智能交互系统中人机组队协同工效提升的模型构建

目的 智能交互系统在城市救援及日常生活中应用越来越广泛,探讨了人机组队作业中人机协同工效提升的内在机制和规律,以构建人机组队协同的相容性理论模型并应用于复杂系统中人机组队的设计和优化。方法 采用跨学科交叉分析和文献调研分析的方法,分别对认知心理学、工程心理学和计算机科学等不同领域文献进行充分检索和分析,系统梳理了从智能体的界面设计及自动化水平、操作员状态与情境感知能力、人机关系及交互方式等对人机协同工效的影响因素;并通过共享心理模型、自然主义决策模型、多重表征模型尝试对人机如何协同的机制进行探讨和分析,指出了目前研究中存在的问题和不足。在此基础上提出较为系统的智能交互系统中人机组队相容性理论模型。结果 该模型通过对人、智能体、环境和任务特征进行分析,并从物理相容性、认知相容性和情感相容性三个角度,对人机组队协同工效提升的内在规律和机制进行深入探讨,有效提升人机组队协同的系统工效和用户体验,避免安全事故的发生。结论 智能交互系统中人机组队的相容性模型可用于未来人机协同工效提升的理论和实践研究,也可用于未来智能人机交互系统,特别是智能化时代人机组队的设计和优化,满足众多复杂的人机系统(如商用飞机驾驶舱、核电站中央控制室)人机高效协同设计的需求,为建立自然高效人机协同作业的交互模式提供科学依据。     

特别策划《视觉认知视角下工业制造信息图符研究进展》

正《视觉认知视角下工业制造信息图符研究进展》序言随着物联网、CPS、大数据等"smart"技术的出现和发展,第四次工业革命将带来工业制造的全面智能化转型。在信息物理系统CPS基础上,日本提出了社会5.0,在IVRA构件中将"人"视为信息和物理世界映射过程中的重要元素,尤其突出执行力和现场人员作用,即人与信息物理系统的实时交互。其关键在于人与生产制造信息元的交互达成人机物的沟通共享、实时告警、协同作业。     

面向智能交互产品的创意服务设计

目的 面向数据智能时代发展需要,通过剖析设计服务产业现状与面临挑战,针对存在问题开发基于设计大数据的新工具与平台,赋能先进制造业和现代服务业。方法 面对当今“人—物理—信息—机器”四元空间,以设计大数据为主线,按照“数据—工具—平台—应用”的研究框架,创建“海量数据驱动—智能设计决策—云端创意生成—虚拟孪生评价—云生态柔性制造—精准营销”的全生命周期孪生融合的设计理论体系和商业模式,构建设计范式,并在六大智能交互产品领域开展应用示范。结论 智能交互产品创意服务设计流程向数字化、智能化的方向升级,提升了数字创意与设计赋能经济发展的准确性和效率,有助于形成大中小企业共生共荣、互相融通,促进生产制造可持续发展。     

工业4.0与智能机械厂

目的探讨智能机械厂的构成和主要运作系统。方法在分析工业4.0的生产智能化特征和智能制造、智能工厂两大核心目标,以及智能工厂应具备数据、互联、集成、转型四大特点的基础上,对机械厂向智能工厂转变的必要性,智能机械厂的构成和主要运作系统,智能机械厂的运行流程进行分析和探索。结论智能机械厂应通过建立信息物理系统CPS建成覆盖全厂空间的智能网络;智能机械厂的智能化运作可划分为智能订货及支付、远程产品开发设计、智能生产和智能物流等系统;工业4.0是一个渐进的演变过程,机械厂向智能工厂转变应有一个完整的解决方案。     

"工业4.0"视阈下智能包装装备发展趋势

在我国由包装大国向包装强国迈进的过程中,包装装备成为制约包装产业发展的主要因素。在两化融合向纵深推进、"工业4.0"和"中国制造2025"成为制造业发展趋势的背景下,包装装备智能化和包装生产过程智能化成为包装产业发展的主要方向。分析了国内外智能包装装备的发展现状,结合"工业4.0"和"中国制造2025"的理念,从智能工厂、智能生产、云工厂、智能服务4个方面阐述了智能包装装备的发展趋势。     

双人协作任务中协作绩效的神经人因学探讨

目的 从神经人因学的视角出发,探讨双人协作任务中协作绩效的神经生理机制及其影响和促进.方法 采用文献调研和分析方法,分别对神经人因学、神经工效、人机交互、脑机接口等不同领域的相关文献进行了分析,首先系统梳理了神经人因学领域中双人协作任务中绩效的研究技术和方法;其次探讨了神经人因学视角下,协作任务中的绩效表现及其神经机制;再次在此基础上探讨了协作绩效的影响因素及如何增强和促进问题;最后总结了下一步神经人因学领域协作绩效研究如何在未来智能人机交互领域应用.结论 神经人因学视角下,双人协作任务中协作绩效的研究有助于理解人机协同作业或人机组队操作中,操作者之间的人际表征对协同、组队操作的影响作用,研究成果可直接应用于协同作业系统的设计和优化,特别是未来智能时代人机组队的设计和优化,满足众多复杂的人机系统协同作业设计的需求,为建立自然高效协同作业的交互模式提供科学依据.     

