認知行為學在絲綢觸感評價方面的應用研究

岳 靜，張曉夏，王國和

(蘇州大學紡織與服裝工程學院，江蘇蘇州215006;現代絲綢國家工程實驗室，江蘇蘇州215123)

人類觸覺的感知、認知作用是多方面、多層次的，中間有心理過程和認知過程。傳統的主觀評價只是簡單地將被試集中測試，沒有時間地點限制，忽略了被試的情緒波動及第一感覺的判斷，導致認知過程無法采集?；贓-prime軟件的認知行為學方法可以通過時間設置控制被試接受刺激的時間，其毫秒級的分辨率將刺激時間縮短至1s以內，借此觀察被試在刺激呈現的瞬間反應，相比感性工學主觀評價的不限定刺激時間，可以減少由于時間過長造成的注意力分散、環境因素干擾等;同時，在被試做出認知判斷的同時，不僅能夠準確地記錄下判斷內容，還能夠記錄下被試的反應時間，從而推斷被試的認知過程。該方法綜合運用心理學、社會學、人類學、生理學等知識，研究人的心理和行為規律，已廣泛應用于音樂、市場經濟、醫學、語言等領域。

杜李等[1]運用行為學方法研究試驗性冷、熱痛的心理生理學特征。貢京京等[2]則以行為學方法為基礎比較被試對相同刺激在不同誘導條件下的認知差異，探討了倒置效應和結構變化在面孔識別中的意義。Wastiels等[3]、Wonjoung 等[4]將行為學應用于材料的質感和視覺感知的研究。這種研究方法已經得到世界范圍內相關研究者的認可和肯定，而目前其在中國紡織領域的應用還正處于摸索階段。

因此，本研究以絲綢面料為研究對象，將認知行為學的方法首次應用于織物觸感展開研究。通過人對面料的主觀觸感認知的差異性及其與客觀指標的相關性分析，討論該方法的可行性及有效性。

1 主觀觸感的認知評價

1.1 被 試

已有研究表明女性對織物觸覺的敏感度高于男性，本研究隨機選擇25名中國籍女性在校研究生作為被試(年齡22～25歲)，所有被試均身體健康、視力正常，并了解試驗流程，且自愿參加，無厭倦情緒。

1.2 試 樣

為了探討絲綢面料觸感認知的差異，根據企業和市場上已有的絲綢面料，從平方米質量、織物肌理角度選取二組9只絲綢面料，其簡要規格如表1所示。其中1～5#為一組，為不同平方米質量的素縐緞;1#、6～9#為一組，為不同的織物肌理。文中的織物肌理[5]是指采用不同的纖維、紗線加捻或織物結構等手法，使織物具有風格不同的表面紋理和紋樣。

表1 織物試樣簡要規格Tab.1 Briefspecifications of fabricsamples

1.3 織物觸感評價量表

織物主觀觸感風格的評價是依靠感覺器官獲得“風格語言”的評價，即通過觸摸對織物做出如滑糯、柔軟、豐滿、厚實、活絡等語言評價。根據目前發展成熟的25對手感術語[6]，并考慮絲綢面料本身輕盈柔軟、手感滑爽、綢面平挺等特點，選擇粗糙—光滑感，剛硬—柔軟感，厚實—輕薄感3組觸感評價詞匯。評價量表示意見圖1。

圖1 評價量表示意Fig.1 Schematic diagram of evaluationscale

1.4 試驗設備

試驗設備為安裝有E-Prime軟件的計算機及17英寸的顯示器(分辨率 1024×768，刷屏率75Hz)。E-Prime軟件是一個涵蓋從試驗生成到毫秒精度數據采集與初步分析的心理學試驗操作平臺，通過選擇、拖放和設定對象屬性，編輯刺激呈現方式，可實現心理試驗的可視化[7]。

