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Patrick Jordan
Author with expertise in Design and Operation of Reconfigurable Manufacturing Systems
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Human factors for pleasure in product use

Patrick JordanFeb 1, 1998
Traditionally, human factors have tended to concentrate on making products 'usable'--focusing on utilitarian, functional product benefits. This paper reports an interview-based study looking at the issue of 'pleasure' in product use. The study was a 'first pass' at addressing the hedonic and experiential benefits and penalties associated with product use, and at identifying the properties of a product that influence how pleasurable or displeasurable it is to use. Feelings associated with using pleasurable products included security, confidence, pride, excitement and satisfaction. Displeasurable products, meanwhile, were associated with feelings that included annoyance, anxiety, contempt and frustration. The properties of products that were salient in terms of influencing the level of pleasure/displeasure with a product included features, usability, aesthetics, performance and reliability. Responses to questions investigating behavioural correlates to pleasure in product use suggested that pleasurable products were used more regularly and that future purchase choices would be affected by the level of pleasure in product use. It is concluded that the issue of pleasure in product use involves more than usability alone. As the user's representative in the product creation process, the human factors specialist should consider many other factors in order to ensure that the user's experience of product use is maximised.
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Tessellation of artificial touch via microstimulation of human somatosensory cortex

Charles Greenspon et al.Jun 26, 2023
When we interact with objects, we rely on signals from the hand that convey information about the object and our interaction with it. A basic feature of these interactions, the locations of contacts between the hand and object, is often only available via the sense of touch. Information about locations of contact between a brain-controlled bionic hand and an object can be signaled via intracortical microstimulation (ICMS) of somatosensory cortex (S1), which evokes touch sensations that are localized to a specific patch of skin. To provide intuitive location information, tactile sensors on the robotic hand drive ICMS through electrodes that evoke sensations at skin locations matching sensor locations. This approach requires that ICMS-evoked sensations be focal, stable, and distributed over the hand. To systematically investigate the localization of ICMS-evoked sensations, we analyzed the projected fields (PFs) of ICMS-evoked sensations - their location and spatial extent - from reports obtained over multiple years from three participants implanted with microelectrode arrays in S1. First, we found that PFs vary widely in their size across electrodes, are highly stable within electrode, are distributed over large swaths of each participant's hand, and increase in size as the amplitude or frequency of ICMS increases. Second, while PF locations match the locations of the receptive fields (RFs) of the neurons near the stimulating electrode, PFs tend to be subsumed by the corresponding RFs. Third, multi-channel stimulation gives rise to a PF that reflects the conjunction of the PFs of the component channels. By stimulating through electrodes with largely overlapping PFs, then, we can evoke a sensation that is experienced primarily at the intersection of the component PFs. To assess the functional consequence of this phenomenon, we implemented multichannel ICMS-based feedback in a bionic hand and demonstrated that the resulting sensations are more localizable than are those evoked via single-channel ICMS.
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Biomimetic Multi-channel Microstimulation of Somatosensory Cortex Conveys High Resolution Force Feedback for Bionic Hands

Charles Greenspon et al.Feb 18, 2023
Manual interactions with objects are supported by tactile signals from the hand. This tactile feedback can be restored in brain-controlled bionic hands via intracortical microstimulation (ICMS) of somatosensory cortex (S1). In ICMS-based tactile feedback, contact force can be signaled by modulating the stimulation intensity based on the output of force sensors on the bionic hand, which in turn modulates the perceived magnitude of the sensation. In the present study, we gauged the dynamic range and precision of ICMS-based force feedback in three human participants implanted with arrays of microelectrodes in S1. To this end, we measured the increases in sensation magnitude resulting from increases in ICMS amplitude and participant's ability to distinguish between different intensity levels. We then assessed whether we could improve the fidelity of this feedback by implementing "biomimetic" ICMS-trains, designed to evoke patterns of neuronal activity that more closely mimic those in natural touch, and by delivering ICMS through multiple channels at once. We found that multi-channel biomimetic ICMS gives rise to stronger and more distinguishable sensations than does its single-channel counterpart. Finally, we implemented biomimetic multi-channel feedback in a bionic hand and had the participant perform a compliance discrimination task. We found that biomimetic multi-channel tactile feedback yielded improved discrimination over its single-channel linear counterpart. We conclude that multi-channel biomimetic ICMS conveys finely graded force feedback that more closely approximates the sensitivity conferred by natural touch.