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人機(jī)工程技術(shù)研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2016-11-02   總瀏覽:4801

摘要:本文首先先容了人機(jī)工程學(xué)的概念,回顧了人機(jī)工程技術(shù)國(guó)內(nèi)外的研究狀況,指出了人機(jī)工程技術(shù)研究的應(yīng)用領(lǐng)域;其次通過對(duì)人機(jī)界面技術(shù)及視覺-目標(biāo)拾取認(rèn)知技術(shù)研究的規(guī)律研究的分析,對(duì)當(dāng)前人機(jī)工程技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討;最后對(duì)人機(jī)工程技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)景進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:人機(jī)工程;人機(jī)界面;視覺;目標(biāo)拾取。

一、讓技術(shù)人性化的科學(xué)--人機(jī)工程學(xué)

1什么是人機(jī)工程學(xué)

人機(jī)工程學(xué)是研究“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)中人、機(jī)、環(huán)境三大要素之間的關(guān)系,為解決系統(tǒng)中人的效能、健康題目提供理論與方法的科學(xué)。 

人機(jī)工程學(xué)研究在設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)時(shí)如何考慮人的特性和能力,以及人受機(jī)器、作業(yè)和環(huán)境條件的限制。人機(jī)工程學(xué)還研究人的練習(xí),人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā),以及同人機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的生物學(xué)或醫(yī)學(xué)題目。對(duì)于這些研究,在美國(guó)有人稱之為人類工程學(xué)“HUMAN ENGINEERING”,人因(素)工程學(xué)“HUMAN FACTORS (ENGINEERING)”,在歐洲有人稱之為“ERGONOMICS”,生物工藝學(xué),工程心理學(xué),應(yīng)用實(shí)驗(yàn)心理學(xué)以及人體狀態(tài)學(xué)等等。日本稱之為“人間工學(xué)”,我國(guó)目前除使用上述名稱外,還有譯成工效學(xué)、宜人學(xué)、人體工程學(xué)、人機(jī)學(xué)、運(yùn)行工程學(xué)、機(jī)構(gòu)設(shè)備利用學(xué)、人機(jī)控制學(xué)等。人體工程不同的命名已經(jīng)充分體現(xiàn)了該學(xué)科是“人體科學(xué)”與“工程技術(shù)”的結(jié)合,實(shí)際上,這一學(xué)科就是人體科學(xué),環(huán)境科學(xué)不斷向工程科學(xué)滲透和交叉的產(chǎn)物,它是以人體科學(xué)中的人類學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、衛(wèi)生學(xué)、解剖學(xué)、生物力學(xué)、人體丈量學(xué)等為“一肢”;以環(huán)境科學(xué)中的環(huán)境保護(hù)學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué) 、環(huán)境衛(wèi)生學(xué)、環(huán)境心理學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)等學(xué)科為“另一肢”,而以技術(shù)科學(xué)中的產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)工程、交通工程、企業(yè)治理等學(xué)科為“軀干”,形象地構(gòu)成了本學(xué)科的體系,從人機(jī)工程學(xué)的構(gòu)成體系來看就是一門綜合性的邊沿學(xué)科,其研究的領(lǐng)域是多方面的,大致包括電話、電傳、計(jì)算機(jī)控制臺(tái)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、高速公路信號(hào)、汽車、航空、航海、現(xiàn)代化醫(yī)院、環(huán)境保護(hù)、教育、互聯(lián)網(wǎng)等,人機(jī)工程學(xué)甚至可用于大規(guī)模社會(huì)系統(tǒng),因此可以說與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部分都有密切的關(guān)系。 

2人機(jī)工程學(xué)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

人機(jī)工程技術(shù)是21世紀(jì)信息領(lǐng)域需要解決的重大課題。美國(guó)21世紀(jì)信息技術(shù)計(jì)劃中的基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容為4項(xiàng):軟件、人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算機(jī)。其中,人機(jī)建模研究在信息技術(shù)中被列為與軟件技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等并列的六項(xiàng)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)之一,并被以為“對(duì)于計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)有著突出的重要性,對(duì)其它產(chǎn)業(yè)也很重要”。美國(guó)國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)計(jì)劃不僅把人機(jī)交互列為軟件技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一,而且還專門增加了與軟件技術(shù)并列的人機(jī)界面這項(xiàng)內(nèi)容。日本也提出了FPIEND21計(jì)劃(Future Personalized Information Environment Development),其目標(biāo)就是要開發(fā)21世紀(jì)個(gè)性化的信息環(huán)境。我國(guó)973、S-863、十五計(jì)劃及未來的十一五計(jì)劃均將人機(jī)交互列為主要內(nèi)容。

