市兒童身高體重的增長速度達到世界衛生組織所規定適齡兒童生長發育標準要求。由于學前兒童的行為智能發育仍不成熟，兒童對身邊一切事物擁有好奇心以及模仿能力，對表帶會出現咬、舔的行為，就此現象對產品表帶的材質要進行優選。
（二）功能設計
產品具備通訊以及定位功能，對兒童的身體數據進行實時檢測，并且可以回饋給家長以及手表界面，同時還需要設備具備長距離的通訊功能，以實現家長與子女第一時間得到關聯。幼齡兒童由于大腦身體仍處于發育期，自身保護能力弱，不能自我處理較為復雜對問題，通訊功能便顯的尤為關鍵。在設備成型塑料外殼處用激光鐳射技術電鍍LDS天線工藝，由于手表體積有限，因此天線的走布可以設置在屏幕側邊，主天線使用PIFA形式技術，旁邊可設置IFA藍牙模塊，提高產品定位功能以及其他輔助功能。兒童的主觀能力弱，自我辨別意識不成熟，低齡兒童丟失事件屢屢發生。因此對產品的定位功能要求更加的嚴格。而傳統的藍牙定位的分析模式只能顯示大概的方位，而低齡兒童的定位要求精準度高，僅使用傳統藍牙會導致定位功能的失真。從1994 年起，民用信號GPS全國進入正常使用，民用信號采用L1 （頻率1575.42MHz）單頻C/A碼，附加可選擇（SA）人為干擾，精準度進入100m，授時精度為340ns。2000 年技術撤銷SA人為干擾，使民用定位的精準度提高20m，授時精度提高到40ns，往后一代民用信號在LQ載波上發射的單頻C/A碼。L1 波段范圍1575.42MHZ±1.023MHZ。第二代民用信號不僅包括第一代民用信號，在L2 載波上還加入L2C信號。第三代民用信號在第二代基礎上，增加了L5 載波。第四代民用信號則在第三代民用信號的基礎上，將L1 載波進行改進，用L1C替代了L1 信號。而產品中使用雙頻GPS安全定位，使用的L1+L5 雙頻GPS協同定位系統提高定位精度至3-5 米，這項技術可以通過實時定位共享，讓家長實時掌握兒童的位置動態，確保用戶的安全性。兒童手表的處理器使用高通曉龍WEAR2500 ，1GB運行內存，可以編程系統。
四、結語
當前市場上，多數兒童智能手表產品設計生產企業將關注的焦點聚集于產品本身的功能實現上面，或是追求產品的造型美感產品造型的吸引力；企業產品更新迭代，仍實行從“機器”的角度設計，割裂了“用戶-機器-環境”當中的各個構成要素的聯系，忽略了消費者兒童本身的需求，忽略了設計以人為中心的地位。新形勢下，兒童智能電話手表的設計應以技術功能為優先，再以用戶使用方式使用感受為中心，以功能情感為突破口進行優化設計，不僅要注重產品的功能使用體驗，而且更加注重兒童在產品使用中的實際感受；讓兒童有舒適的情感化體驗以及產品功能的先進性體驗。人機工程學為我們對兒童智能產品的設計、研究方向提供了寶貴的經驗。
[參考文獻]
[1]王婕妤，裴學勝.產品設計中的人機工程學與用戶滿意度[J].工業設計，2020(01):100-101.
