认知负荷在人机交互中的研究现状与发展趋势

人机交互过程中认知负荷的有效控制对于提高交互效率、安全性和用户满意度具有重要意义。为了厘清人机交互领域中认知负荷研究的脉络,同时为研究人员提供全面参考,通过整理与比对分析相关文献,对认知负荷和人机交互相关学术研究进行系统的回顾。从人机交互中认知负荷的类型、测量方法和相关研究变量3个维度对基于认知负荷的人机交互研究进行系统分析,并对每个维度进行了详细的论述;然后,对人机交互中认知负荷的应用研究进行了分析和归纳。最后,在对相关研究进行系统梳理的基础上提出了基于认知负荷的人机交互学术研究方向,以期为其他学者进行相关研究提供一定的思路和借鉴。     

基于认知负荷的人机交互数字界面设计和评价

复杂系统信息量大,信息结构复杂,容易造成数字界面设计与用户认知失衡, 文中针对这一问题,基于认知负荷的视角,展开了界面设计和评价研究以提高人-数字界面交互工效。从数字界面信息加工机制出发,结合认知资源有限理论和认知图式理论探讨了数字界面认知负荷的生成机理,提出了数字界面外在认知负荷、内在认知负荷和相关认知负荷的3个来源及相应的减少认知负荷的界面设计策略。将视觉搜索机制和眼动生理评估有效结合起来,提出了基于搜索深度-搜索广度和内敛度-发散度的数字界面眼动认知评价模型,在一定程度上实现了数字界面研究的认知根源挖掘和主客观统一。     

家用医疗器械人机交互界面研究

针对当今家用医疗器械操作界面存在的问题,鼓励进行人机交互界面设计,并提供了相应的设计指导原则,使其设计尽可能地创造一个简洁有效的人机界面,达到使用目的可供参考。     

基于人机交互的产品界面反馈信息研究

文中对人机交互的反馈信息中存在的问题展开研究。综合了人机交互和反馈两方面的理论,并借助系统设计以及用户体验的研究方法,提出了人机交互中的产品界面反馈信息应当遵循的设计方法。     

制造系统远程服务的人机交互界面研究与实现

针对制造业远程服务中的关键技术之一－人机交互界面问题，分析了远程服务界面的需求，提出并分析了3种满足需求的界面方案，即基于Internet的人机交互界面，多媒体人机交互界面和克服语言、文化障碍的人机交互界面。结合实例探讨了上述界面方案的实现技术，从而验证所提界面设计方案的有效性与可行性。     

基于认知负荷和遗传算法的医疗APP界面布局设计

为了优化医疗APP界面布局设计,降低使用者尤其是老年用户的认知负荷,提出基于认知负荷和遗传算法的APP界面布局设计方法。以医疗APP预约挂号界面为例,将使用者认知负荷结合界面布局设计原则后转化为指标,将两者之间的关系建模为适应度函数,借助遗传算法对医疗APP进行界面布局优化,进行可用性测试,从四个界面布局方案中选择出最优方案。经过认知负荷和遗传算法结合,得到优化后的界面布局在可用性指标上有明显提升,证明该方法在医疗APP界面布局设计应用的有效性。     

基于软件界面的智能手机人机交互连接

软件界面与人机交互,即研究与设计之间的相互作用.旨在利用人类因素、用户界面设计优化,提升可用性与便捷性.提出了六种智能手机的连接方法,优选了绘制图案法,针对该方法设计了6种交互界面,并通过定量分析得到最优界面设计,研究了人类与计算机设计在UI、UX和交互设计方面的密切联系.     

复杂系统人机交互界面的E-C映射模型

为解决复杂系统人机交互界面中用户出错而导致的任务失败、系统故障以及各种事故频繁发生等问题。对前人提出的出错分类方法以及试验方法进行探讨;从用户认知的角度,提出了复杂系统中人机交互界面的5种出错类型,分别是错误感知、注意失效、知觉混淆、记忆失误以及失手。对用户出错与认知之间存在相对应的关联性进行研究,建立每种出错类型的映射,证实其出错集与认知集存在着交织的映射关系。将5种出错类型按照认知加工进行合并,获得18个出错-认知组,从认知加工过程建立E-C(Error-Cognition)映射模型。以典型复杂系统行业的美国F35战斗机航电显示监控任务界面为例,提取信息显示方式的出错因子和出错类型表征,建立三者之间的映射关系。按照E-C映射模型对应的视觉感知和注意加工出错类型,建立监控任务过程中的出错-视觉感知子模型和出错-注意加工子模型,从而有效地验证复杂系统人机交互界面中用户出错与界面认知的研究模型。     

面向人机交互的数字孪生系统工业安全控制体系与关键技术

面向人机交互的数字孪生系统工业安全控制体系与技术是系统应用实施的重要支撑,为了突破数字孪生系统中人机交互的安全控制机制和若干关键技术,在分析面向人机交互的数字孪生系统特征的基础上,建立了面向人机交互的数字孪生系统工业安全与控制体系架构,提出数字孪生系统工业安全与控制机制,研究了系统工业安全与控制关键技术,包括人机远程安...     

