Latex写创新作业
2024-05-06 21:14:38
Latex写创新作业
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% \renewcommand{\abstractname}{\large Abstract\\}
% \renewcommand{\abstractname}{\textbf{\zihao{4}摘\quad 要}}
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\renewcommand{\abstracttextfont}{\large }% \usepackage{abstract}
% \renewcommand{\abstractnamefont}{\fzlishu\bfseries\large}
% \renewcommand{\abstracttextfont}{\fzkaiti}\begin{document}%制作封面
\begin{titlepage}\begin{center}\par\centerline{\includegraphics[scale=1]{basic_pictures/bupt.png}} %插入图片\par\quad \\\quad \\\heiti \fontsize{25}{10} 设计思维与创新方法期末设计\vskip 1cm\par\centerline{\includegraphics[scale=0.6]{basic_pictures/buptlogo.png}} %插入图片\par\vskip 2cm\begin{tabular}{l}\heiti \zihao{3} 题目：智能手写笔\quad \\\heiti \zihao{3} 学院：信息与通信工程学院\quad \\\heiti \zihao{3}班级：2020211115\quad \\\heiti \zihao{3}姓名：陈楚杰，赵鑫蕾，韩柏杨，胡宇轩 \quad \\\heiti \zihao{3}学号：2020210441，2020212835，\quad \\ \quad \quad \quad \quad \;\heiti \zihao{3}2020210445，2020210449 \quad \\\heiti \zihao{3}指导老师 ：纪阳 \quad \\\heiti \zihao{3} 时间：2021年12月\end{tabular}\end{center}
\end{titlepage}$\\$
% \large\begin{abstract}
当今时代，大学生中有很多人在使用pad来记笔记或者写作业，但是，pad有着与手机类似的性能，和笔记本类似大小的屏幕，干着和这两者高度重合的工作，一定程度上造成了一定的浪费；同时也可能会有一些学生对于电子板的书写不习惯、不适应。因此，我们希望设计一款智能手写笔，利用手写的时候的姿态的识别，将手写的内容传输至手机或者笔记本中，相当于将pad的记笔记的功能集成在一支笔上，这支笔可以实现书写以及传输的功能，将书写的内容传输至其他设备。这样一来，就可以解决pad功能重复性以及手写笔记的问题。
\\小组成员构成如下所示：小组成员：陈楚杰，赵鑫蕾，韩柏杨，胡宇轩 小组组长：胡宇轩$\\$\noindent{\textbf{关键字：} 智能手写笔，姿态识别，笔记，LaTeX 。}\end{abstract}$\\$\newpage
\tableofcontents
\newpage% 文本的具体的内容\section{问题发现与发明战略确定}
\subsection{发现问题}
实现具有姿态识别功能的智能手写笔这一想法在很久之前就在脑海里产生了，最早是在初中时有类似想法。想法源于老师日常判作业的场景，初中时小卷子很多常常需要一遍遍重复性手写判卷，而判完之后分数统计也是个难事。常常因为一两分的小问题引起一些同学们的不愉快，老师计算分数也很麻烦。当时就有这种想法，为什么不研发一种能够姿态识别的手写笔呢。专用于判卷等重复性姿态识别，在老师判卷后能实时统计分数，进一步能算出平均分，和各个题目正确率等。当然，当时局限于知识和眼界，一直没有将这个想法付诸现实。而等到进入大学以后，笔记和书写姿态的电子化更是成为了一些学生的一个痛点。常年使用纸笔记录笔记的学生，可能会不太适应pad的书写方式。而pad的功能又过于鸡肋，有着跟手机类似的性能，跟笔记本类似大小的屏幕，干着和这两者高度重合的工作。因此，我们思考寻找一个方式来替代pad，或者仅仅摘取它优秀的功能作为独立产品。我们认为，记笔记是为数不多的pad不可替代的功能。面对如此重合的功能，和pad比较昂贵价格，与笔记本手机的不可替代性，我们计划将pad记笔记这一点特性低成本的实现出来。将它的笔记功能集成到一支笔上，可以把笔记本或者手机作为笔记的传输终端。不仅节约了资金，而且能扩大手写笔的使用范围，不仅仅局限在那10寸的屏幕之内，有地方就能写，既能保留纸质资料也能保存电子记录，一举两得。姿态识别正是这个想法的关键，这个想法涉及的姿态识别，既能解决笔记问题，如果涉及得当也能解决手写判卷的姿态识别问题。\subsection{案头调查}
\subsubsection{类似专利}
我们调查的这个类似专利是：基于语音识别和姿态识别的智能录音笔。\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1.15\textwidth,height=1.59\textwidth]{picture/pic1.png}
\caption{类似专利} \label{fig1}
\end{figure}本款专利很类似我们的想法，功能和设计都很值得借鉴，但是使用方向和图景有所区别，他面向的是姿态识别和语音识别控制智能终端，而我们设计的产品则主要面向笔记，手写姿态识别和笔记同传与终端之间的实时交互，侧重不同功能设计也会侧重不同。\subsubsection{市场类似产品}
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1.2\textwidth,height=0.87\textwidth]{picture/pic2.png}
\caption{市场类似产品} \label{fig2}
\end{figure}虽然这款产品实现了手写笔正能书写的功能，但是这款手写本还是没能脱离手写板的思路，用户仍然需要携带笔记本大小的设备（虽然把纸夹进去也挺方便）但是我们的设计更便携，应用场景更广，不需要局限于手写本范围，有笔就行，如果体积允许，甚至离线存储笔记，等到有手机再上传。总之，我们的设想有类似，但是我们的更加极限，在他原本的产品上有明显提升，而他的设计也明显十分值得我们学习。% \subsection{用户调研}
% \newpage\subsection{用户画像}
