2015年2月27日

自製電擊器(TENS)電手指

最近對人機界面的訊號溝通很感興趣,打算要作一個擷取自己肌肉電訊號然後再去控制別人的肌肉的裝置,也就是human-human interface這個專題,不過那得改裝一個低周波治療器才行。

雖然那個低周波治療器自己也有啦,不過想想應該可以自己作。原理很簡單,一個振盪器送出頻率訊號,比如說100 Hz,再送到一個電晶體,去控制電流流進變壓器就行了。

怎麼會是變壓器呢?其實也就是「千人震」這種玩具的原理,變壓器反過來接就行。變壓通常是高壓變低壓,反過來接就可以低壓變高壓。

網路上搜尋一下「TENS CIRCUIT」就可以找到很多電路圖了,挑自己喜歡的組一組就行
http://www.webtfg.com/rls.htm
http://chemelec.com/Projects/Tens/Tens.htm


什麼是TENS?全文是transcutaneous electrical nerve stimulation,中文翻作「經皮神經電刺激」,是用電訊號刺激感覺神經用來止痛或是復健的一種方式。當然這也會刺激到肌肉,我就利用這點來玩玩吧,作一個真正的「手作玩具」...用手來當玩具的意思。



本來電其他手指的時候,都是電擊的時候手指抖。後來把貼片一個放拇指根部,一個放手肘時,小指開始抖,而且抖的時機很奇妙,是「沒放電的時候」抖。這影片拍的就是這個奇怪的時機。(LED燈亮時,就是放電的時候)

看著看著,覺得自己手指變成了一個超精確的節拍器啊。


TENS


我打算為這電路作一塊電路板來作一些玩身體的應用吧,像是輸入音樂訊號,擷取高頻、低頻的聲音,然後讓身體自動跟著音樂動作!就像是之前拿音樂來刺激蟋蟀腳動作的那個實驗

2015年2月14日

高精度音效卡計時器的擴充板

學生的專題研究上,常常需要一些做一些和時間有關係的測量和紀錄,比方說測物體的速度或是聲速啦、週期、重力加速度值、顏色變化週期、震波...等等,可是該怎麼作呢?

其實有太多中小學科展和國際科展的作品都有作這方面的研究,那就是利用電腦音效卡來作這件事,也就是麥克風插孔(或是line in孔)。

簡單的說,麥克風接收聲波轉成電壓變化,音效卡接收這些電壓變化,然後就能夠變回聲音,或是紀錄呈現那些「波動」。前幾篇寫了好幾篇「示波器」的應用,也就是這麼一回事。如果要讓音效卡偵測光線、振動等,就只要更換感測器就行(這篇底下的感測器與應用有提一些)。



其實我前幾年看人家科展作品之後,也跟著做了一些應用,不過一直到看到傅學海老師這篇《音效卡高精度計時器之拓展》之後,我才發現原來還可以有更多應用。

怎麼說呢?音效卡的輸入有左右兩聲道,以前做這個《雙頻脈搏計》的時候,是讓兩個聲道,各自連一個紅外線接收器,這樣可以同時偵測兩個訊號。還有以前弄那個測神經電位的Spikerbox時,也是可以用兩個聲道接兩個Spikerbox來測「神經束的傳導速度」。

其實兩個聲道不是只能接兩個感測器的,傅老師的文章提醒了我,原來單獨一個聲道,就可以並聯多個感測器。這就像是你要測一個跑者的跑步速度時,你可以在跑道邊安排5個計時人員。當槍聲響時,五個計時人員同時按下碼表,當跑者通過計時人員面前時,計時人員就按停。這麼一來,就可以計算出四個區間的速度了。相對來說,如果只是一個聲道接一個感測器,那也才兩個感測器而已,頂多測出一個區間的速度。

單獨一個聲道要並聯多個感測器,如果每個感測器都要焊接到立體聲接頭,然後換一個感測器,又要焊一個新的,那不就很麻煩嗎?

因為最近一直跟電路板玩耍,所以就想出了一個「高精度音效卡計時器的擴充板」的作法。
叫「高精度」是因為音效卡的取樣頻率可以到44.1 kHz甚至到96 kHz,如果是44.1kHz,就是每秒紀錄 44100次,對於一般測量聲速或是重力加速度值都是足夠的。

叫做擴充板又是怎麼回事呢?我的目的是「模組化」做出這樣的裝置。

有以下特點:
  1. 各種感測器可以直接插入母對母的杜邦端子線,不需要焊接,如果要延伸長度(例如測量聲速,兩感測器的距離拉1公尺的話),則可以用其他公對公或公對母的杜邦端子線繼續延伸。
  2. 每個聲道的擴充座有十多個,同時插入多個感測器是很方便的。
  3. 擴充板的接頭是用立體聲接頭,換不同接線就可以連接電腦、平板或是手機


音效卡計時器擴展板


材料很簡單,只要排針很多根、立體聲母座、電木板(洞洞板)
音效卡計時器擴展板2



至於板子底下的線怎麼接呢?就是這樣。
圖示

做完之後發現,未來再做的話,可以跟這個示波器的保護電路結合在一起,然後再加一個切換開關來決定訊號要不要走那個保護電路。之後我再來用Eagle設計個電路板送工廠打樣吧,這樣做出來比較漂亮,而且不用底下再走線。