在中國(guó),人機(jī)工程學(xué)的研究在20世紀(jì)30年代開始即有少量和零星的開展,但系統(tǒng)和深進(jìn)的開展則在“文革”以后。1980年4月,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局成立了全國(guó)人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì),同一規(guī)劃、研究和審議全國(guó)有關(guān)人類工效學(xué)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的制定。1984年,國(guó)防科工委成立了國(guó)家軍用人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。這兩個(gè)技術(shù)委員會(huì)的建立,有力地推動(dòng)了我國(guó)人機(jī)工程學(xué)研究的發(fā)展。此后在1989年又成立了中國(guó)人類工效學(xué)學(xué)會(huì),再在1995年9月創(chuàng)刊了學(xué)會(huì)會(huì)刊《人類工效學(xué)》季刊。20世紀(jì)90年代初,北京航空航天大學(xué)首先成立了我國(guó)該專業(yè)的第一個(gè)博士學(xué)科點(diǎn),隨后南京航空航天大學(xué)、西北工大、北京理工大學(xué)、北大醫(yī)學(xué)部等大學(xué)也先后成立了相應(yīng)的專業(yè)。當(dāng)前,隨著我國(guó)科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對(duì)工作條件、生活品質(zhì)的要求正逐步進(jìn)步,對(duì)產(chǎn)品的人機(jī)工程特性也會(huì)日益重視。一些廠商把“以人為本”、“人體工學(xué)”的設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品的賣點(diǎn),也正是出于對(duì)這種新的需求取向的意識(shí)。