随着计算机研究的深入发展和应用领域的不断扩展，如何在使用者和计算机 之间建立一种更直观、更自然和友好的信息交互方式，开始受到计算机研究工作 者的关注，这就是计算机研究中的人机界面问题。人类总是通过听觉、视觉、嗅 觉、触觉、味觉来感知外界的信息，通过语言、文字、形体和表情来表达自己的 思想和感情，而其中的语言和文字是最常用、最有效的信息载体。然而，目前的 计算机基本上是通过键盘接受人的信息和命令。 显然，这与人类普遍使用的语言和文字方式存在很大的差距。正是为了有朝一日实现与人类交往方式一致的人机交互界面，科学工作者开始了计算机语言理解和文字识别的研究工作。\subsubsection{手写笔行业人气品牌评选}
全球平板电脑手写笔主要厂商有Wacom、Microsoft、Atmel、Adonit、Synaptics等，全球前五大厂商共占有大约70\%的市场份额。欧洲是全球最大的平板电脑手写笔市场，占有大约30\%的市场份额，之后是北美市场，占有大约25\%的份额。2020年，全球平板电脑手写笔市场规模达到了46亿元，预计2026年将达到59亿元，年复合增长率(CAGR)为3.8\%。\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1\textwidth,height=0.6\textwidth]{picture/pic3.png}
\caption{手写笔行业人气品牌评选} \label{fig3}
\end{figure}\subsubsection{大学生电子产品拥有情况}
根据文献[2]（参见参考文献）中的调查：在本次社会实践调查中，实地共发放400份问卷，回收到的线上和线下有效问卷共546份，其中线上问卷为 199份，线下问卷为347份。受访者为男性的问卷有321 份，受访者为女性地问卷有225份；受访者为低年级(大一新生)的问卷有186份，受访者为高年级的问卷有360份。\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1.1\textwidth,height=0.8\textwidth]{picture/pic4.png}
\caption{大学生电子产品拥有情况} \label{fig4}
\end{figure}由图表看出，拥有平板的比例占调查人群中的34\%，有普通电子设备的同学接近99\%，这证明有纸质记录转为电子笔记的功能基础设备可支持的用户广泛。在研究调查中，发现使用电子类笔记的用途十分广泛。\subsubsection{使用途径检索率}
在参考文献[3]、[4]、[5]（参见参考文献）中所提到的用途有以下几种，使用的途径：1、电子笔录；2、记录笔记；3、绘画设计；4、老师授课；5、考试使用（尝试）。根据检索率，可以将使用途径分为以下四种：
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1.1\textwidth,height=0.8\textwidth]{picture/pic5.png}
\caption{使用途径检索率} \label{fig5}
\end{figure}在这些数据中，皆有着使用手写笔与电子记录转化的需求，同时，经过调查发现在某些行业，纸质记录有着不可替代的需求，因此，考虑将纸质记录在便于书写的过程中，转化为电子记录有着巨大的市场。\subsubsection{用户体验质量的评价标准}根据文献[4]（参见参考文献），用户体验质量的评价标准可以从以下方面来进行衡量：\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1\textwidth,height=0.6\textwidth]{picture/pic6.png}
\caption{用户体验质量的评价标准} \label{fig6}
\end{figure}\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1\textwidth,height=0.75\textwidth]{picture/pic7.png}
\caption{用户体验质量的评价标准} \label{fig7}
\end{figure}技术实现支持：我们知道,汉字识别的研究中,最大的困难在于汉字的图像变化繁多.但是,不管汉字图像发生什么形变,汉字笔划之间的相对位置关系是不会变化的,可以说,这是人们在现实中认识字符的基本原则,是汉字图像千变万化的各种形变中的不变量.在我们的研究中,利用HMM模型内状态之间的转移概率来描述汉字笔划之间的相对位置关系,从汉字的结构特征出发,同时充分利用了汉字图像的一些统计特性,建立了汉字的模型参数。\subsection{用户旅程图}我们根据我们的构想以及用户的需求和使用的实际情况的设想，构建了如下图所示的用户旅程图，我们从基本的用户信息出发，构想了用户的需求，用户的使用情况等问题，具体的用户旅程图如下所示：\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1.1\textwidth,height=0.6\textwidth]{picture/pic8.png}
\caption{用户旅程图} \label{fig8}
\end{figure}\subsection{用户体验地图}
\subsubsection{用户体验地图一}这一幅用户体验地图主要是用来描述假想的用户小王是一名学生，他希望可以使用纸质版的书写工具，但是，同时，他又希望可以使用电子版的存储工具，因此，他选择了智能手写笔来进行课堂笔记的记录与电子版的输出，然后再使用其他的电子设备对电子版的笔记进行整理。% Please add the following required packages to your document preamble:
% \usepackage{multirow}
\begin{table}[H]
\caption{用户体验地图一}
\begin{tabular}{|c|l|c|}
\hline
\multicolumn{1}{|l|}{上文场景关联} & 当前场景分析 & \multicolumn{1}{l|}{后文场景预测} \\ \hline
\multirow{5}{*}{\begin{tabular}[c]{@{}c@{}}用户小王准备在\\ 学校里面上课的\\ 时候记录老师所\\ 讲述的内容，他\\ 认为纸质版笔记\\ 不容易保存，但\\ 是他又不喜欢电\\ 子版的书写设备\\ \\ 需要智能手写笔\\ \end{tabular}} & WHO：用户小王 & \multirow{7}{*}{\begin{tabular}[c]{@{}c@{}}\\ \\ \\ \\ 购买以后，对照着说明书，\\ 在家里使用智能手写笔进行\\ 测试以及熟悉功能。到了学\\ 校里面以后，他使用智能手\\ 写笔轻车熟路的记录笔记，\\ 然后笔记就会自动的记录到\\ 其他的电子设备里面，成功\\ 的实现了纸质版的记笔记以\\ 及电子版的存储笔记的功能\end{tabular}} \\ \cline{2-2}& WHERE：学校 & \\ \cline{2-2}& \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}WHEN：准备课堂上需要\\ 记笔记的设备\end{tabular} & \\ \cline{2-2}& DO：购买智能手写笔 & \\ \cline{2-2}& \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}HOW：上网查阅相关资料\\ ，简单了解智能手写笔\\ 的基本功能，进行比较，\\ 然后根据实际的情况进行\\ 购买\end{tabular} & \\ \cline{1-2}