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【關鍵詞】生物醫學材料；研究現狀；生物活性；發展趨勢
科學技術的發展，各種新型生物醫學材料被研制出來，并在醫學領域中得應用。到2000年為止，在全世界高達1600億美元的醫療市場中，醫用生物材料所占比率已經達到了一半，且以20%的增長速度遞增。二十世紀80年代是新型生物醫學材料輩出的時代，進入到二十世紀90年代，以珊瑚為原材料的骨移植材料、人工皮膚、豬心臟瓣膜在醫學領域中得以應用。二十世紀，美國采用新型聚氨酯材料研制出人造血管。中國在生物醫學材料的研制方面起步較晚，但是應醫學領域需要而對各種生物醫學材料有所應用。隨著國家對生物醫學材料研究的重視，國家開始啟動醫學生物材料項目，并將生物醫學材料納入到優先發展的產業當中[3]。在中國的“十二五”規劃中，還特別指出要將重點發展新型口腔植、人工關節、新型人工血管、人工心瓣膜以及各種人工修復材料等等生物醫學材料。
一、生物醫學材料研究現狀
（一）金屬生物材料
在醫學領域中，醫學金屬材料是較早采用的，且應用材料非常廣泛，包括不銹鋼材料、鈦合金材料等等。其中，不銹鋼材料具有較強的耐腐蝕性，因此應用效果非常好。由于人體內為較為復雜的電解環境，隨著316L不銹鋼的應用，解決了這一問題，但是，卻不具備生物相容性。鈦合金具有良好的耐腐蝕性和生物相容性，具有一定的生物材料強度。鈦合金的抗拉強度介于500兆帕至1100兆帕之間，使鈦合金的彈性與人體的骨骼彈性更為接近，以使材料植入到人體后，與人的骨骼更為匹配。
（二）高分子生物材料
醫用高分子材料的出現，使得醫用材料可以用于對損傷的人體器官以修復，以增強器官的恢復功能。目前所使用的醫用高分子材料分為可生物降解和非降解的高分子材料。可生物降解的高分子材料植入人體后，可以降解被為對人體無毒無害的CO2、H2O等對人體不會產生刺激性的物質。可生物降解的高分子材料可以是膠原蛋白或者纖維蛋白等等天然材料，也可以是聚乳酸等人工合成高分子材料。非降解的高分子材料屬于是惰性的高分子材料。聚乳酸在醫學生用于外科縫合線和藥物釋放的載體。由于其具有可降解性能，當傷口愈合后，就會被人體組織吸收。聚乳酸可以在降解的過程中，將藥物釋放到人體中，使藥物發揮作用。
（三）禿仙物材料
復合生物材料用于醫學領域中已經獲得了長足發展，但是，由于材料植入人體后，會對人體的生理環境產生抵抗力，因此會存在一些問題有待進一步研究。目前醫學領域中所采用的復合生物材料包括有三類，即生物陶瓷復合材料、金屬基醫用復合材料和高分子復合材料。生物陶瓷復合材料植入到生理環境中后，并不會產生毒性反應，且具有良好的生物活性和生理環境相容性。金屬基醫用復合材料在醫學領域中應用，金屬具有單一的生物活性，可以采用生物涂層技術，以提高金屬表面的耐磨性和生物相融合。高分子復合材料是一種接近人體自然骨骼的高分子復合材料。人體骨骼本身就是一種層狀的復合材料，采用這種復合材料替代，雖然可以起到治療作用，但是其韌性明顯要低于人體自然骨骼。
（四）無機非金屬生物材料
無機非金屬生物材料具有良好的化學穩定性和生物相容性，主要包括生物活性陶瓷和惰性的無機材料。生物活性陶瓷材料主要用于關節、牙齒等等的硬組織修復。但是，該種材料不會與人體的活體組織結合，從而影響治療效果。惰性的無機材料以醫用碳素材料為主。該種材料具有較高的耐磨性，韌性和強度都非常高，特別是具有良好的抗疲勞性，可以與人體自然骨骼相匹配。骨骼損傷者選擇這種材料可以獲得良好的治療效果[2]。此外，醫用碳素材料在人體的生理環境中并不會產生毒副作用，良好的化學穩定性和人體親和性，且具有抗血栓性和抗溶血性。如果對患者執行人工心臟瓣膜手術，醫用碳素材料是優先選擇的材料。
二、生物醫學材料研究的發展趨勢
生物醫用材料的發展進程中，從簡單的結構模仿發展為組織誘導再生，使生物醫用材料的單一性能逐漸向綜合性能發展。簡單的結構與外觀的仿制，向智能化仿生發展，使材料的應用已經與現代的醫療技術融合，并共同發展。根據目前醫學領域的發展程度，生物醫用材料的研究空間還很大，并會涉及到多種學科，包括材料學、工程學、控制論以及生物技術等等，這些學科都會對生物醫學的發展產生推動作用。特別是各種新技術、新方法的應用，將生物技術引入到智能化發展的思路，使生物材料不再局限于實驗室研究，而會在臨床上得以廣泛應用，以為醫療做出貢獻。