2015年2月12日

把聲音反過來的裝置

幾年前看這個TED talk《Beau Lotto + Amy O’Toole: 科學是為每一個人存在的, 包括孩子們》看到這個把聲音反過來的裝置,覺得好感興趣,很想作一個。(關於這個talk相關的研究,可以看這篇《質疑自己算不算科學家嗎?看看八歲小孩的論文找回初衷吧!》)


(戴上裝置後,左邊耳朵聽到右邊的聲音,右邊耳朵聽到左邊的聲音)
聲音反過來5
圖片擷取自TED.com

看起來好像是兩根水管就可以吧?不過實際做了發現好像沒那麼簡單,於是乎我這計畫擱置了好久,直到最近又開始動起來了。

我買了兩個音頻放大器的套件,然後把它做了小改裝,把原本需要焊在電路板上的麥克風變成外接式的。
聲音反過來2



分別把左右兩邊的麥克風對調,再把整個裝置鎖在木板上。
聲音反過來



然後再作轉接線,連到耳機上。於是乎一個能夠把聲音反過來的裝置就做好了。
聲音反過來3



那個轉接線是這樣的,兩個公頭是輸入端,母頭是用來跟耳機相接的輸出端。
聲音反過來4


轉接線是這樣作的,目的在把右邊放大的聲音送到左邊耳朵,左邊放大的聲音送到右邊。
聲音反過來7


這個裝置重點有二,一是左右聲音個別放大,二是把左右聲音對調,因此這樣的裝置也可以改裝做出生物律動展的《聽見空間》那樣的展品。我想到的作法是把麥克風接在遠端一個豬頭骨耳孔處,你在遠處對豬頭說話,這邊的人帶著耳機就能聽到那個聲音,彷彿自己就是個豬頭。

此外,也可以把這個音頻放大器改裝成可以聽地底聲音的裝置,或是水下聲音的裝置,只要把麥克風再做延伸就可以了。





2015年2月11日

手機平板的示波器實作


接頭
介紹手機示波器的裝置前,要先認識一下這幾種用在耳機或是麥克風的聲源接頭。

一般最常見到的接頭,是中間的那種立體聲接頭,上面金屬的部份會有兩條黑環,如果是用在電腦上面的,通常都是3.5mm的尺寸。而最左邊那種單聲道的,一般比較少用到,除非你特別去找。最右邊那種則是用在手機或是平板電腦上面的,為什麼比中間的多出一節,有什麼用處呢?等一下會說。
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這種立體聲的接頭,一般的規範都是頂端是左聲道,接下來分別是右聲道和地線。
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一般手機或平板電腦的耳機孔和麥克風都是同一個,因為它們用的是TRRS的接頭,但是不同的廠商用的標準不一樣,所以規範也不同。

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iPhone和iPad系列應該都是用CTIA的標準(由頂端下數,分別是左、右、地和麥克風),而其他android和windows phone則兩種都有可能,哪家屬於哪種規格,可以參考這篇文章《手機耳機接口國家標準(OMTP)與國際標準(CTIA)區別》的說法。


既然要把訊號輸入手機、平板或電腦裡,所以我們只要注意麥克風和地線在那個位置就行。


示波器接頭製作
先以電腦音效卡用的接頭來說吧,這篇《自製示波器看閃爍頻率》的接法,就是像下圖這樣。做好之後,插入麥克風孔,就可以輸入訊號進電腦了。
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理論上,要把訊號輸入手機或平板電腦裡,應該也是直接接就可以了,但一般不能這樣作,必須在麥克風和地線之間並聯一個電阻,這樣子,我們自製的示波器接線才會被裝置辨識為麥克風,這樣才能輸入訊號。再來,需要串聯一個電容來抑制雜訊,不過有時我會省略掉這個零件。
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至於那個電阻應該要多少,圖上我寫4.7k歐姆,但是不同裝置所需的阻值卻可能不同,舉例來說:

  • 小米2手機需要用到30K歐姆
  • iPad用1K到4.7K都是可以的
這篇文章中,也整理了一些裝置對應的阻值,像他就整理了三星手機可能用到1K-1.5K的阻值。


製作好的手機示波器線就像這樣,可以把電阻和電容藏在接頭的黑環裡。
小米示波器連接線30k


而我為了實驗不同的阻值,所以另外做了一個可插拔不同電阻的接線,藏在熱縮套裡的是一個切割成小塊的電木板。
示波器測試線4.7k


把線材插入手機後,如果有順利被手機辨識出「麥克風」的話,小米2手機會出現這樣的圖示,沒成功的話就只有耳機圖示。如果是其他家,如iPad的話,不管有沒有成功,都不會看到圖示。

那些看不到圖示的都只能從app去作測試,才知道成功與否。

手機顯示



有保護電路的示波器裝置
前面寫的和電腦相接或是手機平板相接的示波器線材,都必須小心使用,如果輸入的電壓過高,有可能會讓裝置損壞。因此需要一個能作到電路保護的電路,就如同我這篇《有保護電路的音效卡示波器》所作的,加上一個有分壓電路的裝置就可以。再加上一些改變,還可以把這樣的電路給手機示波器使用喔。
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感測器與應用
手機示波器或是電腦示波器可以作哪些應用呢?結合以下各種感測器就可以作相關的檢測和紀錄喔。其實也不用糾結於示波器啦,換成錄音機的app或是電腦軟體(如audacity)就可以作資料擷取紀錄囉。
感測器
上述的感測器由左至右分別是壓電片、紅外線發射與接收、光電晶體、光敏電阻、電容式麥克風。