\multirow{2}{*}{购买智能手写笔} & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}PAIN：\\ 其他产品竞争力\\喜欢电子 版书写的用户不需要\\造价 高，买不起\end{tabular} & \\ \cline{2-2}& \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}GAIN：\\ 小王喜欢纸质版的手写\\智 能手写笔使用方便\\纸质版 的手写以及电子版的存\\储 十分便利\end{tabular} & \\ \hline
\end{tabular}
\end{table}\subsubsection{用户体验地图二}这一幅用户体验地图是对假想的用户李老师进行分析，他希望自己能够在手动批改完卷子或者作业以后就会自动的生成学生的对错情况以及成绩信息等，因此，他也选择了智能手写笔，通过使用智能手写笔来实现手动批改完成试卷以后就会直接自动的生成对错情况以及成绩信息等内容。% Please add the following required packages to your document preamble:
% \usepackage{multirow}
\begin{table}[H]
\caption{用户体验地图二}
\begin{tabular}{|c|l|c|}
\hline
\multicolumn{1}{|l|}{上文场景关联} & 当前场景分析 & \multicolumn{1}{l|}{后文场景的预测} \\ \hline
\multirow{5}{*}{\begin{tabular}[c]{@{}c@{}}用户李老师准备\\ 在学校里面使用\\ 一种方便的手写\\ 笔来实现自己批\\ 改小卷子，然后\\ 系统会自动生成\\ 学生的成绩。希\\ 望可以自动化的\\ 得出对错情况以\\ 及成绩等数据等 \\ \end{tabular}} & WHO：用户李老师 & \multirow{7}{*}{\begin{tabular}[c]{@{}c@{}}\\ \\ \\ \\购买以后，对照着说明书，\\ 在家里使用智能手写笔进行\\ 测试以及熟悉功能。到了学\\ 校里面以后，李老师利用智\\ 能手写笔进行批改学生的小\\ 卷子，批改完毕以后，输出\\ 设备就会直接生成学生的对\\ 错情况以及成绩等数据，实\\ 现了手批试卷，然后系统自\\ 动生成成绩的自动化的功能\end{tabular}} \\ \cline{2-2}& WHERE：学校 & \\ \cline{2-2}& \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}WHEN：需要给学生批改小卷\\ 子等试卷或者作业\end{tabular} & \\ \cline{2-2}& DO：进行购买智能手写笔 & \\ \cline{2-2}& \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}HOW：上网查阅相关资料\\ ，简单了解智能手写笔\\ 的基本功能，进行比较，\\ 然后根据实际的情况进行\\ 购买\end{tabular} & \\ \cline{1-2}
\multirow{2}{*}{购买智能手写笔} & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}PAIN：\\ 其他产品的竞争力\\ 喜欢电子版书写的用户不需要\\ 造价高，买不起\end{tabular} & \\ \cline{2-2}& \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}GAIN：\\ 李老师比较喜欢纸质版的手写\\ 智能手写笔使用方便\\ 纸质版的手写以及电子版的\\ 存储十分便利\end{tabular} & \\ \hline
\end{tabular}
\end{table}\subsection{HMW}
\subsubsection{批阅试卷的教师}Who：需要给学生批阅试卷或者作业的教师；Gain：一只可以实现姿态识别的手写笔，能够自动记录学生的得分点，并进行辅助计分，帮助更快、更好的对学生的成绩或者作业情况进行记录；Pain：日常测验或者学生提交作业时，需要批阅试卷、核算分数的数量较大，工作量大，从而导致易于出错。\subsubsection{有记笔记需求人员}Who：有记笔记需求人员，如学生、书记员等，同时，这些用户习惯于纸质版的手写，不习惯电子版书写；Gain：只需要携带一只记录笔，无需其他载体即可记录笔记，或者奇思妙想等；Pain：纸质记录不容易保存，而且容易损坏或者丢失，而在pad类电子屏幕上记录存在手感差、有噪声等其他问题，而且，并不是所有的人都喜欢使用pad进行笔记的记录。\subsubsection{主要的问题}1、如何识别书写内容并保存？2、如何集成姿态识别功能统计重复动作并做相应处理？3、如果将书写数据上传云端，如何连入网络？4、如何将以上功能集成，不影响正常书写？\subsection{四象限法}\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1.2\textwidth,height=0.65\textwidth]{picture/pic9.jpg}
\caption{四象限法} \label{fig9}
\end{figure}\subsection{最终战略确定}
首先，我们通过查询现有专利和现有产品得出目前市场和研发场景中智能手写笔的销售和研发情况。其次，我们通过网络检索大量关于手写笔及其使用用户的用户情况形成我们产品的用户画像，即日常对于笔记管理有大量需求的大学生或者研究生，以及需要笔迹电子显示的教师和喜好绘画的人还有开会时需要笔记投屏的打工人。然后，我们利用用户历程图和用户体验地图想象了用户的使用场景，发现其中急需解决的技术点问题和痛点，再经过HMW分析总结出主要问题，最后利用四象限法总结解决这些问题的方法以及其价值分类，得出最后的发明设计方向。最后，我们选择可行性和价值相对较高的作为我们的设计方向，首先要即使识别手写笔记的内容将其电子化，再将内容传输到其他电子设备，同时可以附加录音，照明等小功能完善我们的使用。\section{智能手写笔的形态、技术与服务}智能手写笔的基本形态仍然是常规的人们正常使用的笔的形式，只不过会增加一些少部分的体积或者长度以及重量等，以此来实现智能手写笔的功能的扩展，也就是实现手写笔记传输等功能。总之，总体的形态不变，只是有一些增长、增重来实现功能。在技术的方面上，智能手写笔通过对姿态进行识别来获取用户手写的内容，然后通过传输设备来将内容传输给其他的电子设备，例如：手机、笔记本等，然后，就可以通过这些电子设备来对内容进行管理的。在服务用户方面，智能手写笔可以为喜欢手写笔记的用户提供优质的手写体验以及电子版的管理功能，使得用户可以使用以往的纸笔进行笔记等内容的记录，同时，也可以使用电子产品对所记录的内容进行管理，使得用户可以更好的书写以及管理笔记等内容。\subsection{利用九屏幕法做分析}我们首先使用九屏幕法来对智能手写笔进行分析。我们知道，九屏幕法是TRIZ理论中的创新思维方法五大方法之一。是系统思维的一种方法，它是把问题当成一个系统来研究， 关注系统的整体性、 层级性、目的性。主要关注的是系统的动态性、关联性，即各要素之间的结构等内容。\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1\textwidth,height=0.9\textwidth]{picture/jiupingmu.png}