汽车人机交互界面的适老化设计研究

通过调查问卷和深入访谈,获取老年驾驶员在驾驶汽车过程中的常见交互任务。选取试验车型,招募老年驾驶员进行实车试验,采集人机交互过程中的任务完成时间数据,结合SUS量表构建多元线性回归模型,分析自变量各项任务完成时间对因变量系统可用性的影响程度。在此基础上,扩大屏幕样本进行验证,横向比较4种典型车载屏幕中各项任务的操控绩效,结合眼动数据分析成因,得出结论。结果表明：首先,除空调设置外,老年驾驶员在驾驶过程中的各项人机交互任务完成时间均对系统可用性影响显著,其中,导航设置任务完成时间对系统可用性影响最大,播放电台影响其次,影响程度稍小的是观测时速与拨打电话;其次,搭载双联屏车型的人机交互系统可用性最高,更适合老年驾驶员使用;最后,分析出各项任务的影响因素与对应模块关系,并从功能、交互及界面3个方面提出适老化汽车人机交互界面的设计建议。     

一种中小型PLC控制系统人机交互界面解决方案

在简单介绍了PLC控制器特点的基础上,指出了目前中小规模PLC控制系统设计过程中人机交互界面的实施中存在的一个具体困难;以高等级沥青路面养护工程车加热控制系统的人机交互界面设计为例,给出了一种适用于中小规模PLC控制系统的实用有效的人机交互界面的解决方案。     

基于Internet/Intranet在线监测系统人机交互界面的设计与实现

结合基于Internet/Intranet在线监测系统远程人机交互图形界面特性与开发实例，该文着重阐述了在这种情况下用Flash技术进行在线监测系统人机交互图形界面设计的方法与实现方式，最后讨论了该技术的发展前景。     

基于分布式认知的人机交互资源模型

为协调人机交互中的信息需求和资源操作,综合分析了认知过程中的内外表征,提出一种基于分布式认知的资源模型.该模型用信息结构定义和组织各类信息资源,用交互策略配置资源的使用流程,并用智能体描述建模方法和实施策略.通过交互流程和用户界面,实现认知的外部化和表面化,降低了用户在人机交互中的认知负荷.通过一个计算机辅助手机键盘配色原型系统,验证了该模型在实际应用中的实用性与有效性.     

面向人机交互的眼动跟踪方法研究

针对患有严重身体残疾和行动不便的特殊人群难以与计算机进行交互的问题,对基于眼动跟踪的人机交互系统进行了研究,采用可穿戴式的系统硬件方案:将连接个人电脑的微型CCD摄像头通过3D打印成型的载具安装在普通眼镜上实现了眼图采集功能,运用基于梯度值和圆特性的改进的椭圆拟合方法检测定位瞳孔中心,并进行了基于二阶模型的注视点的标定,最终实现了对眼睛视线的跟踪检测。实验测试结果表明,该系统的水平方向视线检测误差和垂直方向视线检测误差分别在3.74%和5.34%,验证了所提出的眼动跟踪人机交互系统的可行性和有效性。     

基于虚拟现实技术的人机交互的研究

简要介绍了人机交互的重要性以及虚拟现实技术的概况,从认知心理学角度以及人机交互系统的输入、输出、操作等方面分析了虚拟现实人机交互的优点,展望了虚拟现实人机交互的发展前景。     

协同设计人机交互资源模型的研究

为研究计算机支持的协同设计系统中的人机交互模式,提出了协同设计人机交互资源模型.该资源模型中的信息资源既包含支持设计者本地工作的设计资源,又包括支持协同工作的协同资源.为降低设计者的认知负担,提出了协同设计系统中信息资源的优化配置原则,给出了如何配置协同资源以影响设计者本地的设计流程,以及降低设计者认知负担的策略.应用以上研究成果,改进了工厂设计系统中传统的配管设计人机交互模式,获取了降低设计者认知负担的配管设计人机交互新模式.     

网络监控服务系统中图形化人机交互界面的研究

针对制造设备网络监控服务系统(Web-MoniService)的人机交互特点,利用Java的相关技术,设计并实现了Web-MoniService的图形化人机交互界面,详细剖析了开发过程中所用到的关键技术,最后结合该图形化人机交互系统中的一个开发实例说明系统的开发过程。     

认知图式导向下动态可视化界面特征

数据的多样性决定了可视化界面的复杂性,如何将数据更好的表达出来供从业者进行相关的研究分析,也是当今数据可视化的难点之一.文中利用认知心理学中的相关理论对界面特征元素进行提取.从形态特征、语义特征两个层面入手,并结合图式等认知心理学理论,实现复杂数据动态可视化的快速理解,帮助从业者从动态可视化界面中快速抓取必要信息并做出相应的决策.