设计思维与创新方法设计期末作业

设计思维与创新方法期末设计题目: 未来电脑（个人计算机）形态设计姓名学院信通院班级学号任课教师2019年12 月未来电脑（个人计算机）形态、技术与服务设计摘要目前市面上的电脑主要有笔记本电脑、台式电脑以及平板电脑三种。

三者各有其优缺点，虽然可以满足用户的基本使用需求，但是还存在一定的不足和许多可以继续提升的地方。

在日益高速发展的社会中，由于5G、区块链、物联网、新材料、可穿戴设备等科技的驱动，社会整体联系的更加紧密，同时我们也要面对海量数据。

这使得消费者对PC的需求更加丰富，比如用户希望随时随地可以轻松办公，而且电脑的体积不需要太大，重量不要太重，便于携带。

又或是电脑依旧性能强劲，续航长效稳定，数据处理飞快。

同时保证PC质量更加可靠，在频繁使用时也不会有太大磨损，性能稳定。

本文利用本课程学的设计思维创新的方法、SCAMPER的方法、九屏幕法、分离原理法、因果分析法等方法，设计了未来可能出现的多功能智能PC。

总而言之，未来的电脑会朝着更加智能化、便捷化、且多功能化的方向发展。

关键词：TRIZ 物联网全息投影云计算智能化5G 石墨烯电池目录第一部分概述 (1)1.1目前PC现状和存在的问题 (1)1.2创新设计总体思路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31.3本课程所学知识点............................................ ..4第二部分未来PC形态、技术与服务.. (5)2.1 利用九屏幕法做分析 (5)2.2利用分离原理法做分析 (6)2.3利用因果分析法做分析 (7)2.4 综合分析 (8)第三部分总结与评论 (8)参考文献 (9)第一部分概述1.1目前PC现状和存在的问题运用设计思维的方法进行调研：理解：计算机（computer）俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。

是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。

对我们普通用户来说，电脑的设计，一是为了存储数据，便于工作，二是为了使人们可以方便的处理数据并与外界进行交互联动。

现在的电脑虽然可以满足上述要求，但是在存储数据空间大小上以及运算处理上还是有不足。

主要点集中在：（1）携带问题，大容量大体积则无法携带随时随地进行办公。

（2）运算能力有限，速度慢，机器发热耗电。

（3）数据传输慢，无论是网上传输还是存储设备间传输普遍比较慢。

（3）材质问题，在频繁使用中很容易损坏。

观察：人们的办公和学习已经完全离不开电脑了。

而在现在的大环境下，5G通信即将大范围普及，这使得人们传输数据变得很快捷。

但是相应的硬件设施却尚未跟上脚步。

市场需要对现有的PC产品优化，可以让人们随时随地方便高效的办公。

同时随着现代社会节奏的加速，人们对于各式产品的需求也越来越高，逐渐往便捷化，智能化的方向发展，电脑也不例外。

图1.1 市场典型PC样式但是由于需要存储大量数据，就必然需要体积较大的固态硬盘，这就会导致重量的增加。

另一方面，运行性能的强劲，数据处理的飞速准确则必然需要消耗电量，这就会导致电池体积增加，电脑质量增加。

当然，笔记本的体积大小本身也决定了它无法随时随身携带，不够便捷智能。

市场上的电脑外壳大多是硬质材料像金属等，为了保护内部显卡，硬盘，CPU等设备，但也是增加了重量。

若采用较软材质，则支撑保护作用无法实现。

图1.2 近两年电商平台笔记本销售增长曲线图图1.3 近两年笔记本月销售曲线图综合：根据市场调研和收集同学们等用户的反馈，未来个人计算机的概念思维导图如下图。

图1.4 未来计算机思维导图1.2创新设计总体思路创意：运用SCAMPER的方法进行创意构思——（1）替代：使用不同材质代替当前电脑材质，使电脑具有可折叠，防水，防撞击，耐磨损等功能。

原有锂电池则由能量密度更高的石墨烯电池，甚至核电池，减小电池占据体积。

在原有基础上衍生出可穿戴的设备，皮下设备等。

（2）合并：存储所需机械或者固态硬盘交给云端来存储，键盘与屏幕合并，显示或可采用全息投影技术，鼠标则换成直接触屏或者保留触控板。

（3）调整：增加语音功能，取消键盘。

由人工智能助手帮助解决使用时的小问题。

（4）修改：改变外观，更具美感，科技感，且小巧方便。

（5）其他功能：语音输入，全息投影等。

（6）消除：去掉显示器，鼠标，键盘，大硬盘。

1.3本课程所学知识点1、本课程学到的知识点有设计思维、创新方法、技术矛盾、发明原理、物理矛盾、分离原理、系统分析方法。

设计思维包括其核心思想、创新的平衡、设计思维的步骤；创新方法包括思维惯性的影响、创新方法的种类、创新发明的等级、TRIZ创新方法的内容和原则、九屏幕法、因果分析法、资源分析法；技术矛盾包括技术矛盾的概念原理等；发明原理则讲述了40个提炼的发明原理和其分类及内容；物理矛盾包含其概念和定义；分离原理包含其类别和实现；系统分析包含系统的概念、功能的特征和描述、组件的分析、系统裁剪法。

图1.5本课程主要知识点及内容我的理解是课程旨在为我们营造创新氛围，通过系统的学习，了解到一个创新的产品的从构思到创新的所有流程，以及创新常用的各种高效的方法，培养我们的创新能力，让我们更加熟练地运用各种创新方法完成日后的产品设计创新。