\caption{九屏幕法分析} \label{fig10}
\end{figure}\subsection{利用矛盾矩阵和创新原理做分析}接下来，我们对智能手写笔利用矛盾矩阵和创新原理来进行进一步的分析。矛盾分析法是指运用矛盾的观点观察、分析事物内部的各个方面及其运动的状况，以达到认识客观事物的方法。它是定性分析的方法。运用这一方法，必须坚持对立统一的观点，从统一中看到对立，从对立中看到统一。具体来说，一是必须坚持“两点论”，防止片面性，切忌“顾此失彼”。二是必须坚持“重点论”，善于把握主要矛盾和矛盾的主要方面，突出重点，抓住关键。三是必须坚持“矛盾的普遍性和矛盾的特殊性相结合”，既要具体分析事物的具体情况，也要注意不要使具体的事物脱离普遍联系。四是必须坚持“发展论”，分析矛盾的动态，防止思想僵化。矛盾矩阵表是用来解决技术矛盾的，即不同参数之间有矛盾。竖着的一列，都是想要改善的参数。横着的一行，都是不想被恶化的参数。在竖着的一列，找出你想要改善的参数；再在横着的一行，找到你不想要它被恶化的参数，两行（列）相交的那个格子，就是处理这对矛盾时，以往用得最多的解决原理。\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1.2\textwidth,height=0.8\textwidth]{picture/biaoge.png}
\caption{矛盾矩阵和创新原理} \label{fig11}
\end{figure}\subsection{利用资源分析法做分析}下面，我们利用资源分析法来对智能手写笔来进行分析。为了更好的进行分析，我们首先对资源分析的方法来进行进一步的了解。\subsubsection{资源分析方法简介}TRIZ理论中的资源是指系统及其环境中的各种要素，能反映诸多系统作用、功能、组分、组成间的联系结构、信息、能量流、物质、形态、空间分布、功能的时间参数、效能及其他有关功能质量的个别参数…。可以说解决技术问题的实质是对资源的合理应用，使用技术系统资源是提高理想度最重要的手段之一，只有具备合理使用资源才能解决所有的技术问题。资源分析的实质就是从系统的高度研究分析资源，挖掘系统的派生资源，关注系统资源间的有机联系。合理地组合、配置、优化资源结构，提升系统资源的应用价值或理想度。一般情况下，解决问题所需要的资源是系统本身就有的，在系统中以方便使用的方式存在，称之为现成资源。但很多时候系统中没有直接可以利用的资源，而是需要某种转化、加工等得到资源，这种资源称之为派生资源。如要解决技术问题需要“冰”，但是在现有的技术系统中没有冰，但是有水，那么可以通过制冷的方式得到冰，以实现在系统内解决问题。\subsubsection{资源分析法的具体应用}首先，我们使用资源分析的方法来对智能手写笔进行一次简单的分析。\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1.14\textwidth,height=0.69\textwidth]{picture/mmexport1640242319836.jpg}
\caption{矛盾矩阵和创新原理} \label{fig12}
\end{figure}接下来，我们再次使用资源分析的方法来对智能手写笔进行一次更加详细的分析。\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1.25\textwidth,height=0.8\textwidth]{picture/mmexport1640242320792.jpg}
\caption{矛盾矩阵和创新原理} \label{fig13}
\end{figure}以上就是我们使用资源分析方法对智能手写笔进行分析，通过资源分析，我们对于智能手写笔的资源的利用有了更好的理解，同时也有利于后续的对智能手写笔利用的资源的优化。\subsection{利用组件分析方法做分析}\subsubsection{组件列表}组件列表是一个系统的一些组成的子系统，子系统的集合构成的是一个组件列表，智能手写笔也有一些组件，下面，我们就对这些组件进行汇总和列表，以此来展示智能手写笔的一些基本的组件。我们在利用组件分析的方法来进行分析智能手写笔的相关功能的时候，我们首先列出来一些组件的列表。如下表所示的内容：\begin{table}[H]
\caption{组件列表}
\begin{tabular}{|c|l|c|l|l|}
\hline
序号 & \multicolumn{1}{c|}{系统组件} & 超系统组件 & \multicolumn{1}{c|}{功能} & \multicolumn{1}{c|}{功能受体} \\ \hline
1 & \multicolumn{1}{c|}{笔杆} & 人以及纸 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}笔杆既可以实现供人书\\ 写的手持方式，也可以\\ 将其他的有关设备集成\\ 在一起。\end{tabular} & \multicolumn{1}{c|}{人} \\ \hline
2 & 姿态识别装置 & 写字的纸 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}通过对用户的手写动作\\ 的姿态的识别来实现对\\ 用户的书写的内容进行\\ 识别的操作。\end{tabular} & \multicolumn{1}{c|}{人} \\ \hline
3 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}其他的信息接\\ 收设备\end{tabular} & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}写字所使用\\ 的笔\end{tabular}} & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}在识别到用户的手写的\\ 内容以后，需要对内容\\ 进存储行，可以使用传\\ 输与接收设备进行传输\\ 与相关内容的存储。\end{tabular} & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}笔杆等智\\ 能手写笔\\ 相关设备\end{tabular} \\ \hline