3人機(jī)工程的應(yīng)用領(lǐng)域

(1)事故、健康與安全:包括事故與安全、事故調(diào)查、事故改造、健康與安全、健康人機(jī)工程、危險(xiǎn)分析、健康與安全課題、健康與安全規(guī)則的應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)工作壓力、機(jī)器防護(hù)、安全文化與安全治理、安全文化評(píng)價(jià)與改進(jìn)、警示與提醒技術(shù)、安全概率分析;
(2)人體工作行為解剖學(xué)和人體丈量:解剖學(xué)、人體丈量、人體丈量和工作空間設(shè)計(jì)、生物力學(xué)、殘疾人設(shè)計(jì)、姿勢(shì)和生物力學(xué)負(fù)荷研究、工作中的滑倒、差錯(cuò)研究、背部疼痛、聽覺障礙研究;
(3)認(rèn)知工效學(xué)和復(fù)雜任務(wù):認(rèn)知技能和決策研究、法律人機(jī)工程、團(tuán)隊(duì)工作、過程研究;
(4)計(jì)算機(jī)軟件人機(jī)工程 :軟件設(shè)計(jì)、軟件發(fā)展、軟件人機(jī)工程、執(zhí)行和可用性;
(5)計(jì)算機(jī)終端:設(shè)計(jì)與布局:計(jì)算機(jī)產(chǎn)品和外設(shè)的設(shè)計(jì)與布局、計(jì)算機(jī)終端工作站、顯示屏設(shè)備與規(guī)則、顯示屏健康與安全、辦公環(huán)境人機(jī)工程研究;
(6)顯示與控制布局設(shè)計(jì):顯示與控制信息的選擇與設(shè)計(jì);
(7)控制室設(shè)計(jì):控制臺(tái)和控制室的布局設(shè)計(jì)、控制室人機(jī)工程;
(8)環(huán)境人機(jī)工程:環(huán)境狀況和因素分析、噪音丈量、工作中的聽力損失、熱環(huán)境、可視性與照明、工作環(huán)境人機(jī)工程、振動(dòng);
(9)專家論證:多工作環(huán)境 :專家論證調(diào)查研究、法律人機(jī)工程、工作賠償申訴、傷害訴訟、傷害原因、訴訟支持;
(10)人機(jī)界面設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià):人機(jī)界面的設(shè)計(jì)與發(fā)展、知識(shí)系統(tǒng)、人機(jī)界面形式、HCI/MMI原型、GUI原型;
(11)人的可靠性:人的失誤和可靠性研究、人的失誤分析、人因?qū)彶、人因整合、人的可靠性評(píng)價(jià);
(12)產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用“信息設(shè)計(jì)、市場(chǎng)/用戶研究、醫(yī)療設(shè)備、座椅的設(shè)計(jì)與舒適性研究、座椅設(shè)計(jì)與分類、家具分類與選擇;
(13)產(chǎn)業(yè)/貿(mào)易工作空間設(shè)計(jì):產(chǎn)業(yè)工作空間設(shè)計(jì)、產(chǎn)業(yè)人機(jī)工程、工作設(shè)計(jì)與組織、人體丈量學(xué)與工作空間設(shè)計(jì)、工作空間設(shè)計(jì)與工作站設(shè)計(jì)、警告、標(biāo)簽與說明、工作負(fù)荷分析; 
(14)治理與人機(jī)工程:變化治理、本錢-利益分析、突發(fā)事故應(yīng)變研究、人機(jī)戰(zhàn)略實(shí)施、操縱效能、操縱負(fù)荷分析、標(biāo)準(zhǔn)化研究、人力資源治理、工作程序、人機(jī)規(guī)則和實(shí)踐;
(15)手工操縱負(fù)荷,安全與培訓(xùn):手工操縱評(píng)價(jià)與培訓(xùn)、手工操縱與舉力、手工操縱負(fù)荷;
(16)辦公室人機(jī)工程與設(shè)計(jì):辦公自動(dòng)化、辦公室和辦公設(shè)備設(shè)計(jì)、辦公室設(shè)計(jì)人機(jī)工程; 
(17)生理學(xué)方面和醫(yī)學(xué)人機(jī)工程:生理學(xué)、生理能力、醫(yī)學(xué)人機(jī)工程、醫(yī)學(xué)設(shè)備、心理生理學(xué)、行為期看、行為標(biāo)準(zhǔn);
(18)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與顧客:人機(jī)工程銷售與市場(chǎng)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與測(cè)試、產(chǎn)品中人機(jī)工程、產(chǎn)品發(fā)展、產(chǎn)品可靠性與安全性、產(chǎn)品缺陷、產(chǎn)品材質(zhì)、服裝人機(jī)工程;
(19)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估:多種工作狀況:風(fēng)險(xiǎn)與本錢-利益分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)治理、風(fēng)險(xiǎn)猜測(cè)、總體骨骼、肌肉風(fēng)險(xiǎn)研究;
(20)社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)與人機(jī)工程:組織行為、組織變化、組織心理學(xué)、人機(jī)工程戰(zhàn)略、社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)、暴力評(píng)估與動(dòng)機(jī);
(21)系統(tǒng)分析:系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、系統(tǒng)整合、系統(tǒng)需求、電信系統(tǒng)與產(chǎn)品、人機(jī)系統(tǒng)、職員配備研究、三維人體模型、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與種別、通訊分析;
(22)任務(wù)分析:任務(wù)分析與工作設(shè)計(jì)、任務(wù)分析與綜合、團(tuán)隊(duì)協(xié)作;
(23)治理培訓(xùn)與職員培訓(xùn):人機(jī)工程培訓(xùn)、整體培訓(xùn)、認(rèn)知技能/決策分析、工程師培訓(xùn)、STUDIO中的練習(xí)、練習(xí)模型、培訓(xùn)需求分析;
(24)可用性評(píng)估:可用性評(píng)估與測(cè)試、可用性審核、可用性評(píng)估、可用性培訓(xùn)、試驗(yàn)與驗(yàn)證、仿真與試驗(yàn)、仿真研究、仿真與原型;
(25)用戶需求與用戶指導(dǎo):用戶文檔、用戶指導(dǎo)、用戶手冊(cè)與說明、用戶界面設(shè)計(jì)與原型、用戶需求分析與種別、用戶實(shí)驗(yàn)治理;
(26)車輛與交通人機(jī)工程:航空人機(jī)工程、頭盔顯示、乘客環(huán)境、鐵路車輛與系統(tǒng)、交通設(shè)計(jì)、車輛設(shè)計(jì)、車輛人機(jī)工程、車輛安全性 ;
(27)其它特殊的人機(jī)工程應(yīng)用:原子能、軍隊(duì)人機(jī)工程、過程控制、文化調(diào)查、調(diào)查與研究方法、自動(dòng)語音識(shí)別。

