最優(yōu)約智能餐盤設(shè)計方案

1、最優(yōu)節(jié)約智能餐盤設(shè)計-設(shè)計論文最優(yōu)節(jié)約智能餐盤設(shè)計崔楨 CUI Zhen ；宋歡 SONG Huan ;鄭亞楠 ZHENG Ya-nan ;張曉晞 ZHANG Xiao-xi（北京聯(lián)合大學(xué)師范學(xué)院，北京100011）摘要：通過用光的顏色原理設(shè)計出了解決浪費食物的智能餐盤，并且用數(shù)學(xué)模型和MATLAB進(jìn)行優(yōu)化，為校園的“光盤”行動提供了科學(xué)的方法。關(guān)鍵詞：優(yōu)化設(shè)計；節(jié)約食物；智能餐盤中圖分類號：O29文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（ 2015）03-0321-02基金項目：北京聯(lián)合大學(xué)北京市“啟明星”大學(xué)生科技創(chuàng)新項目（20131009）；北京市高等教育學(xué)會“十二五”高等教育科學(xué)研究

2、規(guī)劃課題（BG125YB025 ）。作者簡介：崔楨（1994-），男，北京人，本科，研究方向為數(shù)學(xué)建模與電子 信息工程；張曉晞（通訊作者）（1957-），男，福建福州人，北京聯(lián)合大學(xué)師范 學(xué)院教授，研究方向為運(yùn)籌學(xué)與數(shù)學(xué)建模。0引言“厲行節(jié)約，反對浪費”成為當(dāng)今中國社會的時代主題，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)今浪費現(xiàn) 象最為普遍的是對于糧食的浪費，每年全球糧食總量 1/3被浪費，浪費量高達(dá) 13億噸，相當(dāng)于谷物總產(chǎn)量的1/2 ?，F(xiàn)在學(xué)生的生活水平比以前有很大的提高，很多學(xué)生有浪費糧食的習(xí)慣，淡 忘了我國勤儉節(jié)約的傳統(tǒng)美德，研究小組發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生吃飯時總會浪費，垃圾桶 總會滿是沒吃完的飯菜，浪費現(xiàn)象極為嚴(yán)重，造成這

3、樣的浪費也許不能只怪同學(xué) 們沒有節(jié)約意識，有的同學(xué)會說，食堂做的飯吃至極，不過實在是不合口味，吃 不下，最后只能無奈的扔掉。這樣的情況就需要學(xué)校食堂和學(xué)生兩方面共同努力了，同學(xué)們要買適合自己口味的飯菜，也不要多買，這很容易辦到，因為自己都知道自己喜歡吃什么，吃 多少，只不過總是會受一些飯菜表面現(xiàn)象的蒙蔽罷了。 這樣就要食堂方面保證飯 菜質(zhì)量，做到看起來好吃，也確實好吃。由此可知，從學(xué)校食堂開始反對糧食浪費，鼓勵珍惜糧食，鑒于這種情形，為促使大家“光盤”，筆者將通過數(shù)學(xué)優(yōu)化計算制作出智能餐盤模型， 這將會減 少糧食浪費，通過此活動讓學(xué)生有效做到珍惜糧食，達(dá)到提倡節(jié)儉糧食的效果。1模型因素分析人的

4、感官主要有：視覺、嗅覺、聽覺、味覺、觸覺，對應(yīng)的刺激信號就是：光、氣味、聲音、口味、物體手感，我們選擇光作為實驗因素，顏色是通過人的 視覺起作用的。不同顏色所發(fā)出的光的波長不同，當(dāng)人眼接觸到不同的顏色，大 腦神經(jīng)做出的聯(lián)想跟反應(yīng)也不一樣， 因此色彩對人的心理有直接的影響， 根據(jù)心 理學(xué)原理，顏色對人的情緒影響如下：綠色是一種令人感到穩(wěn)重和舒適的色彩，具有鎮(zhèn)靜神經(jīng)、降低眼壓、解除眼疲勞、改善肌肉運(yùn)動能力等作用，自然的綠色還對暈厥、疲勞、惡心與消極情緒 有一定的舒緩作用。藍(lán)色是一種令人產(chǎn)生遐想的色彩，另一方面，它也是相當(dāng)嚴(yán)肅的色彩。具有調(diào)節(jié)神經(jīng)、鎮(zhèn)靜安神的作用。藍(lán)色的燈光在治療失眠、降低血壓和預(yù)防

