设计新理念∶感性工学

设计新理念：感性工学
“感性工学”(Kansei Engineering)是界于设计学、工学及其他学科之间的一门综合性交叉学科。

日本筑波大学研究生院感性认知与神经科学部主席、艺术设计学院教授原田昭认为，这种综合与交叉涉及艺术科学、心理学、残疾研究、基础医学、运动生理学等人文科学和自然科学的诸多领域。

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广岛大学的长田丁三生教授认为感性工学主要是“一种以顾客定位为导向的产品开发技术，一种将顾客的感受和意向转化为设计要素的翻译技术”。

2 “感性工学”是日本设计学界于20世纪80年代后期开始，尤其是90年代所致力开拓的设计新方向、新学科之一。

它将过去定为难以量化、只能定性的、非理性无逻辑可言的感性反应，运用现代计算机技术加以量化，籍以发展新一代的设计技术和产品。

感性工学的形成与发展
感性工学是在以下几个背景作用下开始形成的：一是工程学的发展：二是工业时代生产理念的转向。

20世纪，人类在工程学领域取得巨大成就，发展迅速，在世纪末，其研究与发展开始面临发展方向上的问题；在工业生产上，长期以来所形成的由生产者依据自己的理解来设计和生产产品，即以制造为导向的理念，从20世纪70年代开始发生动摇，向着市场导向的理念转变，以市场为导向的市场营销策略是以用户的需求为基础的。

现在，顾客已开始按照他们自己的要求和喜好来挑选产品，真正形成了所谓的“买方市场”，生产者迎合顾客的需要改变自己的生产策略和态度。

三是心理学、脑科学等科学的发展，逐渐形成一种人类精神活动学与大脑科学交叉融合的趋势。

这些学科的发展，实际上还是对社会问题的一种适应和关注：在当代，人类健康包括心理、生理健康、衰老、智力发育和衰弱、精神疾病、环境建设和改良、改育、艺术等各种社会问题的存在，已不能依靠单一学科来研究和解决，而必须建立一种学科交叉融合的机制和各学科相通的平台，形成一个系统，为全面解决相关社会问题提供有益和有效的路径。

感性工学应是从设计的角度，联合相关学科建立研究共同体平台的一种尝试。

“感性”在汉语中一般指外界事物作用于人的感觉器官而产生的感觉、知觉和表象等直观形成的认识。

日语中的“感性”也基本同义。

从字面上解，“感性工学”中“感性”是工学的定语，其“工学”不是一般的工学而是“感性”的“工学”。

因此，感性工学中的“感性”，包括“感觉—提供了从外界接受信息(刺激)的能力：敏感性一对刺激力度的觉察做出反应的时间和准确回馈的频率；情感——精神所处的状态，如高兴、悲伤或愤怒等内容。

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感性相对于理性而言，在认识论中有感性人识与理性认识之分。

西方自古以来即将“理性”与“情感”作为二元对立的概念为认识论的基础。

18世纪，德国哲学家鲍姆加登所开创的所谓“美学”实际上即“感性的认识之学”(Scientia CegnitiOnis sensitivae)，主张以理性的“论证思维”来处置非理性的“情感知觉”。

但在“美学”的发展和学科化过程中，原始意义的“感性的认识之学”却一直没有得到张扬，康德继承了鲍氏关于美是基于情感的思想，但却反对鲍氏关于感性认识即是美的理论。

哲学大师黑格尔在其巨著《美学》的开篇就表示了对鲍氏“美学”概念的不满，他认为其内涵应当是“美的艺术哲学”，鲍氏的“感
性之学”已经被主流的艺术哲学理论所淹没了。

但它却成为“感性工学”最初的渊源。

20世纪80年代，美国学者赫伯特·西蒙发表的《人工科学》著作，不仅成为现代设计学学科成熟的标志，并为工程学的发展提出了新的路径和新的思考方向。

这也成为“感性工学”的理论基础和出发点。

具体而言，最早提出“感性工学”一词的是日本东洋工业KK集团(今马自达汽车集团)前会长山本健一，1986年他在美国密歇根大学发表题为《车的文化论》演讲时，提出了这一概念，并引起很大反响。