結論
綜上所述，生物醫學材料屬于是交叉學科，為材料學和醫學等等多種學科相互結合而形成。作為一門應用于醫學領域的新興學科，所研制的是用于醫學組織工程領域的各種新型的人工材料。根據技術含量的不同，生物醫學材料可以被劃分為金屬生物、高分析生物、復合生物和無機非金屬生物材料。隨著生物醫學材料研究的發展，使得生物醫用材料智能化發展。
參考文獻：
生物醫學工程(biomedicalengineering,BME)是20世紀50年代形成的一門獨立的邊緣科學，現代醫療器械則是這一新興學科的產品形式。它是工程技術向醫學科學滲透的必然結果。20世紀50年代以來，心腦血管疾病、癌癥、糖尿病等現代文明流行病開始威脅人類健康。因此，醫學科學的進一步完善和發展不是以定性觀察、現象歸納為方法學特征的醫學本身所能解決的，它必須和以定量觀測、系統分析為方法學特征的工程科學相結合，并綜合運用各種已有的和正在發展的高新技術，才有可能逐步解決這些問題。生物醫學工程學科應運而生。當前生物醫學工程已成為生命科學的重要支柱，是21世紀最具有潛在發展優勢的領先科技之一[1]。
1、什么是生物醫學工程？
1.1含義
生物醫學工程是一個新興的多學科交叉領域，其內涵是：工程科學的原理和方法與生命科學的原理和方法相結合以認識生命運動的“定量”規律，并用以維持、改善、促進人的健康。“生物醫學工程”這個詞匯蘊含了三個專業領域的相互影響：生物學、醫學和工程學。生物醫學工程是綜合生命科學和工程技術的理論、方法、手段,研究人類及其他生命現象結構功能的理、工、醫相結合的新興交叉學科，是多種工程技術學科向生命科學滲透和相互交叉的結果,并已成為生命科學的重要支柱。生物醫學工程是應用基礎科學，主要服務于人類疾病的診斷、預防、監護、治療及保健、康復等方面；生物醫學工程的主要研究任務是利用工程技術手段解決醫學診斷、治療和信息化管理等問題，為醫學提供高技術含量的現代醫療裝備。
1.2內容與領域
生物醫學工程的研究內容可分為基礎研究和應用研究兩個方面。基礎研究，包括生物力學、生物控制、生物效應、生物系統的質量和能量傳遞、生物醫學信息的提取與處理、生物材料學、生物系統的建模與仿真、各種物理因子的生物效應等;應用研究，直接為醫學服務，包括生物醫學信號檢測與傳感技術,生物醫學信息處理技術,醫學成像與圖像處理技術,人工器官、醫用制品和儀器,康復與治療工程技術等。后者是醫學工程研究領域中最主要的內容之一，它的成果直接推動醫療衛生事業的發展，效果最明顯、最迅速,所以特別受醫學工程人員和醫生的重視。
2課程安排
根據我國《生物產業發展“十一五”規劃》，生物醫學工程高技術專項將按照當代生物醫學工程技術和產業發展的方向，重點發展醫療影像設備、醫療監護系統及設備、腫瘤物理治療設備等11大類產品,強化新型醫用植入器械和人工器官、數字化與智能化醫療裝備、可生物降解醫用高分子及藥物控釋載體、醫療監護和遠程診療系統等領域的創新能力。針對這一方向，我們將設定14次課，分別介紹各項技術產品或領域的現狀和發展，讓學生對生物醫學工程學科有個整體的了解和認識。課程設置如下[2]：
1.生物醫學工程概況：介紹生物醫學工程學科概況、發展歷程、學科內容、工程分支，以及國內外高校建設發展生物醫學工程學科的情況。
2.組織工程學：應用細胞生物學和工程學的原理,吸收現代細胞生物學、分子生物學、材料與工程學等學科的科研精華,在體內或體外構建組織和器官,以維持、修復、再生或改善損傷組織和器官功能,是繼細胞生物學和分子生物學之后,生命科學發展史上又一新的里程碑,標志著醫學將走出器官移植的范疇,步入制造組織和器官的新時代。目前組織工程已經成為再生醫學研究和發展的核心與主要方向。