2、本设计采用九屏幕法、分离原理方法来设计未来计算机的形态技术及服务。

第二部分未来个人计算机形态、技术与服务1.未来个人计算机形态并不是确定的，也就是说其状态是多种多样的。

既有我们现在用的长方形，折叠式的，也有符合人体工学可穿戴设备，甚至可以是嵌入人体的皮下微型计算机。

2.所采用的材料是新型复合材料，兼具保护性折叠性与耐磨损性。

3.能量供应，则采用的是石墨烯电池，单位体积能量可达锂电池六倍，充电速度则是普通电池1000倍。

4.显示屏由全息投影代替，可以随时随地投放，保证了便捷度，但同时依旧保留可折叠屏，更好适用于多种环境。

5.物联网时代，计算机内置的e-SIM卡保证万物互联，计算机不在需要网线，WIFI啥的，此时运营商也完全可随时自由选择，不再被捆绑。

6.存储方面主要采用云存储，借助5G的大数据传输，使得电脑可随时随地上传下载使用云端数据。

7.借助区块链技术区块链技术，使得信息传输更加隐私和可靠。

8.运行方面，由于个人云计算高度发达，数据在服务器端迅速计算处理并传至手机终端显示，同时，计算机仍保留有低耗的强劲处理器，保证适用于诸多环境。

9.计算机配备了语音输入与人工智能助手，使得更加的方便输入数据，当然折叠式的计算机依旧有屏幕与键盘合一借以显示的虚拟键盘，现在的按键键盘也有，以及投影键盘，诸多选择适用于诸多环境以及用户，完全可由用户自定义。

10.除此之外还具有非常先进的防盗、防水等功能。

2.1 利用九屏幕方法做分析图2.1九屏幕法系统、时间综合分析2.2利用分离原理方法做分析图1.6 技术矛盾和物理矛盾的分析（1）针对电脑体积参数的物理矛盾的描述电脑的现在体积较大是因为需要存储很多数据以及运算耗电，故需要大的固态硬盘来存储以及大电池来储能。

同时电脑的体积要小，因为要便于携带，多场景使用。

由分析得，可由空间分离原理完成分离。

大量的数据存储不再存储在本地硬盘，而改用云端存储。

（2）针对电脑的数据运行处理传输等技术矛盾的描述本地CPU处理数据时以及显卡运行对电脑的配置要求高，且大量数据运行时速度慢，风扇转，噪声也大，耗能很大。

但是微型化电脑却要求运算处理快，耗能低，同时硬件配置也难以处理。

由分析得，可由空间分离原理完成分离。

大量数据的处理计算需要消耗大量的计算机资源，移除本地处理，将数据在云端服务器上进行处理，实现个人云计算。

建立在5G技术高度发达基础，海量数据传输轻而易举，计算机终端只需接收显示数据，发出数据即可。

2.3利用因果分析法做分析（1）为什么需要减小电脑体积？因为在未来的生活中，需要计算机在任意场合下迅速使用，这要求电脑体积小，携带方便。

（2）为什么要去除大型固态硬盘？因为5G技术的发展，使得大量数据瞬时传输成为可能，且数字技术，区块链技术的发展使得信息的可靠性安全性得到极大提高。

（3）为什么不再需要键盘？随着技术的发展，键盘不再成为刚需。

比如，利用高精准度识别的语音输入，使得信息的输入更加快捷（要是能达到脑波输入那就更加好了），但是电脑保留的键盘的接入功能（方便用户在其他环境下，例如公共场合，涉及私密，不便语音；同时，按键敲击键盘的输入那种感觉还是很好的，许多用户偏爱。

我们也提供计算机屏幕提供的虚拟键盘（触屏点击输入）以及投影键盘），用户可以根据需要，自行配备。

（4）为什么要基本去掉CPU？同样基于5G技术的高度发达，大量的数据直接可传输在云端服务器进行运算处理。

其效果甚至比就直接在本地运行更好，速度更快，对计算机本身消耗也低。

（5）为什么电脑不再具有固定外形？万物互联，是这个社会发展的方向，电脑的形态不再受到约束，他只是一个名词，具体的样子可以由用户自己定义。

2.4 综合分析对上述的方案做进一步的综合分析：总结来说未来电脑的形态可能是：从外形上来说，不在纠结于传统的样式，可以给用户提供各种喜欢的样式。

举例而言就是：若是喜欢传统的方式，可以自己配备键盘，鼠标之类的设施；若是不需要，可以定制可穿戴的样式比如手表。

甚至是直接内嵌皮下如手腕小臂。

在未来的电脑关键点在于：一个集成度高，性能强大的芯片和可以进行万物互联端口以及人人高度发达的云端服务。

从材质上说，需要复合型的高科技材料。

比如可折叠，耐磨损的的材料，在使用时可以保证电脑具有很好的使用体验，如将电脑折叠后方进很小的包甚至口袋里；又比如具有很多优质的功能，像防水，防辐射，防静电之类的。

除此之外，超强的石墨烯电池，蓄电量高，质量轻，充电速度迅猛，又由于是低功耗的计算机，基本不必考虑不够电。

从功能上说：未来电脑基本会统一起电脑，手机，平板等所有功能，向着智能化的方向靠拢。

可以随时随地全息投影，不受灯光地形的限制，实现随时随地办公的可能。

其次，借助5G技术，实现大量数据随时传输的可能，保证办公的效率，同时，实际上云端的高度发达，个人的数据基本不怎么存在手机或者计算机内，因而各设备之间不存在数据直接传输，直接可在云端访问。

此外借助人工智能和语音识别的功能，进一步提高使用时的效率。

万物互联的条件下，计算机会自动连接起地铁，公交，飞机等等的信息中心，及时提供出行消息，使得用户可以提前避免遇到交通堵塞等一串问题。

此外内置的人工智能助手可以在将电脑核心部分安装到汽车，洗衣机等装置上时，自发启动，从而实现无人驾驶，无人洗衣等功能，最终电脑和手机基本走向融合。