1987年，马自达汽车公司横滨研究所率先成立了“感性工学研究室”，此后，日本主要的汽车制造和家电企业相继成立了类似的研究机构。

1993年，在日本文部省成立了“感性工学小委员会”，研究感性工学发展的可能性，其使命至1997年成立全国性的“感性工学学会”为止。

1997年成立了“日本感性工学学会”，1999年召开了第一届感性工学大会，至今已召开了4届，2003年10月在日本筑波召开的第6届亚洲设计大会，亦以“理性和感性与产业的融合”作为本届大会的主旨。

日本的感性工学方面的研究实际上在山本健一提出这一概念之前即已开始，相关的研究和概念如日本物理学界开展的“感应工学”、“诱导工学”研究，设计界开展的“人间工学”、“感觉工学”、“情绪工学”、“生体工学”研究等。

在研究方面，日本近年各学术领域都积极导入了感性工学的理念，特别是在纤维产业、机器人工程、人工智能、人类工程学、心理学、认知学、信息等领域，包括一些传统工业领域，如制鞋业、住宅、陶瓷、漆器等也导入这一理念和技术，用于新产品开发。

从哲学美学领域到材料工程学各个方面，“感性”几成流行语，政府机构亦为此注入大量财力支持其研究与发展。

筑波大学原田昭教授主持的文部省项目“感性评价构造模式之构筑”研究，自1997年起用三年时间，联合50余位研究学者，包括工业设计、机器人工程、控制工程、资讯工程、信息管理、认知科学、美学、艺术诸多学科组成大型研究团队，分别就“感性评价”、“程序与感性数据库”、“机器人系统”等课题进行研究，通过诸如在美术馆设置附有摄像机的机器人让观者远距离遥控来观赏艺术品，记录其过程，以期了解观赏者在鉴赏艺术品时的感性表现和心理机制。

感性工学的概念
“感性工学”的发展已有10多年的历史，其内涵也日益为欧美一些企业和院校的科研机构所接受，但“感性工学”还是一个较为模糊的概念，缺少一致公认的定义，现有众多定义大多是日本学者所给出的，举例如下：日本材料工学研究联络委员会认为，感性工学“经由解析人类的感性，有效结合商品化技术，于商品诸多特性中实现感性的要素。

”
广岛大学工业与系统工程系的长町三生教授认为，感性工学“将人们的想象及感性等心愿，翻译成物理性的设计要素，具体进行开发设计的技术。

”他认为感性工学是一种人机学意义上的以顾客需要为导向用于新产品开发的技术。

在日本设计学界，学者们将感性、感受作为顾客对新产品的心理感受和意象，意象有时即是一种心理预期。

当一个顾客想购买物品，其必然对想购买的物品有一个意向或预期，如实用的、美的、高档的、精致的等等，感性工学的技术即是要求将这种意向和感受翻译为设计要素在新产品的开发上加以运用，因此，长町三生将这种技术定义为“翻译为设计要素的技术”。

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作为一种技术，感性工学包括了三方面的内容，一是根据新产品的感性层面进行分类，以建立产品的感性结构来获取设计细节；二是由计算机支持的感性工
程系统(Kansei Engineering System，KES)：三是感性工程模型。

筱原昭等人认为感性工学是“心与心的交流，支持相互间幸福的技术。

”5
这似乎是在强调感性中的“感情”因素。

筑波大学原田昭教授指出，艺术与设计是以感性科学为基础的，感性科学又是在极为广泛的研究领域的联合上成立的。

感性具有主观性，“对感性信息的处理，是依存于每个人所固有的心理模式宋进行的。

因此相同的信息，其解释是不同的，这就是感性的主观性。

”6 这一认识也是在实际调研基础上取得的，1999年7月，他们对29名感性研究者进行了“应该如何给感性定义”的调查，其结论是：1)感性是主观的，是不可以用逻辑加以说明的脑的活动：2)是在先天中加入后天的知识与经验而形成的感觉认知的表现；3)是直观与知性活动的相互作用：4)对于美与愉快感等特征的直观反应与评价的能力：5)是创造形象的心理活动。

