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。     

基于情境构建法的消防头盔设计

目的深入理解用户行为,挖掘用户需求,探究加强消防头盔安全性与高效性的设计方法。方法以消防头盔为设计研究对象,从使用者、产品及使用环境三者所构成的情境动态关系出发。首先通过信息获取,得出情境系统中有关问题情境的相关情境要素信息,接着在求解情境的对象操作层面,结合问题情境相关情境要素信息归纳使用者行为的关键性问题需求,最后在结果情境的目标状态层面对设计对象进行功能域、物理域及交互域的相关设计需求描述,并构建产品情境模型。结论将该模型运用于消防头盔方案设计中,并通过与以往方案的功能对比验证,表明了该方法的实用性及有效性。     

酒盒智能生产技术应用研究

针对传统酒盒制造设备无法满足高速生产需要,生产工艺无法实现高效自动化与智能化、检测分析与诊断等难题,中科天工武汉智能技术有限公司联合申仁包装印务有限责任公司等单位协同创新,研究了精品酒盒智能制造生产线的功能设计,开发了相关生产设备,并结合酒盒生产工艺,对酒盒生产现场的多种生产系统信号进行采集、分析、诊断,开发了对应的多源信号融合故障诊断系统,提升了酒盒生产涉及的工艺技术、装备的成型、定位、识别、检测等综合精度,满足柔性生产的需求。     

工业系统的智能交互模式及人因工效研究综述

随着物联网、CPS、大数据等技术的出现和发展,生产制造、航空驾驶、安全监控等工业系统已进入第四次工业革命的智能转型升级。目的 工业系统的智能交互模式与人因工效是人机协同共生的关键核心问题。方法 从工业制造的智能化转型、航空航天的人机协同、核电安全智能监控等多个重大行业背景出发,分析人—信息—物理系统智能交互的发展趋势;剖析工业智能背景下国内外人因工效测评技术、评价模型及多源指标关联性研究进展;梳理智能化工业系统的信息表征发展趋势及多通道交互研究方法。结论 从国内外研究综述表明,需要从多学科交叉融通的角度构建智能化工业系统的人机交互研究体系,这将极大地改善系统中的人（任务执行者）获取信息、知识推理、判断决策的认知绩效,达成智能交互的人机物闭环,实现人（自然人、机器人）、信息系统、物理系统的充分感知融合,即人机协同共生模式。     

新型高机动突击消防车的技术特点及社会效益探析

该文分析了危化品火灾对新型消防装备的迫切需求,介绍了一种新型高机动突击消防车。该装备具备高防护性、高机动性以及能实现遥控操作等特点,可以有效地防护救援人员生命安全,能快速到达火灾现场,近距离地实施精准灭火,从而大幅度降低危化品生产、存储、运输等高危场所应急救援损失。     

模块化智能头盔的应用设计研究

目的利用现代工业设计的方法和模块化的设计理念,设计一款为适应不同领域工作需求的功能型智能头盔。方法通过运用举例分析的方法,在充分考虑人机的基础上验证了模块化智能头盔的适用性。结论随着现代生产复杂性的提升以及智能芯片与传感器的发展,头盔的设计表现出越来越强的模块化、智能化的设计趋势。     

AIGC技术趋势下智能设计的现状与发展

目的 当前人工智能生成内容技术（AIGC）已步入全方位商业化阶段,AIGC正在成为智能设计的核心支持手段。为提高设计效率和设计质量,顺应人工智能时代不断变化的复杂设计需求,对AIGC支持下的智能设计方法进行综述。方法 通过文献研究,对AIGC技术的基本原理和主要特点进行深入分析,归纳出基于数据挖掘与分析、知识推理与学习、算法演化与模拟的智能设计方法,并得出数据预处理、语境感知调谐、跨模态交互设计、模型构建与评估、动态化学习与反馈优化等AIGC支持下智能设计的关键步骤。结果 AIGC在工业设计流程迭代、传媒创作人机深度融合和娱乐交互方式研发等领域对智能设计方法的变革具有重大意义。结论 对AIGC技术支持下的智能设计方法进行展望,得出虚实结合下的智能化数字孪生设计、全球协同下的智能设计社会变革、隐私安全需求下的交互反馈模式设计3个方面的趋势。     

“智造”背景下智能包装装备发展趋势

"智能制造"包含有五个方面,既产品智能化、生产方式智能化、服务智能化、管理智能化,以及装备智能化。智能制造装备是先进制造技术、信息技术以及人工智能技术在制造装备上的集成和深度融合,是实现高效、高品质、节能环保又安全可靠的生产下一代制造装备的可靠战略。智能装备具有以下几点特征:a.智能感知:设备或者仪表等传感器要具有自组织、自学习、自维护的感知能力,理解环境信息和自身信息,并进行分析和判断来规划自身行为和能力。     

基于情境感知的智慧农机管控系统交互设计研究

目的 探索情境感知在智慧农机管控系统交互设计中的应用,以期改善传统农机管控系统中信息感知效率低、缺乏智能服务等问题,为用户提供更好的使用体验,并为智慧农业类系统的设计开发提供参考。方法 梳理情境感知理论,总结归纳农机管控系统中的用户情境、作业情境、设备情境、环境情境这四类情境信息,分析其与农机管控系统各层次任务的对应关系,据此提出智慧农机管控系统交互设计策略,并结合用户体验五层次进行设计实施。结论 情境感知理论的运用不仅加强了系统对情境信息的感知能力,还便于深度挖掘用户需求,针对不同的情境服务采取合适的交互形式,既优化了农机作业的管控,又为用户提供精准、高效的服务,提高了系统智能程度和体验性。     