4 & \multicolumn{1}{c|}{笔尖} & 笔 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}笔尖就是实现用户进行\\ 在纸上面进行手写的功\\ 能的。\end{tabular} & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}用来书写\\ 的纸\end{tabular} \\ \hline
5 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}散热等其他的\\ 辅助设备\end{tabular} & 笔杆 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}散热等辅助的设备是为\\ 了实现确保识别的精度\\ 的功能的。\end{tabular} & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}用来书写\\ 使用的笔\end{tabular} \\ \hline
\end{tabular}
\end{table}\subsubsection{结构关系}结构关系是指组件之间的组合关系以及功能关系，我们对智能手写笔的组件进行了结构关系分析。接下来，我们对组件之间的关系进行一个简单的结构关系的构建，具体的组件之间的结构关系如下面的表格所示，表中我们对智能手写笔的相关的一些组件进行了组件之间的结构关系构建，通过这种方法使得组件之间的关系以及功能更加的明确了。如下所示：\begin{table}[H]
\caption{结构关系}
\begin{tabular}{|c|c|l|l|}
\hline
\begin{tabular}[c]{@{}c@{}}组件A（系统\\ 的组件）\end{tabular} & \begin{tabular}[c]{@{}c@{}}组件B（功能\\ 受体组件）\end{tabular} & \multicolumn{1}{c|}{功能} & \multicolumn{1}{c|}{描述} \\ \hline
笔杆 & 笔尖 & \multicolumn{1}{c|}{支撑} & \multicolumn{1}{c|}{笔杆支撑笔尖} \\ \hline
笔杆 & \multicolumn{1}{l|}{姿态识别设备} & 支撑 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}笔杆支撑姿态\\ 识别设备\end{tabular} \\ \hline
\multicolumn{1}{|l|}{书写使用的纸} & 笔 & 支持 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}纸可以支持智\\ 能手写笔来进\\ 行书写\end{tabular} \\ \hline
笔杆 & 人 & 使用 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}笔杆可以供用\\ 户来手持书写\end{tabular} \\ \hline
笔杆 & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}散热等其他的\\ 设备\end{tabular}} & 支撑 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}笔杆用来支撑\\ 散热等其他的\\ 设备\end{tabular} \\ \hline
接收设备 & 笔 & 传输 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}接收设备可以\\ 实现信息的传\\ 输以及信息的\\ 记录\end{tabular} \\ \hline
\multicolumn{1}{|l|}{姿态识别设备} & 人 & 使用 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}姿态识别对人\\ 在手写的时候\\ 手写的姿态来\\ 实现信息识别\end{tabular} \\ \hline
\end{tabular}
\end{table}\subsubsection{组件模型}最后，我们进行组件的模型的构建，我们根据以上的组件的列表以及相应的组件之间的结构的关系构建了组件的模型，我们通过组件模型的构建使得智能手写笔的工作的方法以及工作的方式有了一个更加清晰的呈现。组件模型的构建有利于更好的呈现系统的工作原理，我们也借助组件模型的构建来实现对智能手写笔的功能的具体阐述与工作方法的实现以及组件之间的相互作用。如下图所示：\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1.25\textwidth,height=0.7\textwidth]{picture/able.png}
\caption{组件模型} \label{fig14}
\end{figure}\subsection{利用物理矛盾和分离原理做分析}\subsubsection{物理矛盾}1、我们设计的这个智能手写笔的体积要增大，因为，要增强智能手写笔的续航能力，增大电池的工作电压和工作容量，以此来增强适应 性以及通用性，但是，智能手写笔的体积要减小，因为太大的话，智能手写笔的携带起来会很不方便，也不是很美观的，而且，与此同时，也会使得使用者书写起来很不方便；2、智能手写笔需要增重，因为，要增加智能手写笔的散热装置等等的装置来确保准确识别姿态之类的工作可以正常进行，以此来提高智能手写笔的姿态识别的精度，但是，智能手写笔同时也需要进行减重，因为，不能给用户带来太多负担，而且，笔的重量过大不利于用户的书写使用。\subsubsection{分离原理}1、系统级别的分离：在智能手写笔的电池的供电的系统上，将供电的电池作为一个系统与智能手写笔的系统相互分离，增大供电的电池的电池的容量；在智能手写笔的系统上，应该尽量减小智能手写笔的体积，尽可能的做到设计的美观，书写便捷方便，保证用户使用起来方便又舒适；2、空间分离：把智能手写笔的某一些其他的功能，例如：智能手写笔的散热设备等等的一些其他附加的功能与智能手写笔二者之间在空间上相互分离开来，从而使得智能手写笔的体积可以在一定程度上实现减小的效果，从而也可以减小智能手写笔的一些重量，也实现了减重的功能，一举两得，可以优化智能手写笔的功能。% \subsection{利用分析方法F做分析}% \subsection{利用分析方法G做分析}% \subsection{利用分析方法H做分析}\subsection{综合分析以及创新生态演化}