二、當(dāng)前人機(jī)工程技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)

1人機(jī)界面技術(shù)研究

在人機(jī)工程學(xué)中人機(jī)界面是最重要的一個(gè)研究分支,它是指人機(jī)間相互施加影響的區(qū)域,凡參與人機(jī)信息交流的一切領(lǐng)域都屬于人機(jī)界面。可將設(shè)計(jì)界面定義為設(shè)計(jì)中所面對(duì)、所分析的一切信息交互的總和,它反映著人一物之間的關(guān)系。

廣義的人機(jī)界面:在人機(jī)系統(tǒng)模型中,人與機(jī)之間存在一個(gè)相互作用的“面”,稱為人-機(jī)界面,人與機(jī)之間的信息交流和控制活動(dòng)都發(fā)生在人機(jī)界面上。機(jī)器的各種顯示都“作用”于人,實(shí)現(xiàn)機(jī)-人信息傳遞;人通過視覺和聽覺等感官接受來自機(jī)器的信息,經(jīng)過腦的加工、決策,然后作出反應(yīng),實(shí)現(xiàn)人-機(jī)的信息傳遞。人機(jī)界面的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到人機(jī)關(guān)系的公道性。研究人機(jī)界面主要針對(duì)兩個(gè)題目: 顯示和控制。 

狹義的人機(jī)界面是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的人機(jī)界面。人機(jī)界面(Human-Computer Interface),又稱人機(jī)接口、用戶界面(User Interface)、人機(jī)交互(Human-Computer Interaction),是計(jì)算機(jī)科學(xué)中最年輕的分支科學(xué)之一。它是計(jì)算機(jī)科學(xué)和認(rèn)知心理學(xué)兩大科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物,同時(shí)也吸收了語言學(xué)、人機(jī)工程學(xué)和社會(huì)學(xué)等科學(xué)的研究成果。通過30余年的發(fā)展,已經(jīng)成為一門以研究用戶及其與計(jì)算機(jī)的關(guān)系為特征的主要學(xué)科之一。尤其80年代以來,隨著軟件工程學(xué)的迅速發(fā)展和新一代計(jì)算機(jī)技術(shù)研究的推動(dòng),人機(jī)界面設(shè)計(jì)和開發(fā)已成為國(guó)際計(jì)算機(jī)界最為活躍的研究方向。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,人機(jī)界面學(xué)的發(fā)展,會(huì)朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展:

(1)高科技化 

信息技術(shù)的革命,帶來了計(jì)算機(jī)業(yè)的巨大變革。計(jì)算機(jī)越來越趨向平面化、超薄型化;便捷式、袖珍型電腦的應(yīng)用,大大改變了辦公模式;輸進(jìn)方式已經(jīng)過單一的鍵盤、鼠標(biāo)輸進(jìn),朝著多通道輸進(jìn)化發(fā)展。追蹤球、觸模屏、光筆、語音輸進(jìn)等競(jìng)相登場(chǎng);多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)及強(qiáng)有力的視覺工作站提供真實(shí)、動(dòng)態(tài)的影像和刺激靈感的用戶界面,在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,各顯其能,使產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)更加豐富多彩,變化紛呈。

(2)自然化 

早期的人機(jī)界面很簡(jiǎn)單,人機(jī)對(duì)話都是機(jī)器語言。由于硬件技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、軟件工程、人工智能、窗口系統(tǒng)等軟件技術(shù)的進(jìn)步,圖形用戶界面(Graphic User Interface)、直觀操縱(Direct Manipulation)、“所見即所得”(What you see is what you get)等交互原理和方法相繼產(chǎn)生并得到了廣泛應(yīng)用,取代了舊有“鍵進(jìn)命令”式的操縱方式,推動(dòng)人機(jī)界面自然化向前邁進(jìn)了一大步。然而,人們不僅僅滿足于通過屏幕顯示或打印輸出信息,進(jìn)一步要求能夠通過視覺、聽覺、嗅覺、觸覺以及形體、手勢(shì)或口令,更自然地“進(jìn)進(jìn)”到環(huán)境空間中往,形成人機(jī)“直接對(duì)話”,從而取得“身臨其境”的體驗(yàn)。