大数据背景下信息与交互设计的变革和发展

目的在大数据背景下,研究信息与交互设计在设计非物质化趋势、设计教育整合创新以及艺术和科学不断融合的过程中,其发展规律、信息与交互设计的发展思路。方法通过对比研究、案例分析的方法,在研究数字化、信息化和网络化的基础上,归纳出目前信息与交互设计领域有价值的实践和探索方式。结论在目前大数据研究的背景下,描述和预测信息与交互设计发展的理论和实践趋势,并从协同创新实践的角度阐述该领域的持续研究和探索部分参考点。     

阻燃预警智能涂层的研究进展

随着城市化进展的加快和高层建筑的增加,传统材料阻燃处理手段已无法满足消防安全需求,需要额外引入火灾预警系统.当今主流的商业火灾预警系统与建筑材料分离,往往需要较长时间才能实现预警,无法为火灾的及时扑救和人员撤离提供最佳时间,而实现火灾超早期预警的关键在于将火灾传感器与基体紧密结合.智能涂层是一种人造的、能够对外部刺激有...     

基于集成创新理论的城市主战消防车设计

目的 在城市消防救援任务日渐复杂的背景下,消防应急救援车辆使用功能需求更加细分,呈现出不同的功能形态和使用需求。为了应对复杂的城市抢险救援工作,通过设计一款城市主战消防车,满足消防车适用当前城市救援任务的需求。方法 以集成创新理论为指导,调研和分析国内外城市主战消防车的造型、乘员室以及器材的布置,总结国内此类车型存在的不足,提出消防车设计原则,并设计一款消防车进行论证分析。结论 采用集成创新设计,把现有的各种资源要素优化组合,进行创造性设计,能够显著提高消防车综合性能,更好地执行消防救灾灭火任务,减少社会财产损失,促进经济的平稳发展以及人们安定的生活。     

基于AHP层次分析法的履带式智能消防机器人设计研究

目的 建立消防机器人功能需求指标,将人工智能技术与消防机器人功能结合,设计一款具有无人机监测的智能履带式消防机器人。方法 通过文献研究、市场产品分析,运用KJ亲和图法建立消防机器人功能需求指标;通过问卷和访谈法及AHP层次分析法计算得出各功能指标的权重值,并完成一致性检验;再通过设计实践法从设计定位、设计效果图、结构分析、功能分析、人工智能技术应用、智能控制系统设计、数据模块分析步骤及界面UI设计等流程,完成智能消防机器人的设计实践。结论 得出消防机器人需求指标目标层1个、一级指标4个和二级指标13个,其中一级指标的重要排序为安全性、功能性、智能性和美学性,消防员对机体防爆性、机体耐火性、爬坡/越障/避障功能评级较高,同时希望具有智能分析火源、规划行走路径、无人机巡查等功能。将研究结论和设计实践相结合,设计了一款具有监测无人机的智能消防机器人,通过路空两种模式相互配合,无人机可巡查并规划路径、智能分析、定点监控和火情报警等功能,消防机器人可具有进入危险火场完成灭火和救援等功能。     

面向智能制造的数字仓储系统设计

目的 从设计的角度探究如何运用数字仓储系统满足智能制造发展需求的相关理论,以期为制造企业提供智能化生产服务.方法 运用文献研究和典型案例分析法,通过系统架构、管理模块、数据流等方面对数字仓储系统进行全面设计,揭示出数字化仓储技术与装备的功能特点,进而提出数字仓储系统实现路径.结果 数字仓储系统实现了对物料、成品从订单发出到在途、上架、入库、出库全流程的追踪监控,对仓储、物流资源进行了一体化管理,实现了智能制造信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行.结论 在智能制造的大环境下,数字仓储系统能够满足制造企业大规模定制生产要求,具备高柔性的全流程数字化管理模式,助推智能制造进一步发展.     

消防水炮射流运动轨迹模型与定位补偿方法

传统的喷洒水和气体灭火系统已不能满足大空间建筑场所的灭火要求,智能消防水炮已逐步成为高大空间和工业场合的灭火新设备.针对当前智能消防水炮射流灭火误差较大的问题,在考虑空气阻力的情况下,构建智能消防水炮射流运动轨迹模型,分析射流轨迹特性,求解初始仰射角,进行定位旋转角补偿.通过仿真实验完善和验证射流运动轨迹模型初始参数,以及它们之间相互约束关系;在实际试验环境下,对通过射流运动轨迹模型计算得到的初始仰射角进行分段修正补偿.实验结果表明,基于考虑空气阻力下的智能消防水炮射流运动轨迹模型的定位时间小于30s,射流落水点和火源中心偏差小于0.3m,射程误差满足国家标准,可为智能消防水炮的控制和研发提供借鉴.     

Integration of human behavioural aspects in a dynamic model for a manufacturing system

The computational simulation of human intelligent behaviour has been one of the main research topics in the artificial intelligence (AI) domain. Therefore, a great number of behavioural models were proposed considering emotional, cognitive and psychological factors to simulate the human behaviour in different domains such as military or manufacturing systems. In addition to psychological factors, the social state of a group of workers plays a critical role in rational decision-making, perception, human interaction, and human intelligence. Thus, it is judicious to analyse the workers’ behaviour at work and to integrate their needs and requirements in manufacturing systems models in order to improve the simulation accuracy. In this context, this paper suggests a graphical and a mathematical representation model of workers’ behaviours as well as the ties that can exist among them. The model is also extended to consider inter-worker social relations that can influence the individual performance.     

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。