高龄用户智能产品多通道交互映射路径研究

目的 在老龄化与智能化的融合发展趋势下,通过探索多通道交互映射模式,提升高龄用户与智能产品交互过程的自然性、适配性和人性化。方法 以高龄用户智能产品人机交互系统为中心,从机能水平、行为习惯、语义表达、活动范围四个部分构建高龄用户特征模型,从通道、产品、交互不同属性层面构建智能产品多通道交互特征模型,并进一步研究两者间的映射关系。基于直觉模式-感官层、自然方式-行为层、逻辑关系-语义层、数字形式-空间层四种映射模式,提出以高龄用户为中心的智能产品多通道交互映射路径。结论 从“人-产品-环境”的系统视角,构建了高龄用户智能产品多通道交互映射关系模型,为高龄用户多通道交互设计研究提供思路借鉴,为智能产品适老化设计提供理论指导。     

智能信息时代下装备制造领域的中国式转型升级

目的 对智能信息时代下装备制造领域的中国式转型升级进行综述分析。方法 以智能信息时代为背景，从发展历程、新时代内涵和发展趋势3个方面层层递进地对装备制造领域的历史机遇进行了探讨，依据知识图谱理论和普赖斯定律对装备制造领域转型升级的研究焦点进行了可视化分析和维度分析。结果 定义了装备制造领域转型升级的国家维度、企业维度和产品维度的三维焦点概念，提出了中国式装备制造领域转型升级的战略方法。结论 三维焦点的提出决定了装备制造领域中国式转型升级的战略架构，输出了政策驱动、需求驱动和设计驱动的3大驱动因素，结合时代背景和研究基础，总结出产业结构转型、企业理念转型和技术模式转型的3种转型模式，最终输出“互联网＋”与装备制造领域服务化融合、数据驱动的互联互通智能制造模式、“双碳”战略下布局企业绿色转型和工业设计驱动产品深度升级4大策略路径，为装备制造领域的中国式转型升级提供了战略参考。     

人机智能协同研究综述

目的 智能系统在智能制造、智慧城市、医疗健康、生活服务等各种场景中越来越广泛地存在,为应对人与智能系统的交互中所面临的诸多挑战,从技术和体验的视角分析人机智能协同中的关键问题。方法 对从人机交互到人机智能协同的发展脉络与研究范围进行梳理,提出综合技术视角和体验视角的研究框架;从智能系统的特征出发,梳理出技术视角下人机智能协同所带来的新兴问题;从体验的视角探讨如何推动实现人机智能协同;在此基础上总结人机智能协同的发展趋势。结论 总结了人机交互演进的三个阶段;提出了技术视角下人机智能协同的关键问题,包括人机能动性分配、动态学习和修正、情境自适应及主动响应模式;探讨了体验视角下人机智能协同的可解释性、信任问题、情感化及公平负责等问题;指出了人机智能协同全方位、多类型及体系化的发展趋势。     

国内外智能调度研究现状、热点与发展趋势——基于CiteSpace的可视化对比研究

智能调度作为智能制造的重要赋能工具,日益受到各界的广泛关注。为了直观展现国内外智能调度研究的现状和热点并指出今后的发展趋势,以CNKI和Web of Science中2009—2019年的相关文献为研究对象,采用CiteSpace软件分别绘制期刊、关键词和突现词知识图谱。对比分析结果表明,“主动调度与动态调度”“分布式协同调度”“基于工业物联网的实时生产调度”和“新型群智能优化算法”是智能调度领域未来的发展趋势。     

以驾驶员为导向的汽车人机界面识别系统研究

随着大数据、移动互联网、现代人工智能等先进技术在汽车运输管理领域的创新发展和广泛应用,车身内部空间、人机交互界面、操作处理方式和交互处理正在不断发生改革。目的 为了探索研究现阶段智能汽车的发展趋势,深入了解汽车界面识别系统的模式和技术进步,推动人工智能领域的进一步发展,系统分析了当前市场背景下,智能驾驶汽车人机界面识别系统多模式的体现形式。方法 从人机交互的角度出发,以BMW汽车案例为主,通过以驾驶员为导向,进行智能汽车仪式感设计研究分析,重点阐述蓝牙技术、汽车界面显示设备、数字智能化、智能控制系统、共享技术、情感交互六个领域在驾驶系统的现状及未来的发展趋势,剖析互联网时代现阶段智能汽车统筹发展,深入研究汽车界面识别系统在人机领域的实际应用。结果 结合学术界和汽车产业市场,分析智能汽车界面识别系统的能力和技术的重要性,以及在未来一段时间内智能汽车发展的趋势。结论 指出提升汽车识别界面的技术水平是当前国内智能汽车厂商和信息技术服务公司的发展重点,提升汽车内饰的用户体验以激发消费潜力,拓宽消费市场是未来汽车人机交互的发展重点。     