(3)人性化 

現(xiàn)代設(shè)計(jì)的風(fēng)格已經(jīng)從功能主義逐步走向了多元化和人性化。今天的消費(fèi)者紛紛要求表現(xiàn)自我意識(shí)、個(gè)人風(fēng)格和審美情趣,反映在設(shè)計(jì)上亦使產(chǎn)品越來越豐富、細(xì)化,體現(xiàn)一種人情味和個(gè)性。一方面要求產(chǎn)品功能齊全、高效,適于人的操縱使用,另一方面又要滿足人們的審美和認(rèn)知精神需要。 現(xiàn)代電腦設(shè)計(jì),已經(jīng)擺脫了舊有的四方殼純機(jī)器味的淡漠。堅(jiān)銳的棱角被圓滑、單一的米色不再一統(tǒng)天下;機(jī)器更加緊湊、完美,被賦予了人的感情。軟界面中顏色、圖標(biāo)的使用,屏幕布局的條理性,軟件操縱間的連貫性和共通性,都充分考慮了人的因素,使之操縱更簡(jiǎn)單、友好。 目前,人機(jī)交互正朝著從精確向模糊,從單通道向多通道以及從二維交互向三維交互的轉(zhuǎn)變,發(fā)展用戶與計(jì)算機(jī)之間快捷、低耗的多通道界面。 

(4)和諧的人機(jī)環(huán)境 

今后計(jì)算機(jī)應(yīng)能聽、能看、能說,而且應(yīng)能“善解人意”,即理解和適應(yīng)人的情緒或心情。未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展是以人為中心,必須使計(jì)算機(jī)易用好用,使人以語言、文字、圖像、手勢(shì)、表情等自然方式與計(jì)算機(jī)打交道。

國(guó)外一些至公司如IBM、微軟等在中國(guó)國(guó)內(nèi)建立的研究院大多以人機(jī)接口為主要研究任務(wù),尤其是在漢語語音、漢字識(shí)別等方面,如漢語識(shí)別與自然語言理解,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),文字識(shí)別,手勢(shì)識(shí)別,表情識(shí)別等。我們應(yīng)該在人機(jī)交互方式技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中,特別是在人機(jī)界面的優(yōu)化設(shè)計(jì)、視覺-目標(biāo)拾取認(rèn)知技術(shù)等方面取得主動(dòng)權(quán)。

2視覺-目標(biāo)拾取認(rèn)知技術(shù)研究

眼睛是心靈的窗戶,透過這個(gè)窗口我們可了解人的很多心理活動(dòng)。人類的信息加工在很大程度上依靠于視覺,來自外界的的信息有80~90%是通過人的眼睛獲得的。眼動(dòng)的各種模式一直與人的心理變化相關(guān),對(duì)于眼球運(yùn)動(dòng)即眼動(dòng)的研究被以為是視覺信息加工研究中最有效的手段,吸引了神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、工效學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等領(lǐng)域?qū)<业钠毡閻酆,其研究成果在產(chǎn)業(yè),軍事,貿(mào)易等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