  • 壓電片可以偵測振動,當然聲音也是一種振動,所以也能偵測聲音,此外也可以拿來偵測固體的振動。
  • 紅外線發射和接收組,是把示波器的鱷魚夾夾住紅外線接收器(黑的那顆),然後拿紅外線LED(透明那顆)去照射接收器。當紅外線被遮斷,示波器就會有峰出現。
  • 光電晶體,類似紅外線接收器,不過感受的是可見光,比起光敏電阻來說,優點是反應時間快。
  • 光敏電阻,當然是偵測光照的,缺點就是有延遲時間,大約是數毫秒,所以若要偵測快速出現的訊號,請使用光電晶體。
  • 麥克風,當然是偵測聲音的。雖然手機或平板就有內建麥克風,但如果你想偵測固定位置或是遠端的訊號,還是要外接麥克風比較好。




測試實例
以下是幾個實作偵測的例子,這是利用光電晶體來偵測數位相機快門的時間,兩個峰值分別代表快門開和快門關的時間點。



作法是把光電晶體對著鏡頭,光線則是由觀景窗射入,快門一關的時候,產生第一個訊號,快門再開則產生第二個訊號。這個測試的概念是來自這篇文章《用手機測量你的相機快門速度!》,測試了之後會發現數位單眼相機的快門時間,都可能有一點點略長或略短的誤差時間。
相機快門



接下來的應用是結合光電晶體或是光敏電阻,直接讓室內日光燈或是檯燈照射感測器,就可以看出這些光線閃爍的波型,再用有FFT功能的app,則可以測量出閃爍的頻率。
日光燈



這個是測試閃光燈的持續時間。由於我的外接閃光燈的規格書沒有說它的閃光持續時間是多少,因此我使用了光電晶體來偵測,當使用全光輸出的時候,閃光燈的持續時間是3.5毫秒,而且可以看出亮度會逐漸衰減。
閃光燈-3.5ms


而調整到不同設定值時,可以作到光線閃快一點,弱一點。但是有多快呢?還是要用示波器來測。透過檢測可以發現閃光持續時間大約是230微秒,而且光線並沒有突然衰減。
閃光燈-250us


用來檢測閃光燈是因為我用photoduino來拍攝觸發攝影,我需要知道到底我需要設定閃光燈到哪一個設定值,才能符合我的需求。


App建議

上面幾個測試畫面都是使用Sound Oscilloscope這個app,是android的平台上,我目前認為最好用的,也可以直接作頻譜分析。

如果是特別要看頻譜分析,可以使用Sound Frequencies這個軟體


至於iOS系列的免費app,有以下幾個可以參考。(我覺得付費的有幾個應該更合用,但是我沒買,所以不知道好不好用)


  • 2015年2月8日

    有保護電路的音效卡示波器

    之前用音效卡來作示波器時,就只是拿個立體聲接頭,接上四條附線鱷魚夾,就是之前這篇《自製示波器看閃爍頻率

    用起來倒也輕鬆愉快,不過是會有風險的,因為音效卡能接受的輸入電壓大概在上下0.6v-0.8v,如果測量的訊號是電壓比較高的,很有可能會把音效卡弄壞,因此這就需要一些電路來作防護了。

    上個月初看到江老師在科學maker社團貼了篇make雜誌的文章《Sound Card Oscilloscope》就是教怎麼組那樣的一個電路。

    材料也很簡單,因為利用雙聲道的音效卡,所以以下材料都需要兩份
    4.7k歐姆電阻*1
    1M可變電阻*1
    1N4148*2
    鱷魚夾附線*2

    另外再準備個洞洞板,而我因為還想把這個裝置轉給手機使用,所以再多準備了一個3.5mm的立體聲耳機座。

    零件少,焊起來很快。一開始先把零件焊上去
    示波器01


    這是正面圖
    示波器02


    底部的部份,只有那紅線、黑線是另外加的線,其他的線都是原本零件的接腳,我只是彎過來折過去,剛剛好都能用。
    示波器03


    在偵測較高電壓時,拿這個裝置再接上一個3.5mm公對公的線,插上電腦的麥克風孔,就可以方便使用了。因為有分壓、電流保護,基本上30v之內是沒問題的。

    linux上比較常使用的示波器軟體是xoscope
    如果是windows就用http://www.zeitnitz.eu/scope_en
    若是要長期看波形變化,那當然選audacity

    像這樣的裝置,只要再作一條給手機專用的線,就可以讓手機變示波器了,這個就另外一篇了。


    如果要再精緻一點,可以去切割壓克力,然後四角鎖螺絲,把它夾起來,就會很精美了

    2015年2月6日

    人群控制的學問

    最近很喜歡看國家地理雜誌的《人群控制學問多》,主持人是寫過《未來在等待的人才》的丹尼爾.品克 (Daniel Pink),他也曾在站上TED舞台講「叫人意想不到的激勵科學」。

     《人群控制學問多》的內容介紹了非常多人類行為控制的觀察實驗,要透過某些手段來讓人群作某件事情,或是不做某些事情,基本上都是行為主義的策略,像是增強、處罰等。

    以下就是看了好幾集,很振奮的寫出的筆記啊

    如何丟垃圾
    就先從丟垃圾來說起吧,要讓人群主動把垃圾丟到垃圾桶,看似簡單,但對人群來說其實沒那麼容易。那要怎麼作呢?