\subsubsection{综合分析}以上我们所使用的这几种创新发明分析的方法从不同的层面，或者不同的角度来思考发明或者创新中的一些具体的问题。1、九屏幕分析法：九屏幕分析法帮助我们从不同的层次中理解当前问题，找到问题所处的系统层次以及当前问题的子系统、超系统等方面的内容，在所在系统的一些相关的系统去对当前的问题进行分析。2、矛盾矩阵与创新原理：矛盾矩阵与创新原理这个分析方法帮助我们找到创新或者发明之中遇到的改进以及恶化的矛盾，并便于我们整理和总结，然后再这个基础上就可以进行再利用现有的创新原理，最终找到解决问题的方法。3、资源分析法：资源分析法让我们更好、更清楚的了解现有的资源，在对现有资源的充分了解的基础之上，使得我们可以更加充分的利用现有的资源，既不浪费、也不空余，从而使得对于资源的利用更加的合理。4、组件分析法：组件分析法帮助我们从系统整体的角度来考虑相关问题，让我们更加清楚的了解组件以及组件之间的结构关系和相互作用的关系，同时，组件分析让我们对整个系统的构建有了更加完善的规划和解决方案。5、物理矛盾与分离原理：使用物理矛盾与分离原理来分析发明是指我们从物理的角度出发，来分析发明中的一些不可避免的矛盾。其中，我们利用了三种分离原理来思考问题，最后，根据思考的结果以及联系实际的情况和问题所在，提供了解决问题的一些有效的方法。对方案进行多种不同方法、不同层面的分析后，我们得出了以下几点设计方案：1、在设计智能手写笔的时候进行模块化的处理，把姿态识别、供电系统、散热系统等等的部分拆分为不同的模块，分别进行实现和处理，这样可以减小体积以及降低重量；2、在设计传输设备的时候可以考虑直接使用现有的传输设备作为终端，比如：手机或者笔记本电脑等等，这样可以方便的进行手写内容的传输与存储、管理；3、在设计智能手写笔的时候还需要适当的考虑到智能手写笔的美观性与可使用性，尽可能的提高美观程度以及用户的使用体验，努力做到智能手写笔与基本的常规的笔没有太大的使用上的差别，这样可以提高智能手写笔的竞争力。\subsubsection{创新生态演化}智能手写笔是一种集成了多种先进的功能于与一体，并且同时也使用了很多的现有的创新技术或者科技成果等等的一种全新形式的智能的手写笔，使用的部分技术我们将在下面列出。1、智能手写笔使用了姿态识别的技术，这项技术的本质应该是机器学习产生的，计算机或者其他设备通过对人写字的时候手的姿态的变化来学习人写出的是哪一个汉字，通过机器学习的训练，可以达到比较高的姿态识别的概率；2、信息的传输，我们设计的智能手写笔需要将手写识别以后得到的数据传输到另一个终端中去，这就需要使用使用相关的通信设备来进行信息的传输，使用的就是现有的通信系统来进行信息的传输的；3、供电系统的使用需要选择现成的输出电压比较高的而且稳定性比较好的供电系统，这样就可以实现稳定的输出电压以及供电的功率，从而可以确保智能手写笔可以进行正常的工作而不出现问题了。以上就是创新生态的演化。\section{创新小结}我们设想的智能手写笔是基于姿态识别来对手写的内容来进行识别的，方便了一些喜欢纸质版书写的用户，同时，也通过传输设备将内容传输给了其他的电子设备，方便了用户使用电子版来进行管理。除此之外，正如我们前面所说的，这种装置也可以供给老师来使用，可以方便的统计学生的试卷分数或者作业情况等等。在经过我们前面的分析之后，得出这样的结论：这样的智能手写笔可以同时满足手写版的书写需求以及电子版的管理的需求，具有一定的创新性以及比较良好的发展前景，而且基于姿态识别虽然有一定的难度，但是同时也是有比较大的可实现性的，因此，智能手写笔具有广阔的前景。\section{发明简史的完善}这里我们对笔的发展简史进行简单的描述，方便于理解智能手写笔出现的合理性以及必然性。\subsection{原始的笔}最原始的笔应该是使用像树枝之类的，像棍子一样或者类似的物品来充当笔对一些事物或者文字进行记录。\subsection{古代的笔}在人类经过一些时间的发展之后，人们想到了替代树枝之类的物品来充当笔的方法，比如：中国人想到了使用刀在竹简上面刻字以及后来使用十分广泛的毛笔等进行书写；而西方人也想到了使用羽毛进行书写等其他的方案。\subsection{近代的笔}随着人类社会的发展，人们又发明了钢笔、圆珠笔、铅笔等方法来进行书写，钢笔、圆珠笔等携带方便，书写也十分方便，铅笔则是对于擦除是非常方便的了，各有所长。\subsection{当前的笔}当今时代，随着电子产品日渐进入到人们的生活中，并且逐渐越来越深的影响着人们的生活，电子笔也越来越被广泛的使用，尤其是使用pad进行书写被越来越多的人所认可。\subsection{智能手写笔}未来，使用智能手写笔可以帮助人们使用纸质版的手写同时使用电子版的管理，使得人们对于笔记的书写以及管理有了更好的体验和感受，也更好的兼顾了人们对于纸质版的书写的需求以及电子版的管理的需求，属于一举两得的了。\subsection{总结}随着人类社会的逐渐的发展，笔也在不断的演进，从发展的历程来看，智能手写笔很有可能是下一代的笔的形式，同时满足了纸质版书写以及电子版管理的需要，比较具有潜力，因此，智能手写笔预计会具有比较良好的前景的了。\section{学习总结}\subsection{陈楚杰同学的总结}智能手写笔这个项目的想法来源于我的日常生活，但是当时的想法还很粗浅，知道需求但是不知道如何实现并且把这个目标具象化。正好这次社创课给了我学习分析方法和与组员们合作的机会，通过各式各样的分析方法比如九屏幕法，组件分析法，分析我的发明，认识到当时设想中有哪些是切实际的，哪些价值不太高，并且通过大量的查找文献和现实产品了解了自己想法的类似可行产品。在对比之中，了解到自己还能更进一步创新什么，比如录音功能，笔记同传等等。并且，最为重要的，在小组合作过程中，组员们积极讨论会碰撞出比个人想法更丰富的认识，来让这个发明更完善。总的来说通过这次对于这个项目的小组分析，我了解并且使用了课上所学习的诸多创新分析方法，并且也 认识到了这些方法的有用之处，相信会对我未来的创新之路有所帮助。\subsection{赵鑫蕾同学的总结}我们的智能书写笔项目是一个相对来说较为创新的项目，目前市面上还没有什么成熟的商品能满足我们设计的功能，故，通过创新方法对于产品的研究便可以使我们开拓思路，将产品的现在，过去，未来的可实现性建立起联系来。同时，也将产品细化分割成不同的子系统或者部件，来实现“自顶向下，逐步求精”的理念，简化了设计实现的难度，并且在分析过程中与许多其他模块产生联系，触发了更多的创新点与发明思路。创新的方法论在我们的项目中起到了指导性作用，也让我们依循创新方法的步骤，收获到了实现一个产品专利发明的具体方法。目前对于创新更加有了信心。\subsection{韩柏杨同学的总结}在通过疯狂八分钟、四象限法设计智能手写笔的功能的过程中，疯狂八分钟让我打开思维尽情发散，找到未曾设想的功能，四象限法归纳总结，认真评估设计的可行性与价值，综合平衡后找到最佳设计。同时又根据矛盾矩阵及创新原理分析解决设计中可能会存在的技术矛盾。本次期末设计让我认识到科学的创新设计、创新方法的使用能够加快一个好点子转化为实际成果。这次的实践也增强了对写出自己专利这件事的自信。\subsection{胡宇轩同学的总结}
