毕设《未来医疗无人机 Medical Express》

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hi 我的朋友 ,我是Jason,一名2016届广美工业设计 生活设计工作室的学生。目前在深圳工作,是一名产品设计师。这是一篇关于我毕业设计创作过程的文章,谢谢你的观看。感谢毕设期间给予我帮助的老师和朋友们。

文章概要:

  1. 毕设作品预览
  2. 毕设创作背景
  3. 毕设创作过程Part1_产品定义
  4. 毕设创作过程Part2_产品设计
  5. 作品最终呈现
  6. 毕设作品反思

一.毕设作品预览

二.毕设创作背景

在2019年末临近过新年,我很幸运的参与了赵斌老师的毕设小组,当时老师给我们开了四个方向1.关于死亡的设计、2.关于3D打印的设计、3.关于习惯的设计、4.关于未来医疗的设计。当时想法很单纯,觉得未来的东西很cool便毅然决然的抉择了未来医疗设计,开展毕设的过程十分的曲折,到了2020年初又遭遇到了疫情爆发,只能居家做毕设然后每周定期线上汇报进度,失去了和老师同学当面深入交流探讨的机会,更多的时候只能自己寻找出路。到了毕业设计作品展出的时候,很遗憾改成了线上展览,没有了往年线下实体的展览,我的作品也没有做出实物只有概念的产出。附两张合照。

三.毕设创作过程Part1-产品定义

我在2019年12月中旬拿到这个选题“未来医疗设备设计”,到2020年的五月上旬毕设答辩,大概五个半月的时间。我们先来看看这个选题,这个选题关键词有两个,一个是未来另一个是医疗,解读一下,未来的产品应该会应用新兴科技例如大数据、物联网等技术但是目前还没有的医疗产品。虽说是未来的产品但是也要做到有理有据,不能放飞自我。(起死回生的东西我们不做)

于是开始着手具体的方向选题,开始是大范围的调研相关的资料。未来方面:新兴的人工智能技术、大数据、区块链、机器人等;医疗方面:未来30-50年的医疗模式将会呈现出医疗无线化和移动医疗的模式,简单来说就是小病就线上就诊,大病才到医院治疗的模式,同时医生可以远程操作设备给你做手术等等。调研中导出的方向有以下几个,最后选定的是医疗物资传递设备

  • 智能医疗保健设备(如智能拐杖、智能按摩仪器)
  • 个性化可穿戴设备(如收集人体数据的智能手表、戒指、项链)
  • 智能治疗设备(如残疾辅助器械、康复器械)
  • 医疗物资传递设备(如医疗机器人)

产品设计大都遵循一个经典的设计模型“双钻模型”(图3-1),当然我的毕设也不例外。

大概理解为:第一阶段产品定义阶段:调研(research)—找到问题(problem)—洞察(insight)—寻找解决问题的可能性(possibility)—可行性机会点(objective)—定义产品(define),第二阶段产出阶段:输出想法(idea)—寻找设计的可能性(possibility)—设计的方案(design)—草模/产品原型(prototype)–测试迭代(test)—导出结果(output)。基于这个设计步骤的大框架下,每个小步骤都有许多的设计方法供设计师使用,可谓八仙过海各显神通。

图3-1

选题确定“未来的医疗物资传递设备”,问题的切入点:1. 未来的远程诊断完成后的医疗物资传递方式是怎样的?2. 遇到紧急情况的医疗物资传递的方式是怎样的?(图3-2)

图3-2

根据调研,一般医疗传递的物资有:固体药物、药液、医疗小工具、急救工具、还有个比较特殊的急救设备AED(除颤仪),除颤仪能给心脏骤停或有室颤的患者进行心脏电击,在5-8分钟内使用有80%的几率能让心脏重新跳动。(图3-3)

无人机似乎能解决以上两个问题,继续调研,我查阅了以下本书籍以及相关的研究论文(图3-4),了解到了无人机的历史,发展现状和未来发展方向。无人机的历史可以追溯到1898年特斯拉制造的世界第一个无线电遥控系统。未来的无人机将可以自行探测环境调整飞行路线,并且协同多机自行完成任务。目前无人机的发展现状是大疆一家独大还有其他的一些公司紧随其后,主要应用在摄影无人机和少部分农业无人机(图3-5)。目前已有一些医疗无人机的尝试,但是使用体验不佳,甚至让人受到伤害(图3-6)。随后还进行了无人机基本结构的研究和拆解(图3-7,3-8)。可以确定无人机是一个很不错的载体,并且有一定的设计发展空间。

根据调研得出我们的产品基本定义(图3-9):

  • 产品品类:小型运输无人机
  • 产品时间设定:未来10年后
  • 产品使用单位:政府医疗机构、小型医疗机构
  • 产品服务范围:方圆5km内
  • 产品主要运输:紧急药物或AED、普通药物
  • 产品到达目的地:5分钟内
  • 产品性能:能抵御小型风雨天气、并实现一定的智能化
  • 产品使用场景:快速配送医疗物资和常速配送医疗物资

产品使用流程(图3-10至图3-13):

四.毕设创作过程Part2-产品设计

到了产品设计阶段,我开始对无人机的形态、装载方式、功能进行探索。这个阶段属于一个思维发散的阶段。畅想各种各样的形式功能。我考虑到医疗箱和无人机的关系是怎么样的?医疗箱是和无人机合成一体还是模块化的方式,无人机的底座是不是应该安装轮子可以跟随人们行走,无人机是不是和手提箱一样人们可以随意的拎起来,当遇到意外情况的时候是不是应该配备降落伞防止掉落时造成意外,无人机配送的时候是一机配送多户还是需要一对一的配送,当电池没电的时候该怎么办?等等问题,我在白纸上推敲方案。