5、感冒中有 明顯作用。有人戴藍(lán)色眼鏡旅行，可以減輕暈車、暈船的癥狀。黃色是人出生最先看到的顏色，是一種象征健康的顏色，它之所以顯得健康 明亮，因為它是光譜中最易被吸收的顏色。 它的雙重功能表現(xiàn)為對健康者的穩(wěn)定 情緒、增進(jìn)食欲的作用；對情緒壓抑、悲觀失望者會加重這種不良情緒。橙色能產(chǎn)生活力，誘發(fā)食欲，也是暖色系中的代表色彩，同樣也是代表健康 的色彩，它也含有成熟與幸福之意。粉色是溫柔的最佳詮釋。經(jīng)實驗，讓發(fā)怒的人觀看粉紅色，情緒會很快冷靜 下來，因粉紅色能使人的腎上腺激素分泌減少，從而使情緒趨于穩(wěn)定。紅色是一種較具刺激性的顏色，它給人以燃燒和熱情感。但不宜接觸過多， 過多凝視大紅顏色，不僅會影響視

6、力，而且易產(chǎn)生頭暈?zāi)垦Ｖ?。心腦病患者一 般是禁忌紅色的。黑色具有清熱、鎮(zhèn)靜、安定的作用，對激動、煩躁、失眠、驚恐的患者起恢 復(fù)安定的作用。所以我們用黑色、綠色、藍(lán)色、橙色、黃色、粉色、紅色的順序，根據(jù)餐盤 中食物的量連續(xù)變化。我們的思路是先用黑色緩解壓力穩(wěn)定情緒、 用綠色緩解眼 部疲勞、用藍(lán)色進(jìn)一步使心情平靜、用橙色刺激食欲、用黃色進(jìn)一步刺激食欲、 在光盤后一次用粉色與紅色讓用餐者平靜下來然后激發(fā)激情進(jìn)入下午的學(xué)習(xí)。2節(jié)約智能餐盤設(shè)計模型根據(jù)RGB三原色光原理，又稱RGB顏色模型或紅綠藍(lán)顏色模型，將紅（Red ）、 綠（Green ）、藍(lán)（Blue ）三原色的色光以不同的比例相加，以產(chǎn)生多種

7、多樣的 色光，RGB值見表1。«色RG0«黒色綠色(OJ2S.O：藍(lán)色(0.0,2：m色(255,165,0黃色1255,25,0粉色(255JV2.2O3)虹色(255,0,0)這樣可以在紅色（R）、綠色（G）、藍(lán)色（B）三個坐標(biāo)軸所構(gòu)成的空間直角 坐標(biāo)系中找到這幾個點，依次連上直線，這樣就可以達(dá)到顏色漸變。得到餐盤的點矩陣：|KrG,B； 0,128,0:0,0,255 ；2551165255,255,0-255,1921203； 255,0,0用MATLAB作圖H =（）255； 255 ； 255 ； 255；GW012&O： 165；255 J92：0|t

8、B=0255；O；O42O3 ；0J；phi3（RtC,B得到圖1#S2«HGB恤點圈,.：j-, -:LiJ'-,- ' . ：. ”250.''- ； ' J-200；i :j .Lsnion圖】K（；B散點圖圖2測試用的餐盤示意圖z建立運(yùn)用空間曲線函數(shù)：0< 1280002550x0<y<255z2551650255165 ()2552550x=0+255t y=O+165t(le(O,l)Z 二()一255tx=()+()t y=0+9()t(te(0,l ) z=()+()tX =()+()1y=0-63t(te(0

9、,l)z=()+2()3tx=()+()t255y=O-192t(te(O,I)|192<q()-2O3i203<ITII并運(yùn)用1A I LAB得到圖3O隨著盤中食物的減少，盤子中光的顏色由黑色逐漸依次變成紅色，學(xué)生們在 趣味中把食物吃完，達(dá)到“光盤”的效果。3結(jié)論從光學(xué)理論入手，結(jié)合節(jié)約智能餐盤的工作原理，在RGB三原色光原理上建立了矩陣和空間曲線方程。通過運(yùn)用MATLAB得到節(jié)約智能餐盤的最優(yōu)排布圖案以及變化規(guī)律，并進(jìn)行實際制做效果較好，因而結(jié)果更具說服力。本文雖然 以光學(xué)原理實現(xiàn)節(jié)約智能餐盤，該方案同樣可以推廣到同時考慮嗅覺、聽覺、味 覺、觸覺等因素，尤待今后進(jìn)一步加以研究。參考文獻(xiàn)：1 rhxsej. 顏 色 對 人 的 情 緒 的 影 響.2 趙海濱.MATLAB應(yīng)用大全M.北京：清華大學(xué)出版社，2001.3 xhqgff CMYK.RGB 顏色值對照表 4 卓金武.MATLAB在數(shù)