基于人机交互的认知数字流形

对脑内"宇宙"观测、探索脑认知规律是本世纪科学的重要目标。人脑信息加工机制既不能从外部直接检测,也不能用解剖方法对心理过程进行微观直接观测,只能用计算机模拟,或称"黑箱"方法借助理论思维对脑内活动和机理做间接推断是50多年认知科学的隐含假设,称为"人机分离的功能模拟"研究范式。从哲学互补原理可洞察到"人机融合的结构观测"范式,即直接观测、采集脑认知内容数据,获得脑认知结构及运动规律。此方法可能吗?大胆想法是把脑内认知诱导到脑外环境中观测,但认知会发生在脑外吗?基于认知哲学前沿的脑外认知观,我们提出基于人机交互的"认知耦合"脑信息观测思路。基于人机交互构建"脑认知体-耦合情境-信息流形"(BSM)认知观测数字系统。基于范畴、态射、素描等理论,把人机情境中的交互过程投影为图、网络等可视化数理模型上,高维认知流形降维到复杂认知网络,实现认知结构成像、认知耦合调制及认知逻辑、认知动力系统的研究。     

工业环境下的人机交互状态数据仿真研究

传统人机交互状态数据模拟过程数据视域特征采集不准确、数据模拟不连续,导致人机交互状态数据检测能力偏低,提出基于模糊关联聚类分析的人机交互状态数据模拟及挖掘方法。采用定量递归分析法完成数据模糊关联聚类。利用关联特征分布序列调度法,得到人机交互状态数据的规则训练集。在模糊扰动约束下,得到人机交互状态数据的聚类目标函数。采用相关性检测方法进行数据的人机交互设计,采用替代数据法对工业环境下的人机交互状态数据进行复指数检测,提取人机交互状态数据的弱关联性指数特征,分离工业环境下人机交互状态数据的信息,实现对工业环境下的人机交互状态数据仿真。仿真结果表明,采用上述方法进行人机交互状态数据模拟数据视域特征采集准确,且具有连续性,提高了研究方法的可应用性。     

基于OLAP技术的教学诊断与评价模型

结合首师大虚拟学习社区网络教学支撑平台，提出了一个基于联机分析技术（OLAP）的教学诊断与评价模型，文中使用DMQL语言给出了一个由学生，知识点，时间和认知技能4个维度构成的数据立方体，以及利用OLAP的上卷，下钻、切块和切片等技术实现对该数据方体进行数据挖掘的解决方案，提出的基于OLAP技术的数据挖掘方案，可以在教学诊断与评价中解决诸如判断学习者学习难点，了解学习者集成或个人的学习特征，以及获得学习者认知过程等问题，为实现因材施教的个性化教学和以学生为中心的自主学习提供支持与服务。     

基于情感与环境认知的移动机器人自主导航控制

将基于情感和认知的学习与决策模型引入到基于行为的移动机器人控制体系中, 设计了一种新的自主导航控制系统. 将动力学系统方法用于基本行为设计, 并利用ART2神经网络实现对连续的环境感知状态的分类, 将分类结果作为学习与决策算法中的环境认知状态. 通过在线情感和环境认知学习, 形成合理的行为协调机制. 仿真表明, 情感和环境认知能明显地改善学习和决策过程效率, 提高基于行为的移动机器人在未知环境中的自主导航能力     

中学生玩游戏得失谈——网络环境下的研究性学习案例

网络环境下研究性学习的三要素 信息化教育最根本的特征是教育信息资源的利用和信息技术特别是多媒体网络技术在教育教学中的应用。因此,网上资源与多媒体网络环境是实施研究性学习的重要条件: 首先,因特网上的关于自然社会生活以及各学科的教育教学资源为研究性学习提供了研究探索和实践的材料。即网上资源是研究性学习的重要研究探索材料。 其次,基于网络的搜索引擎,相关的计算机软件工具如几何画板等,为研究性学习提供了研究、探索和实践的辅助工具。即工具软件是研究性学习的辅助研究工具。 第三,基于网络的教学支撑平台特别是基于Web的协作学习平台、为研究性学习提供了交流协作和项目(活动)管理工具。即网络平台是研究性学习的交流管理工具。     