在視覺-目標(biāo)拾取認(rèn)知技術(shù)科學(xué)研究中最為重要的題目就是人對(duì)信息流的獲取(輸進(jìn))和信息流的控制(輸出)這兩個(gè)題目。據(jù)研究人對(duì)外部信息流的獲取有80%是通過視覺獲得的,由于視覺的重要性,有關(guān)視覺-眼動(dòng)系統(tǒng)的研究始終是科學(xué)界關(guān)注的題目之一,其中有關(guān)人眼的搜索機(jī)制早就引起了神經(jīng)病學(xué)家、眼科學(xué)家、生理學(xué)家、解剖學(xué)家以及工程師們的極大愛好,特別是近年來,世界各國(guó)對(duì)視覺-眼動(dòng)系統(tǒng)的研究越來越多:NASA、哈佛、麻省、劍橋、牛津等著名科研機(jī)構(gòu)或大學(xué)都設(shè)有專門的視覺-眼動(dòng)系統(tǒng)研究部分。而人對(duì)外部信息流的控制主要是通過手、腳、口等效應(yīng)器官進(jìn)行的,其中研究人的目標(biāo)拾取運(yùn)動(dòng)這一基本、重要的作業(yè)運(yùn)動(dòng)形式,可以為人機(jī)界面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、評(píng)估、操縱提供量化的理論依據(jù)和理論指導(dǎo),因此,該研究具有很好的工程應(yīng)用價(jià)值,并一直是工效學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等學(xué)科的研究熱門。近年來,隨著計(jì)算機(jī)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,眼動(dòng)儀在人機(jī)界面設(shè)計(jì)上受到高度重視。美國(guó)空軍最早在新的人機(jī)交互設(shè)計(jì)中運(yùn)用視覺追蹤技術(shù),最初的主要目的是要把視覺追蹤用于戰(zhàn)斗機(jī)座艙的設(shè)計(jì)。這一領(lǐng)域的深進(jìn)研究表明,視覺追蹤技術(shù)不但可以用于戰(zhàn)斗機(jī)座艙的設(shè)計(jì),而且還可以運(yùn)用視覺追蹤技術(shù),把人眼作為計(jì)算機(jī)的一種輸進(jìn)工具,形成視覺輸進(jìn)人機(jī)界面。另外,日本的ATR通訊系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)室和東京產(chǎn)業(yè)大學(xué)已將眼動(dòng)丈量用于對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的研究,有效地解決了大的視場(chǎng)和高精度的圖象顯示之間的矛盾。隨著高性能攝像機(jī)的出現(xiàn)和圖象處理技術(shù)的發(fā)展,眼動(dòng)儀將朝著高精度、高實(shí)用性和低本錢的方向發(fā)展。

國(guó)內(nèi)對(duì)視覺丈量的研究起步始于七十年代末、八十年代初。一般都是引進(jìn)了國(guó)外設(shè)備作實(shí)驗(yàn)研究,西安電子科技大學(xué)在自主開發(fā)研制眼動(dòng)儀樣機(jī)方面做了很多工作。北京航空航天大學(xué)人機(jī)環(huán)境工程研究所九十年代末開展了飛機(jī)座艙人機(jī)界面評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研制,利用視覺與眼動(dòng)系統(tǒng)分析控制面板儀表布局是研究?jī)?nèi)容之一。
由于人是人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的主體,只有深刻熟悉人在系統(tǒng)中的作業(yè)特性,才能研制出最大程度地發(fā)揮人及人機(jī)系統(tǒng)的整體能力的優(yōu)質(zhì)高效系統(tǒng)。人的目標(biāo)拾取運(yùn)動(dòng)作為人的一種輸出形式,具有速度—精確度的折衷關(guān)系,即目標(biāo)拾取運(yùn)動(dòng)的完成時(shí)間與命中目標(biāo)的精確度成反比。這種特性廣泛存在于人的各種輸出和其他控制系統(tǒng)中。所以如何建立人的目標(biāo)拾取運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)用、精確的速度—精確度折衷關(guān)系理論模型就成了研究的主要任務(wù)。

三、 遠(yuǎn)景展看

現(xiàn)代人機(jī)系統(tǒng)中,作業(yè)職員是在特定環(huán)境中操縱和治理復(fù)雜系統(tǒng)和各種數(shù)字化設(shè)備,當(dāng)人在這種環(huán)境中工作時(shí),既要靠眼睛來觀察環(huán)境,又要靠細(xì)致的注視來完成精確的控制動(dòng)作,通過人機(jī)工程技術(shù)分析,就可知道人在操縱時(shí)如何分配留意力、體力,同時(shí)了解儀表、屏幕以及外視景如何設(shè)計(jì)和公道分配才能獲得最好的人機(jī)交互,既減輕操縱職員的工作負(fù)荷又避免出錯(cuò),切實(shí)進(jìn)步人機(jī)工效。這對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)化控制、交通運(yùn)輸、產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)、軍事領(lǐng)域以及社會(huì)系統(tǒng)中重大事變(戰(zhàn)爭(zhēng)、自然災(zāi)難、金融危機(jī)等)的應(yīng)急指揮和組織系統(tǒng)、復(fù)雜產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中的故障快速處理、系統(tǒng)重構(gòu)與修復(fù)、復(fù)雜壞境中仿人機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制造等題目的解決都有著重要的參考價(jià)值。(end)

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