    有人改裝了垃圾桶,讓它變成全世界最深的垃圾桶,當把垃圾丟進去之後,會聽到很長的下墜聲 (影片連結)。所以每次丟垃圾都會讓人很驚訝「哇,那裡發生什麼事情了」

    回收空瓶的資源回收箱,要怎麼讓人願意丟回收物品進去呢?在投擲口裝了感應器和燈光,弄得像是打地鼠一樣,你得把瓶罐投擲在亮燈的洞口才能得分,然後回收箱會紀錄最高分數,吸引其他人前來挑戰(影片連結

    在紐奧良也做了類似的實驗,街頭的垃圾桶變成冷笑話猜謎機,螢幕秀出謎題,你得把垃圾丟進標示ABC的洞口來答題,答對了就給你聲光鼓勵。不過路上還是會有人亂丟垃圾啊,怎麼讓人願意撿垃圾來丟呢?於是團隊做了改裝,每答對一題,垃圾桶就會吐一張兌換卷出來,得收集五張才能兌獎,這可就成功吸引人們撿垃圾了。

    在狗狗運動公園裡,要讓人們主動把狗大便撿起來放在收集筒,團隊做了兩種方式。第一種設置了一種機器名稱叫Poop For Treats,撿起狗大便丟進去,就會跑出一些狗零食可以餵自家小狗。這是有趣的事情,獎品並不是給人,而是給他們喜歡的狗,用意是我們會因為為了他人作事而得到滿足。

    另外的作法則是作一個便便溫度計,把狗大便丟進去之後,機器會顯示狗便的溫度,然後秀出一個有評分意謂的評語,像是熱情如火啦、冷若冰霜。可想而知,你要獲得更高分,就得更快速撿起狗便丟進去。

    讓人們願意丟垃圾,也有其他比較費工的手段,像是一群人躲在資源回收筒旁邊,只要有人做了正確回收,他們就會衝出來快閃慶祝,或是把垃圾桶弄成互動式垃圾桶,有嘴巴會說話,會叫住路人把垃圾餵給它吃,這只差沒有長出腳來追著人跑啊。我想到很多縣市的垃圾桶都會作得擬人化,我看過五色鳥造型的垃圾桶,很小的時候還看過外星人造型的垃圾桶(一定要講很小的時候,不能說自己老,文章後面會說為什麼)。我常在想,做成動物或人類造型有什麼好處嗎?你會喜歡把垃圾塞到人家嘴巴嗎?



    等待
    再來談到「等待」,如何讓人們願意等待呢?

    就先從過馬路來說,人們會違規穿越馬路就是因為不想等。要讓人願意作某事,有正面手段,也有負面手段。負面手段像是,團隊成員在路口擺設了告示牌,如「你死了,你老婆不會原諒你」,人們看到就會心一驚,停下腳步。有點像是台灣的巷子會有人擺著「禁丟垃圾,喪家除外」,意思就是你亂丟垃圾,你家會有人死那樣的警告意味。

    正面的作法呢?擺了一個街頭拔河機,讓人們等著過馬路時,可以用這個機器和對街的人玩虛擬拔河,你在螢幕上點擊越快,繩索中點就越靠近你。這反而讓人們願意停下來多玩一局,等下次再過馬路耶。

    在排隊等著進餐廳的人,又要怎麼讓他們平心排隊呢?團隊用了這樣的作法,一種是在隊伍中間設置了博奕站,人們可以來按鈕對賭,贏了可以先進餐廳,輸了就得排到隊伍後面重新排隊。或者,也做了這樣的設計,在排隊隊伍旁邊擺了大輪盤,大家可以在那邊玩一玩。當排隊時有了其他事情可作時,排隊的時間感就會大幅縮減,大家排隊進餐廳的等待時間平均是40分鐘,但是玩了遊戲之後,人們感覺像是只有15分鐘而已。

    在佛州的一家監理站,人們等待的時間將近要2小時,每個人都會等到非常不耐煩。團隊用了MIT某實驗室研發的情緒測量機偷看大家的情緒,那是個附有攝影機的機器,會偵測人們的表情和動作,然後會在螢幕上用卡通的笑臉或是哭臉蓋住這些人的臉,旁邊還有情緒指數,顯示人群的快樂程度。

    團隊做了兩件事,一是運用笑聲會傳染,請了一個笑瑜伽的老師混進人群走,從默默微笑,到開懷大笑。他周圍的人其實不知道發生什麼事情,但是看到或聽到有人笑,自己就會笑出來(我覺得這有點像是電視節目裡罐頭笑聲的用途,明明不好笑的節目,聽到罐頭笑聲,好像就會好笑一點)。這樣的手段,當然就讓大家高興一點囉。

    第二個手段是團隊乾脆把情緒測量機的螢幕給那群坐在椅子等待的人看。不耐煩等待的人會先看到這樣的畫面,螢幕中的自己臉上被一個卡通哭臉蓋著,一陣狐疑之後,情緒就會有點high起來,接著卡通哭臉就會轉成比較平靜的臉,或是變成笑臉。大家很快就會發現這個東西的用途是什麼了,於是無論大人小孩都會開始很快樂的去跟那個情緒測量機互動起來了,於是等待就沒那麼無聊了。


    還有一種等待也很無奈,就是飛機到站後,在行李轉盤前等著自己行李出現。大家都會圍在那邊,所以有些人只得在人群夾縫中尋覓行李。對大家最好的作法當然是各退一步,離轉盤一段距離,不要都擠在前面,只有要拿行李的人往前走就好。

    因此團隊用了黃線在地上標示了隔離區,就像是高鐵、台鐵、捷運月台上的黃線,「等待時請勿超越黃線」,這在安哥拉治和瑞典機場都有這樣的作法。

    一開始當然有用,因為只要你違規就會被看到,但是如果有一群人開始違規呢?喔喔,那黃線就沒用了,就像路口的停止線一樣,只要一群人都超越停止線,大家就不覺得違規有什麼了。

    怎麼辦?得派出督察員來,就像捷運月台那樣,有人會嗶嗶嗶。團隊的作法是做了一隻很友善的機器狗,會跑到違規的人前面對他汪汪叫,然後臉上會顯示「請後退」。因為狗很可愛,整件事又很有趣,所以大家就願意快樂的站在黃線後了。


    不要超速好嗎
    從「等待」再來講到「超速」,怎麼讓人願意放慢車速呢?