然后我挑出一些可行性的方案绘制控制图Control Drawing,工作以后我才知道这叫Control Drawing。这个阶段我想象中的无人机样式主要是机翼直接在两旁像蝴蝶翅膀一样的打开,然后医疗物资是从正前方打开。考虑到前面风阻问题前方可能还需要盖子,在可容纳的空间中做出一些模块化的箱体,还有里面的机械结构应该如何安放。以下是一些方案的探讨(图4-6至图4-11)

开始建模,尝试在三维空间中探索产品造型。建模对于我来说是弱项,那时我的建模水平十分的一般大概就是拉几个方盒子最多导个圆角的水平。不会就现学现用吧 。回到正题从左到右造型慢慢的演变(图4-12至图4-14),流线型的外观能减少空气阻力。(图4-15至图4-17)

这个阶段困扰我的为问题主要是:

  • 机臂与机身关系的问题(蝴蝶式的展开方式会带来动力不足且桨叶容易打架的问题)
  • 医疗箱从何处取出的问题(从前方取出需要挡风盖并且使用流程比较繁琐)
  • 电子机械设备的位置摆放问题
  • 医疗物资箱体的尺寸问题
  • 拿取时候的安全问题

方案的探索往往不会是一帆风顺的,有很多时候需要返回前几步重新推倒重来这是设计过程的常态

以下是一些关键问题的推敲:

图4-18,机臂的设置:下图两个机身为相同的尺寸,两种机臂的折叠方式可装配的桨叶桨盘大小,无人机的轴距越大,机身更加的稳定。也解决了关于对折型收纳机翼转轴容易损坏的问题,故采用B侧面折叠收纳机臂的方式。

图4-19,机臂的角度设置,增加后方拿取医疗物资的安全空间。对于机臂展开的角度,如A当机臂正常展开时,桨盘覆盖到了拿取医疗物资的区域,虽说物资时必须是安全停下降落后才可以领取,但为了用户的安全将机臂展开的角度设置为100左右能有效的增加安全的区域。

图4-20,无人机内部分区情况,医疗物资放置在无人机后方,用户可直接拿去,依据扁长型的机身,利用机身侧面较大的面积,可以采用单根机臂搭载双电机的设置,为无人机提供充足的动力。如图所示电机采用上图的分布方式,机身从正面看呈橄榄形。

图4-21,机臂上下顺序的安排。无人机的动力来自于下洗空气来得到向上的推力,起飞和飞行过程中是尾部的抬升会比头部稍高,如图所示,故电机设置为A方式比较适合,B方式存在的风险比A高。所以采用A方式。

主要问题想明白了以后,便是用同样的方法无数次对造型的修改和细节的推敲。(图4-22,图4-23)

图4-22
图4-23

五.作品最终呈现

欧洲产品设计大赛的奖项

六.毕业设计反思

  • 项目的过程状态:当时是处于一个比较混乱的状态,没有足够的方法论,脑子里没有对设计阶段清晰的认识,设计工具也是边学边用。(扶额jpg)
  • 前期调研方面:可以看到前期的调研部分略显薄弱,没有足够的用户数据支撑产品的合理性,前期调研部分可以再深入调研了解清楚用户的需求。
  • 结构设计方面:应该邀请相关的工程师对接,了解清楚机械结构的限制,在结构合理的基础进行设计的推进。
  • 产品模型方面:没有做出模型进行测试,对于产品设计来说产品的实物模型和测试迭代是不可或缺的一环,有点遗憾。
  • 设计整体性方面:这是一个混合产品,不单只有造型外观的设计,还应该配套服务系统和交互系统的支撑才能算是完整的设计。

蓦然回首,已经毕业两年。

最近听到一段话挺有感触,大概意思是:理想如星辰,可能这辈子都不能触摸到它,但是我们可以像航海者一样,借助它的星光,指引我们航行。

共勉,谢谢观看~

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一个毕设,从造型能力初阶到进阶,是十分不容易的。Jason其实在早期上我课程的时候就展示出了多元的兴趣,在变态设计学中还担任过影像负责人。兴趣广泛,带来的副作用就是无法聚焦。所以在在专业方面,造型能力在进入毕设环节的时候,还属于初阶。由于选择了无人机这个产品方向,早起我也比较担心最终产出的方案可能会比较粗糙。不过,在整个辅导过程中,Jason终于将精力聚焦在专业上了,特别是造型推敲阶段,对于每一次造型的反馈都有着很好推进,或者基本可以说是“钻研”了。最终的效果方面,因为多年对摄影的爱好,让他对画面的构图和质感控制还是比较到位的,所以最终很难得的在生活工作室毕设中有了一个对造型深入探讨的作品,而且其背后有着服务设计的系统化概念。这让他的毕设过程中不仅提高了技术和效果方面能力,还强化了思考力和系统控制力。
还要补充说明的是,这个毕设也有缺憾,比如在最终渲染的时候螺旋桨是顺向转动的,这样的转动是无法让无人机起飞的。还有电池仓空间的问题,为运送药物的半径带来了一些疑问。而这些缺憾的提出,都是众多网友的功劳。在毕业两年后,设计还能如今媒体泛滥的时代引起轩然小波,也说明了次毕设的长远价值。
有兴趣的同学也可以来看一下网友的众多留言,点击链接

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