1.5 試驗流程與方法

將評價量表、觸摸手法編入E-prime軟件程序，并設置程序記錄被試的認知時間、評價時間及具體打分。

在外界環境較為安靜的條件下，被試坐于計算機正前方，右側為一塊不透明的隔板，試驗過程中試樣放于隔板右側，被試對試樣正面進行單一觸覺的試驗。首先閱讀屏幕上的試驗流程和要求，提示被試按空格鍵正式開始試驗。正式開始后，被試的視線緊盯屏幕中央，500 ms后呈現觸摸手法“指尖平移”，然后給出空白頁，這時被試觸摸試樣并進行觸感判斷，形成認知的時間被試自主決定。觸摸結束后被試按鍵跳入評價量表并進行打分，然后隨機進入下一個樣本，每個樣本只呈現一次，直至所有樣本呈現完畢。具體流程如圖2所示。

2 KES性能指標的測試

試樣的KES指標采用KES-FB-AUTO-A織物風格自動評價系統測試，每只試樣分別在標準測試條件下測試其經、緯向的彎曲特征FB2及壓縮特征FB3和表面特征FB4，包括彎曲剛度B、彎曲滯后矩2HB、壓縮線性度LC、壓縮比功WC、壓縮回彈性RC、壓力為0.5 cN/cm2時的厚度T0、最大壓力下的厚度TM、動摩擦平均系數MIU、摩擦系數平均偏差MMD、表面粗糙度SMD[8]，測試結果如表2所示。

圖2 試驗流程Fig.2 Experimental flow

表2 織物KES風格指標值Tab.2 KES index value of fabrics

3 結果與分析

3.1 主觀觸感的認知差異

首先提取被試的評價打分，計算每個樣本平均得分，如表3所示，然后運用SPSS軟件進行單因素方差分析[9]，選擇95%的置信區間，計算顯著性水平P，若P＜0.05，說明被試對該觸感的認知差異顯著。

表3 主觀觸感的平均得分Tab.3 Average ofsubjective tactility

首先對平方米質量組1～5#試樣的主觀觸感認知差異做顯著性分析，結果如表4所示。

表4 不同平方米質量觸覺認知差異的顯著性Tab.4 Cognitive differencesignificance of tactilesense with different mass persquare meter

由表4可以看出，輕薄感的P＜0.05，光滑感、柔軟感的P＞0.05，說明平方米質量對素縐緞的輕薄感認知差異的影響極顯著，且平方米質量越小，織物越輕薄。而對光滑感、柔軟感的認知差異不顯著。這是因為素縐緞經緯絲中只有一種顯現于織物表面，這種組織特點使得織物外觀非常光亮平滑，且手感極其柔軟，從而減弱了平方米質量變化對光滑感和柔軟感的影響。因此，平方米質量組的素縐緞主觀觸感認知差異與平方米質量引起的客觀觸感變化基本相符。

然后對織物肌理組1#、6～9#試樣的主觀觸感認知差異做顯著性分析，結果如表5所示。

由表5可以看出，三種觸感的P＜0.01，說明不同肌理的織物其光滑感、柔軟感和輕薄感的認知差異極顯著。對肌理組主觀評分采用單因素方差分析并進行多重比較可以發現，光滑感認知的顯著差異是由6#、7#與 8#(紗線是否加強捻)、6#與 9#(織物結構不同)、1#、7#、8#與 9#(紗線加捻、織物結構均不同)之間的認知差異引起的;柔軟感認知的顯著差異是由1#與6#，1#、7#、8#與 9#(紗線加捻、織物結構均不同)之間的認知差異引起的;輕薄感認知的顯著差異是由6#與9#(織物結構不同)，1#、7#、8#與 9#(紗線加捻、織物結構均不同)之間的認知差異引起的。而織物結構及紗線是否加強捻是影響織物光滑感、柔軟感和輕薄感的主要因素，因此不同肌理的織物主觀觸感認知存在顯著差異與織物的客觀屬性相符，說明應用認知行為學研究織物的觸覺感受具有一定的可行性。