3.生物材料學：研究與生物體（特別是人體）組織、血液、體液相接觸或作用時，不凝血、不溶血、不引起細胞突變、畸變和癌變，不引起免疫排異和過敏反應,無毒、無不良反應的特殊功能材料。許多重點院校和科研單位都成立了相應的研究機構，從事生物材料及制品的開發研究，在天然高分子和合成高分子、無機和金屬生物材料研究方面均取得了舉世公認的成果。
4.人工器官：主要研究人體組織與器官的再生、修復與替代。人工器官在臨床上的應用，挽救了不少垂危的生命，為臨床醫學的發展開拓了新途徑。目前人工器官的研究和應用已基本遍及人體全身。
5.生物傳感器技術:使用固定化的生物分子結合換能器,用來偵測生物體內或體外的環境化學物質或與之起特異互作用后產生響應的技術。目前,生物傳感器正朝著以下幾個方面發展:①向高性能、微型化、一體化方向發展；②生化檢測的智能化系統；③仿生生物學的發展。
6.生物系統的建模與仿真：對生物體在細胞、器官和整體等各層面的參數及其相互關系建立數學模型，并用計算機求解該模型以分析和預測各種條件下生物系統運行的機制和狀態。研究領域涵蓋生物力學、復雜生物醫學系統的建模與仿真等領域，主要采用計算力學、圖形圖像分析和數學建模等方法，對生物醫學中的科學問題進行計算機建模和分析。
7.生物醫學信號檢測與處理技術：生物醫學信號的檢測與處理幾乎成為了生物醫學工程學科共同的研究方向。從生物體中獲取各種生物醫學信息，并將其轉換為易于檢測和處理的電信號。
8.醫學成像與圖像處理技術：研究如何將人體有關生理、病理的信息提取出來并顯示為直觀的圖像、圖形方式，或對已有的醫學圖像進行分析處理，為疾病的早期診斷和治療提供了可能性,也為臨床診斷引入了新的概念。
9.數字化X射線影像技術及設備：數字化X射線影像技術現已成為臨床診斷的最主要手段。涉及的關鍵技術包括:直接數字化平面X射線影像技術;數字化X射線三維影像技術;低劑量CT、容積CT等。
10.磁共振影像技術及設備：磁共振影像是檢測人體解剖、生理和心理信息的多因素、多層面和多對比度成像設備。
11.核醫學成像技術及設備：核醫學成像是對放射性核素標記化合物的體內生化過程成像的裝備,是目前能夠在臨床應用的最主要的分子成像手段。涉及的關鍵技術：單光子斷層成像(SPECT)技術和系統、正電子發射(PET)影像技術和系統、PET與CT融合技術等。
12.數字化超聲波成像技術及設備：超聲成像設備在四大影像設備中使用最為廣泛。目前重點發展技術包括：多波束成像技術、諧波成像技術、多角度復合成像技術、三維成像技術、電容式微機械超聲換能器、彩色超聲成像設備系統、數字黑白超聲影像設備等。#p#分頁標題#e#
13.醫學納米技術和納米材料：可運載腫瘤標志物分子的特異性抗體、腫瘤治療藥物以及造影劑等新的高效藥物(基因)載體；發展納米尺度的顯微探針成像技術；發展用于組織再生修復的納米生物材料；建立用于納米材料健康與安全評價的技術與方法，都是當前重點發展方向。
14.康復工程技術:重點發展假肢仿生智能控制技術、低成本假肢矯形、適應不同功能障礙者工作和學習的環境控制系統與遠程交流、認知功能康復、人工電子耳蝸漢語識別、電子助視、老年人室內安全監護等技術。
3教學模式的探索
針對課程本身的特點和學生認知的特點，設想從以下幾個方面探索課程的教學：
3.1多媒體教學
多媒體教學具有直觀、生動、易于理解的特點，并可節約教學時間，提高效率。由于每次課針對的是某項技術領域相關理論知識和行業動態的介紹，涉及的知識點多且泛，采用多媒體教學課件進行教學，形象直觀，趣味性強，可以使學生印象深刻，降低了抽象知識的理解難度和記憶難度，激發了學生的學習興趣。
3.2優化課程內容，加強實踐教學
在教學中注意把握課程的整體體系，強調課程知識點和適用性。教學重點清晰，適當補充行業最新動態作為課外知識。課堂授課的重點應放在概念的理解和相關模型的建立。同時，應創造條件充實參觀和實驗內容，讓復雜的理論實物化、形象化、簡單化。跟有教學合作基礎的醫院聯系，安排學生到相應科室參觀相關設備和操作系統，開展現場教學和盡可能多的實驗課，提高學生的學習興趣。如果條件允許，還可以讓學生參與到實際操作中。通過這種實踐教學，使學生覺得取得臨床上的應用成就并不是遙不可及，從而增強他們對理論知識學習的興趣。