在进行智能手写笔的相关发明专利和商品的调研分析、具体的智能手写笔分析、战略的确定以及使用创新方法进行分析智能手写笔的过程中，我进一步熟悉和了解了专利的调研和分析的方法，同时借助于对物理矛盾和分离原理的分析方法以及组件分析和组件裁剪方法的使用，我更加深入的了解了创新方法的原理以及如何进行使用。通过本次的期末设计，我进一步了解了创新设计以及创新方法的使用，掌握了一些基本的创新设计的方法和创新分析，为以后的创新奠定了一部分的基础。\subsection{共同的学习总结}通过本次的期末创新设计作业的完成，我们以智能手写笔为设计的目标，通过对智能手写笔相关的专利和产品的调研和分析了解了智能手写笔的现状以及发展形式等内容。然后使用了用户画像、用户旅程图、四象限法等分析方法对产品进行了分析，并且确定了最终的战略。然后，我们使用九屏幕法、矛盾矩阵、资源分析等创新分析方法来对我们设想的智能手写笔进行创新分析，通过这种方式我们对创新方法的使用进一步有了了解。总之，本次的设计制作让我们更好的了解和熟悉了创新方法等问题。除此之外，在完成此次设计的过程中，我们通过相互之间的合作，通过探讨等方式达成了共识，并且在后续的完成设计中相互协作实现了创新的设计以及创新分析，总体而言，创新设计和分析的的协作比较的顺利。\section{参考文献}
[1]徐斌. 电子听课笔记提升教师听课效率的探究[J]. 教育观察（下半月）,2016,5(12):56-57. DOI:10.3969/j.issn.2095-3712.2016.12.024.[2]帕吾孜叶·帕尔哈提,王一琨,热依沙·吾甫尔,等. 电子产品的使用对大学生影响情况的调查分析——以上海市为例[J]. 中国高等医学教育,2019(1):3-4. DOI:10.3969/j.issn.1002-1701.2019.01.002.[3]邹志云. 电子笔录利弊谈[J]. 人民检察,2007(2):58-59. DOI:10.3969/j.issn.1004-4043.2007.02.021.[4] 黄杰琼,刘志超,侯爱丽,等. 手写输入设备应用于数学考试的用户体验研究[C]. //第七届教育技术国际论坛(ETIF2008)论文集. 2008:148-155.[5]根里奇·阿奇舒勒.1961《如何学会发明》.[6]席升阳著. 我国大学创业教育的观念、理念与实践. 科学出版社,2008.05.\newpage
\section{附录：自查自评与自荐表格}\subsection{附录一：文档规范度评价}
附录一是我们对本次期末设计的文档的规范度进行评价的自评表格，该表格是我们根据上文中的所有内容的阐述和表达，以及文本的格式等多个方面进行汇总，同时，也按照表格内容（总体、开头、正文、结尾等）的各个部分进行了评估，从而得到了如下所示的表格。% Please add the following required packages to your document preamble:
% \usepackage{multirow}
\begin{table}[H]
\caption{文档规范度评价}
\begin{tabular}{|l|l|c|}
\hline
文档 & 自查要求 & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}做到了给\\ 自己画√\end{tabular}} \\ \hline
\multirow{3}{*}{总体} & 我申明了我的观点 & √ \\ \cline{2-3} & 我用具体的原因来支持我的观点 & √ \\ \cline{2-3} & 每个原因我都列举了证据 & √ \\ \hline
\multirow{3}{*}{开头} & 我理解摘要是要写什么内容 & √ \\ \cline{2-3} & 我通过有趣的事实或者分析让读者了解我的这个主题的意义 & √ \\ \cline{2-3} & 背景调查有图有分析，有思维导图 & √ \\ \hline
\multirow{4}{*}{正文} & 每个标题下面都有一个关于本节的说明段落 & √ \\ \cline{2-3} & 每种创新方法的使用都有过程图表以及总结段落 & √ \\ \cline{2-3} & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}我用了word/wps中的“项目符号”或者“编号”使得我的段\\ 落之间逻辑很清晰\end{tabular} & √ \\ \cline{2-3} & 文中的每个图表都有命名以及编号 & √ \\ \hline
结尾 & \begin{tabular}[c]{@{}l@{}}我的结尾总结了全文的内容，让读者一眼就能够理解文本的\\ 概要\end{tabular} & √ \\ \hline
\multirow{2}{*}{参考文献} & 个数超过5个 & √ \\ \cline{2-3} & 格式规范有编号 & √ \\ \hline
\end{tabular}
\end{table}总体而言，我们的本次的期末设计文档基本完成了所要求的的所有的内容，文档的内容较为充实，而且格式也比较规范，总之，基本都符合了要求。同时，也在力所能及的基础上进行了尽可能多的充实与优化。这一部分主要是对格式进行自评，对于内容等方面的评价请参加附录二中的相关内容以及表格。\subsection{附录二：文档整体评价}附录二是我们的文档整体评价的自评表格，我们结合附录一以及文档的相关内容，按照表格中的要求进行了自评和打分。（由于表格比较长，因此分为了两页进行展示）具体的自评分数详细情况如下所示：% Please add the following required packages to your document preamble:
% \usepackage{multirow}
\begin{table}[H]
\caption{文档整体评价}
\begin{tabular}{|c|c|lc|}
\hline
\multicolumn{1}{|l|}{报告自评科目} & \multicolumn{1}{l|}{自己的打分} & \multicolumn{1}{l|}{评价的分类} & 对应分数 \\ \hline
\multirow{3}{*}{充实度} & 5 \multirow{3}{*}{} & \multicolumn{1}{l|}{包括封皮至少有10页} & 5 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{5-9页} & 4 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{5页以内} & 3 \\ \hline
\multirow{3}{*}{规范度} &10 \multirow{3}{*}{} & \multicolumn{1}{l|}{按上表自评都满足} & 10 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{80\%满足} & 8 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{不够80\%} & 4 \\ \hline