3.2 織物主客觀評價的相關性

運用SPSS對客觀物理指標與主觀評價做相關性分析，得到相關系數R及雙側顯著性概率P。若0＜|R|＜1，說明兩者間存在一定的相關關系，|R|越接近于1，相關程度越高，而當一個變量與多個變量相關時，則為多元相關。當0＜|R|＜0.3時基本無關，0.3＜ |R|＜0.5 時低度相關，0.5 ＜ |R|＜0.8 時中度相關，0.8＜|R|＜1時高度相關;若P＜0.01或0.05，則兩者的相關系數在 0.01 或 0.05 水平(雙側)上顯著，說明兩者之間存在線性相關關系。相關性分析結果如表6所示。

表6 主觀觸感評價與客觀物理指標間的簡單相關系數Tab.6 Simple correlation coefficient betweensubjective tactility evaluation and objective physical indexes

由表6可以看出，1)光滑感認知與表面粗糙度(SMD)之間呈高度相關，與壓縮線性度(LC)、壓縮比功(WC)、壓縮回彈性(RC)、動摩擦平均系數(MIU)、摩擦系數平均偏差(MMD)之間呈現中度相關，與彎曲剛度(B)、彎曲滯后矩(2HB)之間呈現低度相關，與壓力為0.5 cN/cm2時的厚度(T0)、最大壓力下的厚度(TM)之間基本無關。2)柔軟感認知與彎曲滯后矩(2HB)之間呈高度相關，與彎曲剛度(B)之間呈現中度相關，與壓力為0.5 cN/cm2時的厚度(T0)、最大壓力下的厚度(TM)、表面粗糙度(SMD)之間呈現低度相關，與壓縮線性度(LC)、壓縮比功(WC)、壓縮回彈性(RC)、動摩擦平均系數(MIU)、摩擦系數平均偏差(MMD)之間基本無關。3)輕薄感認知與彎曲剛度(B)、彎曲滯后矩(2HB)之間呈現高度相關，與壓縮線性度(LC)、壓力為0.5 cN/cm2時的厚度(T0)、最大壓力下的厚度(TM)、摩擦系數平均偏差(MMD)之間呈現中度相關，與壓縮比功(WC)、表面粗糙度(SMD)之間呈現低度相關，與壓縮回彈性(RC)、動摩擦平均系數(MIU)之間基本無關。由KES體系表[10]可以發現，主觀觸感認知與客觀物理指標并不存在著一一對應關系，因為人類觸覺的感知、認知作用是多方面、多層次的，不像客觀評價，將織物的物理屬性與主觀感覺看作輸入輸出的關系，忽略了織物視觸覺形成的生物學背景。

綜上所述，光滑感認知與表面粗糙度(SMD)在0.01的水平上顯著相關，與壓縮線性度(LC)、壓縮比功(WC)、壓縮回彈性(RC)在0.05的水平上顯著相關;柔軟感認知與彎曲剛度(B)、彎曲滯后矩(2HB)在0.05的水平上顯著相關;輕薄感認知與彎曲剛度(B)、彎曲滯后矩(2HB)、壓力為0.5 cN/cm2時的厚度(T0)在0.01的水平上顯著相關，即3種主觀觸感分別與顯著相關的客觀指標間存在多元線性關系，再次表明認知行為學試驗方法的可行性與有效性，可通過一定量的樣本測試與被試評價建立有效的線性模型，實現兩者之間的預測與控制。

4 結論

認知行為學方法作為一種新方法應用于絲綢面料觸感研究，較傳統主觀方法更嚴謹、科學。通過對9只面料的測試，平方米質量和織物肌理不同產生的主觀觸感認知的顯著差異說明了認知行為學試驗方法的可行性，主觀認知評價與部分客觀KES性能指標間顯著的線性相關關系也表明了該方法的有效性。而且，認知行為學方法更加注重人的感受，從生物學、心理學的角度分析織物的主觀觸感認知規律，因此，將認知行為學方法應用于紡織領域有較大研究價值。

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