    幾種方式都跟樂趣化有關係。日本做了一條音樂道路,只要駕駛人把車速放慢到一定的程度,就可以聽到一段由道路發出的音樂。怎麼作的?在柏油路面上壓上經過特殊計算的刻痕,車輪壓過去就會產生特殊頻率的聲音(想像一下摩擦洗衣板或是銼刀的聲音吧)。

    團隊也在新墨西哥的66號公路做了這樣的事情,車子開過去,只要夠慢,就能聽到「美哉美國」(America, the Beautiful)的歌曲,當然道路前也有標示說明,這樣駕駛人才知道即將開上音樂道路。

    另外的作法是,路口架設測速槍,但不是超速處罰,而是只要速度在速限內,就可以得到一筆金錢獎勵,或是把開車變成像樂透一樣,只要沒超速,就可以獲得抽獎機會得到獎品(影片連結



    不要發脾氣

    情緒上的控制又是怎麼作呢?愛車被拖吊到拖吊場,前往辦手續領車的過程一定都會怒氣沖沖,飆髒話摔筆什麼都來,怎麼改變這樣的情緒呢?答案是「粉紅色」

    團隊把一處拖吊場辦手續的辦公室全部漆成粉紅色,連窗簾也是粉紅色的喔。結果本來怒氣沖沖的人都不氣了,有3/4的人進來這辦公室都笑了,而且本來一開門就罵髒話的人一看到粉紅色就道歉了。(我想學校的學務處也漆成粉紅色好了)

    其實在瑞士就有30間牢房是粉紅色的,他們也發現犯人進來沒幾分鐘就會怒氣全消。愛荷華一所大學的足球隊作得更誇張,他們把對手休息室全部漆成粉紅色,用這樣來降低對手的攻擊性,嘖嘖。



    不只吃得少,還要吃得慢,吃得好
    顏色的力量也和吃飯有關係喔。

    團隊找了一家卡車司機常去的吃到飽餐廳來作實驗,卡車司機因為休息時間短,所以一進去餐廳拿了盤子,裝了大魚大肉,也沒裝什麼蔬菜,連續裝了好幾盤狂吃就走了。所以團隊要作的是希望能達成,少吃、慢吃、多些蔬菜。

    康乃爾大學做過實驗發現人們用大盤裝食物,裝的份量會比小盤還多,意思就是盤子越大,吃的越多。所以團隊把原本的12吋盤改成10吋盤,再把原有的白色盤子改成綠色盤子,這樣不僅一盤裝得少,而且裝馬鈴薯泥在綠盤子上時,就會覺得自己一下就裝很多,然後自己就會裝少一點。而如果是裝蔬菜時,因為底色是綠色的,所以看起來就沒那麼多,這樣就會讓他們願意多裝一點菜。

    一盤的份量減少之後還不夠,因為是吃到飽的餐廳,所以會一盤接一盤,下個目標就是要讓人們主動願意吃慢一點(這樣才會容易覺得飽)。他們把餐廳燈光調暗,然後把餐廳色系都變成藍色的,有藍色的窗簾、藍色的桌布、藍色的擺飾。於是乎,人們就吃得慢,也吃得少了。

    不過我自己有次不太好的經驗,到台北一家有名的乾麵店吃飯,大概是為了節能吧,他們把燈光都換成LED燈泡,而且很明顯的是偏藍光。藍色光線照著食物時,那餐吃起來真是難吃啊,雖然料理都是一樣的。


    人群怎麼移動
    再來看一些人群移動的控制問題,例如逃生。

    這個大家應該都有經驗,一群人在禮堂裡,如果出口只有一小個,大家趕著出去時,一定會在出口擠成一團,但有趣的是只要在出口前放一個障礙物(例如屏風),大家就會疏散得比較快,Why?原來是障礙物會讓大家自動在出口前分流,團隊進行一個實驗,要疏散60名學生,出口暢通的情況得花20秒,但是出口前放了障礙物,卻只要17秒。

    再來講機上的逃生,願意認真聽空服員講逃生規則的人真的很少,所以有些航空採取了不同作法。維珍航空拍MV紐西蘭航空拍短片。團隊則是用了兩種截然不同的方式,實驗場地是虛擬機艙,參與的乘客以為是在測試空服員,不過其實是被團隊測試。一種方式是考試獎勵,空服員講完之後,發下考卷給乘客,答對的人能夠得到獎勵,這根本就是學校教育嘛!這樣有成功嗎?一陣子後團隊製造出虛擬災難(乘客不知道是假的),大家要利用剛學到的要領來逃生,結果大多數人都亂做,像是沒有抱胸從滑翔的氣墊滑下,或是帶著行李逃出。

    怎麼會這樣?雖然大家考了高分,但是是用強記的方式來讓自己得高分,知識並沒有內化進去(真的就跟學校教育一樣)

