雷鋒網(wǎng)按：9 月 23 日-24 日，由中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)主辦的 ADL 學(xué)科前沿講習(xí)班《自然人機(jī)交互方法、技術(shù)與應(yīng)用》邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)人機(jī)交互領(lǐng)域的專家，從自然動(dòng)作的建模和優(yōu)化、觸覺交互的關(guān)鍵技術(shù)、認(rèn)知行為智能計(jì)算和交互自然性的心理學(xué)理論等方面對(duì)人機(jī)交互自然性的計(jì)算原理進(jìn)行剖析，涉及原理、方法、技術(shù)和應(yīng)用多方面的內(nèi)容。

9 月 24 日下午，中國(guó)科學(xué)院心理研究所研究院、博導(dǎo)、副所長(zhǎng)孫向紅主要從心理學(xué)的角度，分析了在人機(jī)交互領(lǐng)域，心理學(xué)研究的必要性和作用，以及人機(jī)系統(tǒng)中，要以人為重點(diǎn)，心理負(fù)荷又會(huì)帶來(lái)給人機(jī)交互帶來(lái)哪些影響。

講師介紹

講師孫向紅

活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，中國(guó)科學(xué)院心理研究所研究員、博導(dǎo)、副所長(zhǎng)孫向紅做了以《面向人機(jī)交互問題的心理學(xué)研究與啟示》為主題的課程分享。孫向紅目前還擔(dān)任中國(guó)心理學(xué)會(huì)理事，工程心理學(xué)專業(yè)委員會(huì)主任，中國(guó)人類工效學(xué)會(huì)副秘書長(zhǎng)、常務(wù)理事，中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)理事。她長(zhǎng)期從事工程心理學(xué)研究。研究領(lǐng)域集中在人心理學(xué)研究機(jī)界面設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、駕駛行為、心理負(fù)荷與情境意識(shí)等。

此外，雷鋒網(wǎng)了解到，她還獲得 2001 年度軍隊(duì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；2010 年度作為“中國(guó)軍人醫(yī)學(xué)與心理選撥系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)”的主要參與人獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，在核心期刊和國(guó)際會(huì)議上發(fā)表論文 30 多篇。

人機(jī)交互離不開“人”

人機(jī)交互跟人分不開，不管是什么樣的機(jī)器，最終都是由人來(lái)使用。人與工具的關(guān)系可以回溯到緣故時(shí)代，大家發(fā)明各類工具，想要提高工作效率。

從 19 世紀(jì)末到 20 世紀(jì)初，已經(jīng)有人開始進(jìn)行人機(jī)交互與心理學(xué)的研究，代表人物有泰勒、吉爾布雷思、閔斯特洛格。

泰勒在每個(gè)時(shí)間段，對(duì)大家使用鐵鍬時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行編碼，研究什么樣的動(dòng)作讓大家工作更有效率。

吉爾布雷思發(fā)現(xiàn)，搬磚工人每次都要先挑揀表面較光滑的磚塊，然后抹上泥，建造房屋，這樣勞損程度很高。于是，他將整個(gè)流程優(yōu)化，把工人分為兩組，一組專門挑揀磚塊，另一組專門固定磚塊，這使總體工作效率提高了 200%。

德國(guó)心理學(xué)家閔斯特洛格進(jìn)行了更為系統(tǒng)的理論分析。

二戰(zhàn)前，人們要去適應(yīng)機(jī)器。二戰(zhàn)期間，機(jī)器界面越來(lái)越復(fù)雜，例如開飛機(jī)，不是所有人都適合開發(fā)飛機(jī)，大家開始注重機(jī)器如何適應(yīng)人。二戰(zhàn)后，勞動(dòng)力進(jìn)入工廠，需要找到適合人來(lái)做的機(jī)器和設(shè)備。

所以，研究人和機(jī)器、環(huán)境的相互作用及其何合理結(jié)合，使設(shè)計(jì)的機(jī)器和環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理、心理等特點(diǎn)，從而達(dá)到在生產(chǎn)中提高安全、效率、健康和舒適。

人機(jī)界面從最早的勞動(dòng)符合轉(zhuǎn)向界面監(jiān)控，人機(jī)交互方式也從DOS命令，發(fā)展到 Windows 視窗，再到圖形界面。

左下圖為數(shù)控界面，盡管能清晰看到數(shù)字，但是無(wú)法得知數(shù)字變動(dòng)的過(guò)程。什么樣的界面更為合適也值得思考。

心理學(xué)研究的重點(diǎn)和作用

在人機(jī)交互領(lǐng)域，心理學(xué)研究的重點(diǎn)是人的能力與局限，以及人與產(chǎn)品和環(huán)境之間的相互關(guān)系，形成一套實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)與原則，用于指導(dǎo)好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)是人本身的特點(diǎn)（與工程相反，工程更偏重于技術(shù)的考慮），以及物品的設(shè)計(jì)如何影響人。