这些定义基本上涉及到了“感性”的一些特质。

研究者认为，理性的认知能力与感性的认知能力，是人的基本能力之一，这是由艺术学、心理学、身心障碍学、认知科学、神经科学、信息科学等等学科领域的协同来进行的。

感性行为的规则与思考推理的规则完全不同，应是独立于知识理性之外的，这一认识成为感性工学研究的设想和假说之一。

对作为人类基本能力的“感性认知能力”的重视，并将其与设计与制造工学联系在一起，真正使以人为本的设计走上了新的高程。

原田昭教授指出，20世纪的设计是以造型、映像、服饰以及生活设计等领域为中心而发展的，“2l世纪将是一个以感性科学为基础的时代，其设计将以医学、心理学、身心障碍学、体育科学、经营学、信息科学、环境科学、宇宙科学、生命科学相融合。

”7 设计学者的这种企盼和预测是可信的、有理由的，这是设计进入一个新阶段的开始。

实际上，早在100多年前，奥地利学者马赫在《感觉的分析》一书中就揭示了感性研究对于全部科学的意义，他不仅“深信全部科学的基础、特别是物理学的基础，需等待着生物学，尤其是感觉的分析作进一步的重要阐明，”。

而且使用科学实证的方法深入研究了人的视觉、听觉、味觉、触觉及其感觉的环境要素，诸如颜色、声音、温度、压力、空间、时间等等，并探讨了各个视觉之间以及与其他,OX要素之间的关系，包括感觉、记忆和联想之间的关系等等。

感性与感觉相联系，在一定意义上，感性世界即感觉世界。

“感觉世界是由我们四周不断变化着的事件或刺激以及所有生命对此做出反应这两方面所构成的。

感觉世界是永远变动着的一系列的光、色、形、声、嗅、味和触。

它是我们每天生存的世界，我们成长在这个世界中。

”9
“感觉世界就是感觉(sensation)和知觉(perception)托马斯·L·贝纳特认为：
的世界。

”所谓感觉，他认为可以定义为将感觉到的信息(即环境中变化着的信息)传达到脑的手段。

感觉到的信息通过感觉器官传达到脑，知觉就随之产生了。

他认为，知觉指明了我们经验到感觉世界的种种方式，有赖于我们对传入的刺激的注意和我们从种种刺激中抽译出信息能力的警觉，因此，可以把知觉看成信息处理的同义词。

”托马斯在研究中，提出了感觉经验的测量方法(1978)，对视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉等进行了科学分析，对知觉及其生成、影响等因素间的相互关系都做了细致的研究。

西方学者对感性与知性，感觉与知觉的研究有着很长的历史和丰硕的成果。

这些研究大多建立在实验科学的基础上，不仅与生理学、心理学相联系，亦与其他人文学科相联系。

如20世纪70、80年代关于经验对知觉影响的比较研究，通过对成年动物、新生儿视觉的观察分析，采用视觉剥夺方式的实验，建立视觉加工模型，探讨早期有选择的视觉经验；进而探讨动物和人
类的早期视觉经验对某些知觉能力发展的影响、深度知觉和经验以及长期经验对人类知觉的影响等等。

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这些研究对于感性工学的研究提供了一个科学的基础，与近期感性工学的研究作比较，可以看出20世纪80年代以前对感性、感觉、知觉等方面的研究集中于心理学、生理学的范畴，感性工学不仅采用了计算机等现代科研设备，而且将心理学、生理学等方面的感知觉研究与工程学即与产品设计、制造结合在一起，使“感性研究”走向实用阶段，同时亦使设计进入了一个前所未有的新阶段，即将以产品为本的设计真正导向以人为本的设计。

感性工学的目的是根据顾客的感受和要求来设计制造产品，以往的设计和制造也关注顾客的需求，但主要关注的是功能和形式方面的要求，而这种需求又在一定程度上表现为设计师的一种理解和需求：而感性工学所追求的则是真正来自于顾客本身的需求和反应，这种反应甚至是细微的、心理的、不易察觉的。

因此，感性工学实施的关键在于：1)如何根据人机学和心理学的评估来捕捉顾客对产品的感受；2)如何通过顾客的感性来定义产品的设计特征；3)如何将感性工学建立为一种人机学的技术：4)如何调整设计来满足社会的转变以及人们的喜好倾向。