军事领域中的人机协作研究综述

目的 对军事领域中人机协作的应用现状和理论现状进行归纳与分析,指出未来的发展趋势,旨在为人机协作军事系统的技术发展和设计研究提供理论方向。方法 以无人机系统、无人车系统、无人艇系统的实际应用场景为代表,分析人机协作的军事应用现状;剖析军事背景下国内外人机协作任务分配、人机交互方式、人机交互界面设计、人机协作效能评估的研究进展;综合前人的研究现状对未来的研究发展趋势进行总结。结论 根据国内外研究的现状、热点与趋势可知,人机协作的任务分配需综合考虑人员行为和任务时序等因素,以提高人机协作效率,探寻更优的分配模式;多模态智能交互将成为未来人与无人集群交互的主流形态,多通道结合的信息交流将改变操作员与指控系统互动的方式,实现人与无人集群的高效交互;态势认知是未来智能战场面临的挑战,人机协作为智能态势认知领域的研究奠定了基础。     

飞机座舱数字信息界面交互设计与情境意识研究综述

目的 飞机座舱作为飞机安全高效运行的中枢,对座舱数字信息界面进行合理设计能够提升飞行员处理飞行数据信息及决策的情境意识水平,减少人为因素出错,提升飞行安全。方法 对现有民用飞机及战机座舱的主飞行显示器(PFD)、头盔显示器(HMD)、全景座舱显示器(PCD)等数字信息人机界面设计研究进行梳理和归纳,总结飞机座舱人机交互设计的发展规律和未来发展趋势。结论 从国内外研究综述表明,通过“机”的数字界面信息表征设计和“人”的情境感知、认知工效、认知体验研究,可以加强人机沟通与人机协作,改善飞行员获取飞机信息、判断与决策的认知绩效,有利于飞行员高质量完成飞行任务。     

无人驾驶车多种空间人类移动性交互设计研究

目的探讨无人驾驶车在智能交通系统、大数据、人工智能等技术支持下,对人类移动性的范式拓展与设计思考,研究新型人类移动性下无人驾驶车的交互设计方法。方法采用文献调查法、田野调查法和用户参与式设计方法进行分析研究。结果无人驾驶车对人类移动性的拓展包含信息转化,时空维度转换,固有信息与即生信息、转化信息构成了人类新的社交网络以及移动性的内容知识图谱。链接物资流、信息流和资金流的人类移动性构建在多种空间的灵活信息架构中。结论新型人类移动性的无人驾驶车交互设计,将交互内容、功能、媒介的设计,与人类移动性的数据采集、数据处理、数据应用相映射,交互模型中人的身份变得多元,人类群体移动性的交互模式形成新的交互行为逻辑,交互环境由人工智能数字环境和人类智能非数字环境共同构成混合智能的交互样态,信息架构基于自动驾驶形成自适应用户自产生内容UGC前馈和无人驾驶车专业生产内容PGC反馈的智能信息,新的人类移动性催生出由交互载体、功能、内容三要素构成的新的人机交互范式。     

基于文献计量的可穿戴产品设计发展与趋势分析

为了梳理可穿戴产品设计的研究发展态势,从文献计量可视化的角度对近20年国内外关于可穿戴产品设计的研究现状、研究热点进行系统化地梳理和分析。同时,明确可穿戴产品设计研究存在的局限及未来的发展方向。以2002—2022年CNKI和WOS数据库中与可穿戴产品设计主题相关的期刊文献作为研究数据源,通过知识图谱分析国内外可穿戴产品设计研究的概况和热点,提出未来发展趋势。中国、美国是可穿戴产品设计研究的主要力量,其中中国科学院、电子科技大学、乔治亚理工学院等高校是主要研究机构;人机交互、交互设计、用户体验是国内外对可穿戴产品设计研究的重要方向;可穿戴产品的医疗康养与适老化设计将是学者与决策者持续关注的课题。2002—2022年国内外可穿戴产品设计的研究历程可分为缓慢发展期、快速增长期、增速变缓期三个阶段,文献发表数量整体呈上升趋势;国内的研究热度、发文频次高于国外,以人机交互领域研究尤为突出,研究重点在发热理疗、医疗监测系统、人体无线传感器网络及智能产品设计模式;而国外研究以生理数据监测、电子纺织品和传感器网络等方面为主。综观研究现状和趋势,从人本智能形态、多学科研究和人口老龄化设计策略进行深入探讨,提出可穿戴产品设计新发展趋势。     