浅议基于网络的研究性学习中学生的主体参与

随着信息高速公路的飞速发展,计算机网络迅速走进了教育教学过程,同时,基于网络的教学成为了一种可能。实践证明,在这种基于网络环境下的教与学,学生的个性得到充分的发展,利用网络的开放性与互连性开展卓有成效的合作学习,同时丰富的网络资源为学生拓展知识提供了方便的、广阔的空间。基于网络的研究性学习是利用交互性网络平台,构建虚拟和现实相结合的研究性学习环境,提高学生的调查、尝试、说明和解释各种现象的能力,使学生在接近真实的学习环境主动探索,形成研究的态度,提高认知能力。本文结合实际教学实践,探讨了对基于网络的研究性学习主体参与的几点认识。     

基于RFID技术的服装生产过程管理系统设计

针对现阶段服装企业在生产过程中的生产信息多样化以及生产数据反馈不及时的问题,设计了一种基于RFID技术的服装生产过程管理系统.通过对服装生产过程的分析,搭建了由 RFID数据采集端、人机交互程序和云服务器数据库组成的系统总体结构,并介绍了服装生产线上 RFID读卡器的具体布点.采用 RFID与嵌入式技术,完成了 RFID数据采集端的软硬件设计,并使用 MySQL构建关系数据库系统,同时完成数据信息建模和人机交互程序的设计.     

面向在线智慧学习的教育数据挖掘技术研究

随着教育信息化进程的深入,学生在线学习数据得到不断积累,为数据驱动的教育评估和智能辅助教学提供良好条件.然而,已有的面向在线智慧学习的教育数据挖掘模型很难从海量、稀疏、高噪的数据中准确分析试题特征和学生学业水平,也较少考虑学生及教师的个性化需求.文中针对上述问题开展若干面向在线智慧学习的教育数据挖掘技术研究工作,以教育学习所涉及的试题、学生、教师为对象,以个性化推荐等技术同教育领域知识相结合为手段,以提高学生学业水平为目标.具体介绍用于试题分析和检索的试题文本表征模型、基于认知诊断的个性化学习资源推荐方法、针对教师的教学建议和指导等方法,以及这些技术所依托的应用平台——科大讯飞在线教育系统“智学网”.最后简单讨论面向在线智慧学习的教育数据挖掘技术未来可能的研究方向.     

儿童外语学习认知数据收集的在线游戏框架

近年来,人工智能技术飞速发展,不少工作试图从人类的认知发展过程中探索前进方向,语言学习认知的过程成为了重点关注的研究领域。已有的语言认知研究工作主要集中在学龄前儿童母语的词汇学习认知方面,依赖于WordBank^①等大规模语料库。然而就我们所知,目前在第二语言学习方面研究不多,尚未有大规模的第二语言词汇学习数据,且传统的数据收集方法难以收集到大规模数据,这也一定程度上限制了对于第二语言学习的研究工作及母语与第二语言学习的比较。针对这一问题,该文面向学龄前儿童群体设计了基于游戏性原则的数据收集方法和研究框架,用于收集第二语言的语言学习情况和用户数据,以支撑相应研究工作的开展。目前,已经实现了针对学龄前儿童的第二语言为英语的词汇认知数据收集系统,正在进行在线的数据收集。     

普适计算的人机交互框架研究

普适计算通过向用户提供透明的计算服务使其注意力回归到任务本身．它正在逐步发展成主流的计算模式．人机交互的效率和自然性是影响其发展的关键因素之一．文章从认知心理学的角度分析了用户在普适计算环境中的认知特征，论证了人类有限的认知是普适人机交互中的瓶颈，计算系统的交互模式必须适应用户的认知特征．据此提出了普适计算模式的Multimodal context-sensitive交互框架，对上下文信息和用户多通道主动输入信息进行无缝融合，作者将其在移动导游导航系统TGH中加以实现．用户评测结果初步证明该框架对于提高普适计算人机交互效率和自然性具有良好的效果。