研究目標(biāo)：

保障安全，提高效率，包括提高使用的方便程度、減少失誤和促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展；

提高人員價(jià)值，包括改善安全性、減輕疲勞和壓力、增加舒適感、增大用戶的接受程度、增加對(duì)工作的滿意程度以及提高生活質(zhì)量。

其中涵蓋顯示界面和操作界面的人機(jī)交互問題。

例如，1979年美國(guó)三里島核泄漏事故中，發(fā)現(xiàn)了不少這樣的問題，如控制板設(shè)置不一致；重要的控制器難以夠到或許多顯示器難以看到；違背了刺激——反應(yīng)兼容性原則；組織和功能混淆。駕駛座艙內(nèi)的儀盤表，顯示界面上顯示的內(nèi)容，是否與個(gè)體心理預(yù)期一致，是否與系統(tǒng)的物理反應(yīng)一，等等。

人體測(cè)量學(xué)研究也是必要的，像座椅的高度、靠背等；終端屏幕角度、廣度、對(duì)比、顏色；是否符合視覺要求。設(shè)計(jì)要具有適應(yīng)不同個(gè)體的差異，具有可調(diào)節(jié)性；外在環(huán)境，如溫度、適度、空氣流動(dòng)、噪音、工作負(fù)荷等是否能使操作者達(dá)到最大工作狀態(tài)等。

人員選撥方面，需要評(píng)估認(rèn)為差錯(cuò)，根據(jù)這些差錯(cuò)進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)備設(shè)計(jì)和人員訓(xùn)練。

基礎(chǔ)研究用于探知個(gè)體行為背后的大腦技能，如腦電、功能性磁共振成像、生理反饋、眼動(dòng)等方法。

人因數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，為行業(yè)提供人因?qū)W規(guī)范。

人機(jī)是如何交互的？

人機(jī)系統(tǒng)是由人和機(jī)器組成的系統(tǒng)。

人機(jī)信息交換的基本模式，是從輸入到顯示器，傳達(dá)到人的五官，再到大腦進(jìn)行信息處理。如果信息傳送的非常順暢，顯示和控制也是正常的。如果不順暢，就容易出事故。

人機(jī)系統(tǒng)中整個(gè)交互過(guò)程，不只是一個(gè)動(dòng)作，會(huì)受到其他各方面因素的影響。

人機(jī)交互，除了人，產(chǎn)品、使用場(chǎng)景、文化背景、社會(huì)因素、用戶等，都會(huì)對(duì)用戶體驗(yàn)產(chǎn)生一定的影響。

人機(jī)系統(tǒng)中，需要以人為核心，重點(diǎn)考慮。

影響界面設(shè)計(jì)的因素包括：認(rèn)知因素、情感因素、特殊群體和特殊環(huán)境。

重視心理負(fù)荷的研究

心理負(fù)荷有必要重點(diǎn)考慮。它是指單位時(shí)間內(nèi)人承受的心理工作量，表現(xiàn)為認(rèn)知思維、判斷或情緒等符合。

心理負(fù)荷的研究是必要的。人機(jī)交互過(guò)程中，由于信息量增加，顯示和操作空間不足，系統(tǒng)復(fù)雜導(dǎo)致“失控感”增加，剩余資源減少導(dǎo)致處理突發(fā)事件的能力下降，這些都使得心理負(fù)荷問題日益突出。

同時(shí)，低負(fù)荷和高負(fù)荷現(xiàn)象增加，將影響健康狀況、工作動(dòng)機(jī)和工作態(tài)度。未來(lái)，心理負(fù)荷評(píng)測(cè)可成為人機(jī)交互自然性的重要指標(biāo)。

未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)包括注重揭示復(fù)雜行為認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制；注重對(duì)復(fù)雜行為的計(jì)算建模；注重于人工智能的深度融合；注重各種極端環(huán)境下的心理行為探討。

正如孫向紅提到的，談起人機(jī)交互，我們似乎總離不開技術(shù)，但“機(jī)器是無(wú)法取代人的”，而在人機(jī)交互中，人的因素更是最需要值得關(guān)注的。雷鋒網(wǎng)覺得對(duì)于一些交叉學(xué)科，像心理學(xué)的研究，也是人機(jī)交互領(lǐng)域中值得探索的方向。

CCF 還將推出更多 ADL課程。為了讓更多人機(jī)交互從業(yè)者、科研研究者們都能看到 CCF ADL 課程，人工智能培訓(xùn)平臺(tái) AI慕課學(xué)院獲 CCF 獨(dú)家線上視頻版權(quán)，雷鋒網(wǎng)作為獨(dú)家合作媒體，完整再現(xiàn)各路專家現(xiàn)場(chǎng)授課、交流的場(chǎng)景。觀看本次講習(xí)班完整視頻+PPT可戳：http://www.mooc.ai/course/170，或者掃描下圖二維碼觀看。

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