    團隊做了第二種方式,關鍵在「恐懼」。人們在恐懼時,自然會集中注意力在特定事物上,這回空服員的講解也沒那麼溫和了,開頭就講「如果今天活下來對你們來說很重要,那麼請仔細聽,這可能就是生與死的差別了」,大家聽了自然就會很抖啊。更抖的還不只這樣,打開座位前的安全須知,裡頭的圖案也是很嚇人,盡是那些你沒作到哪些事,可能就會斷手斷腳斷頭的。

    最後測試大家的逃生結果呢?那種控制組,就是像一般搭飛機那樣,乘客們百無聊賴的,不一定聽空服員解說的,逃生時花了兩分鐘,而且大家姿勢還都是錯的。用了考試和獎勵的,花了1分37秒,大家也是錯一堆。但是用到了「恐懼」手段,大家僅用了1分13秒哪,重點是每個人都是按照安全規則逃生哪。

    但我覺得「恐懼」手法常用也會失效,你看我們常常被新聞裡的各種天災人禍嚇的很警覺,可是過沒多久又一副皮皮的樣子就知道。


    人生的選擇
    接下來是一些選擇性的實驗,人生常常面臨很多抉擇,你為什麼選這,不選那,可能自己都說不上來。

    有一個很有名的實驗-鋼琴樓梯,手扶梯和樓梯並列,你選用哪個?為了運動健康理由,當然選樓梯好啊,但是大家通常都是選電扶梯。然而當樓梯被改裝之後,走上不同階梯就會發出不同的音階,走樓梯就像是指尖按著鋼琴琴鍵玩耍般有趣。

    團隊也依樣畫葫蘆做了一個,但不是鋼琴樓梯,而是口技樓梯(Beatbox),每個階梯都會發出不同的節奏口技。鋼琴樓梯雖然有趣,但是不能多人一起使用,因為那會產生許多不和諧的聲音,也很難用它來演奏,但是口技樓梯卻能夠讓多人一起使用,因為能夠各自產生不同的節奏。這大大吸引了人們來玩耍,也的確鼓勵了人們走樓梯來運動。

    喔,在這之前,團隊也為這樓梯做了一些實驗,像是在階梯上標示走樓梯的益處(這在公家機關好多喔)。或是在樓梯和手扶梯的分界處擺了一個告示牌,上面畫了一個胖子和一個瘦子,胖子旁的箭頭指向手扶梯,瘦子的箭頭指向樓梯。用意可想而知,雖然有點有趣,但沒有改善行為。


    走進大樓或賣場時,你推開沈重的門之後,會不會幫你後面的人扶一下門呢?會這樣作的人比例很少啊,不是你不想作,常常是你根本沒注意到後面也有人。用一個簡單的方式就會有所改善,那就是在門上貼一面鏡子,你推門的同時會看到你後面也有人要進來,接著你就會幫他扶門了。

    我覺得這樣的作法也可能是因為你們兩個之間有視線交會,這是一件很重要的事情。我就在想啊像是開車在路上時,因為面對的是車子,而不是人的形象,所以可能就會跟他有衝突。同樣是爭道超車,若是發生在人和人之間,而不是車子和車子之間,是不是就會不太一樣呢?特別是如果你還得看到對方的臉。

    如果這是成立的,那麼為了行車順暢,我們是不是在車子外面放上自己的大頭照,就會比較好呢?咦...等等,車子外面有照片,那是靈車吧。好啦,一般人也不會跟靈車產生行車糾紛吧。

    啊啊,扯太遠了,剛剛說到的幫對方扶門,團隊也做了一件費功夫的事情,就是用指向性喇叭,直接告訴即將推門的人「身後有人,請幫忙扶門」。指向性喇叭是個神奇的東西,只有被瞄準的人才聽得到聲音,而身邊的都聽不到。那種被瞄準的感覺,大概就像是聽到鬼說話一樣。(唉呦,你聽到鬼說話,當然就會照著作啦)


    同樣是指向性喇叭,團隊還用在電影院裡。看電影時,有人會聊天、吃東西、亂跨腳,怎麼去制止他呢?請工作人員在角落用指向性喇叭對著那人輕聲說「請不要OO」,聽到的人就跟遇到鬼一樣,自然就乖乖作好了。

    再來講門的問題,為了避免大樓冷氣外洩,常常會設置旋轉門,可是怎麼讓人們願意走旋轉門呢?團隊一開始的方式很失敗,地上貼了氣泡紙的腳印導引走向旋轉門,當人門踩在腳印上,氣泡會破掉發出聲音。團隊人員想這樣會讓大家很愛踩腳印,結果剛好相反,反而更少人走那條路線,有人是因為沒注意,一走上就嚇到,有些則是發現了,但就是不想踩,因為感覺很奇怪。

    後來團隊用其他方式讓情況改觀,那就是用了遊戲因子,在進門處放了一個美式足球達陣的遊戲,只要有人走旋轉門,那個遊戲裡的足球員就會往前衝一步(意謂著加分),但若有人走其他門,足球員就會後退(也就是扣分)。當大家走旋轉門的次數越多,那個足球員就能順利達陣。

    同樣是入門的問題,紐澤西州有一個建築物作成大象形狀,它叫做Lucy。1881年就完工的它,用木頭和錫搭建而成,絡繹不絕的參觀者的髒鞋子從門口帶來許多砂石不斷磨損這棟建築物,所以管理單位希望大家能夠在進門前先把腳上的砂石弄乾淨。