\multirow{3}{*}{\begin{tabular}[c]{@{}c@{}}设计思维\\ 与\\ 创新战略\end{tabular}} &8 \multirow{3}{*}{} & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}掌握了该方法的分析步骤；\\ 有图表，并给出了合理分析\end{tabular}} & 10 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}能看出用了这个方法，但是\\ 分析比较简略\end{tabular}} & 8 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{比较敷衍} & 5 \\ \hline
\multirow{3}{*}{方法A的使用} &8 \multirow{3}{*}{} & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}掌握了该方法的分析步骤；\\ 有图表，并给出了合理分析\end{tabular}} & 10 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}能看出用了这个方法，但是\\ 分析比较简略\end{tabular}} & 8 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{比较敷衍} & 5 \\ \hline
\multirow{3}{*}{方法B的使用} &8 \multirow{3}{*}{} & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}掌握了该方法的分析步骤；\\ 有图表，并给出了合理分析\end{tabular}} & 10 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}能看出用了这个方法，但是\\ 分析比较简略\end{tabular}} & 8 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{比较敷衍} & 5 \\ \hline
\multirow{3}{*}{方法C的使用} &8 \multirow{3}{*}{} & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}掌握了该方法的分析步骤；\\ 有图表，并给出了合理分析\end{tabular}} & 10 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}能看出用了这个方法，但是\\ 分析比较简略\end{tabular}} & 8 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{比较敷衍} & 5 \\ \hline
\end{tabular}
\end{table}\begin{table}[H]
\caption{文档整体评价（续表）}
\begin{tabular}{|c|c|lc|}
\hline
\multicolumn{1}{|l|}{报告自评科目} & \multicolumn{1}{l|}{自己的打分} & \multicolumn{1}{l|}{评价的分类} & 对应分数 \\ \hline\multirow{2}{*}{创意} &5 \multirow{2}{*}{} & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}设计方案新颖，让人眼前一\\ 亮\end{tabular}} & 5 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{每个人都能想到思路} & 4 \\ \hline
\multirow{3}{*}{创新生态演化} &8 \multirow{3}{*}{} & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}掌握了该方法，能给出比较\\ 合理的分析\end{tabular}} & 10 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}能看出用了这个方法，但是\\ 分析比较简略\end{tabular}} & 8 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{比较敷衍} & 5 \\ \hline
\multirow{3}{*}{创新小结} &10 \multirow{3}{*}{} & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}语言精练，有内涵，有高度\\ 并且朗朗上口\end{tabular}} & 10 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}语言比较准确，但在感召力\\ 方面有欠缺\end{tabular}} & 8 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{比较一般} & 5 \\ \hline
\multirow{3}{*}{学习总结} &10 \multirow{3}{*}{} & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}反思过程非常具体，深入，\\ 对能力提升有帮助\end{tabular}} & 10 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}反思比较具体，深入程度一\\ 般\end{tabular}} & 8 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{比较敷衍} & 5 \\ \hline
\multirow{3}{*}{\begin{tabular}[c]{@{}c@{}}自荐精品\\ 作业\end{tabular}} &{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}l@{}}9\end{tabular}} \multirow{3}{*}{} & \multicolumn{1}{l|}{\begin{tabular}[c]{@{}l@{}}自荐精品作品/有更多亮点\\ 教材级，案例级\end{tabular}} & 1-10 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{1}{l|}{仅仅按部就班完成了作业} & 0 \\ \cline{3-4} & & \multicolumn{2}{c|}{\begin{tabular}[c]{@{}c@{}}（注：精品作业自荐，最高为满分，\\ 即100分；其他作品最高为90分。）\end{tabular}} \\ \hline
总分 & 89& \multicolumn{2}{c|}{（说明：满分为100分。）} \\ \hline
\end{tabular}
\end{table}\end{document}Latex写创新作业相关推荐
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