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为此，日本研究者的做法是，第一，采用由Osgood和他们同事研究出的SD 法(语意差异法)作为捕捉客户感性的重要技术手段，从市场或从企业、杂志收集感性或描绘顾客感受的语词，通常首先收集600—800个描述感性的词语，再从中选择近100个最相关的词语进行分析；第二，设计调查或实验来检验感性词语与设计要素的相关性；第三，利用先进的计算机技术来建立感性工程的系统性框架，通过人工智能、神经网络和模糊逻辑的几何方法等的运用，建立相关的数据库和计算机推理系统：第四，每隔三到四年，通过调整感性工程的数据库，将新的感性数据扩充进入数据库，由此来研究顾客对产品喜好的变化趋向。

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感性工学的类型
据介绍，目前日本感性工学的类型划分主要有以下两种，一是以测定的方法区分：一是以实施的方法区分。

所谓“测定”，即测定人天生的“五感”能力。

依测定的方法区分，大致有两个方向，即“表出法”和“印象法”。

“表出法”是对人“五感”在生理学层面上的“感觉量”的测定。

基本利用生理学上已成熟的对视觉、听觉、触觉、痛觉、味觉、温觉、嗅觉、体觉、平衡感、时间感等的测量技术。

在这种技术中，研究者将感觉到的最小量称之为“刺激阂”，最小差则称之为“辨别阈”。

在理论上，常将感觉量中的舒适性与人体生理的变化量视为一致，因此，只要测量生理上反应值的变化，即能将这些变化数值转化为舒适性的值，从而为设计的舒适性提供依据。

“印象法”可看作是“表出法”的互补，属于测量“内在”，即在受测者接受不同程度的外在刺激后，以问卷的方式让其陈述自己的感受，“语意差异法”也是其中典型的方法。

问卷的信息视为感受量，并利用多次元尺度法、图形理论将其构造化，或者通过多变量分析、暧昧推论等统计解析技术，将人的感性信息转变成定量的数据，即将内在的感性信息定量化。

按照实施的方法区分，其方法以长町三生为代表。

感性工学的实施过程即感性工程的过程，从程序看，长町三生将其归为三种类型，类型一意味着从零到N 个级别分类：类型二是感性计算机系统：类型三是利用数学模型来推理最接近人机学要求的设计。

这三类程序亦是前面提到的感性工学所包括的三方面内容。

类型一：感性信息分类
这里的分类指将一个产品的感性类别分解成树型结构来获取设计细节。

日本马自达汽车公司利用感性工程设计开发了一种名为“Miyata”的新型跑车并获得成功，从而使感性工程成为马自达汽车新产品开发的一项基本的技术手段。

长町三生在《感性工学：一种新的人机学顾客定位的产品开发技术》一文中详细介绍了“类型一”分类的具体方法，他以马自达公司开发“Miyata”汽车和另一家汽车公司运用马自达经验开发另一新型汽车为例，说明感性类别分解与设计的关系，征引如下：
Hirai先生，一个新晶牌汽车厂家的经理，在与他的项目团队研究后，决定运用马自达开发“Miyata”时使用的感性工程，为新汽车‘人机同一”（Human-Machine Unity)进行零水平分类。

该汽车的概念是使汽车驾驶员能在驾驶中感到他(她)与汽车之间完全的一致。

驾驶员觉得他(她)的身体就是车，可以任意根据他们的直觉自由的控制车。

“人机同一”只是一个开发新车型的概念，并没有对如何设计汽车提出任何建议，例如发动机特征、汽车尺寸等。

在感性工程类型中，零水平概念应该被分解成清晰地、有意义的分概念最终以获得设计细节。

团队成员开始划分这个零水平概念为分概念，一层、两层……n层直到最后获得汽车设计细节特征。

根据“Miyata”感性的零水平(人机同一)被划分成为一个层次上的4个分概念，它们是“紧密感”(“ght-feeling)、“方向感”(direct—feeling)、速度感(speedy—feeling)、“交流”(communication)。