    怎麼作呢?寫標語?沒什麼用。用模仿的呢?讓一個人作在門口的椅子上拿刷子主動清理鞋子,想讓大家看了之後,發自內心跟著作。這有點用,但是跟著作的不多。最後團隊乾脆做了互動式地墊,只要進門時用鞋子摩擦地殿,就會發出大象的叫聲。比之前有用多了,這也是遊戲因子的應用。



    在販賣機前買零食時,你選擇是健康一點的零食,還是高脂高糖的不健康零食呢?唉,我常常看到節目裡團隊做出很多費工夫的手段耶,他們做了兩種方式,第一個是在販賣機裝了一個螢幕,只要人們願意買健康零食,螢幕裡的人就會說笑話,給予這些人正向鼓勵,不健康的就給他刻薄的唸一下。

    另外一種則不太一樣,選擇不健康零食的,得深蹲20下才能得到零食,這概念來自在莫斯科「30個深蹲換免費車票」(影片連結)。想著想著又想到一個廣告跟這也有點像,一群女生騎上健身車之後,面前的雷射秀會投影出一個身材健美的男生開始跳舞。


    日常的選擇還包括結帳時,買便宜的塑膠購物袋還是貴一點的環保袋(其實沒重複使用也是不環保)。團隊也做了一些不同的手段,第一種的手法是罪惡感,找一個人穿著500個塑膠袋作的的服裝,打扮成塑膠袋怪獸,讓人們發現原來我們使用的塑膠袋數量驚人。

    或者是在塑膠袋上印製一些令人尷尬的話語,什麼「我擠青春痘」、「我不洗手」,結果很失敗,因為人們覺得這很有趣,是開玩笑的,反而會去購買塑膠袋。最後比較有效的作法反而是店員拿出受塑膠袋危害的動物照片,像是可愛的小海象照片,讓人們感受到如果多用塑膠袋,就會傷害動物。

    人是感情的動物,動之以情常常是有效的。

    這裡有別的例子,許多人在沒有停車位的時候,常常為了方便就佔用了殘障車位,心想反正只有一下子,沒什麼關係吧。於是團隊做了一個以牙還牙的手段,在街頭尋找佔用殘障車位的車子,故意用載著幾位殘障人士的巴士擋住他的車,再讓殘障人士慢慢地下車,能有多慢,就弄多慢。

    佔用車位的人來了,也只能無奈接受。他們要傳達的是「如果不是你佔用車位的話,我們就可以用這些我們專用的車位來下客。因為你佔用了,所以我們只好在這個地方下客了。擋住你的車出入,也只是剛好而已」

    這很有效,應該會讓那人以後不會再停殘障車位了,不過很費工夫啊。有沒有別的方法,動之以情真的很有用,團隊在那些殘障車位的旁邊放了一塊牌子,貼上一張當地需要這個車位的殘障人士照片,上面還寫著「想想我,請留下車位」。透過監視錄影機,果然發現有不少人本來想停這車位,可是看到標示就開走了。

    給我的啟示,是用在奇怪的地方。學生們很不喜歡打掃教師辦公室的垃圾桶,因為學校裡最不會作資源回收的就是老師,我就想,也許可以在垃圾桶旁邊貼上這些負責打掃的同學照片,再寫上一些感性的話「為了我們,請幫我們做好垃圾分類」。也許會有一些效果吧。

    貼照片也不是萬用就是了,有另外一個例子是街頭的單車失竊率太高,於是團隊想了一個方法,作一個凶狠警察的人形立牌放在單車旁邊,遏止單車失竊。這有一點效果,單車沒被偷,但是警察被偷了,監視攝影機發現,一群青少年偷了警察立牌之後,用力破壞。所以想來是警察立牌分散了小偷的注意力。


    物歸原位我們常說是美德,不過會說是美德的,就是我們很難作到的事情。大賣場裡的手推車經常會在停車場散落四處,因為大家不喜歡物歸原味。這裡又看到費工夫的作法了,團隊找了三台手推車,把推車擬人化,裝上大眼睛、嘴巴,還讓它會講話。不過當然不是推車自己講話,而是團隊人員在遠處無線傳輸聲音讓推車發聲。

    這些在作什麼呢?當有人亂放手推車時,手推車就會哀求著「讓我回家」,嗯,這有點囧對吧。有沒有好作法呢?升級一點的作法,又是用遊戲了,在手推車回收處擺一個小門,設一道起跑線,大家歸還手推車時,得在起跑線前用力推車,把車推進那個小門,順利推進去就有歡呼聲響起,這讓手推車歸還變得很熱鬧有趣。

    不過我覺得在台灣看到的例子還比較好耶,就是手推車押金制啊,你得放10元硬幣進手推車,才能把它和另外一台分離。而你要拿回那10元硬幣,就得讓它和另外一台手推車結合才行,那當然得物歸原位才行啊。

    道高一尺,魔高一丈啊,其實我們也可以看到台灣人激發創意的一面啊。手推車押金制遇上流浪的手推車就會小破功,我曾經在停車時看到兩台散落停車場的手推車,在一段時間後,屁股後面自然而多了十幾台手推車啊。因為大家想「反正我跟這台接在一起,就可以拿回10元了,幹嘛跑那麼遠去還啊」


    停車場的問題也不只是手推車啦,還包括停完車了要找到自己的車,怎麼找都找不到。它也不是不見,純粹就是我們忘記停哪裡了。雖然大型停車場都會特地在柱子標示這是幾層幾區,不過如果沒有特別拍照記下來,真的很容易忘記。