印刷机设备状态监测与故障诊断研究进展

通过对国内外印刷机状态监测与故障诊断研究情况和发展趋势的分析,认为当前对印刷机监测的研究主要集中在振动信号的测试研究、专家经验知识的应用、模式识别算法引入等几个方面,并论述了当前基于印刷图像处理的印刷机故障诊断这一新方向的研究情况。由于印刷机不断朝着高速度、高精度、高自动化程度方向发展,传统故障诊断方法在印刷机系统中的应用已受到很大限制,研究认为,兼顾多元信息实现全面状态监测,融合经验知识与先进识别算法建立故障决策体系,从印刷画面信息中提取设备参数,将是今后印刷机故障诊断研究的重点。     

面向应急救援的可穿戴智能装备设计研究

目的 基于对可穿戴智能装备基本特征和应急救援工作中“人与环境”整体需求的分析,阐述了可穿戴智能装备设计中存在的问题和发展趋势。方法 运用KJ法建立应急救援中可穿戴智能装备功能需求指标,得出目标层1个、一级指标4个和二级指标21个;运用AHP层次分析法将各功能需求指标进行综合评价,得出各指标权重值;通过对传感器、运动控制、新型加工制造、新材料等关键技术的研究,探讨了信息处理与决策、运动控制、新材料应用等问题。结果 确立了功能为基础、安全为保障、强调人机交互体验、关注生理舒适性、提升科技美学的设计原则;明确了系统设计的方法和外观设计策略;构建了包括运行原理、信息采集及反馈、智能运动在内的系统设计模型。结论 为设计过程提供了基础数据和理论依据。从而实现面向应急救援的可穿戴智能装备的优化创新设计。     

Toward New-Generation Intelligent Manufacturing

Intelligent manufacturing is a general concept that is under continuous development. It can be categorized into three basic paradigms: digital manufacturing, digital-networked manufacturing, and new-generation intelligent manufacturing. New-generation intelligent manufacturing represents an in-depth integration of new-generation artificial intelligence (AI) technology and advanced manufacturing technology. It runs through every link in the full life-cycle of design, production, product, and service. The concept also relates to the optimization and integration of corresponding systems; the continuous improvement of enterprises’ product quality, performance, and service levels; and reduction in resources consumption. New-generation intelligent manufacturing acts as the core driving force of the new industrial revolution and will continue to be the main pathway for the transformation and upgrading of the manufacturing industry in the decades to come. Human-cyber-physical systems (HCPSs) reveal the technological mechanisms of new-generation intelligent manufacturing and can effectively guide related theoretical research and engineering practice. Given the sequential development, cross interaction, and iterative upgrading characteristics of the three basic paradigms of intelligent manufacturing, a technology roadmap for “parallel promotion and integrated development” should be developed in order to drive forward the intelligent transformation of the manufacturing industry in China.     

人机系统可靠性设计研究进展

目的 研究人机系统可靠性设计理论。方法 通过对可靠性概念的描述,进而对机械可靠性、人的可靠性、人机系统可靠性的研究现状、主要分析方法及应用等方面的文献进行梳理与综合分析。初步构建了人机系统可靠性设计研究框架。结论 指出人机系统可靠性设计的未来发展趋势,为该领域进一步的研究提供参考。     

智能汽车交互界面用户体验评估方法体系综述

目的 对智能汽车人机界面的相关研究进行综述,以总结归纳用户体验评估对象、评估指标和评估方法,从学术的角度建立智能汽车交互界面用户体验评估方法体系。方法 通过系统文献综述,对纳入系统综述的文献进行信息提取,从而得到基础数据;通过总结归纳的方式,进行数据分析。结果 分析了汽车数字化、智能化的发展趋势对汽车交互界面用户体验设计与评估的影响,从评估对象、评估指标、评估方法三个方面总结智能汽车领域用户体验研究进展。提出产品类型以及构成产品的产品要素（物理特征和虚拟要素）两个评估对象维度,基于人机系统优化层次重点阐述了安全、效能、感性体验三类评估指标,基于研究对象、方法属性和质量效率构建三个评估方法维度,为评估方法选择提供参考,并详细分析了不同研究中评估工具的应用。最后总结评估对象、评估指标以及评估方法,形成该领域的方法体系。结论 在智能汽车时代下,技术发展使汽车人机交互界面日趋复杂,用户体验评估被证明有利于提供反馈,以帮助开发者设计和改进产品并完成产品迭代。通过这种方法,可以为车辆开发人员提供有关如何进行成功的用户体验评估所需的理论知识和实践参考。