紧密感是指“与机器非常接近”。

在各个概念上，研究认为汽车的长度应该是4米左右，最终经过讨论以后定为3．98米。

当他们安置4块车身钢板在车内，发现顾客感觉“狭窄”，这就不符合“紧密感”的要求，因此将它改成了两块钢板。

类型二：感性工程计算机系统
感性工程类型二是计算机支持的感性工程系统。

感性工程系统是—种运用专家系统将顾客感受和意象转变为设计细节的计算机系统。

这种计算机感性工程系统的操作基本是依靠四个数据库。

(1)感性数据库代表顾客对产品感受的感性词语，通过商店中的销售者的对话和工业产品杂志进行收集。

首先大约收集600个词汇，然后筛选至100个左右，足以代表顾客对产品的感受。

然后，组建语意差异量表，并在语意尺度图中评价产品，评价的数据再进行因子分析。

通过因子分析所获得的结果代表了感性词语的意义空间，根据它可以建立感性词语的数据库。

(2)意象数据库将根据语意差异量表做出的评价结果再次用Hayashi的数量理论进行分析，这是多元回归分析的一种，用来分析定性的数据。

通过这种分析，我们能获得一张感性词语与设计要素之间统计关系的列表。

因此，可以定义若干个对设计细节有贡献的项目为一个特殊的感性词语。

例如，顾客要“奢侈”的东西，这个感性词语会对应一些系统中的设计细节。

这些数据组建了意象数据库和规则库。

(3)知识库。

知识库主要包括了一些必要的规则，用来决定设计细节与感性词语的相关性。

一些规则来自数量理论的计算和其他一些诸如色彩条件原理等。

(4)设计和颜色库系统中的设计细节分别被存储在造型设计数据库和颜色数
据库中。

所有的设计细节包括了设计的各个方面，这些方面作为一个整体的形式与每个感性词语相关。

设计和色彩合并地部件被特定的推论系统推倒出来，以图形的方式在屏幕上表现出来。

感性工程系统的运用包括两方面，一是顾客支持KES：一是设计师支持KES。

顾客支持KES，首先是顾客将其渴望的产品意象用词语表达出来，并输入KES中，KES接受这些词语并将它们与感性词语库中的词语进行比较，检查识别它们，如果被识别，这些词将被转入数据库。

在这一阶段、推理机制通过匹配规则数据库和意象数据库来工作，并决定设计细节的各个方面，由KES的控制器选出，在屏幕上显示最接近的产品样式和色彩。

KES系统能帮助顾客做出符合自己意愿的选择。

因设计专业的不同，而有不同的系统构成，如时装意象系统(FAIMS)、人居系统(HVLIS)等。

设计师支持KES是辅助设计师从事设计的系统。

当设计师设计一种新产品寸，他也会有一个产品的意象和概念，输入这些意象词语咨询KES，KES 会将感性工程计算出来的结果显示在屏幕上，如果显示的造型与设计师的意象不符合，可以通过KES的修改程序加以修改。

将顾客支持的KES和设计师支持的KES 统合起来，就成为“混合感性工程”，事实上，设计师在从事设计时，必须同时关注和运用这两个系统。

类型三：感性工程模型
感性工程的科学性还体现在建模方面。

建立感性工程的数学模型，从感性词语来获得人机工程学的结论。

在这类程序中，数学模型显示了某种逻辑关系，执行着与感性工程规则相似的任务。

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感性工学的运用与展望
在日本，感性工学的研究和运用因学者或研究者的侧重不同，而形成了两种趋向，一种以广岛大学长町三生教授为代表：一种以筑波大学原田昭教授为代表，前者可以称作“技术派”，后者暂时称作“感觉派”。

“技术派”是日本感性工学第一阶段的产物，“感觉派”则是第二阶段即最近几年的主流趋势。

感性工学作为一种有效的人机工程技术在日本设计界和产业界加以运用，其时间不长，但却取得了值得关注的成果。

在汽车设计制造领域，除以上介绍的马自达公司外，尼桑、三菱、丰田、本田等汽车公司亦积极开展感性工学研究和应用：美国福特汽车公司从马自达公司学习感性工程技术，开发出了“Taurus”汽车；意大利菲亚特公司和德国奔驰公司都对感性工程给予关注。