    怎麼讓大家記得車停哪?團隊用了一個超級有效的作法,就是用圖像、音樂和氣味提供記憶點。每區的停車位用不同的裝飾,比方說某一區就擺上一堆游泳圈、海灘帽,再配上海的聲音,防曬乳的味道。另一區就裝飾了很多動物,配上動物叫聲,或是做出聖誕氣氛的場景。人們不只產生視覺上的連結、連聽覺、嗅覺都顧到了,根本不用刻意記自己車停哪裡,因為那些記憶點太強烈了。


    手機怎麼用

    接下來是兩則手機使用的實驗,手機雖然帶來便利,但也常導致危險,特別是邊走邊使用手機,過度專注,導致視野狹窄,可能走路撞到人,或是被車撞,而不用手機的人也常會被手機使用者擋路。

    團隊要作的不是讓人不手機,而是在人行道作分流,規劃出手機使用者專用人行道和一般人行道。地上不只畫出分道線,還畫出一個個的箭頭,特別給低頭使用手機的人看。

    接下來的問題就是怎麼讓人願意走上去,一開始先派個穿反光背心的人引導(我們好像很容易相信制服?),走錯的人就開單給他告訴他怎麼走。後來就用「猜領袖」的遊戲下去玩了,概念是這樣,路邊只要有兩三個人抬頭同時看天空,接下來沒幾分鐘,就會有一群人跟著看天空了。所以接下來就是讓一些手機使用者故意去走專用道,然後就會有人跟著走。

    這些引導一開始都很費工夫,可是養成習慣就會很恐怖。你看台北捷運就知道了,一開始有宣導手扶梯靠右站立,自然而然就空下左邊了,就有趕路的人會從那裡快速通過(其實手扶梯上不可以快速移動,那很危險)。後來台北捷運不再宣導靠右站立,結果現在台北從捷運到百貨,每一個手扶梯大家都靠右站立。很多新來乍到的人,也會跟著學靠右站立。這就是行為改變的恐怖啊。


    再看聚餐使用手機的問題,智慧型手機當道,聚餐聊天的一桌人幾乎人手一隻手機,你面對的是一群實體聊天的人,但手機裡卻又有另一群遠距的人。有沒有辦法讓大家聚餐不用手機呢?

    他們在紐澤西的餐廳做了這樣的實驗,每個桌子上都有一組大型電子計分板,這組機器旁還附有手機放置座,來到餐廳的人都會被要求把手機放在那個座上,計分板上預設是1000分,當你把手機拿起來使用時,分數就會往下扣。用餐結束後還能維持1000分的,就會送一瓶香檳。

    又是個遊戲囉,你當然可以任意拿起手機,可是那代表你就會被扣分,然後就得不到獎勵。這效果非常好,許多桌的客人都能忍住不用手機,最後也都快樂的拿了一瓶香檳。但是啊,當一宣佈比賽結束,大家就紛紛拿起手機拍照、聊天、打電話了。這也算是成功了啦。




    想像的力量
    呼呼,終於筆記到最後了,寫兩個想像的例子。

    沙灘上,艷陽高照,擦防曬乳是一定要的作為,但是許多人都不願意擦啊,怎麼讓人們願意擦呢?讓人們預見未來結果,是一個很有效的方法。他們擺設了一個像照相亭的裝置,人們進去裡頭拍一張照,電腦會自動處理出「你沒擦防曬乳後,十年二十年後的樣子」

    哇,大家一看到,都嚇死了,怎麼皮膚又皺又有很多斑點啊,趕緊拿起防曬乳狂塗啊!

    想像可以往未來想,也可以往前想喔。

    1970年哈佛的學者艾倫蘭格做了一個實驗,讓年長者活在1950年代的房子一週,給他們過50年代的生活(意思就是過年輕20年的生活),結果發現這些年長者生理狀態都變好了。

    節目團隊也做了類似的作法,到皇后區的老年中心,對一群老人家做體能測試之後,跟他們說「從數據看來,你的身體很年輕耶,是年輕10歲人的表現耶」

    語言能夠改變人們的行為啊,這群長者被鼓勵之後數十分鐘再做一次測試,結果發現移動能力和力量都有進步。(所以不要老是說自己老啊,這樣會越來越老啊)

    比較殘酷的事情是團隊人員居然又跟這群老人說,「哇哈哈,我剛剛是騙你的啦」(哇哈哈,是我亂加的啦)。知道實情的老人家,是不是又會被打回原型呢?

    其實絕大多數的實驗都在談同一件事情-動機,要讓人們做某一件事情,不要用說教的方式,只要做一些讓他們能樂在其中的例子就能改變行為。

    2015年2月3日

    photoduino相機控制器

    氣球破20


    氣球破18

    氣球破17
    DSC_0715
    DSC_0508

    這幾張照片,都是用photoduino來控制相機和閃光燈拍攝的。

    三年前作了兩組photoduino2.0之後,又看到作者又弄了一個液滴控制器,而且photoduino還設計了第三版,於是心又癢癢,又想組第三版的,可是硬體怎麼取得呢?本來想要用買的,不過看到作者將所有硬體、韌體、軟體全部開源,於是我就開心的拿著他的電路圖去給廠商打樣。

    作者的電路板檔案是Eagle作的,不過廠商收的是Gerber檔案,所以就上網學了怎麼轉檔,也算是藉此獲得新技能。

    本來只想自己作一個,不過因為電路板一批要作基本數量,所以乾脆採買全套零件,開一個工作坊吧!



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