不仅是在汽车领域，在产品制造的其他领域，如服装、家电等诸多领域都开始有所运用。

感性工学是一种新兴的、以顾客需求为导向、依据人机工程学和计算机科学进行的新产品开发的技术。

其发展尚处于初期阶段，从感性的复杂性而言，目前的感性工学所涉及的层面还
十分单一，其方法也同样如此，与人类复杂、多元的感性存在而言，其努力只能说刚刚开始，感性工学还有许多问题有待解决，长田丁三生认为至少有三方面：一是如何对待个体感性差异：二是如何评估顾客或设计师对KES系统产生结果的满意度；三是如何将人工智能加入感性工程的系统中。

当然，问题绝不止这三方面。

原田昭教授为代表的研究，以心脑科学的研究为主要趋向和基点。

在1997年开始的研究中主要致力于通过计算机记录和实验并描述人在艺术欣赏过程中的
行为特征。

其实验，首先用装有眼睛记录相机的设备记录被试者在美术场馆中欣赏艺术作品时眼球的运动；改进后，将联接了Internet的机器人设置在美术馆中，通过人远距离遥控机器人来欣赏艺术作品，机器人的操作数据作为指定数据通过服务器被记录，研究者通过分析这些数据了解人欣赏行为中的感性因素，这就为创建一个感性工学行为评估模型奠定了基础。

让被试戴上脑电波测量仪，记录其通过机器人对艺术品欣赏过程中情绪(情感)的变化，其结果是将感性的艺术品欣赏变成了测量的、数字化的结果，使感性的东西转化为一种可测量的理性结果。

这一试验为了解人类精神、灵感之类的因素提供了经验和一种解决之道。

原田昭的研究，主要有以下几方面：1)感性工学评估组用机器人来研究感性工学的结构，建立模型，进行相关的模拟试验；2)大脑感性工学研究组从神经蛋白质神经传导的视角研究解决感性工学的物质基础和结构：3)综合处理组实现用机器人模拟与其人相同的感性工学行为，制作感性工学反馈机器人；4)感性工学设计造型组以感性工学造型进入感性工学设计阶段和制造阶段，从而支撑起2l 世纪新的工业结构。

他认为，感性工学的研究是为联合人文科学、自然科学和前沿研究等各领域所做的准备，要用一种俯瞰全局的视角来观察当今的世界。

无疑，感性工学可以说为我们重新认识设计、从事设计提供了新的视角和态度。

这一新兴的、实践证明有效的设计新技术、新观念或者说新学科、新方向，对于中国设计学界而言，首先要了解它，并开始根据我们的设计实际和要求进行相应的努力。

据悉，从2003年起，中日韩三国设计学界已开始联手进行相关课题研究，对于中国设计界而言，这是一个开端，重要的是建立行之有效地实验、研究队伍和教育机制。

注释：
1［日］原田昭：感性工学研究策略，清华大学艺术与科学研究中心编：《清华国际设计管理论坛专家论文集》,2002年10月。

2［日］长叮三生：感性工学：一种新的人机学顾客定位的产品开发技术，《国际人机工程》周刊，1995年15期。

3［日］原田昭：感性工学研究策略，《清华国际设计管理论坛专家文集》。

4［日］长叮三生：感性工学：一种新的人机学顾客定位的产品开发技术，《国际人机工程周刊》，1995年15期。

5引自黄崇彬：日本感性工学发展近况与其在远隔控制接口设计上应用的可能性，台北：1998年中日教育研讨会文集，第29页。

6［日］原田昭：2l世纪科学的分化与融合，《艺术与科学国际学术研讨会论文集》，武汉：湖北美术出版社，2002年版，第103页。

7［g］原田昭：21世纪科学的分化与融合，《艺术与科学国际学术研讨会论文集》，第105页。

8［奥］马赫：《感觉的分析》，洪谦、唐钺等译，北京：商务印书馆，1997年版，第一版序言。

9［美］托马斯·L·贝纳特：《感觉世界——感觉和知觉导论》，旦明译，北京：科学出版社，1983年版，序。

10［美］托马斯·L·贝纳特：《感觉世界——感觉和知觉导论》，第1页。

11［美］KD．沃尔克、H．1小皮克：《知觉与经验》，喻柏林、宋钧等译，北京：科学出版社，1986年版，第37-113页。

12［日］长叮三生：感性工学：一种新的人机学顾客定位的产品开发技术，《国际。